核電,天使還是魔鬼

在不少核電站的宣傳資料中，核能被介紹成一種高效清潔且廉價的能源，比其他能源要優越得多。然而，日本東北地區里氏9.0級大地震的發生，令核電站的危險性暴露出來。一時間，人們談核色變，不少國家開始對核電設施進行檢修，即將上馬的核電項目也暫緩，一些國家的民眾甚至反對政府興建新的核電站。

核電，究竟是天使還是魔鬼？核泄漏對人究竟會有怎樣的危害？它是否如同傳說中的那么可怕？人類今后還要發展核能嗎？許許多多的疑問都在日本核泄露事故之后涌上人們的心頭。

核能是如何被發現的

核能的發現只有百年的歷史。1905年，物理學家愛因斯坦提出了相對論，這個深奧的理論推導出一個相當實用的質能轉換公式。這個公式顯示，質量可以轉化為能量，而且轉化的倍數是相當驚人的，是光速的平方，也就是9億億倍。若是能把1千克的物質完全沒有損耗地轉化為電能，居然能獲得900億千瓦時的電。

1938年，核物理學家發現某些不穩定的重金屬在遭到中子轟擊時會發生裂變，在此過程中部分質量可轉化為能量。美國科學家開始利用放射性鈾來制造炸彈，因為鈾幾乎可以在瞬間完成全部核裂變。根據計算，1千克鈾全部裂變釋放的能量是1千克黃色炸藥（TNT）爆炸釋放的能量的2 000萬倍。原子彈不但爆炸時產生的能量和沖擊波驚人，更令人膽寒的是鈾235是一種危害人體健康的強放射性物質，它裂變的產物也大多有害人體健康。

接下來，科學家開始考慮和平利用核能來發電。相對核武器的爆炸來說，核電站要求放射性物質緩慢地裂變，并源源不斷地釋放能量用于發電。科學家開發出可以減緩中子轟擊鈾原子核速度的慢化劑，可以讓核裂變緩慢可控地進行。科學家還開發出控制棒，可以吸收核反應堆中的所有中子，讓核反應立即停止運轉。核電站發電的原理和火力發電站類似，都是用燃料產生的熱能去加熱水，用熱水和蒸汽推動渦輪機發電。這些水既是防止核反應堆過熱的冷卻劑，也是推動渦輪機的載體。通過上述的慢化劑、控制棒和冷卻水，核電站就可以安全可靠地長期發電。

大地震為何引發核泄漏

2011年3月11日下午，日本發生里氏9.0級大地震之后，根據預先的自動化設計，震區內的所有核電站啟動控制棒，自動關閉核反應堆，其中的核反應也隨之立即停止。然而，為何核反應停止后反應堆內部還是持續高溫？

這是因為核裂變雖然停止了，但是它產生的余熱還很大。另外，地震之前核裂變的產物常常處于高度不穩定狀態，還在持續不斷地進行衰變，衰變的過程中會產生大量的熱量。因此，福島第一核電站面臨的并不是核裂變失控，而是衰變熱冷卻系統失控。

日本震區內有多家核電站，為何只有福島第一核電站出現爆炸事故？這是因為在震區內所有的核電站中，福島第一核電站離震中最近，遭受到地震和海嘯的沖擊最大。海嘯過去之后，核電站內的柴油發電機和油罐都被海浪沖走，核電站內復雜的電纜線路被破壞，海水帶來的泥沙也塞住了部分冷卻水的進出水管。因此，核電站一時難以恢復冷卻系統。熱量在密閉的反應堆內積聚，最終高溫讓密封反應堆的金屬鋯和水發生反應產生氫氣，反應堆內的部分冷卻水也在高溫下分解為氫氣和氧氣。氫氣和氧氣達到一定濃度后，就發生了化學性爆炸。

不少人曾一度以為發生的是核爆炸。其實，福島第一核電站發生的是相對較溫和的化學性爆炸。核電站所用的核燃料中鈾的濃度相對較低，一般為3%～5％，而要發生核爆炸，燃料棒中鈾的濃度要達到95％以上才行。因此，無論哪個核電站發生事故，都不可能發生核爆炸。

既然沒有發生核爆炸，氫氣和氧氣爆炸的產物是水，那么，放射性核污染物是從哪里來的呢？原來，爆炸損毀了核反應堆的外殼，核裂變產生的放射性物質隨著爆炸擴散到廠房外部，并隨著粉塵向遠方擴散。

為了防止核泄漏事故升級，日本開始出動直升機和高壓水車，不斷汲取海水為反應堆降溫。這也是一個權宜之計，因為海水不是理想的冷卻水。后來，工作人員改用淡水注入核反應堆等方式進行降溫。

為何各國要發展核電

既然核電站有核泄漏的風險，為什么各國要紛紛建設核電站？

這是因為建核電站帶來的利遠遠大于弊。

核燃料體積小而能量大，1千克鈾釋放的能量相當于2 400噸標準煤釋放的能量。因此，核電站的運輸量要比火力發電站小得多。一座100萬千瓦的大型燒煤電站，每年需原煤300～400萬噸；同功率的核電站，一年僅耗鈾含量為3％的低濃縮鈾燃料28噸。

