日本9.0級地震引發的福島核電站爆炸及一係列事故，給當前亢奮的核電大躍進潑了一盆冰水。各國核電發展戰略一夜之間發生突轉，開始放慢核電建設的腳步，重新審視自己的新能源計劃。
石油危機，談“核”容易
1973年—1974年和1979年—1980年，兩次“石油危機”，給西方國家的經濟帶來沉重打擊，並對其能源和產業結構產生了深遠影響。大家開始認識到對石油進口的依賴已經嚴重威脅到了自身的安全。到現在，石化能源日益枯竭之際，清潔高效新能源的開發已刻不容緩。為扭轉當前被動的局麵，各國提出了一係列關於新能源開發與利用的政策與措施。在此背景下，核能發電等清潔型能源開發進入各國決策者的視野。
所謂核能發電就是利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱，將水加熱成高溫高壓，並利用產生的水蒸氣推動蒸汽輪機並帶動發電機。核能最早用於軍事領域，直到1954年蘇聯建成世界上第一座裝機容量為5兆瓦核電站，核能才開始轉為民用，作為新的能源係統為人類提供電力能源；而到1966年核濃縮技術發展使核電成本低於火力發電成本，核能發電才真正進入實用階段。
核能相對於傳統的化石原料而言，具有排放低、經濟性高、與現行電網兼容性強等優點，因此備受世人青睞。目前核電已提供了全球發電總量的16%，在很多國家，核電占據了相當重要的地位。有16個國家的核發電量占國內總發電量的25％以上，其中法國、立陶宛、比利時等國家的核電占比超過50％，法國甚至達到80%。而日本、德國和美國的核電也分別占據本國電力供應的33%、30%和20%。核電已成為繼火電和水電之後，人類主要的電力來源。
福島巨變，情“核”以堪
當前的核電開發令人喜悲交加，一方麵核電作為清潔能源，在取代化石能源以緩解氣候危機方麵扮演著重要的角色；而另一方麵核能所帶來的負麵作用，如切爾諾貝利所帶來的災難就已成為人們永遠擺脫不掉的陰霾。但如今能源供應越來越來嚴重，尋找清潔高效能源已刻不容緩，核電重新受到重視。如印度規劃到2020年，核發電量要占全印度總發電量的5%-7%；東歐地區的部分國家也紛紛宣布將修建核電站，如波蘭、捷克、羅馬尼亞等多個國家目前都在考慮或者已經啟動了修建核電站的計劃。預計到2030年將有10個至25個國家建設核電站，全球運行核電站可能在目前的基礎上增加約300座。中國也不例外，2011年中國能源工作會議上，一個數據的修改見證了中國核電發展極其亢奮的狀態。按照2007年的規劃，到2020年中國核電裝機容量為4000萬千瓦，但在這次會議上這個目標被調整為8600萬千瓦。
正當世界準備核電“大躍進”之際，福島核電事故爆發一瞬間打亂了各國的前進步伐。在此次日本福島核事故的影響下，曾經受到諸如美國等大多數國家推崇的核電公眾支持率又有了大幅度的下滑。為了吸取日本福島核電站放射性物質泄漏事件的教訓，德國政府日前考慮盡快放棄使用核能，加速開發新能源。作為全球擁有最多核電站的國家，美國對於核能的去留問題，也是搖擺不定。奧巴馬政府仍會將發展核能作為美國新能源計劃的一部分。美國共和黨領導人麥康奈爾等人也認為，應繼續支持發展核能，日本的核泄漏不應該成為阻礙美國核能工業複興的理由。不過，美國民主黨參議員約翰·克裏等人則旗幟鮮明地反對核能，其理由就是安全性。中國核電項目審批也被緊急叫停，核設施進行全麵安檢。中國國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議強調，要充分認識核安全的重要性和緊迫性，核電發展要把安全放在第一位。
福島巨變，不僅讓世界陷入尷尬，也在一瞬間又再一次讓核電發展陷入低穀。
鈾釷希望，路在“核”方
目前核工業的首選材料是鈾，全球商業核反應堆100%采用鈾（偶爾加一點鈈）。但鈾是一種弊端很多的燃料。在多數反應堆中，維持連鎖反應需要極其罕見的鈾235，而且必須提純，或者通過濃縮更加常見的鈾-238獲得。反應堆還會留下鈾-239，這也是一種放射性物質。此外，傳統鈾燃料反應堆的監視是個龐大工程，包括保持反應濕度的中子吸收控製棒和龐大的壓力容器。如果發生任何差錯，核電站周圍都會遭遇高強度輻射。即使一切正常，也會留下大量有毒核廢料。因此，核電發展最大的危險在於其廢料的高放射性，最大的阻礙在於其原料鈾235的儲存有限。
正當人們想要擯棄核電，開發其他新能源時，一段關於“釷”研究的文獻被重新翻出，仿佛給核電發展又燃起了新的希望。事情的起由源自於一本由原子能委員會讚助並於1958年出版叫做《液態燃料反應堆》的書，裏麵記載了美國奧克裏奇國家實驗室前任主任阿爾文·韋恩伯格用了一種叫釷的元素成功產生核能。
