核電站到底是不是環保與安全?為什麼日本有那麼多人反對?


謝邀。
在知乎網友中,專業搞核安全分析的應該不多。回答這個問題,對我來說是義不容辭的。下面我將儘可能拋開職業立場,從核電廠縱深防禦和多道安全屏障的設計理念、確定論和概率論結合的核安全分析和核燃料循環的過程來說明核電廠的安全和環保。最後,再簡單談一下為什麼有人贊同有人反對。

一.核電站到底是不是安全的?

  • 核電廠的縱深防禦和多道屏障

與常規電廠相比,核電廠獨特的危險在於「核輻射」,畢竟核輻射這玩意看不見摸不著、說不清道不明,值得給予更多的關注(關於核輻射的危害我在這裡回答過:對於核輻射,我們是不是被洗腦的那批人?)。為了實現「在核電廠里建立並維持一套有效、健全的防護措施,以保護工作人員、社會以及環境免遭放射性危害」的核安全總目標,核工業界吸取三里島事故、切爾諾貝利事故的經驗教訓,在核電廠設計、建造及運行的每一個環節上貫徹「縱深防禦原則(DEFENCE IN DEPTH)」,將對核輻射的防護從防止事故發生到發生事故後的應對分成五個不同的層次:

  1. 第一層次防禦的目的是防止偏離正常運行及防止系統失效。

  2. 第二層次防禦的目的是檢測和糾正偏離正常運行狀態,以防止預計運行事件升級為事故工況。

  3. 設置第三層次防禦是基於以下假定:儘管極少可能,某些預計運行事件或假設始發事件的升級仍有可能未被前一層次防禦所制止,而演變成一種較嚴重的事件。這些不大可能的事件在核動力廠設計基準中是可預計的,並且必須通過固有安全特性、故障安全設計、附加的設備和規程來控制這些事件的後果,使核動力廠在這些事件後達到穩定的、可接受的狀態。

  4. 第四層次防禦的目的是針對設計基準可能已被超過的嚴重事故的,並保證放射性釋放保持在盡實際可能的低。這一層次最重要的目的是保護包容功能。

  5. 第五層次,即最後層次防禦的目的是減輕可能由事故工況引起潛在的放射性物質釋放造成的放射性後果。這方面要求有適當裝備的應急控制中心及廠內、廠外應急響應計劃。

經過在核電數十年發展歷史中的不斷強化,「縱深防禦原則」已經成為了核安全的靈魂,應用在核電廠的各個方面。體現在核電廠設計上,最典型的就是「多道實體屏障」。鑒於世界上目前在役的核電廠大多是輕水堆(其中約70%是壓水堆,約30%是沸水堆),且我國以及世界上新建的核電廠基本上都是輕水堆中的壓水堆,因此下面以壓水堆為例介紹核電廠的多道安全屏障是如何防護工作人員和公眾以避免核輻射的:

第一道屏障是燃料芯塊及包殼:二氧化鈾被製成柱狀的陶瓷小塊(約成人的一節大拇指大小),然後這些小陶瓷塊(燃料芯塊)被封裝在一根3~4米長的鋯合金管(燃料棒包殼)內。正常情況下,絕大部分的固態和氣態放射性物質被容納在芯塊中,小部分氣態放射性物質會擴散到芯塊和包殼之間的間隙中;事故情況下,如果燃料芯塊和燃料棒沒有得到很好的冷卻,燃料芯塊和燃料棒可能會被燒毀、熔化(鋯合金的燒毀溫度約為1400攝氏度,燃料芯塊的熔點約2400攝氏度),這時放射性物質就會突破第一道屏障釋放出來。

第二道屏障是一迴路壓力邊界:幾萬根燃料棒被組裝在一起成為核反應堆的堆芯。核反應發生時,核裂變能變成熱能加熱燃料芯塊,然後傳導到包殼上;冷卻劑在流過堆芯冷卻包殼的同時自身被加熱,然後高溫高壓的冷卻劑進入蒸汽發生器傳熱管將蒸汽發生器傳熱管另一側(二迴路)的水加熱成蒸汽(這些蒸汽去汽輪機做功發電);完成換熱後的冷卻劑返回堆芯再次循環……在這個過程中冷卻劑的循環是封閉的(一迴路),將反應堆冷卻劑全部包容在內的壓力容器、一迴路主管道組成了一迴路壓力邊界。

第三道屏障是安全殼:安全殼是防止放射性物質釋放到環境中的最後一道屏障,是一個直徑約50米、高度約60米的鋼筋混凝土廠房(混凝土牆厚1米左右)。反應堆、冷卻劑系統的主要設備和主管道都藏在裡面。正常運行時,安全殼內維持一定的負壓,以避免可能從第一、二道屏障泄漏出來的放射性物質釋放到環境中;事故發生時,安全殼能夠承受4~5個大氣壓的壓力,阻止從第一道屏障、第二道屏障逃逸出來的放射性物質泄漏到環境中。

下圖為壓水堆核電廠三道安全屏障的示意【註:圖片來源於網路或培訓教材,版權屬原作者所有。下同。】:

下圖為壓水堆核電廠的原理和流程示意,其中紅色部分為一迴路,黃色部分為二迴路,藍色部分為最後的冷卻水源(海水、江水等)。從圖上可以看出,一迴路和二迴路之間通過傳熱管交換熱量,並沒有直接接觸;二迴路後冷卻水源之間同樣也沒有直接接觸:

下圖為壓水堆核電廠的原理和流程示意,其中紅色部分為一迴路,黃色部分為二迴路,藍色部分為最後的冷卻水源(海水、江水等)。從圖上可以看出,一迴路和二迴路之間通過傳熱管交換熱量,並沒有直接接觸;二迴路後冷卻水源之間同樣也沒有直接接觸:


下圖為壓水堆安全殼(反應堆廠房)剖面示意,可以看出,一迴路的主要設備和管道都被保護在安全殼裡面:

下圖為壓水堆核電廠主要廠房布置示意:

下圖為壓水堆核電廠主要廠房布置示意:


從上面的說明可以看出,多道實體屏障對放射性物質可能的釋放進行層層防護。一道防線,兩道防線,三道防線……在各種情況下可以有效的阻滯放射性物質向環境的釋放。

  • 核電廠安全分析方法和結果

實際上,對於核電廠的安全,「核輻射」是「後果」,「衰變熱」是「主因」。核電廠安全問題的特殊性和事故處理手段的複雜性一大半都是因為衰變熱的存在。舉個例子,我們用熱得快燒開水,水開了把電源關閉之後加熱棒就不會再發熱,我們可以放心的出門去看電影或逛街,不用擔心回家之後暖水瓶被燒乾、燒壞。而核反應堆呢,由於核衰變的原因,在反應堆停止運行之後的較長一段時間內,反應堆仍然會發出約1%功率的熱量。1%從比例上來說很小,但是一個發電功率一百萬千瓦的核電廠,其反應堆的發熱功率要到三百萬千瓦,1%就是三萬千瓦,一個熱得快功率一般在1000-1500W,那麼差不多就是兩三萬個熱得快。因此,在反應堆的設計上考慮了大量的措施(如輔助給水系統、餘熱排出系統、應急柴油發電機)提供持續的冷卻水源來冷卻這幾萬個熱得快。 這裡面涉及到核電廠設計上的兩個概念:「專設安全設施」和「安全級」。那些僅僅用於應付事故,不用於電廠正常發電的系統和設備被叫做「專設安全設施」;執行諸如長期餘熱排出、反應性控制、放射性物質包容等安全功能的系統、設備被定為「安全級」,而不執行安全功能的則為「非安全級」。核電廠專設安全設施和安全級系統、設備的設計嚴格遵循著單一故障準則、多樣性原則、獨立性原則、故障安全原則、定期試驗維修檢測等基本原則。比如,假設需要一台泵在事故情況下可靠地向反應堆注水,那麼在設計時會考慮設置兩台泵以滿足單一故障準則和冗餘的要求(保證壞了一台還有一台);此外,為了滿足多樣性,這兩台泵會設置成一台是氣動泵、一台是電動泵,並且最好是不同的廠家生產的,以免兩台泵同時壞了;如果不發生事故,這兩台泵在電廠正常運行的幾十年內是用不上的(沒有人希望出現必須使用它們的情況),為了保證在需要用到它們的時候能夠可靠地啟動起來,不在關鍵時刻拉稀擺帶,電廠在運行期間會對它們進行定期的實驗、維修、檢測……可以說,核電廠的安全從選址開始、到設計、建設、運行的每一個環節上上得到了不計成本的重視、重視和重視。(關於選址的考慮可見我在另一個問題中的回答:為什麼大多數核電站都在海邊,是為了最壞的情況發生的話,往海里排污染嗎?)