核電站的基本建設投資雖然比火力發電站大，但是它的燃料成本和維護成本都要小。

火力發電站不斷地排放二氧化硫、氧化氮等大氣污染物。而核電站設置了層層屏障，基本上不排放污染環境的物質。核電站正常運行時產生的放射性污染也很少，一年給周邊居民帶來的放射性影響，還不到一次X光透視所受的劑量。

正因為核電的上述優勢，各國紛紛興建核電站。目前，全世界共有核電站400多座，裝機容量將近4 000億瓦，其發電量約占全世界總發電量的16％。美國的核電站數量最多，達104座；法國59座，英國和俄羅斯也都在30座以上。

為了讓核電更加安全可靠，科學家正在發展更加先進的核電技術。中國和美國已經開始建設第三代核電站，采用的“非能動系統”是靠重力等自然力來驅動和維持安全系統運作的。也就是說，即便失去動力，安全系統也可以自動啟動，不受影響。此外，包括中國在內的多個國家正在研究核聚變發電技術，核聚變不會產生輻射強的重金屬，核事故的風險性極低。

如何處理核電站的放射性廢料是人們比較普遍關注的問題。除了采用更安全的填埋處理方式外，科學家開始嘗試回收利用廢料。近來，中國已經掌握了“動力堆乏燃料后處理技術”，實現了核廢料的回收利用。此前，只有法國、英國、俄羅斯等少數國家掌握這項技術。

雖然歷史上出現過好幾次核電站核泄漏事故，但是我們不能因噎廢食，就像不能因為每年有數以萬計的人死于車禍而禁止汽車上路一樣。我們相信，隨著科學技術的不斷發展，核能的利用將越來越安全，越來越高效，為人類應對能源危機做出越來越多的貢獻。

鏈接

核泄漏會產生哪些危害？

歷史上最大的核泄露事故是切爾諾貝利核事故，達到了最危險的7級。當時，包括核燃料在內的許多放射性物質是在核電站一場大火中隨煙霧排放的。但是，在福島核泄露事故中，沒有核燃料和更多的核裂變產物外泄，只有碘和銫等易揮發的放射性物質從受損的反應堆中噴出。

核泄漏會威脅到人體安全和食品安全，人們可能通過直接接觸空氣和水中的放射性物質受到傷害，也可能因為吃的食物中含有放射性物質而受到傷害。核燃料棒及其裂變產物都是放射性物質，會產生α，β和γ三種高能射線，可損傷人體的肌體組織、細胞甚至DNA。受到放射性物質輻射損傷較輕者，可能出現乏力、不適、食欲減退等癥狀；受到輻射較重的則出現嘔吐、腹瀉、休克、白細胞數量下降、DNA受損等癥狀，更加嚴重的會很快患上癌癥或死亡。

日本福島第一核電站震區的民眾正盡力避免或減少出門的機會，出門也戴好防塵口罩，進門就洗手和換洗衣服。家里大部分時間也是門窗緊閉，就是怕沾染到室外的核粉塵。在下雨天，人們更是不愿意出門，即使出門，也盡量把自己包裹得嚴嚴實實。戴口罩十分重要，因為放射性物質進入人體內的傷害比體外傷害要大得多。由于福島及其周邊地區的水域和土壤受到了放射性物質污染，那里出產的蔬菜、肉奶、海鮮等食品在一定時期內都不能食用。

吃什么東西對抗輻射效果好？

對抗輻射最好的物質就是多糖，特別是食用菌多糖，日常飲食中可以適當食用木耳、銀耳、香菇、杏鮑菇等。食用菌多糖可有效吸附有害放射物，促進毒物排泄。炒食、燉食均可。

海參富含多糖和膠原蛋白，是很好的抗輻射食品。此外，動物肉皮、骨髓也有一定抗輻射作用。

我們還可以食用提高免疫力的食物，如高蛋白食物、富含胡蘿卜素的食物，特別要多吃紅色、黃綠色果蔬。

其他推薦食品包括：

黑芝麻：黑芝麻益腎，多吃補腎食品可增強人體免疫功能，有效保護人體健康。

紫莧菜：紫莧菜具有抗輻射、抗突變、抗氧化的作用，與其含硒有關。硒是一種重要的微量元素，能提高人體對抗輻射的能力。

綠茶：綠茶中的茶多酚，不僅有抗癌和清除體內自由基的效果，還可以抗輻射。每天喝綠茶對身體非常有益。茶葉中還含有脂多糖，能改善造血功能，升高血小板和白細胞的數量等。

番茄紅素：番茄紅素不僅具備卓越的抗輻射能力，且抗氧化能力極強。番茄紅素廣泛存在于番茄、杏、番石榴、西瓜、番木瓜和紅葡萄等水果及蔬菜中。其中，番茄中的含量相對較高，多存在于番茄的皮和籽中。

藻類食品：海帶、螺旋藻等含有豐富的植物蛋白、多種氨基酸、微量元素、維生素、礦物質和生物活性物質，可促進骨髓細胞的造血功能，增強骨髓細胞的增殖活力，促進血清蛋白的生物合成，從而提高人體的免疫力，具有明顯的抗輻射作用。