釷的名字源於挪威雷神，是一種銀白色金屬。它隻有微弱的放射性；你甚至可以裝一塊在自己的口袋裏，也不會對健康構成危害。能取代鈾-235的核燃料之一是鈾-233，它在自然界並不存在，然而它卻可以用釷-232來製造。而且相對於鈾而言，釷儲藏量豐富。按目前已探明的情況來看，釷的儲量在地殼中是鈾的3-4倍。它主要蘊含在一種叫獨居石的礦物中，主要生產國包括：澳大利亞、印度、巴西、馬來西亞、南非、泰國、中國等，這些國家的獨居石產量占世界獨居石總產量的90％以上。2008年，國際原子能機構（IAEA）與核能源署（NEA）共同發表了一篇報告，指出了最新的釷資源分布情況。美國的釷探明儲量已飆升至大約40萬噸、土耳其為34.4萬噸、印度為31.9萬噸。中國釷資源比較豐富，據不完全統計，20多個省和地區都已發現具有相當數量的釷資源，已探明的儲量約28.6萬噸。如果能通過增殖途徑將釷轉換成鈾233，將極大地豐富核燃料資源。
1955年，阿爾文·韋恩伯格接管奧克裏奇實驗室時就意識到，釷有可能解決鈾235帶來的所有問題。它的儲量豐富，不需要昂貴的加工處理，而且是一種非常高效的核燃料。在反應堆芯中衰變時，它的副產品每次撞擊比傳統核燃料產生更多中子。每次撞擊產生中子越多，生成能源越多，總燃料消耗量越少，留下的放射性廢料更少。更棒的是，韋恩伯格意識到，釷可以采用一種全新反應堆，一種絕無核泄漏危險的反應堆。奧克裏奇實驗室發現，釷可溶於氟化鹽液。將裂變湯（氟化鹽和釷的溶液）倒進反應堆芯（連鎖反應發生的地方）的管道中。這一係統可以讓反應堆自我調節：當湯的溫度太高就會膨脹溢出管道——減緩裂變，消滅下一次切爾諾貝利事故的可能。1965年，韋恩伯格和他的小組建造了一個以釷為燃料的實驗反應堆，並用之後18年的時間，試圖讓釷成為美國核能工業的核心。可惜他遲了一步。鈾反應堆早已建成。據美國能源情報署說，那一年（1973年）後來被證明是“能源曆史上最關鍵的一年”。就在那年，阿拉伯國家切斷了對西方的石油供給，啟動了一直持續到今天的石油衝突。同一年，美國核工業簽署合同，修建了創紀錄的41座核電站，全部采用鈾為燃料。1973年也是釷的研發黯然凋謝的年代，一同凋謝的還有用上清潔、廉價安全核能的夢想。
點“釷”成金，“核”去“核”從
如今，這段曆史被重新挖掘出來，釷裂變成無汙染的鈾233以供發電又成為世界破解能源危機與核危機，發展核電的新思路。釷裂變的潛力到底有多大？一噸釷裂變產生的能量抵得上200噸鈾，更是與350萬噸煤炭相當。由於產出比率極高，諾貝爾獎獲得者、歐洲粒子物理研究所前主任意大利人魯比亞相信，一個拳頭大小的釷金屬塊就能夠供整個倫敦使用1星期。他同時表示，隻要各國領導者們願意嚐試，他相信釷可以在5年內幫助全世界成功戒掉“鈾癮”。
以釷作為核原料前途是美好的，但實際操作目前還存在困難。拉傑德蘭·拉哈是美國能源部費米國家加速器實驗室的物理學家他表示，釷與鈾可以混合製成核燃料，充分利用自然界的豐富資源儲備。該混合燃料能源潛力巨大，同時在先進科技的幫助下可以減少燃燒後產生的核廢料。且想要減少核廢物的產生，科學家隻要利用高強度的質子加速器得到高速運行的中子就行。因為高速中子能將核廢料——釷-232及鈾-238轉化成核燃料。但如此高強度質子加速器的開發目前來看仍然是個難題，因為它需要的能量強度比目前最先進的質子加速器還要高出10倍。
加速器驅動次臨界係統（ADS）概念的出現給高強度質子加速器的研發帶來了希望。它與在臨界狀態工作的傳統核反應堆有所不同。臨界狀態是指核反應不需人工幹預，能夠自行維持的狀態。但如果核反應堆內連鎖核反應失控，類似1979年3月28美國三哩島、1986年4月26日烏克蘭北部城市切爾諾貝利曾經曆過的可怕的核泄露事故就會再次發生，而高強度的放射性物質逃入大氣中，將對環境造成幾乎無法恢複的傷害。然而在次臨界狀態下工作的核反應堆則不同，它利用加速器提供的高速中子使原子分裂持續。這也意味著，研究人員可以通過關閉加速器隨時關閉次臨界狀態，中斷中子的來源同時中止核反應的發生。不過，現在這種反應堆還隻存在於理論上，因為目前還找不到建造這樣的高強度加速器所需要的能量。但一些國家的科學家（如美國）正朝這個方向努力。
中國政府也認識到了釷在核電發展戰略中的重要性。如今在海嘯破壞福島的鈾反應堆並即將摧毀公眾對核能的信念之際，中國向外界透露，它正推出一項競爭性技術，建設一種更安全、更清潔、最終也更便宜的以釷為基礎的反應堆。中國科學院院士徐光憲也呼籲，目前內蒙古白雲鄂博稀土資源存在嚴重的浪費現象，尤其嚴重的是開采出的礦藏中，釷的利用率為0，因此應加快推動我國釷資源的保護和利用。在當前氣候環境不斷惡化的情形下，世界急需不會產生溫室氣體的零碳電力。日本核事故將成為全球能源發展的轉折點，以釷為原料的核能發電又將成為能源變革中的新寵。正如英國《每日電訊報》的評價，如果中國發展釷基反應堆的努力取得成功，將極大地改變全世界的能源版圖。
（文：鄒蔚苓/本刊記者）