那麼,我們如何評價一個核電廠是否安全呢?在核電廠的安全評價上,一般有兩種方法論:確定論分析方法和概率論分析方法。

確定論方法主要是從系統失效的角度,假定事件已確定發生,按照設計上的要求,使用保守的假設分析核電廠系統的響應,得出該事件引起的放射性後果。舉例:假設核電廠正在滿功率運行,突然一根主要的管道在0秒內完全斷成了兩截,按照設計上的要求,相應的安全級的隔離閥在5秒之內關閉,安全級的泵在60秒之內將硼酸注入堆芯,在半個小時之內操縱員沒有任何動作……確定論方法基於以上的假設,使用計算機程序進行分析計算,得出放射性後果是否滿足要求的結論。實際上,管道不會突然斷成兩截,總會先發生泄漏、破裂,然後才會斷裂,在這個過程中操縱員有時間發現問題並提前解決;管道上除了隔離閥,還有調節閥,調節閥可靠性也很高,且調節閥動作時間可能更快,但不是安全級的,所以事故分析裡面不用;真實情況下,兩台泵可能在10秒之內就啟動了,但事故分析僅考慮一台泵(遵循上面說過的單一故障準則)——可以看出,確定論的分析假設是非常保守的。當然,確定論方法也有局限,那就是確定論方法分析的是設計上所考慮的最惡劣的事故,如管道突然斷了,泵突然壞了,電網停電了等,但是對於設計基準之外的事故,如日本島事故,xx年一遇的地震疊加xx年一遇的海嘯,完全超出了當年設計考慮的範圍。

與確定論方法互為補充的是概率論方法。概率論方法也叫概率風險評價(PSA),其在核電廠安全分析中的應用有很多:(1)提供系統性的分析,以確信設計符合總的安全目標;(2)證明整個設計是平衡的,沒有任何一個設施或假設始發事件對於總的風險會有過大的或明顯不確定的貢獻;(3) 確認核動力廠參數小的偏離不會引起核動力廠性能嚴重異常(陡邊效應),等等。其中,PSA分析的一個主要的目的就是向公眾提供感性的認識:核電廠的風險到底有多大。PSA分析的基本方法是這樣的:某個始發事件(還是用主管道斷裂為例)的發生概率為P1,事故發生後,隔離閥失效的概率是P2,緊接著控制閥也失效的概率是P3(由於隔離閥是安全級的,更可靠,因此P2會比P3小很多),泵啟動失敗的概率是P4,事故發生後操縱員可以做很多操作來緩解事故後果,但是由於操縱員呆了,坐著一動不動,這個概率是P5(這就是所謂的人因失誤,人因的概率實際上應該很小,因為操縱員都是久經培訓的,但在安全評價中,出於對「人」的不信任,會對P5取一個較大的值),這樣一連串的失效疊加在一起,可以得出該始發事件導致某道屏障(一般是第一、第二道)被突破的概率是P=(P1* P2* P3* P4*P5)。同樣的,對於另一個始發事件及其後續序列的發展也可以計算出一個失敗概率,所有始發事件導致的失敗概率加到一起,就可以得出一個核電廠的失敗概率。這種方法看上去很「玄」,但基於大量統計數據的基礎,核工業界對於各種失效概率的認識還算基本靠譜。對福島核電廠這一類上世紀七八十年代修建的核電廠的堆芯融化概率(CDF)的評價結果基本上是10e-4~10e-5/堆年量級。國際上目前在建、擬建的新一代核電廠的CDF值差不多是 10e-6~10e-7/堆年這個量級,安全性有了極大的提升。

  • 歷史上的核電事故及核安全文化

也許有人要問,「算出來」的結果表明核電廠這麼安全,那為什麼還是發生了三里島事故、切爾諾貝利事故、福島事故呢?我認為這正好說明了目前國際上主流核電廠堆型的安全性,以及核工業界不斷吸取經驗教訓,不斷提高對核安全的認識的過程。

先說切爾諾貝利。切爾諾貝利核電廠事故是到目前為止最惡劣、影響最大的核電事故。原因有三:1.切爾諾貝利反應堆的慢化劑是石墨,這種反應堆會爆炸,這是致命的設計缺陷;2.切爾諾貝利沒有安全殼(即上文介紹的壓水堆的第三道屏障),因此發生爆炸後,放射性塵雲直衝天際,然後進入大氣層平流層,最終降落到歐洲各地;3.官僚主義,違規操作是切爾諾貝利事故發生的直接原因。對於切爾諾貝利事故後死亡於核輻射的人口數量,國際核工業界和某知名環保組織給出的數據差異甚大。我個人對該環保組織的數據持保留意見。當然,不可否認的是切爾諾貝利事故讓烏克蘭大量的平民撤離故土,無家可歸。根源還是在於反應堆的設計缺陷。

再說三里島事故。三里島事故是核電廠第一個嚴重事故( 三里島核事故分級為5級,切爾諾貝利和福島為7級),其堆型正是目前世界上最主流的壓水堆。三里島事故的原因主要在於人的失誤:維修、實驗後該打開的閥門沒打開,發生事故後操縱員判斷失誤(實際上是失水卻錯以為是滿水,傻乎乎的開了閥門在那排啊排);結果就是第一道安全屏障失效(燃料棒融化了一半),第二道安全屏障上出現一個小破口,主要的放射性物質被第三道安全屏障(安全殼)容納著,有小部分釋放到環境中,造成了環境放射性超標、工作人員劑量超標,但是沒有人員傷亡,沒有群眾撤離。

最後說福島核事故。對於福島核事故,業內人士一般有種無話可說的感覺:這種事情也遇得到?!日本3?11的地震等級遠高於福島核電廠在四十年前設計時考慮的地震等級,但是電廠仍然成功停堆,說明電廠的抗震能力是高於設計要求的;設計者考慮到了海嘯,修建了7米的防波堤,但是這次的海嘯高達10餘米,淹沒了柴油發電機……電廠設計上還考慮了各種應急餘熱排出的手段,這些設施在事故後都成功發揮了作用,但是由於整個地區都陷入混亂中,電廠沒有及時得到外界的支援,業主又不願意儘早使用海水進行冷卻,結果就是燃料芯塊和燃料棒慢慢被融化,同時燃料棒的鋯合金和高溫水汽發生反應產生氫氣,氫氣聚集到廠房上部,由於一個電火花或者什麼,氫氣被點燃、爆炸,廠房被掀開,留下一個殘裸的框架展示在世人面前……儘管如此,福島核電廠的反應堆並沒有發生爆炸,對環境的放射性也遠低於切爾諾貝利事故,從事故後兩年多的情況來看,福島廠址之外的環境正在恢復正常。

福島核電廠最刺激公眾的就是從電視畫面上看到的1~4號機組「轟」、「轟」、「轟」、「轟」的氫氣爆炸,這種感官刺激極大加深了公眾的恐懼心理。如果福島事故同樣的災害(大地震+大海嘯)發生在中國國內的某個核電廠廠址上,我個人判斷最壞的後果可能是:反應堆燃料棒部分融化,安全殼保持完好,廠址周圍放射性後果出現一定程度的超標,周邊(10~20公里)公眾被組織撤離,電廠報廢,一定時間後廠址之外恢復正常的生產生活

福島事故是在當前核能復甦的浪潮下(發達國家在上世紀七八十年代修建的核電廠將陸續達到退役年限,需要補充新建建廠;中國、印度等發展中國家由於與經濟發展同步的能源需求和碳排放的壓力,也需要發展核電廠)對核工業界的一次警告,警示我們不要慌、不要忙,要考慮得更詳細、更全面。從另一面說,其實也可以給世人一點信心:最壞也就是這樣了。在這麼大的自然災害面前,沒因為核輻射死人,沒有對環境造成不可挽回的影響,其實也說明了核工業界之前在核安全問題上的努力並沒有白費。

核工業界在三里島事故和切爾諾貝利事故上汲取了很多經驗教訓,作出了一系列的設計改進,如研究氫氣風險、設置氫氣複合器,使用大型的乾式安全殼、為事故後的質能釋放和氫氣釋放提供更大的容納空間等等,最為關鍵的是:形成了一套「核安全高於一切」的核安全文化。前些年香港媒體曾爆料過國內某核電站發生「核泄漏」,隨後該核電廠對這起0級事件發表了情況說明:反應堆中有幾根燃料棒的包殼出現了裂紋,沒有對環境造成額外的放射性物質釋放。在通報監管當局後,反應堆重新啟動投入運行。這就好比一輛汽車在高速路上行駛著,由於速度超過了120km/h的限速,汽車發出了報警;對於其他行業來說,只要駕駛員松一松油門讓速度降到120km/h之下,報警信號消除後汽車接著往前開就可以了;對於核工業來說,聽到超速的報警信號(運行限值),駕駛員立即減速、靠邊、熄火停到應急車道上(運行規程和應急規程),向交警(監管當局)說明情況(事件報告制度),向車上的乘客(公眾)說明情況,檢查車況有沒有問題,檢查駕駛員是不是心情不好還是疲勞駕駛……排除一切問題後,點火,重新上路。核安全文化就是這樣發揮作用的。

總之,從技術的角度來說,核電站是足夠安全的。作為公眾,在了解核電廠的設計和運行特點之後,完全可以消除「核恐懼」心理。

二.核電廠到底是不是環保的?

