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专栏：论坛
我国发展核电势在必行
左湖
改变现行的能源结构，是新技术革命必须解决的一大课题。根据国际上一些专业机构预测，全球的能源结构在今后的五十年内将出现如下变化：能源供求平衡中的份额，石油和天然气由于资源条件的限制，将由目前的三分之二左右递减到40％以下；煤炭将有所上升，但由于环境保护条件的制约，未必能超过三分之一；水力可继续保持在5％左右；太阳能和其它可再生能源（生物质能、风能、地热能等）可递增到3％—5％；核能将由目前的2％—3％递增到20％以上。预测中对太阳能和其它可再生能源的贡献，未寄以过高的期望。这是由于这些新的能源技术要发展到具有竞争能力并大规模地取代传统能源技术的程度，需要更长的时间。
人们预计核能可大量取代石油和天然气的依据是：一、核能发电已是成熟的技术。实践证明，核电站在经济上可与火电站相竞争，对环境的影响也远远小于后者；二、第二代核电站，即快中子增殖堆电站，可望在二○○○年前后进行推广。利用快中子增殖堆，铀资源的使用价值可超过现有的可开发的煤炭资源；三、电能在商品能源中的比重仍将持续上升；四、煤、石油和天然气，除用作燃料外，还是吃、穿、用所必需的各种化工产品的原料，而铀唯一有益于人类社会的用途，是作为发电用的燃料。
利用核能的技术出现于四十年代，用以进行发电的尝试始于五十年代中期，工业推广是在六十年代。核电是和计算机在同一时期发展起来的技术，是新技术革命的有机组成部分。七十年代以来，核电站在一些国家的电力工业中已成为重要支柱，在电能生产和初级能源总产量中的比重，一直在稳步上升。
我国也必须发展核电。我国的煤炭和水力资源是丰富的，煤炭储量仅次于苏联和美国，水力资源在世界上名列第一。但是，能源资源分布不均，煤炭资源的60％以上在华北，水力资源的70％以上在西南，大部分在工业不发达的地区，而工业发达的地区则缺少能源，形成了西电东送、北煤南运的局面。由此带来了输电、运煤的巨大困难，增加了交通的压力，有必要在缺少能源的地区建设核电站，改变这一不合理的布局。通过各方面的调查和论证，发展核电的综合造价也是经济合理的。目前，世界上很多国家已经作到了核电发电成本低于用煤发电。
我国已具备发展核电的基本条件。二十多年来，我国已经探明了供相当数量核电站使用的核资源储量；已建成相当规模的核技术装备；有了强大的核技术队伍及核能利用的经验。我们发展核电不仅着眼于现在，更重要的是着眼于未来，是迎接新技术革命挑战所必须采取的、具有战略意义的措施。按人口平均，我国不是能源资源的富国，发展核能以改变能源结构，使之合理化，是关系到今后半个世纪内外能源供应有无可靠保证的大事。我国的核电建设起步已经晚了，需要不失时机地迎头赶上去。
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专栏：
莫把核电站当原子弹
任汉民 曲一日
一提起核电站，有些人就联想到原子弹，似乎核电站就是一颗定时原子炸弹，对它存在一种恐惧心理。
然而，核电站并非原子弹。尽管它们的原理相似，都是利用铀核裂变放出的巨大能量，但核电站反应堆的结构和特性同原子弹完全不一样。原子弹用的是近100％高浓度的铀—235，爆炸时在短短的几秒钟内，把大量的能量集中放出，产生的巨大冲击波可以毁坏建筑物，光辐射能烧毁物体，放射性能杀伤生物。核电站也是应用铀核裂变的反应能，但所用的核燃料是2％—4％的低浓度铀—235。在任何情况下，使用这种燃料都不可能象原子弹那样发生核爆炸，何况，核反应能量是在受控制状态下缓慢释放的。
核电站的核心是核反应堆，其它装置与一般发电厂差不多，装有蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器、给水泵、循环泵及发电机等产生动力的设备（见图）。反应堆是“燃烧”核燃料的炉子。现在技术最成熟、应用最广的是轻水反应堆。这种反应堆的外形很象一个热水瓶胆，高有十米多，直径三四米，用特种钢制成。由一根根装有核燃料的细管构成的堆芯竖立在反应堆的中央，能够吸收中子、控制裂变反应的控制棒穿插其中，使得反应的中子数目或裂变原子核数目，在任何时候都是一个恒定数，以产生恒定的功率，不断释放热量，将水加热成蒸汽，从而驱动发电机发出电来。由此可见，反应堆中的裂变反应是在受控状态下进行的，它不是象原子弹那样不加控制，在极短时间内发生剧烈的反应，释放大量能量，发生爆炸。
