核能必須在能源結構中，WHY？

【導言】因為核能的危險性和產生的放射性廢物的處理難度，許多環保主義者對核能持反對意見。然而普利策獎得主Richard Rhodes認為，核能遠比絕大多數能源安全，若是全球範圍內希望從根本上減少碳排放量的話，那麼必須在能源結構中給核能留一席之地。

在16世紀末，木柴成本的增加以至於倫敦的居民不得不轉向使用煤炭為燃料時，而那些伊麗莎白時代的傳教士們卻斥責他們居然使用「魔鬼的糞便」為燃料，煤炭是黑色的，則意為著是骯髒的；而且從地下挖掘出來——而地心的位置也就意味著是地獄的方向；燃燒時會聞到強烈、刺激的硫磺氣味，因此在缺少煙囪的房子里，從使用木柴轉向使用煤炭為燃料有一定的難度；這些傳教士們直言不諱的譴責，雖然對環境有一定的（好的）影響，但是卻實實在在的推遲了那時的能源供應緊張問題的及時解決。

現在，對於很多關注全球變暖問題的環保主義者而言，核能則是當今時代「魔鬼的糞便」，他們譴責核能發電、使用放射性物質為燃料，而且還認為存在放射性廢物處置問題，而在我看來，譴責這種高效的、低碳排放的基礎能源（核能發電）是一種極其錯誤的做法。核能不是「魔鬼的糞便」，而是可以從更熱、更有破壞性的環境中拯救我們的能源結構重要的組成部分。

和所有的能源一樣，核能也有優點和缺點，，那麼核能的好處是什麼呢？

首先，也是最重要的，核能是通過核裂變（未來是核聚變）而不是化學燃燒反應來產生能量，可以產生零碳排放的電力，而碳排放是全球變暖的主要原因，從煤炭到天然氣是向脫碳邁出的第一步，這主要是因為（產出相同的電力）天然氣燃燒產生的二氧化碳量約為煤炭的一半。而從煤炭到核能的轉換則是徹底的去碳化，這是因為在核電站的建造，核燃料的開採、加工，設施的維護和退役過程中，會釋放一些溫室氣體，釋放量與太陽能發電相當，約佔天然氣發電的4～5%。

與其他能源相比，核能向環境釋放的放射性更少。

其次，核電廠的運行能力要遠遠高於可再生能源和化石燃料發電廠。容量因子是衡量發電廠產生能量百分比的一個指標，間歇性能源發電廠的容量因子是一個大問題，畢竟不見得會一直有陽光，也不見得一直會有風，水也不會一直都在大壩的渦輪機上流動發電。

PS：電廠容量因子是指電廠的實際發電量與額定最大可發電量的比率，是一個無單位的比率因數。

2016年的美國，佔全國供電量20%的核電站的平均容量因子為92.3%，這意味著一年365天，核電站滿功率運行的天數為336天（剩餘的29天，則是核電站維護的時間）。相比之下，美國水力發電系統的容量因子為38.2%（每年38.2天），風力發電機組為34.5%（每年127天）和太陽能發電為25.1（每年92天），即便是那些使用煤炭或者天然氣發電的工廠，因為燃料成本、季節性以及日夜需求變化的原因，容量因子只能為50%左右。明顯，核能最可靠的能源。

第三，核能釋放到環境中的放射性要比其他的能源少的多。對於很多讀者而言，這種說法似乎是一種矛盾的說法，因為通常而言，大家並不知道非核能源也會向環境中釋放放射性。不過，事實是它們的確是釋放放射性的，其中最嚴重的就是煤炭。這是因為煤炭是地殼中含有大量放射性元素釷和鈾的礦物質，煤炭燃燒會使得有機物物質氣化，剩餘的礦物成分（釷和鈾）則被濃縮到殘餘的固體廢物中，稱為飛灰。世界上燃燒的煤炭是如此之多，該過程產生的粉煤灰實際上是煤炭釋放到環境中的放射性的主要來源。