第一,從碳排放(包括核電廠的運行以及整個核燃料循環過程)來說,核電是足夠清潔的。這方面已經有很多人知友給出了很好的回答,我不再冗述。

第二,乏燃料最終的處理有技術上或成本上的問題,但不至於成為否決核電的關鍵問題。選擇不同的核燃料循環模式,可以有不同的處理方式。

下面是一個核燃料循環的示意圖,引自WANO(世界核營運者協會)網站:

目前人類能夠利用的天然的易裂變材料主要就是鈾(準確說應該是天然鈾中的鈾-235)。天然鈾中99.3%為不易裂變鈾-238,鈾-235僅佔0.7%。通過鈾礦的挖采、精選、轉換、富集等一系列過程,被製成核燃料後(以二氧化鈾的形式存在),鈾-235的比例提升到約3%。在反應堆運行的過程中,發生了以下兩個反應(僅為示例):

目前人類能夠利用的天然的易裂變材料主要就是鈾(準確說應該是天然鈾中的鈾-235)。天然鈾中99.3%為不易裂變鈾-238,鈾-235僅佔0.7%。通過鈾礦的挖采、精選、轉換、富集等一系列過程,被製成核燃料後(以二氧化鈾的形式存在),鈾-235的比例提升到約3%。在反應堆運行的過程中,發生了以下兩個反應(僅為示例):

  • 反應堆內的裂變反應:

U-235﹢1n=Ba-141+Kr-92+3n
在這個過程中鈾-235作核燃料吸收中子裂變,鈾裂變時一般產生兩個中等質量的核,叫做初級裂變產物,這些不穩定的裂變產物進一步衰變成其他次級裂變產物;同時發出平均 2.5個中子,還釋放出約200兆電子伏的能量。

  • 反應堆內的俘獲反應:

U-238﹢ 1 n =U-239﹢γU-239→(β-23.5分)→Np-239→(β-2.35天)→Pu-239
這就是在反應堆中將鈾-238轉化為核燃料鈈-239的過程。
可以看出,在整個這個過程中,消耗了鈾-235,產生熱量以及各種裂變產物;部分鈾-238變成鈈-239,鈈-239也是易裂變材料,可以作出核燃料(MOX fuel),也可以提純製成武器級鈈。

對目前世界上幾種核燃料循環的模式分別說明一下:

⑴後處理—將反應堆中燒「乏」的燃料通過化工後處理過程將殘留的和新生成的燃料提取出來,經加工後再製成元件,重新返回堆中使用,構成完整核燃料循環,也稱「閉路循環」。
「後處理」的目的和任務是:①回收和凈化乏燃料中殘剩的和新產生的易裂變材料; ②回收和凈化未發生核反應的可轉換材料;③提取有用的放射性同位素和某些貴金屬材料;④便於更安全地處理和處置放射性廢物。
後處理可充分利用核燃料資源—以PWR為例,如果燃料「一次通過」,鈾資源利用僅0.37%;如果後處理並再循環一次,可省25%天然鈾;如果發展快增殖堆,則鈾資源的利用率可高達60%—70%。
後處理有利於核廢物的長期安全管理—乏燃料中某些裂變產物和次錒系產物既有很長的半衰期又對環保特別重要。通過後處理將其作為副產品分離,並經嬗變使之轉化為便於近地表處置的中短壽命放射性核素,或轉化成可利用的燃料,消除人們對發展核電的疑慮。

乏燃料後處理的產品回收率很高,且產品純度極高。後處理產品貴重,也不允許對環境有顯著排放,產品的總回收率大於99%,每一步操作的回收率大於99.9%。

⑵一次通過—讓乏燃料先暫時貯存,然後將其直接處置,不再經後處理。核燃料僅在反應堆中使用一次,又稱「開路循環」。

美國早期走的是「後處理」路線,後來一是因為國際鈾價越來越低,從乏燃料中回收鈾再不划算,二是為了推行「核不擴散」,以便作出「米國人民對世界人民負責任,不從乏燃料中提取鈈-239」的表率,因此改為對乏燃料深地質掩埋的策略。對於深地質掩埋,坦率的說尚在研究之中;從目前的研究結果來看,比較樂觀:掩埋的放射性物質能難從地底進入人類的生活圈。

⑶等著瞧—即當前先將乏燃料長期貯存著,等待時機成熟時再做出抉擇。一種權宜之計,而且將當代人的職責留存給後代人去負擔。

這其實是部分小國的策略:總共就幾座核電廠,每年產生幾十噸乏燃料,完全不值得去建立一套燃料循環的工業體系,因此選擇在水池裡面泡著,派人守著。

⑷PWR乏燃料直接在CANDU堆中利用,將壓水堆的乏燃料經簡單的高溫氧化揮發處理,再將粉末狀的二氧化鈾燒結成芯塊,製成CANDU堆燃料。

主要是加拿大在推行,因為他們的主要堆型就是CANDU堆。CANDU最大的優點是可以直接燒天然鈾,同樣可以燒壓水堆燒過的「爐渣」。

三.為什麼日本有那麼多人反對?
核能是一種普遍接受的發電能源。可是,被普遍接受不等於被所有人接受。接受的人有接受的理由,不接受的人有不接受的權利。一個人能否接受核能,與他能夠認知的核能對社會或個人的益處和他能夠接受的核能對社會或個人的風險有關。一個社會如何取捨核能,要看這個社會對核能的需求程度和能夠承擔的成本。
為什麼日本有那麼多人反對核電?我認為這不單純是一個技術問題。目前國際上各國能夠應用的核電技術都處於同一水平(美、日、法、德、韓等發達國家的核電技術都在一個層次上,其餘準備新建核電的國家多為引進),但是各國各有各的選擇:

  • 美國國內約三分之一電力為核電,目前正準備在國內新建核電廠,同時向其他國家出口核電技術;
  • 法國國內核電份額在80%左右,目前正在向各國出口核電廠;
  • 日本國內核電也很多,2011年發生了福島事故,今年聯合法國向土耳其出口核電成功;
  • 德國的核電技術也是一流的,目前先進的核電技術之一「歐洲壓水堆(EPR)」就是法、德聯合設計,但是德國已全面棄核;
  • 中國台灣之前建設了三個核電廠,目前廢核運動針對的核四廠採用的是GE公司的技術,1980年代籌建,1999年動工,之後在藍綠陣營的拔河之間,停工又復工,復工又停工……
  • 中國大陸自行發展了核電技術,同時進口了各種核電技術,目前正在努力出口核電技術……

大家的技術都差不多,有的國家廢核,有的國家興核,有的國家倒霉,有的國家發財……選擇不同是因為政治、經濟環境不同。

總結:

  1. 從技術的角度來說,核電站是足夠安全的。作為公眾,在了解核電廠的設計和運行特點之後,完全可以消除「核恐懼」心理。
  2. 與其他常規能源相比,不論是從碳排放的角度來說,還是從電廠運行對周邊環境的影響來看,核電站是環保的。核電是一種當之無愧的綠色能源。
  3. 具體某一個國家採取什麼樣的核能發展政策,不僅僅取決於技術因素,且更多取決於政治、經濟環境。

怒答這一題。我不懂核工程,可是我懂數據。下圖[1]給無視數據的人:

[1]

[1] http://www.the9billion.com/2011/03/24/death-rate-from-nuclear-power-vs-coal/

在我看來,這是你唯一需要知道的一張圖,如果你現在已經被說服了,請直接按「贊」不用往下看了。如果你還沒有被說服,我就試著來具體分析下什麼才是經濟上可行的、每單位產能傷害最少的能源科技

核能在安全性上完勝其他能源。只要有一點數據常識的人都能看到,核能在安全性上和傳統化石能源根本不在一個數量級。基於下圖(每萬億產能死亡人數),核能不僅僅是安全的能源,而且是最安全的能源。

[2]

[2] Deaths per TWH by energy source

什麼?你說切爾諾貝利核電站不是死了很多人嗎?自切爾諾貝利事件以來的20的二十年來,一共確認的死亡人數是多少?64個。什麼?你說那些受輻射的人怎麼算?聯合國輻射調查委員會(UN committee on radiation exposure)給出的估計是將有4000人未來死於輻射引起的癌症等。最高的估計是985000人(但是科學家都認為統計方法上有重大的缺陷)。出自有權威的科學研究機構的最高的未來癌症死亡人數估計是60000人(但也是基於現在認為有缺陷的統計模型Linear no-threshold model)。[3][4][5]

小結一下,大概是預測死亡人數4,000人,可信上限60,000人。注意這4000人還沒有死,只是預測死亡時間在2065年前。煤電每年致死的人數是16到250個切爾諾貝利.[6][7] 這還是在我們造切爾諾貝利所用的那種落後的RBMK reactors的前提下。新的核電站都已經採用了passive cooling loops完全排除了福田和切爾諾貝利式的泄露風險(具體技術分析可以看 @張曉華的答案)。

2012年福田核電站泄露死了多少人?0個。

1975年板橋水庫垮壩死了多少人?230,000人[8]。23萬人!對比死於核電的64個人(4,000人,或者6萬人),理性人反對水電的聲音是不是至少應該高過核電?