核反应堆是封闭得很严的，有安全壳、防护墙等一道道屏障，不会象原子弹那样碎裂开来，造成杀伤和破坏。核电站水的回路也是密封的，排出的废水都要经过处理，不会危害人畜，破坏自然界的生态平衡。（附图片）
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专栏：
一场虚惊之后
——美国三里岛核电站事故堆在修复中
徐扬群 李瑞芝
1979年3月，美国三里岛商用核电站二号核反应堆发生事故，曾一度闹得全世界满城风雨，搅得人心惶惶。然而，当人们经历了一场虚惊之后，该电站的二号机组已开始进入紧张的修复阶段。预计1984年底可重新恢复运行。
事故发生之后，来自英、法、德、日、意等国的核动力专家与美国科学家们云集三里岛进行深入调查研究，得出了完全一致的结论：“造成事故的主要原因是操纵的失误”，“这次事故可能导致的死亡率，包括得癌症后的远期死亡率都等于零”。
科学家们抱怨：“一部分反核者，利用许多人缺乏核电站知识而存有的恐惧心理，故意夸大事实的严重性，引起了人们的核恐慌”；“新闻界不明真相，无意中夸大了事故后果，严重歪曲、损害了核电的形象”。
最近，英国哈尔维原子能研究所和环境研究室主任B·O·威特博士撰文指出，反应堆并不特别容易发生事故，但很多人偏偏对极端事故后果感兴趣。核电站的事故发生频率，比水坝决口、飞机失事、氯气释放、火灾、爆炸、水陆交通事故都要小得多，三十年只有这一次。
1980年7月，工程技术人员开始安全地进入二号反应堆外壳，进行实地勘察。他们发现，这次罕见的反应堆事故，并未使反应堆主厂房建筑和厂房内的主要设备、仪表遭到严重破坏。但是，在修复过程中要进行大规模的试验工作，所需修复费用估计将突破十亿三千四百万美元。然而，修复工作对现有核电站的运行、设计、建造以及最终停运和废料处理均具有非常深远的指导意义，对于核电事业今后进一步发展的价值，是无法估计的。
三里岛事故的经验教训是一份非常宝贵的财富。世界各国都非常注意从三里岛事故中吸取教训，十分注意设备的安全问题和对操作人员进行严格训练。有人说：“三里岛是一所十亿美元办的学校。”这是一点也不夸张的。（附图片）
发生过事故的美国三里岛核电站，工人们在清洗地面。
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专栏：科学家专访
核聚变能将为人类造福
——访著名核物理学家王淦昌
本报记者 魏亚南 卢继传
能源，当今是个搅扰人心的问题。听说，一些科学工作者正在研究一种新的能源，以便从根本上摆脱能源的困境。于是，我们怀着极大的兴趣访问了著名核物理学家王淦昌。
王淦昌虽已七十七岁高龄，谈起能源，精神抖擞。他说：“煤和石油是目前的常规能源，但它们在地球上的蕴藏量毕竟有限。核能的主要燃料——铀矿资源的储量，据调查，全世界也仅有四百万吨左右。其它能源，诸如太阳能、风能、潮汐能、生物质能等，一时难于大规模地开发利用。”
王老的一席话，使我们感到问题的严重性，便说：“看来，能源前景不甚乐观。”他却笑着说：“用不着担忧，人类再也不会回到茹毛饮血时代，科学技术正在为人类开拓新的能源出路。核聚变的发现及研究，将为能源问题的解决带来福音。”
我们急着问：“什么是核聚变？”
王老解释说：“核聚变对于人们并不陌生，太阳的光和热就是核聚变的产物。”原来，太阳是个炽热气态氢的巨球。五十亿年前，太阳在银河系生成时，是一团由氢构成的极大的云。气体逐渐向云的中心聚去，产生的高压和高温，起到了点火作用，引起了氢原子核的聚变反应。自此，这个“核聚变炉”——太阳便燃烧起来，释放出强大的光和热。
“人们对核聚变的认识，应当从居里夫妇发现放射性现象说起。”王老向我们讲述了原子时代的历史。他说，居里夫妇曾指出：“每一种放射性物质的原子都能作为一种常有的能源而发生作用。”这一预言播下了原子能利用的种子。三十年代，王淦昌在德国柏林大学威廉大帝化学研究所攻读时的老师、化学家哈恩和斯特拉斯曼，使用慢中子轰击重化学元素铀，发现了核裂变，即一个原子核分裂成两个。四十年代，美国正是利用这种核裂变能制造了原子弹。又过了十年，核裂变才被用来建造发电站。
