日本綜合能源調查會基本問題委員會預測,如果不能找到新能源來填補目前“脫核”造成的空白,到2030年,作為世界第三大經濟體——日本的GDP將下降5%;日報經濟產業大臣要求企業與民眾為可能的輪流斷電做好準備,尤其當悶熱難忍的夏天到來之時,電力供應至少會有15%的缺口;液化天然氣是主要的核能替代品,液化天然氣價格提高意味著電力企業承擔的采購成本激增52%,日本以出口經濟為導向,但在2011年因耗費數十億美元進口替代發電燃料,經曆了該國30多年的首次貿易赤字;如果所有核電站都不重啟,日本的九家地方電力企業,本財年就會麵臨合計2.7萬億日元的淨虧損,因為以火力發電為主,溫室氣體排放也出現了急劇上升……
核能已深入於日本經濟的血脈,核電缺失無疑對日本的影響巨大,但如果日本上下齊心協力,確保供電穩定,挺過這個無核之夏,則就能證明“日本可以沒有核電”,這或許將對日本未來的核電政策產生深遠影響。
不過現在看來,“無核狀態”似乎難以堅持。就在2012年5月14日,日本福井縣大飯町議會成員達成一致意見,認為有必要啟動該地的兩個停運核反應堆。這是核電站全部停運以來首次有地方議會機構同意重啟核反應堆,原因是今年可能又是一個難以忍受的炎熱之夏。
日本如何預演“無核時代”,還是未知之數,但無論結果如何,都將給全球的核能發展帶來諸多啟示。麵對紛繁複雜的核能發展,中國工程院院士、著名物理學家杜祥琬在2012年5月10日的《中國科學報》上發表文章稱:“人類不可能棄核,必須馴服核能。”
杜祥琬認為,一方麵,可再生能源中的太陽能、風能、生物質能等可看做是廣義的太陽能。而太陽能直接源於核能,人類與核能天然地結下了不解之緣;另一方麵,地球上可控的核能發展,將經曆由“核裂變能”走向“核聚變能”兩大階段,目前是利用“核裂變能”,而未來的核聚變電站將為人類提供可永續發展的核能,從以上兩重意義上說,人類無法棄核。而馴服核能,確保安全,是人類的曆史使命和責任。
相對於因放射性汙染而飽受詬病的“核裂變能”,清潔的“核聚變能”無疑是最佳的核能歸宿。但是,雖然目前人類已經可以實現不受控製的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想產生“受控”核聚變,還存在著巨大的技術障礙。其中,就有一種神秘的現象——“熱密度界限”,長期以來導致科學家無法實現可控自持續核聚變反應。
核聚變實驗中的高溫帶電氣體即等離子體的溫度和密度足夠高時,包含在其中的原子核就會結合並釋放出能量,但當等離子體達到神秘的“熱密度界限”時,等離子體就旋轉形成閃光,溫度下降,使核聚變無法繼續進行。美國能源部的物理學家David Gates與麻省理工學院博士生Louis Augustin 使用數學推導,發現這一現象是等離子體內那些微小的、如同氣泡的、被稱為“島嶼”的區域所帶雜質造成,而如果能向等離子體的“島嶼”注入能量讓其具有更高的密度,就能實現核聚變所需的1億攝氏度的溫度。
這個理論被有趣地稱為“10分鍾‘啊哈’時刻”,如果實驗驗證是正確的話,那麼將幫助人們消除核聚變發展的一個主要障礙,使受控核聚變再現曙光。
在消除核裂變汙染中,還有一個讓人舉手相慶的好消息。美國聖母大學教授Thomas Schmidt領導的科研團隊最近研製出的一種晶體化合物,每個晶體都包含有“通道”和“籠子”,這些“通道”和“籠子”上有數十億個細小的微孔,能將核廢料中的大約96%的放射性離子除去,為困擾世界多年的核廢料“變身”掃清了障礙。
全球30個國家目前約有436個核電廠,而從1943年到2000年,全球的核反應堆和核武器測試產生的核廢料已達成百噸,其中含有的高放射性物質的半衰期長達數幾十萬年。而如何安全、永久地處理核廢料一直是一個重大的課題,除了將高放廢料保存在地下深處的特殊倉庫中永久保存之外,至今也沒有找到核廢料的最佳處理方案,而這一名為聖母大學硼酸釷-1(NDTB-1)的晶體化合物為我們開辟了一條令人欣喜的核廢料處理新路,也可能是最佳之路。
原子彈的出現是科學發展史上的一個裏程碑事件,科學家手中第一次有了足以摧毀整個世界的力量。從此時起,一個科學家已不能是僅是一個純粹的的科學家,他必須承擔某種程度的社會責任,應用承擔一種具有前瞻性的事前的倫理責任,也許,這可以讓科學家做得更多。在現實的核能發展中,持謹慎態度的公眾,理應對科學家有更多的責任要求。