1977年，反核活動人士抗議在新罕布希爾州Seabrook建造核電站。

20世紀50年代初，屆時美國原子能委員會認為美國國內高品位的鈾礦石供不應求，他們曾考慮從美國產生的大量的燃煤飛灰中提取製造核武器所需要的鈾來製造核武器。2007年，中國也開始了這方面探索，在雲南的小龍塘地區（音譯）堆放了530萬噸褐煤粉煤灰，而中國的煤粉灰平均每噸可以提取到0.4磅的八氧化三鈾。此外，匈牙利和南非也在開展從煤灰中提取鈾的探索研究。

那麼鈾的缺點是什麼呢?在公眾看來，有兩個缺點，均與輻射有關：核事故風險和和核電產生的核廢物處置問題。自上個世紀50年代中期商用核電開始發電以來，已經發生過三起涉及核反應堆的大型事故：賓西法尼亞州的三哩島事故、烏克蘭的切爾諾貝利事故以及日本的福島事故。

研究表明：即便是核電廠發生的最嚴重的事故也不如其他的重大工業事故造成的破壞大。

1979年3月，三哩島反應堆發生災難性事故，反應堆堆芯部分熔毀，這樣也不過只向周圍的人口釋放了極少量的放射性。根據美國核管會的說法：

「據估計，事故期間TMI-2周圍的大約200萬人接收的平均輻射劑量也不過比通常平均輻射劑量高1毫雷姆。而每次進行胸部X射線照射檢查的劑量為6雷姆，而該地區的天然放射性本底劑量為100-125毫雷姆/年。儘管反應堆遭到了嚴重的破壞，但釋放出來的放射性對人的健康產生的影響微乎其微。」

1986年烏克蘭切爾諾貝利一個大型石墨慢化壓水堆發生了爆炸，隨後發生了熔堆事故，這是歷史上最為嚴重的核事故。事故發生後不久，參與搶險的23名救災人員死於急性輻射損傷。在事故之後的三年時間裡，由聯合國27個成員國的頂級科學家組成的聯合國原子輻射影響科學委員會（UNSCEAR）——對該地區進行定期觀察並提供切爾諾貝利事故對人體健康造成的影響的報告。除了白俄羅斯、烏克蘭和俄羅斯西部的居民中的兒童、青少年甲狀腺癌高發，這主要是他們飲用了被碘-131污染的牛奶，以及其他已經患有甲狀腺癌的人群外，並沒有發現該事故造成了長期的影響。直至2008年，輻射科學委員會最終將切爾諾貝利地區的6500例甲狀腺癌歸咎於核事故，且事故造成了15例死亡。從1991年到1995年，這些地區癌症的（青少年）發病率急劇增加，研究人員歸因於是輻射照射，但是成年人的發病率並沒有增加。

位於加利福尼亞州阿維拉海灘附近的Diablo Canyon核電站，該核電站計劃於2024年開始退役工作。

UNSCEAR還得出一個結論「切爾諾貝利的平均有效劑量，」因為內輻射和外輻照，1986年至2005年期間，該地區的公眾受到的平均有效劑量為30mSV，前蘇聯居民為1mSV，而其他的歐洲居民為0.3mSV。西弗特（sievert，一個用來衡量輻射劑量對生物組織的影響程度的SI國際單位制導出單位，為受輻射等效生物當量的單位）是一個輻射劑量造成影響的計量單位，其中mSV是SV的千分之一，全身CT檢查掃描的輻射劑量約為10-30mSV，美國居民接收的平均本底輻射劑量，在不包括氡的情況下每年約為1mSV。