科学家们发现，在原子核反应中，两个特别轻的核，结合成一个较重的核时，反应释放的能量，比一个重核分裂成两个较轻核释放的能量更大。比如，用海水里提取出的氢的同位素氘，同另一种氢的同位素氚进行聚变，相同质量的燃料释放的能量，比裂变能大三至四倍。由于这种反应是两个轻原子核聚合成一个的变化，故称之为核聚变。五十年代，比原子弹威力更大的氢弹的爆炸，就是核聚变的成功应用。
然而，武器的制造不是科学的真正归宿。后来，人们一直在核聚变的人为控制上下功夫，以便利用反应释放的无比巨大的能量为人类造福。据测定，每公斤核聚变燃料产生的热值，比常规核裂变反应堆燃料高650倍，而且不会产生核裂变那样强的放射性。更重要的是，核聚变的主要燃料氘，来源于占地球总面积四分之三的海洋里的海水。王淦昌说：“利用海水作原料，可以说是‘取之不尽，用之不竭’。人类能源问题的最后解决，要靠核聚变了。”难怪，当前世界上许多国家，如美国、日本、苏联和西欧一些国家都投入巨资，加紧研究。
王老告诉我们，由于核聚变的能量巨大，驾驭起来可不那么容易。核聚变的反应温度高达几千万度，这么高的温度，任何已知物质的容器都要熔化。为了控制这种反应，科学工作者们正设法攻关。一是采用磁场约束的办法，把聚变物质架空在一个比普通磁铁强度大数百万倍的磁场中，对反应加以控制。六十年代，王淦昌与苏联科学院院士巴索夫又各自先后提出另一种方法，即利用聚变物质的惯性，在它还未来得及从反应区飞散时，用激光或粒子束加热点火，引起聚变反应，并加以控制。
因为受控核聚变的研究难度很大，长期以来各国的进展缓慢，近几年才出现新的发展势头。不久前，美国宣布，1986年核聚变的科学试验将取得成功。
核聚变研究是前所未有的宏大、艰巨的科学技术攻坚战。王淦昌预计，核聚变能用于经济建设将是2000年以后的事，他自己恐怕见不到了。然而，他作为一生从事原子核物理研究的科学家，没有为此而松懈研究工作，相反，正在争取时间带领中青年科技人员向受控核聚变进军。他的生命已同原子核科学紧密地结合在一起，并且释放出光和热来。（附图片）
王淦昌在给研究生作实验讲解。 顾明远 朱凤云摄
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专栏：
防患于未然
——谈核废物处置
黄钟
核发电与其它工业一样，在生产运行过程中会产生废气、废液和固体废物。这些废物具有一定的放射性，常称放射性“三废”。为了不使这些废物污染环境，必须按放射性的程度，用不同的方法进行处理和处置。一般来说，对于放射性低的废物采用净化的办法处理；对于中等放射性或放射性高的废物，采用浓缩固化，使其与环境隔绝的办法处理。
核发电的“三废”中，放射性废液的量最多，危害最大，处理最复杂。低放射性废液通过化学沉淀、蒸发、离子交换三道工序处理，使其达到排放标准后，可排入环境或循环复用；中放射性的废液，将其固化成沥青块或水泥块，埋入浅地层处置；高放射性废液，首先要固化成玻璃块，并将玻璃块装入特制的容器里，埋入深地层进行地质处置。埋在深地层中的这些高放射性废物，具有四道屏障，即玻璃块、容器、回填土和地质层，使它完全与生物圈隔绝，千万年内也不会对环境产生有害的影响。
虽然核工业会产生放射性“三废”，对环境污染存在着一定的潜在危险，但是，依靠当代科学技术，采取一系列有效的处置措施，完全可以保证核工业不会污染环境。
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专栏：
世界核电站发展现状
王维良
核能是近期内最有效的替代能源，许多国家都十分重视发展核能事业。到1983年底，全世界已有二十六个国家和地区拥有核电站，运行中的商业核电站反应堆达三百零九座，总装机容量为一亿八千多万千瓦，核发电量占世界发电总量的10％左右。
不仅工业发达国家重视发展核电工业，许多发展中国家或地区也正积极发展核电工业。预计到本世纪末，世界核发电量将占发电总量的30％左右。
