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核能科普知識
淺談:核電環(huán)保的物理學解釋
時間:2010年07月30日 來源:海南日報 點擊量: 分享:

    4月25日,隨著昌江核電破土動工,結(jié)束了我省核電零的突破。但隨著項目開工,有關(guān)核電安全的疑問也隨之而來。為什么專家認為核電既是清潔又是“綠色”的?如何又能消弭切爾諾貝利核泄漏在公眾心中的陰影?有沒有一本通俗易懂的科普書籍來解釋?2009年出版的《未來總統(tǒng)的物理學》一書中基本上回答了這些問題。

    《未來總統(tǒng)的物理課》一書,是美國加州大學伯克利分校物理學教授穆勒為文科生開設(shè)的物理講義編輯而成,該課也成為伯克利分校為數(shù)不多的文科學生歡迎課程之一。話題涉及恐怖主義、核能、外層空間、全球變暖等。針對公眾對核能的恐懼,穆勒說:“盡管人們談核變色,但是核反應(yīng)堆絕不會像原子彈那樣爆炸。公眾對核能的恐懼很大程度上來自無知而不是知識。”其實,類似的情況在我國也一樣。例如,在百度上,類似“究竟核電站還是原子彈危害更大”之類的問答不乏其中,看來,核電作為清潔能源“正本清源”的工作仍很艱巨。

    也許公眾不了解的是,核電站靠什么做功發(fā)電?答案是蒸汽。這聽起來很奇怪,但這卻是事實。核電站工作原理就是通過核反應(yīng)將水加熱,產(chǎn)生蒸汽,蒸汽驅(qū)動渦輪,渦輪驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。燃煤或燃油電廠也用同樣方式運行,不同的是后者靠化石燃料而不是鈾來生熱。而通過核反應(yīng)堆加熱不會產(chǎn)生碳排放,這也是核電環(huán)保的原因之一。其實,核潛艇和核動力航母也是以核能加熱的蒸汽驅(qū)動作為動力。核電站真正與“核”唯一相關(guān)的部分,只是裝在厚厚金屬容器中的、安置在鋼筋混凝土建筑中的核反應(yīng)堆。其他裝置與普通電廠并無二致。

    另外,核電站與原子彈最大的不同是核原料的差異。盡管二者都以鈾為原料。但純度要求迥然不同。核電站用的核原料是天然鈾(99.3%的鈾238和0.7%的鈾235),而原子彈使用的原料是純鈾235。由于鈾238和235不同特性,使得核電站的反應(yīng)堆與原子彈不同。原子彈主要是利用鈾235的核裂變釋放出來的巨大能量來起到殺傷作用。而由于核電站反應(yīng)堆鈾238的作用,起到了緩和的作用,能量釋放被嚴格限制了。這也說明了為什么制造原子彈前必須分離濃縮鈾235的道理。所以,穆勒十分自信地認為,核反應(yīng)堆即使會爆炸,也只是像普通炸藥那樣爆炸,釋放出的是放射性廢料,而絕不會像原子彈那樣爆炸產(chǎn)生殺傷力,這是基于不容爭議的物理學常識。

    針對人類歷史上兩次的核電站事故,穆勒也提出了獨特的看法。以切爾諾貝利核電站反應(yīng)堆事故為例,部分是操作員失誤,部分是拙劣的設(shè)計。例如,切爾諾貝利核電站的核反應(yīng)堆周圍連包圍容器的建筑物都沒有,假如有一個,事故很可能一個人都不會死。對切爾諾貝利核事故4000人患癌癥的說法,穆勒也認為存在著一定夸大。因為也有很多原因不明的癌癥誘因,其中一點就是當?shù)厝说奈鼰熀托锞疲瑤缀醪豢赡苷J定任何一個當時患癌癥的人,都將其患病歸因于切爾諾貝利釋放的核輻射。

    穆勒最后說,隨著近年技術(shù)進步,反應(yīng)堆已經(jīng)比過去安全得多。如果核電站內(nèi)在安全保證能消減安全設(shè)施的費用,核電可以變得比石油甚至天然氣還便宜得多。

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