你覺得水電可怕嗎?我相信你的答案是否定的。同樣核電也不可怕。以上所有數據表明認為人們對於核電的懼怕高於水電的唯一原因是無知。

無形的輻射似乎總是要比那些因火電粉塵導致的肺癌或者水電垮壩淹死的風險更令我們害怕。

那些糾結核輻射的同學,請了解一下以下數據

  • 切爾諾貝利泄露輻射量20年間累計10-50 mSv
  • 福田泄露輻射量 1-15 mSv
  • 核工作者安全核輻射閾值 100-250 mSv
  • 自然背景輻射值 2mSv - 6 mSv/yr Background radiation

那些繼續糾結核廢料的同學,請看Penn Teller:Bullshit的節目(一個類似謠言粉碎機的節目)里有關於現代核廢料都是如何運輸和掩埋的介紹 https://www.youtube.com/watch?v=PV6aPBZerQU

那些繼續糾結核原料不可持續的同學,請了解一下一下數據:如果完全用核能代替煤電

  • uranium 存量約:50年
  • thorium存量約:250年
  • 煤存量約:300年
  • 如果算上可以從海水中提取的uranium存量:60,000年(目前不經濟可行)[9]

那些糾結核電是否經濟可行的同學,請看:

(數據基於美國,不代表中國的發電成本,但核電發電成本世界範圍內起伏不大)

(數據基於美國,不代表中國的發電成本,但核電發電成本世界範圍內起伏不大)

那些繼續糾結戰爭、政治安全、地震等自然災害的同學,我無法反駁你們的擔憂。但是,對核電的反對無疑會減緩煤電被淘汰的速度。我再強調一遍,煤電每年致死的人數是16到250個切爾諾貝利.[6][7] 在中國煤電安全性遠低於發達國家的背景下,這點尤甚:
因煤電導致的非正常死亡

  • US - 13,000 人每年 [10]
  • China - 2006 年的估計是 400,000,之後有上升 [11]

那些繼續糾結的人......


願理性和科學可以戰勝無知。

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[3]http://en.wikipedia.org/wiki/United_Nations_Scientific_Committee_on_the_Effects_of_Atomic_Radiation
[4]TORCH report
[5]Chernobyl disaster
[6]http://www.forbes.com/sites/jamesconca/2012/06/10/energys-deathprint-a-price-always-paid/
[7]Deaths by Energy Source in Forbes
[8]http://en.wikipedia.org/wiki/Banqiao_Dam
[9]http://www.scientificamerican.com/article/how-long-will-global-uranium-deposits-last/
[10]http://www.catf.us/fossil/problems/power_plants/existing/
[11] http://www.nytimes.com/2006/06/11/business/worldbusiness/11chinacoal.html?pagewanted=all


先說結論:同樣的發電量,火電造成的放射性污染遠比核電高!高得多!

100 萬千瓦的核電站: 每年耗鈾約 30 噸. 鈾的密度很高, 和黃金差不多, 30 噸鈾也就是家裡的大衣櫃那麼大, 一輛重型卡車就能拉走. 核燃料和核廢料的運輸和儲存都有極嚴格的程序, 除非發生事故, 想泄露點都是很難的. 核廢料最終會熔煉成類似玻璃的狀態, 用水泥之類包裹, 再深埋處理. 一年埋一個大衣櫃體積的核廢料, 真的不算多, 一家人一年扔掉的生活垃圾都遠不止這點體積.

100 萬千瓦的火電站: 火電排放大量的粉塵和 CO2 之類, 這些都不用說了. 每年耗煤 300 萬噸, 還用 30 噸重卡拉走的話, 就得 10 萬輛, 平均每天就得 300 輛了.

注意這裡還有個問題: 煤里也含有微量的鈾. 在中國, 煤的平均含鈾量大約 3 個 ppm, 也就是說 100 萬噸煤里就有 3 噸鈾, 300 萬噸煤里就是 9 噸. 這些鈾一部分隨著煙塵排放到大氣中, 一部分成了粉煤灰, 然後被加工成水泥、空心磚之類, 做了建築材料.

完了沒有? 沒完. 煤里還有另外一种放射性元素釷, 含量還要高一些, 在中國平均為 6~10ppm. 也就是說這個 100 萬千瓦的火電站每年消耗的 300 萬噸煤里含有 18~30 噸的釷. 這些釷也一樣, 要麼被排放到大氣中, 要麼做了建築材料.

這還不算, 煤里還含有微量的釙, 鐳等放射性元素, 雖然含量較少, 但它們的放射性還要強一些.

即使發生核事故, 也只是把數量少得多的放射性物質在短時間和小範圍內釋放出來而已.

火電所做的, 是把多得多的放射性物質在時間和空間上平攤到我們每個人頭上.


首先,當我看完斯圖爾德·布蘭德的最新力著《地球的法則》之後,自己由一名反核者變成了一位核能擁護者,核能上的事的確複雜,其目前的主要爭議就是在其安全性上。而關於這點的研究論述,布蘭德在該書的第四章節——「核電新篇章」做了非常詳細的實地調查,由此得出的研究結論也堪稱邏輯縝密,鞭辟入裡。這個章節挺長的,裡面的內容層層相扣,我在這裡」斷章取義「引述肯定會顯得漏洞百出,邏輯不嚴,效果也不會好,所以只能在這裡嚴重推薦大家去細讀此章節,值得強調的一點是,希望大家在看的時候尤其要去注意核能發展與氣候變化之間的聯繫。
「」關於氣候變化,知道得最多的人是最恐懼的。而對於核能源,知道得最多的人則是最沒有恐懼感的「,希望書中的這句話也會是你的觀後感。


中國反核的最常用理由是核電站的安全性。挺核的對此回復則如同上面的大多數回答:核電防禦時多道縱深的,事故可能性極低的;歷次核事故當中的問題如何如何低級,新的核電技術如何如何先進……
但是萬一人家問這幾個問題:多道縱深的防線在一次嚴重事故當中被突破的可能性是否存在;歷次核事故犯低級錯誤,新的核電站中能保證不犯么;嚴重核事故的場外排放風險是否為零?然後死皮賴臉來一句,你不能保證核泄漏為零,其實也就啞火了(至於概率問題,還可以回一句,我既不想被車撞死,也不想被隕石砸死)。
國外反核最常用的理由是兩個,一個是核廢料,一個是核武器問題。
挺核的最常見對核廢料處置的反駁則是後處理減少放射性廢物體積之類的,技術知識全面的還要來點分離嬗變之類的。但是萬一人家問這麼個問題,還是夠嗆:放射性後處理以後的高放廢物依然要放上萬年不泄露,就是分離嬗變策略也有巨量的放射性要管理,能保證安全么?
核武器和核武器擴散在很多國家,比如日本和德國,這是個政治正確問題,但是在中國不是。我就不討論了。

圈子兜回來,實際上就是這樣一個事實:核工業如果不能履行自己對核安全和核廢物的責任,那麼巨量的人工放射性會葬送核能這樣一種具備無限潛力的能源選項的有效性。
正如上面核電從業者所講的,核電是一種能量密度極高,穩定可靠的電源形式,沒有煤炭燃油的污染和物流壓力,沒有水電的移民問題(不出事的情況下),並且具有良好的資源能力和技術潛力,缺點就是巨量人工放射性的產生,需要妥善處理。
如果你信任核工業可以做到這一點,自然核電是安全和清潔的;如果不信任,那自然核電不是安全和清潔的,並且你可以將這種不信任延續到其他工業系統中去,從農藥化肥的濫用到危化品的管理,從工業污染到信息安全,諸如此類的工業副作用問題,然後請自覺採取環保綠色的生活方式——當然這對環保來說實在是沒啥意義就是了,對防止核電建在自家後院也是屁用沒有。