已发展到商业应用的核电站动力反应堆主要堆型有：轻水堆（又可分压水堆、沸水堆和石墨沸水堆），重水堆和石墨气冷堆。正在发展中的有快中子增殖堆和高温气冷堆。到1983年底，已投入运行的压水堆装机总容量已占全部反应堆的63％。沸水堆约占21％。轻水堆，尤其是压水堆是目前世界各国发展的主要堆型。
目前，为了确保核电站的安全可靠性，各国都采取了一系列措施。例如，专门设置了应急事故冷却系统，用来保证出现失水事故时堆芯不会熔化；对运行着的反应堆设备实行随时检查，确保核电站连续安全可靠运行；采用各种技术对异常现象进行诊断，以便及早发现堆内部件的异常情况，采取预防措施。这些方面的工作，已成了各国核技术研究的重点。
近年来，不少国家都把核能看成必不可少的能源，制订了庞大的核能发展计划，发展核电已被越来越多的人们所接受。
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专栏：
1983年底部分国家核电建设情况国 家 堆数 总电功率 核发电量占发电
（万千瓦） 总量的比例（％）美 国 82 6，490 13法 国 32 2，630 48苏 联 40 1，910 7日 本 25 1，827 19联邦德国 16 1，110 21英 国 37 1，000 16加拿大 14 640 11比利时 6 350 45芬 兰 4 220 40瑞典 10 740 40西班牙 7 280 9阿根廷 2 91 10印 度 5 100 3
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专栏：国际科技
在航海中应用核商船
谭同长
核商船与普通商船的根本区别在于，它是用核能作推进动力的。与普通商船相比，核商船主要优点是：一、燃料用量少。一艘万吨级核商船一次装载铀—235燃料约二百至二百五十公斤，可以航行三年，无需再添加燃料。以时速为二十海里（1海里＝1．85公里）计算，可以航行三十万海里，相当于绕地球赤道航行十二圈多，而同等规模的普通商船作这样长距离航行需要五至十万吨石油。二、燃料费用低。航行相同里程所需的铀燃料费用仅是油燃料费用的五分之一。三、核商船燃料所占空间较小，可增加装货量。
核商船的核动力装置制造复杂，安全设施要求高，因而核商船造价高昂，影响航运经济性；核商船航行和在港口停留还受到一些国家保护环境方面的法律限制。迄今，世界上只建成四艘核商船并开展过航运业务。它们是苏联列宁号破冰船，美国萨凡娜客货船，联邦德国奥托·哈恩矿砂船，日本陆奥号货运船。（附图片）
图为联邦德国核商船。
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专栏：国际科技
核能供热
谭重安
利用核能供热是节约油、煤的有效措施。苏联已开始建造五十万千瓦热功率的核能供热站，每小时可代替四百吨燃料油，能满足三十万居民对热水的需要。美国等越来越多的国家也主张，利用核能建立供热系统，大量节约煤、油、气等常规燃料，获得更大经济效益，起到保护环境的作用。
核供热站可分热电并供（既供热又供电）和单纯供热两种类型。据不完全统计，国外已建核电站中兼低温热利用的已达五十座，主要用于城市供热及工业供热。
核供热技术是在核电技术和常规供热技术基础上发展起来的。按目前的技术水平，核供热站可以满足工业需要，也安全可靠。供热量大而稳定，供热距离较近，对煤价较贵的缺能地区，其经济性也是可行的。虽然小型核供热站的投资要比大型核电站高10％，但因供热的效率约为供电效率的两倍，因此，核供热的能量可得到充分利用，经济上是有利的。专家们认为，用大型核电站发电时，配以小型核供热站供热，既节能，又短期见效，这将是较好的规划方案。
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专栏：国际科技
遨游太空的核发电机
袁良本
未来外层空间的开发和利用，在很大程度上取决于是否有性能可靠、寿命长、小而轻的电源供空间飞行器使用。核反应堆能用作这样的电源，因为它不但可以长期高功率供电，而且结构紧凑、体积小、重量轻（发电设备的重量为每千瓦几十公斤）。据报道，美国已发射了二十三个全部或部分由核能供电的空间飞行器，苏联至少也发射了十九个以核反应堆为动力的侦察卫星。