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日本這個自然資源稀缺的工業(yè)強國依賴核能已久,在2011年的地震及福島第一核電站反應(yīng)爐熔毀事故前,該國有將近三分之一的電力來自核能發(fā)電,當時他們還預(yù)計將這個比例在2030年前提高至50%。日本的48個標準核能反應(yīng)堆使用的鈾燃料會生成钚,后者是一種放射性高且毒性極高的物質(zhì)。
這些反應(yīng)堆在福島事件后都關(guān)閉了,不過日本仍在國內(nèi)存放著將近11噸的钚(其余的目前存放在海外),然而囤積钚的做法是十分危險的。除了地震這一不穩(wěn)定因素,也有被恐怖分子盜走的風險。然而就在本周,日本將重啟一座核反應(yīng)堆,且另有四座已獲準在2015財政年度終結(jié)前重啟。
對此,人們可以歸因于一個強大的網(wǎng)絡(luò),它包括日本公共事業(yè)公司、保守的政治家與政府官員,他們散播的觀念是,钚是一種熱力學領(lǐng)域的靈丹妙藥。作為燃燒鈾的一個副產(chǎn)品,钚本身可以在所謂的快速增殖反應(yīng)堆中得到處理,以產(chǎn)生更多的能量。那一步也會產(chǎn)出更多的钚,所以理論上這個生產(chǎn)鏈是自我維持的——一種良性的核能循環(huán)。
然而,在實踐中,快速增殖反應(yīng)堆技術(shù)一直都極度難以應(yīng)用。這項技術(shù)是出了名的有缺陷且昂貴無比,并且會制造更多的危險廢物。到90年代時,嘗試過快速增殖反應(yīng)堆的許多國家(包括美國在內(nèi))已將之淘汰。
但日本卻加大了投入,政府重金投資快速增殖原型反應(yīng)堆“文殊”(Monju),而核工業(yè)則針對它展開了正面宣傳。他們推出钚魯托先生(Mr. Pluto),一個淘氣搗蛋的動畫人物,讓他說钚安全到足以喝下去。政府緊挨著核工廠設(shè)立了所謂的公關(guān)中心:一個靠近“文殊”的展覽宣稱,該反應(yīng)堆是“必要的,因為钚可以被使用數(shù)千年。”
展覽沒有說“文殊”失敗了。反應(yīng)堆于1994年投入使用,但第二年在一次泄漏引起冷卻液起火后被關(guān)閉。然后是拙劣地掩蓋和逾10年的修復(fù)工作,一次失敗的重啟,以及又一次事故。“文殊”迄今已經(jīng)花掉了約125億美元,但僅生產(chǎn)了極少的能源。
1993年,日本還開始耗費巨額修建位于六所村(Rokkasho)的一個再處理設(shè)施,該設(shè)施能將核廢料轉(zhuǎn)化成燃料,方法是將钚和可用的鈾從其他廢料中分離出來。這個過程也同樣非常昂貴,并且同樣會產(chǎn)生大量的廢料。工廠原定于2016年投入使用,屆時每年可能添加多至8噸的钚到日本儲備中。
日本處理核廢料的記錄非常糟糕,不過,目前還沒有哪個國家找到了一個安全的或者經(jīng)濟上可持續(xù)的方式再次利用這些物質(zhì),尤其是钚。英國已經(jīng)宣布,到2020年左右會放棄昂貴且高毒性的回收行動。美國有一個項目,可以回收核聚變的副產(chǎn)品,將其變成一種叫MOx的混合氧化燃料,這種燃料是鈾和钚的混合體。但是奧巴馬政府已經(jīng)暫時將其擱置,原因是不斷上漲的成本。
法國處于MOx轉(zhuǎn)換行動的最前沿,同樣也面臨困難,且預(yù)計到2019年會停止相關(guān)項目。取而代之的是,法國宣布計劃在2020年開始建設(shè)一個新型的快速增殖反應(yīng)堆,名為ASTRID。這個反應(yīng)堆被設(shè)計用來產(chǎn)生能源,方法是將高濃度核廢料轉(zhuǎn)換成危險度較低的殘余物,這些殘余物需要儲存幾百年而不是像钚那樣需要儲存好幾千年。但這個項目至少已被推遲至2030年。
迄今為止,處理钚最好的辦法是將它儲存在一個安全的長期地下倉庫中。一直以來,法國和英國的計劃都是對核廢料進行轉(zhuǎn)換,因此都沒有永久的存儲設(shè)施;它們將钚存放在再處理工廠的臨時儲存室中。只有兩個國家已經(jīng)開始建設(shè)切實可行的長期儲存設(shè)施。芬蘭正在爆破出的花崗巖空間里建立一個大型設(shè)施,到2020年應(yīng)該可以使用。在美國,可以容納12噸钚的地下儲存室已在新墨西哥州開建。
考慮到日本的諸多脆弱性,尤其是地震活動,核廢料不應(yīng)再存放在日本了。日本政府應(yīng)該花錢讓它最親密的盟友來將該國的钚永久地帶走。
英國已經(jīng)存放了大約20噸日本的钚,法國大約16噸,根據(jù)合同要將其回收利用成為可用的燃料。根據(jù)目前的安排,這種燃料,加上所有的副產(chǎn)品(包括钚在內(nèi)),將在2020年前送回日本。不過,日本應(yīng)該出資,而且是出巨資,讓那些钚就地不動,留在安全的臨時儲存設(shè)施中。并且日本應(yīng)該幫助出資,在英國和法國建造安全的永久儲存設(shè)施。
日本政府還應(yīng)向美國支付費用,讓美國接管目前在日本境內(nèi)的近11噸钚。對一些美國人而言,這項提議似乎頗具爭議,不過兩國已就交換核材料問題做出了安排。(然而,若是芬蘭的話,這項提議在政治上就完全不可行。)可是,在美國境內(nèi)修建永久性儲存設(shè)施需要耗費多年時間,還要克服國會想必會提出的反對意見,因而在此期間,日本的钚應(yīng)該儲存在美國工廠的臨時設(shè)施中。
對接收國而言,處理日本的钚將是一個巨大的負擔,日本應(yīng)當為此支付重金。不過,就算是這樣的數(shù)額,也很可能不過是日本花在自身無用的钚能設(shè)施上的九牛一毛:按照最保守的估算,六所村的再處理廠要在40年的使用期里花費1200億美元。
這項政策惠及的范圍將遠遠超出日本一國。六所村一帶遭遇地震的話,可能會引發(fā)前所未見的核災(zāi)難,而阻止此類事件的發(fā)生符合全世界的利益。如果資助海外修建長期儲存設(shè)施,不僅日本能解決自身的钚問題,還有助于其他國家緩解它們的麻煩。