日本9.0级地震引发的福岛核电站爆炸及一系列事故，给当前亢奋的核电大跃进泼了一盆冰水。各国核电发展战略一夜之间发生突转，开始放慢核电建设的脚步，重新审视自己的新能源计划。
石油危机，谈“核”容易
1973年—1974年和1979年—1980年，两次“石油危机”，给西方国家的经济带来沉重打击，并对其能源和产业结构产生了深远影响。大家开始认识到对石油进口的依赖已经严重威胁到了自身的安全。到现在，石化能源日益枯竭之际，清洁高效新能源的开发已刻不容缓。为扭转当前被动的局面，各国提出了一系列关于新能源开发与利用的政策与措施。在此背景下，核能发电等清洁型能源开发进入各国决策者的视野。
所谓核能发电就是利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，并利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。核能最早用于军事领域，直到1954年苏联建成世界上第一座装机容量为5兆瓦核电站，核能才开始转为民用，作为新的能源系统为人类提供电力能源；而到1966年核浓缩技术发展使核电成本低于火力发电成本，核能发电才真正进入实用阶段。
核能相对于传统的化石原料而言，具有排放低、经济性高、与现行电网兼容性强等优点，因此备受世人青睐。目前核电已提供了全球发电总量的16%，在很多国家，核电占据了相当重要的地位。有16个国家的核发电量占国内总发电量的25％以上，其中法国、立陶宛、比利时等国家的核电占比超过50％，法国甚至达到80%。而日本、德国和美国的核电也分别占据本国电力供应的33%、30%和20%。核电已成为继火电和水电之后，人类主要的电力来源。
福岛巨变，情“核”以堪
当前的核电开发令人喜悲交加，一方面核电作为清洁能源，在取代化石能源以缓解气候危机方面扮演着重要的角色；而另一方面核能所带来的负面作用，如切尔诺贝利所带来的灾难就已成为人们永远摆脱不掉的阴霾。但如今能源供应越来越来严重，寻找清洁高效能源已刻不容缓，核电重新受到重视。如印度规划到2020年，核发电量要占全印度总发电量的5%-7%；东欧地区的部分国家也纷纷宣布将修建核电站，如波兰、捷克、罗马尼亚等多个国家目前都在考虑或者已经启动了修建核电站的计划。预计到2030年将有10个至25个国家建设核电站，全球运行核电站可能在目前的基础上增加约300座。中国也不例外，2011年中国能源工作会议上，一个数据的修改见证了中国核电发展极其亢奋的状态。按照2007年的规划，到2020年中国核电装机容量为4000万千瓦，但在这次会议上这个目标被调整为8600万千瓦。
正当世界准备核电“大跃进”之际，福岛核电事故爆发一瞬间打乱了各国的前进步伐。在此次日本福岛核事故的影响下，曾经受到诸如美国等大多数国家推崇的核电公众支持率又有了大幅度的下滑。为了吸取日本福岛核电站放射性物质泄漏事件的教训，德国政府日前考虑尽快放弃使用核能，加速开发新能源。作为全球拥有最多核电站的国家，美国对于核能的去留问题，也是摇摆不定。奥巴马政府仍会将发展核能作为美国新能源计划的一部分。美国共和党领导人麦康奈尔等人也认为，应继续支持发展核能，日本的核泄漏不应该成为阻碍美国核能工业复兴的理由。不过，美国民主党参议员约翰·克里等人则旗帜鲜明地反对核能，其理由就是安全性。中国核电项目审批也被紧急叫停，核设施进行全面安检。中国国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议强调，要充分认识核安全的重要性和紧迫性，核电发展要把安全放在第一位。
福岛巨变，不仅让世界陷入尴尬，也在一瞬间又再一次让核电发展陷入低谷。
铀钍希望，路在“核”方
目前核工业的首选材料是铀，全球商业核反应堆100%采用铀（偶尔加一点钚）。但铀是一种弊端很多的燃料。在多数反应堆中，维持连锁反应需要极其罕见的铀235，而且必须提纯，或者通过浓缩更加常见的铀-238获得。反应堆还会留下铀-239，这也是一种放射性物质。此外，传统铀燃料反应堆的监视是个庞大工程，包括保持反应湿度的中子吸收控制棒和庞大的压力容器。如果发生任何差错，核电站周围都会遭遇高强度辐射。即使一切正常，也会留下大量有毒核废料。因此，核电发展最大的危险在于其废料的高放射性，最大的阻碍在于其原料铀235的储存有限。
正当人们想要摈弃核电，开发其他新能源时，一段关于“钍”研究的文献被重新翻出，仿佛给核电发展又燃起了新的希望。事情的起由源自于一本由原子能委员会赞助并于1958年出版叫做《液态燃料反应堆》的书，里面记载了美国奥克里奇国家实验室前任主任阿尔文·韦恩伯格用了一种叫钍的元素成功产生核能。
