这些技术将让核电站变得更安全

碳排放量的控制需要结合使用多项能源技术，核电技术或许是其中之一。这种发电技术不会增加碳排放，但却因为几起大型核电站事故而受到质疑。而下面这些技术，将让核电站变得更安全。数十年来，商用核反应堆数一直在使用同样的燃料：堆放在圆柱形锆合金核燃料棒中的二氧化铂芯块。在反应堆核心，芯块通过裂变产生中子，随后中子在浸没于水中的错棒间传递，构成一个能自我维持的产热过程。

问题是，如果锆的温度过高，它会与水反应产生氢气，而氢气有可能爆炸。两起严重的核反应堆事故就由此引发：1979年，美国三里岛核电站的堆芯熔化，险些引发氢气爆炸；2011年日本福岛第一核电站发生氢气爆炸，造成了大量放射性物质泄漏。（1986年的切尔诺贝利核事故则是由错误的反应堆设计和操作造成的。）

西屋电气公司（Westinghouse Electric)和法马通（Framatome)等制造商正在开发安全性更高的燃料。这种燃料需要不容易过热；即便过热，也不会生成大量氢气。一种改进思路是在锆棒表面镀上一层膜，从而降低反应速率；另一些人则考虑用其他物质取代锆甚至是轴。新型燃料可以直接放入现有反应装置中，无需做出大的改动。

因此，这样的新型核反应堆有望在未来10年内就逐步投入使用。当然，一个前提是，正在开展的堆芯测试能证明这样的改进是成功，并且监管部门需对此感到满意。一个额外的好处是，新的燃料将提高核电站的运行效率，使得核能在成本上更有竞争力。目前，天然气、太阳能和风能显然更加廉价。若能降低核电的成本，将对制造商和电力企业起到显著的激励作用。

尽管核能在美国停滞不前，在德国等地甚至面临淘汰，但俄罗斯等国仍在积极发展核能。这些市场对新燃料的制造商来说利益丰厚。

除了更新核燃料，俄罗斯还在通过其他方式提升核电站的安全性。近期，俄罗斯国家原子能公司（Rosatom)启用了“被动”安全装置。即使发电站断电、冷却剂不能主动流动，这个装置也可以防止过热。西屋电气和其他公司也将这原理应用在他们全新的设计中。
制造商正在测试第四代核电站模式，该模式使用液态钠或熔盐代替水来转移裂变产生的热量，以此消除产生氢气的风险。

在美国，由于缺乏能永久堆放核废料的地下储库，核电的发展受到阻碍。现在，局面可能正在发生改变。令人惊讶的是，十几位美国立法者最近提议，重新开放位于内华达州尤卡山的核废料处置库。从1987年起，这里曾是美国最重要的核废料处置库。与此同时，阿拉斯加州参议员莉萨.穆尔科斯基（Lisa Murkowski)则提倡使用爱达荷国家实验室小型、模块化的反应堆。而美国西部诸州则与俄勒冈州的纽斯凯尔电力公司(NuScale Power)就十多个模块化反应堆达成了初步协议。燃料的改良以及小型反应堆的发展，将为核能的重生贡献重要力量。

文章摘选自《环球科学》