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比如,根据计算,本世纪内,海平面至少会上升0.8到2米,这样沿海和河流入海口附近的核电站的安全性是不是都要大打折扣?这还没有考虑可能性并不小的格林兰冰盖融化和南极冰盖破裂。
再比如,一百年内,航天技术和应用必然大发展,一般国家和公司掌握航天及火箭技术的门槛是不是会大大降低?用导弹或卫星攻击核电站的技术难度是不是会大大下降?
还比如,电磁炮在海战中其实没有多大用,因为瞄准不易,破坏能力弱,但是对付核电站这样的大型固定目标却几乎是按身定做的,因为它的穿透能力超强。电磁设备可以容易地利用民用工业设备制造。这样,几十年后,恐怖分子并不需要非常高端的技术,就可以制造出可以造成巨大危害的武器。
还有,对于小行星撞击这种极小概率事件,当航天技术发展之后,如果有人故意,小概率事件就成了大概率事件。因为很容易操控一个十来米大小的小行星撞击地球的任何一个地方。
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核电站恶性事故究竟有多可怕?
现成的例子有切尔诺贝利和福岛。但是我们的核电站比这两座核电站规模都大,核燃料的燃耗更深,因此发生恶性事故的危害还要大。
做一个简单的计算。国内新规划的核电站都是以500万千瓦为基准,对应热功率约1500万千瓦。燃耗以AP1000为例,为60百万千瓦天/吨铀。假定一年运行300天(低于正常核电运行天数),一年产生1500*300/6000=75吨乏燃料。每吨乏燃料中有60公斤的裂变产物,20公斤的钚,10公斤的铀235,几公斤的其它放射性锕系元素和930公斤的铀238。每吨乏燃料中长寿命和中等寿命放射性元素的量,大约是广岛原子弹的50倍。这种乏燃料放射性过大,无法处理,必须就地存放至少20年。20年内,乏燃料池将累积1500吨乏燃料,对应7.5万颗广岛原子弹的放射性废料量!(感谢LAOson网友,开始每年乏燃料算错了两个量级,20年错了一个量级。)
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核废料究竟有多不清洁?
对与有害工业废物排放,我们一般要求有害物质不要超过环境的多少多少倍,不对环境造成过大伤害。
放射性物质对环境,对人体都有害。放射性核废料的排放,存放当然也应该有一个标准。这个标准应该是多少呢?根据我们对放射性危害的认识,这个量大致应该不能超过我们承受到的背景放射性辐射大小,即大约每年几个毫西弗(1西弗等于1公斤接受1焦耳放射性能量)。那么乏燃料在反应堆乏燃料池内“冷却”了20年后,能不能达到可以排放或者无害存放的标准呢?当然达不到。那么差多少倍呢?燃耗60百万千瓦天/吨铀的乏燃料,存放20年后,还有几百瓦每吨的放射性,以300瓦计,一年就是300x86400x365=9.5x109焦耳/吨=9.5x106西弗。普通人每年接受放射性剂量的上限是5毫西弗,即0.005西弗,只有上面那个数字的20亿分之一。也就是说,“冷却了”20年之后的乏燃料,放射性仍然是普通人接受极限的20亿倍,也是背景放射性辐射的约50亿倍。
那么,需要多长时间,乏燃料才能冷却到与背景差不多的水平?答案是,地球不会存活到那一天。需要多少时间,才能冷却到比背景高1百万倍的水平?答案是几十万年(不考虑剩余93%铀的放射性)。
主要燃料循环的乏燃料放射性衰减情况。普通热堆的乏燃料衰减是最上面那条黑线。也就是几十万年后,放射性才能降到铀矿石水平(横的虚线)。
上图是主要燃料循环乏燃料放射性毒性衰减情况。这里有一点需要说明:图上用的铀矿石特指加拿大的一种富集度特别高的铀矿石(15%)。纵轴上的1仍然代表背景放射性强度的一百万倍。1000年后,仅仅裂变产物的放射性仍然是背景的1万倍。
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正常情况下,核电站对环境的影响有多大?
放射性辐射方面,正常运行条件下,核电站周围的额外放射性辐射非常小,不高于背景的千分之一,可以忽略。
但核电站的热岛效应严重。仍以一座500万千瓦的核电站为例,发热量是1500万千瓦,散热约1000万千瓦。如果仅算用电产生的发热,相当于北京,上海这样的超大城市。在内陆,这些热都要通过冷却塔蒸发水带走。这么大的发热量,一秒钟的蒸发量是6吨多,一年是2亿吨,相当于一座百万人口大城市一年的居民用水量。长江中下游本来就闷热潮湿,散热条件不好,这么大的散热量和蒸发量无疑是火上浇油(沿海电站要好一些)。
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地方上为什么热衷发展核电?
以一座500万千瓦核电站为例,投资至少700亿人民币。核企与地方合资建核电站。地方政府出地,移民,准备厂址,普及核电知识等,只需要几亿到十几亿元。核企出其它所有的钱和技术。一般给地方30%的股份。也就是说,地方出几亿元就得到了几百亿元的权益,还有建设时的经济拉动效应,发电后的地方税收,电厂发电收入的GDP数字,等。
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燃料闭循环可以实现吗?后处理能达到什么水平?
前面说到乏燃料潜在危害非常大,而里面的铀、钚其实还可以再利用起来,那么把乏燃料处理一下,回收有用的铀和钚等元素,并将没有用的裂变产物收集安全存放,不是很好吗?这就是乏燃料的后处理。
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