本文引用的切爾諾貝利的（輻射傷害）統計數據是如此之低，以至於我們有必要將目光投向那些對於事故和事故後果進行廣泛報道的人們了。不過，這些是由聯合國國際科學機構進行廣泛調查得出的同行評審結論。他們指出，即便是核電站最嚴重的事故發生——也就是具有放射性的核燃料完全熔化——也會比上個世紀其他的重大工業事故所造成的破壞性更小。僅舉一個例子：印度的博帕爾的農藥廠泄露的40噸甲基異氰酸酯氣體，至少造成了3800人立即死亡，之後還造成數千人患病。而根據切爾諾貝利核電每個電力單位的早期死亡人數（9年運行，36GWe的總發電量，31個早期死亡人數），計算得到了0.86死亡數/GWe-年。對此Zbigniew Jaworowski大夫，也就是UNSCEAR前主席總結到，「這一數值明顯低於其他能源事故的平均死亡率」，例如切爾諾貝利事故比天然氣的死亡率低9倍，比水力發電站低47倍。

核廢物處理是一個持續的政治問題，並不是一個技術問題。

2011年3月日本福島地區發生了大地震和海嘯事故，海嘯淹沒了三個動力堆的供電和冷卻系統，導致它們發生了熔堆並引發了爆炸。共計154000名日本公民從發電站周圍12英里的地區撤離，但是核電站外的輻射劑量是有限的，根據2011年6月提交給原子能機構的報告指出：

「截至2011年5月底，並未發現核事故對核電站附近居住的195345名居民造成有害的健康影響，1080名受到甲狀腺輻射照射的兒童的檢測結果也顯示均在安全範圍內，截至到12月，來自三個城市的1700名居民的政府健康檢查顯示，三分之二的人受到的1mSv/年的外部輻射劑量均在國際標準範圍內，而98%的人員低於5mSv/年，10人的輻射劑量高於10mSv/年，此外沒有更大的輻射照射劑量，更不用說直接輻射照射死亡了。」

核廢物處置，在美國是一個持續的政治問題，但並不是一個技術方面問題。美國核電產生的大部分的乏燃料，其中90%以上的核燃料可以（通過後處理）循環利用，還可以在未來100多年的時間裡再次用於核能發電，目前這些乏燃料正安全地存儲在反應堆周圍，放置在由混凝土和不鏽鋼製成的乾式存儲桶內，燃料放射性也在逐漸緩慢地下降。

位於新墨西哥州Carlsbad附近的美國廢物隔離中試廠（WIPP）目前存儲著低放射性水平的放射性廢物以及軍用的超鈾核廢料，未來也可以將商用核電站產生的核廢料存儲在這裡的2000米厚的結晶鹽床之上，這曾是遠古時代海洋的遺迹。鹽床從新墨西哥州南部一直延伸到東南部最終至堪薩斯州西南部地區，在接下來的1000年時間裡，這裡可以輕鬆地接納來自全世界的核廢料。

2017年3月，一名維權人士要求關停法國的Fessenheim核電站，當局在同年4月宣布，將於2020年關閉該核設施。

芬蘭在位於波羅的海西海岸的奧爾基洛托（Olkiluoto）地下400米處的花崗岩上，建造了一座放射性廢物永久存儲庫，預計將於2023年開始存儲放射性廢物。

另外對於核電站一項指責是它的成本太高，而核電的成本是否過高則應由市場來決定的，但毫無疑問，若是我們對所有能源系統的外部成本進行全面核算後會發現，核能比煤炭以及天然氣還要便宜些。

核電並不是應對全球變暖威脅的唯一答案，在能源結構中可再生能源也應有它們的位置。至少可再生能源低於峰值的情況下，可以使用天然氣等對其來進行調節。但是核能要比那些對其有著偏見、恐懼的人士所認為的要好的多，核能也並不是二十一世紀版本的「魔鬼的糞便」，它是人類歷史上面臨的最大的能源危機的解決方案中最有價值的，甚至是最不可替代的那一部分。

作者簡介：Richard Rhodes是一位高產的作家，出版了包括《能源：人類史》等書，是普利策獎、國家圖書獎以及國家圖書評論界獎的得主。他是美國公共電視台前線以及美國體驗系列紀錄片的主持人和通訊員，同時還是哈佛大學、麻省理工學院和斯坦福大學的訪問學者。

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