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法国削减核能产量法案再亮环保风向标

2015-07-14来源:中国科技网

即将在今年12月份举办巴黎气候大会的法国,日前因下议院提交的减排温室气体的法案再次引发关注,法案中提出将砍掉法国一半的核能产量并增加可再生资源比重至40%。

核能在当今世界总能源结构中占11%。核电站运行期间,并不产生二氧化碳,这意味着温室气体排放导致气候变化的“罪名”不会栽在核能的头上。核电站能向工业和家庭夜以继日地提供大量电能,而太阳能和风能则是间歇性地“劳作”。那么,核能的发展为何总是受到来自国际社会、政府甚至本国民众掺杂了感情色彩又少有科学依据的“蔑视”?最常见的疑惑来自对处理过后仍无法完全消除的3%核废料的管控能力。目前的科学研究也不断试图解决这一难题。

电站核反应堆中能量的反应发生在原子核中,铀235的一个原子(包含92个质子和143个中子)吸收了一个中子后分裂成两个原子,产生大量的能量,这一过程被称为核裂变。裂变过程持续消耗燃料,直到可燃(裂变)原子量使用起来不再经济有效。然后,反应堆关闭,三分之一的核心燃料将被移除并替换成新燃料,剩下的三分之二燃料因为新燃料的加入得以优化。被移除的使用过的燃料被称为乏燃料,具有高放射性,且非常炙热,出于安全的原因,需要被冷却后隔离到“安全”为止——一般而言需要几百万年。

将这些乏燃料作为废物丢弃很常见,就如同在三明治咬上掉一小口,然后将剩余的大部分扔进垃圾桶。一个典型的反应堆(1千瓦)能产生70万户家庭所需要的电力,但只产生27吨的乏燃料;相比而言,一个煤发电站要想满足同样的电力需求,则会产生40万吨的煤灰。

目前全世界的核电容量为370万千瓦,每年产生的乏燃料10000吨,截至2014年9月,总的乏燃料达到27万吨,其中美国存储约7万吨。

毫无疑问,核电大国正在试图回收核乏燃料以便重新利用,另一些国家也已经开展了相关基础研究。主要的乏燃料后处理厂集中在英国、法国和俄罗斯,印度已经有了一定的能力,日本也有一个较大的工厂已经完工但尚未启用。

乏燃料后处理的化学处理过程,主要是将使用过的燃料溶于酸,然后有选择性地提取铀和钚元素用于新燃料生产,留下不想要的元素。商业核电站差不多都使用这种上世纪40年代后期开始应用的PUREX方法进行处理。这种方法可回收97%的乏燃料,大幅度减少废物的体积。

全球处理商业燃料的能力为每年4000吨,到目前为止,已经有9万吨的使用过的燃料进行过后处理,占总的商用核反应堆使用燃料总量的30%。

虽然如此,经过处理的材料仍不能彻底解决环境难题。美国加州大学欧文分校的研究人员,专注于处理最后剩下的3%核废料。他们希望通过自己的方法将核废料隔离的时间缩短到1000年以内。虽然听起来还是时间漫长,但相比几百万年还是缩短了很多。

没有处理能力的国家比如法国,会将使用过的核燃料船运到有处理能力的国家。因为处理过程复杂、花费昂贵。有分析人士称,或许这也是此次法国下议院削减核能法案提出的重要原因。

虽然法案还需提交参议院继续讨论,但308票支持、217票反对的态势,说明在核能比重问题上仍然存在巨大讨论空间。作为核能占本国能源总量70%的老牌核电国家,法国的相关举动无论如何都带有风向标的性质。