眼看日本又地震了,关于日本兴建核电的安全性,又重新被国际提上了讨论。
出于担忧,许多人都认为日本在这个地震多发的地带不该修建核电站,这才是对全世界负责的行为;相对观点的人则认为,这对缺乏自然资源的日本来说过于不公平。
那么,核电站可能绝对安全,不惧怕地震吗?正巧,2023年12月6日,我国山东省威海市建成了全世界第一座第四代核能电站,并成功投入生产运营。
这便是号称“绝对安全”的荣成石岛湾核电站,全站共有三十六项指标位居世界第一,标志着中国核电站事业在国际社会上取得遥遥领先的地位。
第四代“绝对安全”的核电站落成,对于现代社会来说到底有着怎样的重大意义?为什么是中国山东,才能够成为实现这一意义的载体?颠覆认知的核能资源公元二十世纪初,时值资本主义世界第二次工业革命尾声,英美德日等国家依然在苦心钻研寻找更大规模、更高效率的新能源。
1911年,一位名叫卢瑟福的英国科学家首先提出了原子核的能量理论,他认为组成一切物质的原子,其内核也同样蕴含巨大能量。
以此为基础,大名鼎鼎的美国科学家爱因斯坦将这一理论继续深化,无形之中,一只属于人类文明的“潘多拉魔盒”就这样打开了。
在一代代科学家的努力下,终于在1938年完成了第一次核裂变实验,准确把握住了对核能的制取和使用。
但是,核能真的能够像煤炭石油那样供人无限制使用吗?就在人类首次完成核裂变实验的同一年,英法德意欧洲四大国的元首齐聚慕尼黑,通过会议决定将捷克斯洛伐克境内的苏台德地区割让给希特勒治下的纳粹德国。
在一次又一次的“绥靖政策”下,纳粹和法西斯势力得寸进尺,最终导致第二次世界大战的全面爆发。
因此,为特殊的时局考虑,核能最初的研发目的也毫无疑问地偏向军事战争领域。
如果让法西斯阵营率先研制出核能武器,那么对于全世界来说将是毁灭性的打击。
好在,以奥本海默为首的美国专家团队先人一步,拥有惊人威力的原子弹问世。
1945年,原子弹的成功使用果然加速了第二次世界大战的结束。
但与此同时,日本广岛上空的蘑菇云也让很多人对核能源感到深深的恐惧。
二战之后,恢复经济生产的世界没有放弃对核能的使用。
1954年,美国建立起历史上的第一座核电站,标志着核能商用时代的到来。
从理论上来说,核能是一种不产生污染危害的清洁能源,通过厂区中心核反应堆的不断运作提供源源不断的电能。
一种顷刻间就能将一座城市夷为平地的超级力量,同样也能应用到一座城市的生产建设中来。
从切尔诺贝利到福岛虽然和平年代依然存在大国之间的核武器竞争,虽然有些国家动不动就拿核武器当作威胁,但是从实际情况来看,核武器在实际战争中也确实只被使用过一次。
然而即便如此,为了经济发展而建设的核电站,同样存在足以毁天灭地的安全隐患。
1986年四月,前苏联乌克兰境内的切尔诺贝利核电站发生了迄今为止最可怕的一次核泄漏事件。
由于核电站内四号反应堆失火,导致急速膨胀的反应物发生爆炸,反应堆顶盖被巨大的冲击力顶开。
顷刻间,无数放射性物质喷射到核电站的天空中,并随着空气流动逐渐弥漫开来。
事件发生后,西欧很多国家都在自己国内检测到了空气中的放射性物质。
距离切尔诺贝利核电站最近的普里皮亚季全城搬迁废弃,方圆三十公里的土地不再适宜任何生物生存,泄漏的核心地区甚至需要上万年的时间恢复,接近二十万人终生遭受核辐射后遗症的折磨。
如果说切尔诺贝利这样的事故更大程度上归咎于人为的失误和处置不当,那么二十五年后的福岛核泄漏就是天灾的典型案例。
2011年三月,日本仙台市以东方向海域发生九级强震,地震伴着随之而来海啸席卷整个日本东北部,就连万里之外的夏威夷群岛都未能幸免。
