核能發(fā)展的歷史觀

杜祥琬

核能發(fā)展的歷史觀

杜祥琬

20世紀初期，是引人入勝的核科學發(fā)現(xiàn)時期，人們對核結(jié)構(gòu)和核能的一系列原創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)，引起了物理學乃至整個科學技術(shù)領(lǐng)域的革命性變革，把人類對物質(zhì)世界的認識提高到一個全新的水平。

一個標志性的事件是：1913年，玻爾提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，愛因斯坦稱贊玻爾提出的原子模型是“思想領(lǐng)域中最高的音樂神韻”。1932年，英國物理學家查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，同年，海森堡和伊凡寧柯分別獨立提出了原子核由質(zhì)子和中子組成的模型。1938年，哈恩和斯特拉斯曼等發(fā)現(xiàn)了核裂變。后來科學家又發(fā)現(xiàn)了核聚變，以及原子核結(jié)合能隨原子量變化的規(guī)律和質(zhì)量虧損的概念。

這一個個歷史性的重大發(fā)現(xiàn)與一個最簡明方程式（E=mc2）的結(jié)合，奠定了核能的理論基礎(chǔ)。核科學揭示了微觀世界的結(jié)構(gòu)和規(guī)律，也揭示了宏觀世界的某些內(nèi)在規(guī)律（如太陽內(nèi)部的核聚變）。

在核科學的開創(chuàng)階段，以錢三強、趙忠堯、吳有訓、王淦昌等為代表的中國科學家，也曾作出了一系列重要貢獻。核科學技術(shù)是20世紀人類最重大的創(chuàng)造之一，是科學技術(shù)史上的輝煌篇章，對世界文明進程帶來了多方面的、深刻而長遠的、戰(zhàn)略性的影響。

戰(zhàn)爭和政治的需要，使大規(guī)模核能的釋放首先以武器形式實現(xiàn)

20世紀中期，以核武器研制成功為標志的震撼世界的核能釋放，在軍事、政治、外交、科技等領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大而深遠的影響。

核裂變發(fā)現(xiàn)不久，第二次世界大戰(zhàn)在歐洲戰(zhàn)場全面爆發(fā)，武器成了當時人們最需要的東西。在這種特殊的歷史背景下，核技術(shù)被率先應(yīng)用于發(fā)展核武器，出現(xiàn)了一系列驚世的新概念：原子彈、氫彈、核武器；核試驗、核潛艇、核導(dǎo)彈；大規(guī)模殺傷性武器；接著又出現(xiàn)了核威脅、核威懾、核戰(zhàn)略、核擴散與核軍備控制等概念。

人們在認識核能作用空前巨大的同時，也認識了它巨大的破壞殺傷力。理智的科學家從一開始就提出了反對制造核武器，政治的需要與科技能力的結(jié)合使其很快成為現(xiàn)實。1964年，中國首先提出了“無核武世界”的思想，誠懇表明不首先使用核武器并致力于全面禁止和銷毀核武器。

世界范圍內(nèi)“禁核試”和“核不擴散”步履艱難，在“無核武”這個理想世界未實現(xiàn)之前，我國保持有限核力量有效性的重要性和必要性不言而喻。我國從一開始就制定了“不比數(shù)量，要爭質(zhì)量；適合國情，可以承受；不背包袱，持續(xù)發(fā)展；戰(zhàn)略威懾，可靠有效”的“一點兒”發(fā)展方針，這就使兩彈的發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展相一致，走出了一條中國特色的高效的發(fā)展道路。

盡管核武器的存在使人類難以擺脫核戰(zhàn)爭的陰影，但一些國家還是不愿放棄核武器，并且存在著核擴散的現(xiàn)實危險。今天的人類還需要一個很長歷史時期的進步，才能進入真正的“生態(tài)文明”乃至“大同文明”，到那時，人類將遠離核武，核能將只用于為人類造福。

核能的和平利用，進入“穩(wěn)中求進”的新常態(tài)

核武器成功研制后不久，各國紛紛推進了核能的和平利用，核技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，社會效益和經(jīng)濟效益顯著。

銅仁春旱不多，一般不影響花生適期播種、正常出苗和幼苗生長。但夏季伏旱多有發(fā)生，大面積種植花生區(qū)應(yīng)加強基礎(chǔ)設(shè)施，做到能排能灌，同時，加強空中水資源開發(fā)利用，政府主導(dǎo)做好人工干預(yù)天氣工作。

核能的應(yīng)用是基礎(chǔ)物理研究的成果迅速轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用的范例。全球已有20多個國家發(fā)展核電，已經(jīng)建成400多座核電反應(yīng)堆，積累了1.4萬堆·年的運行經(jīng)