————————————————————————————————來點跑題的分割線---------
就反核來說關鍵還是利益,如果沒有足夠的利益驅動,在核工業的利益聯合體前面,這些反核都是螳臂當車的主兒。
若不是碧桂園等一票地產商起鬨,江門的核燃料項目怎麼會黃掉;若不是望江屬於安徽,拿不到江西彭澤核電的半點油水,哪裡來的老幹部集體上書最後請出個祖籍望江、搞過核武器卻反內陸核電的院士何祚庥;若不是為了收買綠黨和新能源集團,原本支持核電的默克爾幹嘛棄核……
所以呢,就國內而言我是不反對核電的,儘管從價格上核電對我就職的水電行業來講是有一定競爭關係的(西藏段的大水電送到廣東基本上干不過中廣核的電價),但是核電作為現代重工業的王冠之一,對工業上下游產業、國防等諸多方面的拉動巨大,本身也是優質資產——再說核電站也建不到到處是斷層的雲南和我那往地下打三公里都找不到基岩的老家來^_^
當然,對於日本人民反核的正義鬥爭我也是無比支持的,日本最好立馬關閉其全部核電站,放棄所有核工業設施的運行,放棄全部核燃料庫存,完善的解決其核廢物和核電站的退役問題,巴拉巴拉……


凱文·凱利(Kevin Kelly)用 What Technology Wants 的大量篇幅討論這個問題。反對核電的各位,不過都是 precautionist 的陳詞濫調。美國用轉基因作物最多的是拋棄科技的阿米什人。德國也只能在法國核電進口的前提下拋棄核電。

在第一個答案中,支持和反對 precautionism 的人都用交通安全作為比較。@陳浩 的意見是立即停車。停多久,他不知道,可能直到絕對安全。但是他忘了,在國道和城市裡停車可以,因為在這輛車的停車處,還有一個包圍它的科技圈可以維持乘客的安全。但是核電和能源問題解決的是整個人類的發展問題。換句話說,停掉核電,相當於在荒漠中停車,沙漠中的一輛車停下來了,中途是荒漠,老人小孩需要照顧,人們需要食物。車子有不安全因素,很低。這個時候,你作為決策者堅持不開車,說好了是 precautionism,跨過一步就是優柔寡斷,置全部人於死地。


福島的事之後,不僅是日本,德國也反對聲音非常高,德國還率先成為首個承諾不再使用核能的主要工業國家。(不過據說德國能源過剩,電網發電能力只用了75%左右,所以不像日本政府那麼壓力大)

核電的環保性是公認的。核電是維持電網運行的 "基本負荷" 電站的最佳來源, 而且絕少碳排放, 是很環保的電力來源。

大多數人,包括德國人和日本人擔心的是萬一發生大地震之類的災難而導致的核污染問題。這與其說是環保問題,更偏向安全問題。

核電站的安全性也是有保證的, 根據 IAEA 統計, 全世界核電站一共運行了 12700 堆年, 只發生了兩起重大事故. (核電主要事故列表 http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_and_radiation_accidents 根據INES等級定義 http://en.wikipedia.org/wiki/International_Nuclear_Events_Scale ,算得上嚴重的事故只有Chernobyl和福島這2次,等級為7)。造成實質傷害的切爾諾貝利事故還是人為失誤和設計缺陷造成的, 其他的事故對周圍環境沒有造成負面影響.
而水電單位發電量造成的死亡人數是核電的 100 倍, 煤電是核電的 40 倍.(http://voices.yahoo.com/relative-dangers-nuclear-power-516876.html?cat=27),再附2個發電方法傷亡對比資料:http://www.physics.isu.edu/radinf/np-risk.htm http://nextbigfuture.com/2011/03/deaths-per-twh-by-energy-source.html 。核電站周圍的放射性比煤電還要小,當煤燃燒變成飛塵後, 鈾和釷的濃度更是提高到十倍(http://www.cejournal.net/?p=227), 燒煤還產生其它更多有害氣體, 遠比輻射的危害更大.

一些 NGO 其實反對一切發電方法, 在他們看來一旦一個能源來源成為主流就是他們攻擊的目標, 只有不發電在他們看來才是對的。

對於運行了 40 年歷史的福島核電站來說, 如果不是碰上罕見的大地震也本不會發生事故, 實際上現在也不用太擔心。關於福島帶來的污染影響,可以看看:

http://hardware.solidot.org/article.pl?sid=12/07/19/0546201from=rss
http://science.solidot.org/article.pl?sid=11/04/09/1525258amp;from=rss
http://science.solidot.org/article.pl?sid=11/04/09/0121255amp;from=rss
http://www.immusoul.com/archives/1729.html
http://www.v2ex.com/t/9714

根據世界核能協會2012年8月的數據(http://www.world-nuclear.org/info/inf17.html),全世界31個國家有435座工作反應堆。其中日本54座反應堆,可能不會再繼續建造;德國有17座反應堆,它已經宣布在2022年放棄核電;比利時有7座反應堆,如果有替代能源它計劃在2025年終止核電;瑞士有五座反應堆,它不再建造新反應堆;法國新總統 Francois Hollande上任後出人意料的宣布將降低核電比例,它可能在2020年代中期關閉58座反應堆中的24座。總計將有107座核反應堆會在未來消失。但與此同時,中國正在建造26座反應堆,計劃建造更多;印度正在建7座,計劃20座;韓國計劃建造9座;俄羅斯正在建造10座,還有14座計劃中。如果將計劃建造的數量考慮在內,新增反應堆將抵消退役淘汰的反應堆數量,全球核電比例會繼續上升。

最後我想說,一項技術要是真的危險又不環保,當初就不會投入使用了,甚至連研發都會備受爭議難以進展。核電都老早就實用了,還運行了那麼多年了,一定是解決了所有顧慮和問題的。
我常對我爸爸說「你以為科學家們都是傻子,連你想到的問題都沒想到嗎」


首先,核電是環保的。為什麼這麼說,是相對火電來講的。它比起火電的高污染高能耗、風電水電太陽能技術的不成熟和局限性,是人類對於緩解能源消耗的一個答案。雖然這個答案不完美。
其次,在核電技術的處理上,尤其是核廢料的處理上還有不成熟的憂慮。
再次,核電是一張政治牌,它所蘊含的問題往往超過了經濟範疇。
最後,能源問題可能沒有最優解決方案,能夠改變這些的,或許只有科技發展。


答案都答非所問。
原發事故以及小泉首相的原發零口號,大部分原因是核廢棄物處理,當然現在的福島核電站一直存在核泄漏,日本政府又想掩蓋也是部分原因。
我現在在日本生活。福島核電站泄漏的那次311地震叫做「東日本大地震」,核電站泄漏叫做「原發事故」。
轉述新聞和日本人主張廢核的理由:核發電製造的核廢棄物需要幾百萬年都不能分解,全世界都採用填埋法。日本的土地是私有,目前儘管政府出資高價,但很難募集到願意賣地給政府填埋核廢棄物的國民。想賣給國家也會被周圍的土地擁有者反對起訴。(日本土地是規定地面深度多少米屬於個人)填埋的核廢棄物的化學成分會滲透土壤侵入別人的土地,很難檢測,所以即使你願意賣給國家,也會因為被鄰居起訴放棄。
但是,核廢棄物需要存放阿!!於是核發電被日本國民嘲諷為「沒有紙巾的廁所」,開始被叫停,或者說無法繼續。
所以,福島事故只是一個國民開始關注核發電的誘因,(安全問題是技術層面的,據說日本核電站是防震七級。福島核電站的事故震級九級。)它不是目前廢核的理由。世界叫停核發電和安全性沒有多大關係(可以說核發電是很安全的。)原因只是核廢棄物處理問題。
ps不是理科生,日本新聞報紙媒體的話照搬。
日本為此想到了製作存放核廢棄物的箱子,但是廢棄物是無法分解的只會越來越多,所以被否決了。
至於深海日本多地震更不可能。。。


先看一條新聞
福島核電站除污作業被指偷工減料 當局展開調查 http://finance.sina.com.hk/news/-18-5542801/1.html
我不去懷疑張曉華的數據和理論,我想問張曉華:怎麼保證所有的理論屏障都能落實到位?怎麼保證工作人員不會發生三里島事件中的瀆職問題?這和你的理論很遠,但和核電站的安全很近。就以安全殻為例,怎麼保證混凝土合格?另外怎麼保證構建這套理論的基礎是正確的(地震前為什麼固執的認為福島不會發生超過七米的海嘯?地震後我們的理論體系是不是還有很多類似的東西沒有考慮到?)僅僅靠幾組數字、幾個公式就說核電站是安全的無異於癡人說夢,僅僅靠幾組數字、幾個公式就想阻止災難的發生無異於螳臂當車。

要知道,理論終究是要和實際,是要和人沾邊的,核電終究是要和錢沾邊的。這東西一旦和人沾邊,和錢沾邊就不是公式能解釋的了。


核電站的安全和環保我不適合回答,但是日本人為何反對核電,我可以說一說。

事實:
說世界人民對核電太苛刻,我不認同。
世界範圍的反核浪潮,總是在事故之後。
換而言之,人民總是信任專家的,直到現實狠狠地扇了大家的嘴巴。

311 那段時間我在東京,家人也在。老婆孩子暴露於爐心熔毀的風險之下。
當東京的地下水核輻射超標的時候,NHK 和 TBS 的專家在母親是否可哺乳的問題上,公開發表相反意見。
有了這種經歷,你才能認識到核電站事故的恐怖。
才會明白:並非是普通民眾信任專家不夠,而是恰恰相反,他們太過信任專家了。

一個會影響到自己寶寶哺乳和今後健康的問題,
怎麼平時就不保持關心和質疑,事到臨頭卻無從判斷了呢?

