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核能科普知識
核電環保的物理學解釋
時間:2010年05月24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,結束了我省核電零的突破。但隨著項目開工,有關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《未來總統的物理學》一書中基本上回答了這些問題。

    《未來總統的物理課》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的物理講義編輯而成,該課也成為伯克利分校為數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將水加熱,產生蒸汽,蒸汽驅動渦輪,渦輪驅動發電機發電。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。而通過核反應堆加熱不會產生碳排放,這也是核電環保的原因之一。其實,核潛艇和核動力航母也是以核能加熱的蒸汽驅動作為動力。核電站真正與“核”唯一相關的部分,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堆事故為例,部分是操作員失誤,部分是拙劣的設計。例如,切爾諾貝利核電站的核反應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,其中一點就是當地人的吸煙和酗酒,幾乎不可能認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,隨著近年技術進步,反應堆已經比過去安全得多。如果核電站內在安全保證能消減安全設施的費用,核電可以變得比石油甚至天然氣還便宜得多。

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