钍的名字源于挪威雷神，是一种银白色金属。它只有微弱的放射性；你甚至可以装一块在自己的口袋里，也不会对健康构成危害。能取代铀-235的核燃料之一是铀-233，它在自然界并不存在，然而它却可以用钍-232来制造。而且相对于铀而言，钍储藏量丰富。按目前已探明的情况来看，钍的储量在地壳中是铀的3-4倍。它主要蕴含在一种叫独居石的矿物中，主要生产国包括：澳大利亚、印度、巴西、马来西亚、南非、泰国、中国等，这些国家的独居石产量占世界独居石总产量的90％以上。2008年，国际原子能机构（IAEA）与核能源署（NEA）共同发表了一篇报告，指出了最新的钍资源分布情况。美国的钍探明储量已飙升至大约40万吨、土耳其为34.4万吨、印度为31.9万吨。中国钍资源比较丰富，据不完全统计，20多个省和地区都已发现具有相当数量的钍资源，已探明的储量约28.6万吨。如果能通过增殖途径将钍转换成铀233，将极大地丰富核燃料资源。
1955年，阿尔文·韦恩伯格接管奥克里奇实验室时就意识到，钍有可能解决铀235带来的所有问题。它的储量丰富，不需要昂贵的加工处理，而且是一种非常高效的核燃料。在反应堆芯中衰变时，它的副产品每次撞击比传统核燃料产生更多中子。每次撞击产生中子越多，生成能源越多，总燃料消耗量越少，留下的放射性废料更少。更棒的是，韦恩伯格意识到，钍可以采用一种全新反应堆，一种绝无核泄漏危险的反应堆。奥克里奇实验室发现，钍可溶于氟化盐液。将裂变汤（氟化盐和钍的溶液）倒进反应堆芯（连锁反应发生的地方）的管道中。这一系统可以让反应堆自我调节：当汤的温度太高就会膨胀溢出管道——减缓裂变，消灭下一次切尔诺贝利事故的可能。1965年，韦恩伯格和他的小组建造了一个以钍为燃料的实验反应堆，并用之后18年的时间，试图让钍成为美国核能工业的核心。可惜他迟了一步。铀反应堆早已建成。据美国能源情报署说，那一年（1973年）后来被证明是“能源历史上最关键的一年”。就在那年，阿拉伯国家切断了对西方的石油供给，启动了一直持续到今天的石油冲突。同一年，美国核工业签署合同，修建了创纪录的41座核电站，全部采用铀为燃料。1973年也是钍的研发黯然凋谢的年代，一同凋谢的还有用上清洁、廉价安全核能的梦想。
点“钍”成金，“核”去“核”从
如今，这段历史被重新挖掘出来，钍裂变成无污染的铀233以供发电又成为世界破解能源危机与核危机，发展核电的新思路。钍裂变的潜力到底有多大？一吨钍裂变产生的能量抵得上200吨铀，更是与350万吨煤炭相当。由于产出比率极高，诺贝尔奖获得者、欧洲粒子物理研究所前主任意大利人鲁比亚相信，一个拳头大小的钍金属块就能够供整个伦敦使用1星期。他同时表示，只要各国领导者们愿意尝试，他相信钍可以在5年内帮助全世界成功戒掉“铀瘾”。
以钍作为核原料前途是美好的，但实际操作目前还存在困难。拉杰德兰·拉哈是美国能源部费米国家加速器实验室的物理学家他表示，钍与铀可以混合制成核燃料，充分利用自然界的丰富资源储备。该混合燃料能源潜力巨大，同时在先进科技的帮助下可以减少燃烧后产生的核废料。且想要减少核废物的产生，科学家只要利用高强度的质子加速器得到高速运行的中子就行。因为高速中子能将核废料——钍-232及铀-238转化成核燃料。但如此高强度质子加速器的开发目前来看仍然是个难题，因为它需要的能量强度比目前最先进的质子加速器还要高出10倍。
加速器驱动次临界系统（ADS）概念的出现给高强度质子加速器的研发带来了希望。它与在临界状态工作的传统核反应堆有所不同。临界状态是指核反应不需人工干预，能够自行维持的状态。但如果核反应堆内连锁核反应失控，类似1979年3月28美国三哩岛、1986年4月26日乌克兰北部城市切尔诺贝利曾经历过的可怕的核泄露事故就会再次发生，而高强度的放射性物质逃入大气中，将对环境造成几乎无法恢复的伤害。然而在次临界状态下工作的核反应堆则不同，它利用加速器提供的高速中子使原子分裂持续。这也意味着，研究人员可以通过关闭加速器随时关闭次临界状态，中断中子的来源同时中止核反应的发生。不过，现在这种反应堆还只存在于理论上，因为目前还找不到建造这样的高强度加速器所需要的能量。但一些国家的科学家（如美国）正朝这个方向努力。
中国政府也认识到了钍在核电发展战略中的重要性。如今在海啸破坏福岛的铀反应堆并即将摧毁公众对核能的信念之际，中国向外界透露，它正推出一项竞争性技术，建设一种更安全、更清洁、最终也更便宜的以钍为基础的反应堆。中国科学院院士徐光宪也呼吁，目前内蒙古白云鄂博稀土资源存在严重的浪费现象，尤其严重的是开采出的矿藏中，钍的利用率为0，因此应加快推动我国钍资源的保护和利用。在当前气候环境不断恶化的情形下，世界急需不会产生温室气体的零碳电力。日本核事故将成为全球能源发展的转折点，以钍为原料的核能发电又将成为能源变革中的新宠。正如英国《每日电讯报》的评价，如果中国发展钍基反应堆的努力取得成功，将极大地改变全世界的能源版图。
（文：邹蔚苓/本刊记者）