驗，為全球電力需求每年作出約14%的貢獻。同時，核動力與核技術(shù)應(yīng)用成就顯著。

以歷史眼光來看，像任何工程科技領(lǐng)域的創(chuàng)新一樣，核電的發(fā)展也有一個發(fā)育成熟的過程，不可能一帆風順、一路輕松。航空、航天的先行者，有人為成功獻出了生命；馴服核能，也不免付出代價和犧牲。當然，核電畢竟有它的特點，一旦出現(xiàn)事故，其后果具有擴散性和后效性，因此要格外慎之又慎，安全應(yīng)該是核電文化的核心。

核電在發(fā)展的幾十年歷程中，曾發(fā)生過三哩島、切爾諾貝利和福島三次核事故，特別是切爾諾貝利和福島核事故，陡增了對核電安全性與環(huán)境后果的質(zhì)疑和擔心，重挫了核電發(fā)展的勢頭；同時，這些事故也提供了寶貴的經(jīng)驗和教訓，對事故的認真、深入分析，將帶來核電安全技術(shù)和安全管理水平的提高。駕馭核能才是核安全的根本之道。

需要意識到，福島核事故后核電的發(fā)展已進入“穩(wěn)中求進”的新的常態(tài)：

1）核電發(fā)展的速度會適度放慢，“百年大計，安全第一”，對核電安全更多投入，會使核電發(fā)展的步伐更穩(wěn)健。

2）面對資源、環(huán)境的制約和能源需求，具有潔凈、高效、穩(wěn)定、高能量密度等特點的核電，是綠色、低碳能源的戰(zhàn)略選擇之一。人類不可能放棄核能的和平利用。在中國的電力結(jié)構(gòu)中，核能的占比將逐步從小到大，成為一個非化石能源的支柱產(chǎn)業(yè)。

3）無論是沿海還是內(nèi)陸，核電都要切實做到安全。穩(wěn)扎穩(wěn)打，核電廠發(fā)生事故的概率會進一步降低，在事故工況下，對造成環(huán)境和社會后果的可控能力會進一步加強，做到實際可控。經(jīng)過持續(xù)、堅韌、細心的努力，全社會對發(fā)展核電的信心會逐步提升。

4）核電的發(fā)展方式需要轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)福島核事故后的新的常態(tài)：完善、改進體制機制，使國家利益最大化；核行業(yè)內(nèi)部增強合力，更好統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)、配合；完善科學、民主、信息透明的決策程序，公眾不僅是科普的對象，更應(yīng)成為參與的主體之一，從頭參與立項的醞釀、溝通和論證。建立政府主導(dǎo)，公眾、企業(yè)、專家協(xié)同的，責、權(quán)、利清晰的發(fā)展方式，對項目的科學性及利益與效益達到高度共識，是核電平穩(wěn)發(fā)展的基礎(chǔ)。

5）加強我國核能發(fā)展的戰(zhàn)略謀劃，在發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，制定近、中、長期的發(fā)展規(guī)劃，其中包括加強我國核電的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究，使我國核能科學技術(shù)逐步走上國際先進乃至領(lǐng)先水平。

6）認真謀劃核電全產(chǎn)業(yè)鏈條（從前端到后端，包括最終核廢物處置）各環(huán)節(jié)的統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)發(fā)展。這不僅是長遠的、全局的需要，也有利于當前“理性謀共識，科學謀發(fā)展”，引導(dǎo)我國乃至世界核電進入一個健康發(fā)展的新的常態(tài)。

創(chuàng)新驅(qū)動，創(chuàng)造核能可持續(xù)發(fā)展的未來

煤炭、石油等化石能源的發(fā)現(xiàn)和利用，使人類由農(nóng)耕文明進入了工業(yè)文明階段，而人類從工業(yè)文明邁向生態(tài)文明的過程，也必將伴隨著能源的變革與發(fā)展。

百年展望，非化石能源必將逐步成為主導(dǎo)的能源，可再生能源和核能將會共同為此作出貢獻。

從核裂變能走向未來的可控核聚變，將是一個科學的發(fā)展方向和歷史過程。在這一過程中，要努力加大新概念、新堆型、新材料研究力度，并通過檢驗和選擇，逐步走向成熟和自主化制造后，才能進入實際應(yīng)用和批量建設(shè)。核能將在更堅實的科技基礎(chǔ)、制度基礎(chǔ)、文化基礎(chǔ)和社會基礎(chǔ)之上走向未來。

未來能源應(yīng)該是體現(xiàn)人類智慧的新形態(tài)。中國人有智慧創(chuàng)造安全高效核能發(fā)展的中國道路，并為人類能源的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

Historical View on Nuclear Energy Development

DU Xiang-wan

注：杜祥琬，中國工程院院士，國家氣候變化專家委員會主任，多哈氣候大會中國代表團顧問。本文整理于2013年中國核學會學術(shù)年會杜祥琬院士的題為《核能發(fā)展的歷史觀》大會報告。