而且,這並非日本人特別的擔心。

三里島事故之後,雖然在建,但是美國就沒有能成功的在本土建成哪怕一個新的核電站。
http://ja.wikipedia.org/wiki/原子力撤廃#.E3.82.A2.E3.83.A1.E3.83.AA.E3.82.AB

核電領域技術領先利益巨大的法國,也開始轉向,支持限核廢核的政黨當選。
http://ja.wikipedia.org/wiki/原子力撤廃#.E3.83.95.E3.83.A9.E3.83.B3.E3.82.B9

風險:
首先,無論專家們的東西看似有多理性,請不要忘記,是人,都會撒謊
(理性裝逼犯們,豪斯醫生都白看了?)
而且,當利益牽扯其中的時候,就更容易撒謊。

當然,真實情況不會這麼簡單直接。

福島就是個絕佳的例子。當地人民自然是強烈反對核電的,除非達非常高的安全水準。
村民的要求是合理的。因為一旦出現事故,對當地居住環境的破壞是半永久性的。

所以,相關的利益集團除了給予利益,也做出了類似"安全級別足夠高,不會有事情"的保證。
而實際上?這種保證是建立在 7 級地震和 7 米海嘯的前提之下的。

這個安全標準應該說是沒有足夠依據的。據當時的資料,更多是拍腦袋( n 級地震多少年一遇,卻沒有考慮到福島地區的地震周期)和成本的考慮。
- 這裡的扯淡之處是:短期的地震都是不可預測的。誰又能預測福島這個不安定的地區未來幾十年間的地震呢?那安全保證從何而來?

無論如何,福島居民當時還是做了一個穩賺不賠的買賣:迎接核電帶來經濟效益,而且,還足夠"安全"。

可惜,預測微小的風險累計了足夠長的時間之後的結果,接近神的職責了,又豈是專家可以保證的?
雖然,你可以爭辯說,專家們接近成功:311 前,福島馬上要退役。不過,出事情之前,東電決定延長福島核電站的服役

所以,核電站安全絕對不是簡單的技術問題

專家的技術性結論,僅僅是一堆限定條件下的推演。離切實的保障安全,還差得遠。

核電站是否安全的結果中,摻雜了人性,利益,概率,甚至土地所有制等太多因素。

當以永久搬離故土為代價,當以後代的健康為代價的時候。。。
僅僅以技術判斷風險?
就太傻太天真了。
(日本的土地私有制幾乎近千年來維持的很好,沒有徹底的洗牌)

機遇
廢止核電站帶來的電費上漲和對 GDP 的抑制日本已經有多種精確的估算。
具體而言,每家每個月的電費會上漲 4000 到 8000 日元。

但是,這也是推動各種節能技術的機會。比如隔熱效果更好的建築設計等等。

另外,雖然可再生能源還不足以支撐人類的電力消費,但是他們會獲得更充足的研究和發展的經費。

而且,一些新的能源使用策略也出現了,比如利用核電作為電網的預備電力。減少稼動時間來避免風險。

最後的話
說了這麼長,簡而言之,其實就是你怎麼對待"專家意見"的問題。

不信?有反智的嫌疑。
相信?事實卻會來打臉。

不過我相信這並非悖論,如果我們可以做到兩點:

1
是對專家採取獨立於利益之外的監管。
對專家意見,需要更清晰的解釋(為何防波堤只有 7 米?)和超脫於利益的,足以對抗的智力。

2
大眾和媒體的持續關注和質疑。
福島之後,日本民眾也發現日本的核監管機構有很多問題。
而且,即使利益上獨立的監管機構,也不能代替你站在你哺乳期孩子的立場上考慮問題。
好在大眾和媒體還可以直接監督,是的,這非不可能。 311 後,日本媒體對整個福島事故的報道簡明到幾乎任何一個上班族都可以看懂。

那麼,
在中國,有利益上足夠超脫的監管機構?
有足夠公開透明的報道?民眾有清晰的監督意識?
如果沒有,何妨先把這兩者加強之後,再決定是否建設核電?

否則,即使不考慮專業技能的瑕疵,專家仍然不可信。
因為,人不可信。

利益牽扯其中的複雜組織?

就更不可信。

PS
這個答案,同樣適用於中國的醫患關係。


NHK在福島核事故之前和之後都做過很多關於核電的負面紀錄片,道蘭字幕組也翻譯了其中很多的幾集。總結起來就是:1、日本的核電發展歷程很特殊,政府、商社是主要推動者,懂核電的科學家並未能在上世紀六七十年代發揮其應有的作用。2、初期的核電站都是GE的馬克I型沸水堆之類的老堆,就算不出像福島一樣的事故,退役核電站的拆解也是很大的麻煩(這也是世界核電業的麻煩)。
有耐心的知友可以看看以下兩部視頻
視頻封面[NHK][紀錄片]日本原子能政策秘史(上集)被遺棄的慎重論視頻
視頻封面[NHK][紀錄片]日本原子能政策秘史(下集)安全神話的誕生視頻


個人持反對意見。

前面有人提到環保性和安全性,不明白為什麼某些選擇性忽略事實的答案能被頂到高票。

說到安全性核電站的安全隱患不僅僅在於核爆炸。除了眾所周知的切爾諾貝利和福島事故(如@金釗立 答案中所說,目前唯二的「嚴重事故」),還有一些別的例子,如[1][2]:

In 1979, at the Three Mile Island facility in Pennsylvania, the top half of the uranium fuel rods melted when water to one reactor was cut off in error. A small amount of radioactive material escaped into the immediate area before the error was discovered.

這是1979年發生在賓夕法尼亞的一次嚴重核泄漏事故,屬於「沒有對周圍環境產出嚴重影響」其他事件。此例足以說明核電站的安全隱患並不小,不能因為沒有導致人員傷亡就認為這種事故無關輕重。

說到環保性:核電站最大的環保問題,不是碳排放,更不是輻射,而是核廢料的處理。目前對於核廢料的處理主要有回收掩埋兩種方式[3]。其中回收的方式成本十分高昂,目前對於核廢料回收的國家僅有日本、英國、法國、俄羅斯及印度[4]。美國則於上世紀70年代由於成本過於高昂取消了對於核廢料的回收[5]。況且各國由於財力[6]或技術限制[7]並不能做到完全回收利用。

掩埋方式不詳細說,放射性物質不會因為你埋的深就變成別的物質。

回收(nuclear reprocessing)的方法看似環保,實際並不然。首先成本高昂,不僅需要各種原料的費用,還需要各種安全設備(回收的第一步是檢測,具體方式可參考本人之前答過的一題
如何測量核廢料中排出含鈾廢液中鈾的含量?http://www.zhihu.com/question/20238094/answer/14978260);當時設計出來的預算大約為200萬英鎊/年,約合人民幣2000萬/年。需要注意的是這僅僅是一個探針對於一種元素(鈾)的檢測設備,若是拓展到其他各項指標,成本將會非常驚人。

其次回收的過程中會使用或產生對環境不利的原料,比如濃硝酸(用於溶解燃料棒),各種重金屬化合物,這些都不算環保問題嗎?

