下一代反应堆能否为安全的核未来提供动力？

上周此时，核能复兴正如火如荼地展开。奥巴马总统 2012 年预算中为新反应堆提供的 360 亿美元贷款担保计划正在推进中。中国正在稳步批准核电站建设，欧洲各国也在考虑建设自己的新核电站。七天后，随着日本福岛第一核电站的危机有可能演变成历史上最严重的核灾难，建设更多更好的核电的努力已完全停止。

但在全球强烈反对核能的背景下，我们必须记住，下一代核反应堆的设计目的正是防止 40 年前福岛第一核电站发生事故。这是好事，因为根据专家的说法，无论我们是否喜欢，未来脱离化石燃料将包括核能。这就是未来可能的样子。

自从 9.0 级地震及其引发的海啸给日本带来了巨大的人间悲剧和潜在的核灾难以来，福岛第一核电站的情况每况愈下，引发了全世界对核能未来的大量猜测。瑞士迅速暂停了三座新核电站的审批程序，德国总理宣布该国将“有节制地”退出核电，就连全球核能发展的先锋中国也表现出担忧，冻结了所有新核电站的审批。

“当有人死于车祸时，我们不会停止使用汽车。我们会努力让汽车更安全。”现在开始总结日本的经验教训还为时过早，但从技术上讲，福岛第一核电站 20 世纪 70 年代反应堆的大部分问题都已经被吸取，并在最新的核电站技术中得到了解决。

确保核电站安全意味着在任何情况下都保持冷却，包括人为或自然灾害导致常规冷却方法失效的情况。这凸显了所谓的第三代以上核电站模型（最新可行的核电站设计）中内置的安全功能的重要性。这些冗余和被动安全系统在人为或自然灾害发生时无需操作员帮助甚至无需电力即可工作。

第三代以上核电包括一些高科技核电站设计，其中许多仍在等待监管部门的批准。其他核电站，如法国阿海珐公司的进化动力反应堆 (EPR) 和西屋公司的 AP1000（均为压水反应堆）已在建设中，它们的设计正是为应对 40 年前日本反应堆无法应对的危机而设计的，无论操作员是否在场触发紧急对策。

麻省理工学院核工程系客座教授、核电站安全系统专家迈克尔·波多夫斯基 (Michael Podowski) 表示：“新反应堆确实具备许多三四十年前没有的功能。这些新型先进反应堆将采用更多被动安全系统，无需任何外部干预即可确保安全。”

阿海珐目前正在建造四座 EPR 反应堆，两座在中国，两座在欧洲。该反应堆的设计包括四个独立的冗余冷却系统，其中两个经过精心设计，可在飞机坠毁时幸存。

西屋公司的 AP1000 配备了一系列被动系统，利用自然气流、重力和其他自然现象来消除泵和阀门；如果核电站开始过热，这些措施将自动冷却核心长达三天，无需任何外部干预。

当然，并不是所有人都认可这些系统。虽然可以公平地说，最新一代反应堆比现有反应堆更能经受住福岛第一核电站的停电，但很难预测在遭受毁灭性的​​地震海啸双重打击后，它们到底有多安全。

埃德·莱曼是忧思科学家联盟的物理学家，也是核电站设计专家。虽然他同意 EPR 等设计远远超出了美国核管理委员会设定的最低安全标准，但他谨慎地指出，无法解释意外情况。“一些新设计可能比其他设计更坚固，但总的来说，我认为它们存在共同的缺陷，如果你进入未知领域，发生严重事故——福岛核事故就是如此——那么一切都将不保，”莱曼说。“我不确定，一旦发生严重事故，新设计是否还会有任何明显的优势。”

真正安全可靠的核电需要核电站不会熔化，这意味着核电站规模要小而不是要大。波多夫斯基认为，未来的核电站可能依赖于许多小型、分布式核电站，即所谓的小型模块化反应堆，这些反应堆包含少量核材料，为电网的一小部分区域供电，并受到少量被动机制的保护。

由于这些反应堆不会将过多的热量集中在一个地方，因此无需主动冷却系统来冷却它们——多余的热量会分散到周围空气中。波多夫斯基说，从本质上讲，这些小型反应堆将更加安全。

“小型反应堆本身是安全的，因为小型反应堆不会发生任何事情，”波多夫斯基说。“如果出现问题，它们会自动关闭，热量会散去，基本上会进入中性状态，不会有任何物质进出。”

这样的未来会实现吗？无论未来能源组合如何划分，核能都是其中的重要一环。下一代反应堆——所谓的第四代反应堆——已经存在于纸面上，并探索了先进冷却系统和其他技术的可能性，这些技术可以使核电站更加高效和安全，尽管预计在未来 20 年左右都不会成为现实。与此同时，工程师们正在试验各种重新构想的核电站模式，从不受地震灾害影响的浮动核电站到已经安全埋在地下深处的地下系统。

福岛第一核电站事故是否会阻碍这些设计的实施还有待观察。伦斯勒理工学院核工程学教授亚伦·达农博士正在观望日本核事故是否会对年轻人产生与以往核事故对前几代人同样的影响。

“很有趣的是看看年轻人会对此作何反应，那些不记得切尔诺贝利或三哩岛的人，”达农说。“他们会说我们不应该建造核反应堆，还是会尝试设计更好的反应堆？”

他指出，日本的危机是一场人类悲剧，也是一次从过去的错误中汲取教训、重新评估未来的机会，但在核时代还处于青春期时就放弃它将是一个错误。

“我看不出我们为什么要淘汰这项技术，”达农说。“当有人死于车祸时，我们不会停止使用汽车。我们努力让汽车更安全。”