而好巧不巧的是,就在地震发生时,位于日本东北海岸边的福岛县核电站中,有三座正在正常运行的反应堆。
地震一开始,有防震经验的核电站管理层立刻下令停止所有机器运转,并尽快关闭反应堆内的核裂变活动。
然而仅仅四十多分钟后,地震引发海啸浪潮就冲到了福岛第一核电站,不仅很多正在运行的设备根本来不及关闭,即便是已经关闭的另外三座反应堆,其防海啸围墙也仅有五米,而当天福岛海啸的高度是超乎预计的十四米。
差不多二十四个小时后,被海水冲刷浸泡一整天的反应堆终于撑不住了。
在多重压力下,三座反应堆先后发生爆炸,全部报废。
山东石岛湾核电站目前,只有切尔诺贝利和福岛两次核泄漏事故被定义为国际上最高的七级核事故。
但是这就像飞机失事一样,不管看起来它发生的概率有多么低,一旦发生对于这架飞机和飞机上的人来说基本上就是百分之百的毁灭。
而且同理,我们不能用彻底取消核电站的方式来解决这一问题,就像我们不能和因为飞机可能的失事问题就否定这一效率极高、作用巨大的交通工具。
就拿石岛湾核电站所在的山东省来说,作为我国的人口第二大省、经济第三强省,整个山东平均每年的用电量都接近七千亿千瓦时。
这个数字是什么概念?正如前文所说,作为一种清洁能源,核能不仅本身不产生污染气体,也不需要消耗自然资源。
而除了核能之外,风力和水力发电虽然也能起到环境保护的作用,但是效率大不如前者。
如果采用最传统的火电制取方式,七千亿千瓦时需要消耗的树木资源面积顶得上是434个西湖。
也就是说,正是因为石岛湾以及各种清洁发电方式的存在,每年可以起到这么大的资源节省作用。
所以,放弃核电站是万万不能的。
那么,在众多核电站中,我国山东的石岛湾核电站又是如何脱颖而出,成为最安全的那一座呢?这其中最困难也是最核心的技术攻关,就是核反应堆的冷却代替。
在传统的核电站中,作为主要功率输出的核反应堆每时每刻都在进行核裂变活动。
核裂变能够产生多么高的温度呢?具体数据就不必说了,我们只说它的具体概念。
前文讲到的那颗二战末期投在日本广岛的原子弹,爆炸的那一刻,离它最近的人和一切生命直接汽化。
不是烧死炸死,也不是辐射致死,而是生命体身上的所有水分在一瞬间蒸发,只留下最基本的碳基物质。
这就是核裂变的可怕力量,有这么一股力量天天踊跃活动,想要保证周围环境的安全,冷却是绝不可忽视的步骤。
一般来说,冷却剂最先想到的材料就是水。
在最初的几代核电站建设中,也确实是使用水来为核反应堆降温。
然而,水却也是核电站里最不稳定的隐患之一。
切尔诺贝利和福岛的核泄漏都与作为冷却剂的水有着很大关系,就是因为水流的特殊存在,大量放射性物质随着它们渗入地下或者蒸腾到空中。
正所谓“水无常形”,一旦反应堆中的物质混入水中,那么它们的去留就不是核电站的工作人员能够左右的了。
因此,第四代反应堆最核心的突破,就是将常规的冷却剂水换成了某种更稳定的中子材料。
这样一来,全新的冷却物质就包裹住了里面的反应堆。
从理论上讲,无论反应堆的温度再高、压力再大,甚至发生爆发,外面的这层牢牢锁住的中子链都不会放走一颗放射性物质。
这就是石岛湾核电站,也就是第四代核电站的技术核心——高温气冷堆。
有了冷却剂的创新提高,核电站的使用安全毫无疑问又上了一层更高的台阶。
然而,就像文章开头提到的那样,人类涉入核能源领域就像打开了一只充满未知的“潘多拉魔盒”。
只有先把握好技术,才能恰当地使用;而如果理论实践都没有把握好,换来的只可能是切尔诺贝利和福岛的教训。