第三,回收的效率非常低。在置換燃料棒的時候大約留有96%的放射性元素[8]。

第四,核能為不可再生能源,以鈾為例,世界目前的儲量大約夠用200年[9][10],且預計在2030年左右價格會變為目前的2倍,屆時核電站的成本將再次上升。

*[10]的來源為BBC news,非正規科學文獻。

[1]http://www.need.org/needpdf/infobook_activities/SecInfo/UraniumS.pdf
[2]http://en.wikipedia.org/wiki/Three_Mile_Island_accident
[3]http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_waste
[4]Society, E. N. Reprocessing plants, world-wide. http://www.euronuclear.org/info/
encyclopedia/r/reprocessing-plants-ww.htm
[5]Borges Silverio, L.; Lamas, W. d. Q., An analysis of development and research on spent
nuclear fuel reprocessing. Energy Policy 2011, 39 (1), 281-289.
[6]http://www.wise-uranium.org/nfccr.html
[7]http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reprocessing#Economics
[8]http://www.world-nuclear.org/info/inf69.html
[9] Bryan SA, TG Levitskaia, AJ Casella, JM Peterson, AM Johnsen, AM Lines, and EM Thomas. 2011. "Spectroscopic On-Line Monitoring for Process Control and Safeguarding of Radiochemical Streams in Nuclear Fuel Reprocessing Facilities." In Advanced Separation Techniques for Nuclear Fuel Reprocessing and Radioactive Waste Treatment: Woodhead Publishing Series in Energy No. 2, ed. KL Nash and GJ Lumetta. Woodhead Publishing, Cambridge, United Kingdom.
[10]http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/647981.stm


我覺得你該看看福島地震以後民眾的生活,很多人被迫撤離家園,繼續留守的也是非常艱難。
就不說以後的影響單說現在就夠嗆了啊,東京電力的人去謝罪被罵個犢子形都不敢抬頭!


其實說核電站環保就跟說飛機安全一樣
大家都明白,但大家都怕
核電站是環保,一出事就很嚴重
飛機是很安全,一出事誰都跑不掉
歸根結底是源於恐懼,這種恐懼不以人民素質高低為轉移


我也是堅決的反核者

幾個知友都在糾結地震等自然災害和人為的操作失誤上,我覺得這兩點基本上可以通過嚴密的設計規劃和完備的制度建設把風險降到一個非常可控的地步---------但是居然沒有一個知友提到戰爭對於核電站的危險。

我個人認為自然和制度的風險是可合理預見和及時規避的,但是類似戰爭這種人性政治性的東西根本沒有辦法去做預見------你們可以說通過某項技術把地震對於核電站的危險降到萬分之一,通過某項制度的改進把人為失誤對於核電站的事故發生率降到億分之一-------但世界沒有哪個政府敢說自己國家在未來的幾百年內發生外戰或者內亂(包括恐怖主義)的概率低於哪怕百分之一的,因為這根本沒法預測。

任何國家的能源設施在現代戰爭當中絕對是優先順序非常高的被打擊目標------水利大壩(大家可以去網上搜搜我國為了保護三峽大壩所配備的防禦力量),風火電廠,石油設施,全是如此,作為產能大戶的核電站也不能免俗,現在沒有核電站在戰爭當中被打擊,只是因為那些有核電站的國家沒有陷入嚴重的本土戰爭危機而已,但絕沒有人敢保證在今後的日子裡它們也能夠和戰爭絕緣。

其實西方對於朝鮮,伊朗的建核電站的擔心很大一部分是因為這些國家建的了核電站,卻沒有對應的國防力量和情報能力去保護核電站免受戰爭,內亂和恐怖主義的破壞---------而這兩個國家所表現出的政治外交侵略性使得它們在可預見的將來發生戰爭,內亂的又相當相當之高-------就像一個普通射擊運動員喜歡拿著一把好槍在一群殺手面前顯擺一樣。敵對國家/恐怖分子甚至都不用直接拿核彈去炸它們(這樣做道德風險和輿論壓力實在太大),直接丟引信即可,別以為屏蔽層就是黃眉老妖的金缽,真有材料針對性的導彈和能打到核電站,這玩意依舊和紙糊的一樣。

可能有人會說,戰爭一開始,我就把核電站關掉就可以啊

以能源、電力對於現代戰爭的重要性而言,核電比例40%左右的國家如果戰爭一打響就關核電站,和直接投降沒啥區別了。

以能源、電力對於現代戰爭的重要性而言,核電比例40%左右的國家如果戰爭一打響就關核電站,和直接投降沒啥區別了。

所以在我心中,如果要用核電必須滿足以下幾個條件,缺一不可

1.需要滿足像其他知友所說的起碼的內部安全保證。

2國家有足夠的軍事力量或者依靠別國的的軍事力量保護核電站不會遭到外部直接打擊。

3核電不能作為國家的最主力能源,只能作為能源多元發展的一支;該斷的時候能馬上就斷,不會對基本的生產造成毀滅性打擊。

來自於人的危險遠大於核能本身;對於核能而言,與其糾結在如何控制核能,還不如說更需要控制的是人性。

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對於日本反核,我用一個對比大家都能清楚

日本侵華戰爭 ----中日建交,經貿合作穩中有進 ---釣魚島事件 -----觸到愛國G點,持續反日

廣島長崎原子彈----核能發展,核電比例持續升高 ---福島核泄漏事件 ----觸到歷史傷痛,持續反核


反對源自恐懼,恐懼源自無知。

前者是由於政府的選擇性宣傳造成的無知,需要的是日派來給我們另一種看問題的角度

後者源於涉核知識的學科門檻太高造成的無知,需要的是科學家給他們更加親民的方式去去進行科普。

這是一個長久的過程,從短期看,沒有任何科學技術和宣傳手段能夠直接作用於人性之上,這點不分古今,遑論中外

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@劉虓震@孫尉翔

看了兩位的評論,我發現自己的表述還是不夠清楚,讓兩位有所誤會,不好意思

我的意思是:現行國家秩序和各國政府共識下,人們對核武器有一個相當清楚的認識,對核武器的威脅時刻保持著非常清醒的狀態和警惕-----但是和『投放核武器』相比,『破壞核設施』顯然沒有那麼好的『待遇』了
而所謂『摧毀核設施』和『投放核武器』在一定程度上所能對周圍環境破壞可能沒有區別-------切諾貝利僅僅是一個核反應堆的泄露,所釋放的輻射線劑量就是廣島原子彈的400倍+--------所以你能想像一排戰略轟炸機從核電站上空經過後所會發生的慘劇么?

兩者造成傷害的程度一樣,但是所要承擔的政治風險,輿論壓力完全不一致,在現行的國家秩序背景下,沒有那個民主國家能頂的住民眾壓力敢對其他國家主動丟原子彈,也沒有哪個獨裁國家頂著住民主國家的壓力隨便對其他國家丟原子彈------但是對於所謂的』摧毀核設施『,民眾根本就沒有這麼清晰的認識,美國敢說』伊朗如果在執迷不悟發展核視野,就會打擊伊朗的核設施『;但美國絕對不敢說,如果伊朗再發展核事業,就會丟德黑蘭兩個原子彈------然而前後兩者所帶來的破壞可能不會差多少。。

可能有人會說,美國肯定事先對伊朗的核設施有個相當清楚的評估了

http://www.qianyan001.com/junshi/20120906/1346891690_12809700.html

九月六號的新聞,美國至今還是處於』表示伊朗境內有多處核設施,「不確定已經知曉所有目標」,這些目標需要「多次訪問」『----這種程度的評估,所實話,對於解決摧毀核設施所帶來的負面效應的幫助為0.
所以,美國才會用後面的』已經多次警告以色列不要使用武力毀掉伊朗地下核設施,美國希望通過制裁達到目的『這樣相當中國式的外交發言了。


問題是,今天換做美國可能能剋制住摧毀別國』核設施『的戰略意圖-------若干年後換做其他國家誰能保證他們也能剋制住?


可能又有人會說,那今後大家都達成戰時不攻擊對方核電站的共識就好了-------但是如果多看一些現代戰爭的史料的話,就會發現打仗而不優先處理對方的能源設施是一件多麼愚蠢多麼違反戰爭邏輯的事了-----------這和倒持泰阿完全沒區別。

@孫尉翔,我不知道我以上說的請不清楚了,動用核武器所要付出的外交成本和政治成本和輿論成本要比摧毀核設施高出太多了,然而兩者的實際打擊效果卻趨於一致----------『摧毀核設施』就顯得在戰爭中相當物美價廉了,很難保證有國家能在戰爭中拒絕這種低風險高回報的誘惑。




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UPDATE,感謝張老師邀請我討論,此部分可能與上面一些觀點有重複的嫌疑,望各位看官能不嫌煩。

首先,感謝張老師又一次給廣大知友普及了涉核知識,我在這方面是外行,也不班門弄斧了。我的觀點基本上從人文學科上考慮的多一點,也算對這個充斥科學技術類回答的問題一個補充吧。

我的觀點很清楚,我絲毫不懷疑核電站在技術方面取得的進步,只是張老師的觀點過於強調技術層面的東西,忽視了人文,社會方面的考慮,和@馬鐳 說的一樣「人、核電站和環境構成完整系統,站在系統高度論證才有合理性"----------即便強如愛因斯坦的科學家也是在兩顆原子彈在日本開了花以後,才後悔給FDR寫的那封信----所以我覺得科學家或者說核專家在人文政治領域的核討論沒有比任何普通人更高的發言權,反而陷入『不識廬山真面目,只緣身在此山中』的境地的幾率更高。

以下就是對你的回答中關於戰爭討論的一些我的感受。

我印象里有這樣一個說法:「戰爭期間攻擊對方的核設施,視同發動核攻擊。」一時沒有查找到來源,如果有謬,請知友指正。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------不好意思,我也沒有查到這個論據的來源,不過以現在的狀況來看,這段話完全不成立:以色列叫囂要摧毀伊朗所有核設施不是一天兩天了,而國際輿論對於此事的描述完全沒有『視同發動核攻擊』那麼敏感(不排除西方媒體對於中東新聞的選擇性描述),反而我在相關新聞視頻下有相當數量的評論支持以色列這樣做----------人們對於攻擊核設施完全還處在一個沒有概念的情況,某些國家政府的發言完全能夠全無顧忌,媒體對於這類的涉核新聞也沒有自省,這是一個非常危險的信號

廣島長崎的兩顆原子彈---------讓人們對核武器的威力有了一個相當具體的概念--------廣泛的反核武器意識散播


古巴導彈軍事危機---------讓人們對於核政治有了一個相當具體的概念--------廣泛的核道德核秩序的建立


三里島,切諾貝利事件-----------讓人們對於核電站安全技術有了一個相當具體的概念--------廣泛的核安全制度建立,核安全技術發展,核安全意識提升,核安全風險預防(也就是張老師你在你的回答里大篇幅講述的東西)-------------不好意思,居然又陰差陽錯出了個福島核泄漏事件-------更高的核安全標準建立,更全面的安全技術發展,更周到的安全意識提升,更細緻的核安全風險防範。

人類對於『核』問題核事件,總是亡羊補牢式的補救,用中國的套話來說就是精神文明建設始終跟不上物質水平發展的速度:每次涉核事件都是為這種落差在買單,但誰都不知道買的這頓單會不會成為最後的晚餐,或者被店老闆宰的頭破血流。

以為今天所觀察的情況,能預見到的『落差』中,我擔心的是

『XXXXXXX事件------讓人們對核設施在戰爭中的戰略定位自御能力有一個相當具體的概念------------廣泛的核設施處理共識的達成,核設施防禦地位的提升』這輪邏輯會發生

而這個XXXXXXX事件,到底會造成多大的不幸,是我不敢想的。

不論這個說法是否屬實,我都認為在戰爭期間攻擊核電廠不是一個明智的選擇。如前面介紹的,目前主流的壓水堆核電廠的反應堆不會發生爆炸,堆芯只會慢慢融化。攻擊一個核電廠,最可能的後果就是該電廠癱瘓、報廢,對廠址周圍造成一定量的放射性後果超標,但是遠不會有設想的那麼恐怖、「末日」,因此不會對受攻擊國造成除「缺電」之外太大的影響。

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『主流』這個詞又相當曖昧,眾所周知,現在最有可能陷入被打擊的涉核國家所用技術都算不上『主流』,基本上都是相對落後的小米加步槍技術,他們到底內部水平到什麼樣的地步,誰都不知道----我上面貼的新聞已經說過了,美國對於伊朗核設施的具體情況也僅限於『知道幾所核設施的所在位置,數量也不能確定』這種水平線上。而且據我所知,現在幾年比較先進的單枚常規炸彈能達到『相當於40噸+傳統的TNT炸藥爆炸後的威力,爆炸半徑300米+』,我不知道在這種情況下,你所說道的主流技術能發揮怎麼樣的作用,這點我是外行,也不不懂裝懂了。而且在你的論述中出現了『可能』這樣的詞,核問題中支持核電站的一方中沒有『可能』這種辭彙出現的餘地------這簡直就是送給想攻訐你觀點的對手的大禮。

如果目的是讓對方的能源系統陷入癱瘓,那為什麼不直接攻擊電網?如果目的是讓對方的社會陷入混亂,為什麼不優先攻擊那個"高峽出平湖"的大水壩?

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有直接攻擊電網的手段,著名的石墨炸彈就是為此誕生的------更多的是因為讓對方的社會陷入混亂吧,你說為啥不優先攻擊三峽,很簡單,三峽大壩只有一個,容易集中力量防守,三峽的國防站論防禦地位相當之高,相關的文述也很多,我也不贅言了。而核電站數量排名前十的國家核電站數量都是10+,排名第一的美國100+,基本上都要分散精力去防守,很難做到像中國守三峽那種強度。

至於恐怖襲擊級別的破壞,可能會給核電廠帶來嚴重的經濟損失;是否會造成嚴重的放射性後果?我認為很難。目前新一代核電廠的安全殼設計都是雙層的,泄漏率更小,並且能夠抵抗商用大飛機的撞擊。

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恐怖襲擊的話,我更傾向於內部滲透式的襲擊;至於外部襲擊的話,我支持你的觀點。

總之,從核電站在安全方面設計上的考慮、核工業界對核安全的重視以及歷史經驗等方面來說,核電站是安全的。

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核電站的安全,絕不是核工業界的歷史經驗能夠一言蔽之的,掌握核按鈕的,掌握軍事打擊權的,掌握核電站存留的不是核工程師,而是政治家們,監督這些權力的則是普通民眾們-------政治家們如果有你們核工程師一樣的靠譜,謹慎和理性,普通民眾能有和你們一樣對核設施清醒的認識和相關基礎知識的了解,我對核電站的態度或許會有本質的變化------只是這種境界按目前的情況來看,還很難達到,需要一次次事件去開啟『涉核民智",但是這些事件所造成的損害,會讓我又一次反對核電核武器,從而陷入一個無法完美解決的悖倫里。。

最後再次表達我對像你這樣奮鬥在核工業第一線的人表示我的敬意!


任何東西,在它壞掉之前都是好的。認為核電站安全的,也只是證明在它泄漏前的安全;而泄漏後則基本束手無策。這樣的技術,對生活在附近的人來說,就是不安全的。直到哪天,人們可以像拿泡沫滅火一樣撲滅泄漏的核物質,才談得上安全。


日本人反對的是核電站的安全性,一旦操作不慎,很容易發生核泄漏,切爾諾貝利血淋淋的教訓擺在那兒呢。加之日本本身又是個多地震的國家,福島核泄漏才沒過去幾年(其中還不包括東電的瞞報)。而核電站的環保是相對於火力發電產生含有S元素,P元素的廢氣和廢水,和水力、太陽能、風力比起來它還是會產生大量的高溫廢水需要冷卻處理。


個人覺得不應該反對核電站。

核電站的意義不僅僅在於它產出的電量。它是目前世界上最尖端的技術之一,它所代表的是人類在未來社會的發展方向。

傳統能源必將耗盡這是人盡皆知的,如果不用核電,那用什麼?太陽能?風能?潮汐能?這些東西立項目騙騙錢是可以的,但真要依靠它們,我覺得現有的技術還不夠。

總是說不能因噎廢食,運用核能也是一樣的道理,這是遲早的事情。等到傳統資源接近枯竭的時候再匆匆上馬,那危險肯定比現在更大。

對於核電,我覺得應該從加強它的安全性來入手,而不是哭著喊著取消它,那是社會的一種倒退

另外,現在航母、潛艇等等都在用核反應堆,這些是最容易受到攻擊的。就算是這樣,各國不還是在用嗎?


來匿名答一下吧;在這個話題上,本人自詡比這裡所有的人都專業,包括什麼安全工程師。
關於核電站的安全這個話題,沒有什麼預設回答。
因為這是人類的一個尷尬,一個不得已,如果有可以替代的零風險能源;哪個國家都不會用核能。因此即使有風險,也不得不用,這才是現實。

電站在沒有出現不可收拾的事故之前都是安全的:
從分析上講,核電站設計中的事故是預設的(這句話邏輯正確,但是好像是廢話);這句話的意思是對於設計時沒有想到的事故,如果真的發生了只能按相應類似的程序處理;如果預料外的事故規模大,那麼就悲劇了。福島就是一個例子,10米高的浪不在防禦範圍內。這麼講就把設計的目標轉向挑戰人類想像力了。福島之後,在建新一代核電站紛紛表示淡定,但是轉過來設計團隊在後台紛紛修改安全方案。這說明了什麼?雖然計算概率是安全的,但是還是必須增加安全系統,因為安全部門要求。

為了核安全,運營方和政府,都投入了巨大的資源;核安全中重要的一項是定期對周邊居民進行疏散演習。因為選擇核能的國家,都面臨著能源獨立這一問題。即使投入巨大資源,冒相應風險也要用核能。
日本註定會重返核能;英國中國法國美國俄羅斯韓國不能不選擇核能;印度東歐南美南非也都有核能。德國義大利雖然退了,但是會繼續從歐洲電網買電,德國可能會因此對產業升級。
即使全世界都反對,但是人類要發展,經濟要發展,各國政府不可能拋棄核能;收益就是有風險,這是最大的現實。


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