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日本究竟有多少核?

2011-04-25 09:50:04 《世界知识》杂志   作者: 王妍慧 郭晓兵  

因强震、海啸引发的日本核危机持续发酵,使日本核电成为全球瞩目焦点。自1954年启动核能计划以来,经过近60年发展,日本已成为名副其实的

核电超级大国,且其核反应堆生产了大量乏燃料,潜在的核武发展能力也不可小觑。

核电超级大国

核电装机容量世界第三。日本自然资源匮乏,核能很早就进入其视野。1954年,日本政府投资2.3亿日元,启动核能研究计划。此后,它逐步建立了发展核能的法律体系和组织机构。原子能委员会、原子能研究所、核燃料集团等先后成立。上世纪70年代的“石油危机”使高度依赖中东石油进口的日本受到严重冲击,此后日本开始走上能源多元化道路。尽管其国内核电站需要的铀资源并不丰富,但是由于铀便于贮存,成本低,因此日本仍将核电作为重要的战略选择。

日本电力工业的主体由十家私营电力公司组成。为了推动能源建设,政府和九大电力公司(除冲绳外)投资成立了电源开发公司。九大电力公司和电源开发公司又共同投资建立了日本核电公司,负责核电站的建设和运行。目前,日本运行中的反应堆共有54座,在国际上仅次于美国和法国,排名第三。

进入本世纪后,日本对核能的重视有增无减。它把发展核能作为减少温室气体排放的主要手段。2008年,日本称,从2000年到2050年,二氧化碳的排放可以减少54%,到2100年减少90%。为实现这一目标,核能作为最重要的能源,到2100年将提供60%的能源。这意味着一半的减排任务要靠发展核能来实现。

目前,核电占日本全国电力的30%。2006年,日本经产省的《国家能源新政策》提出,要把日本发展成一个“核国家”,到2030年将日本核电所占比例提高到30%~40%。2010年3月21日,日本发布《能源基本计划修正案》(草案),计划到2020年新建八座核电站,到2030年再建六座,并在2020年将机组利用率从目前的60%提高到85%,力争2030年进一步提高,实现全球最高的利用率。

“国策民营”喜忧参半。日本发展核电依循“国策民营”模式,即隶属于政府的核能委员会、核能安全委员会分别制定有关核能发展和安全的大政方针,民营公司负责核电的经营。这种体制有其独特优势。核电投资周期长,先期投入大,技术难度高,由国家搞长期规划,投资研发,并给予政策倾斜,减少了企业风险。在这种体制下,日本核电获得迅速发展。上世纪60年代,它开始从国外引进核能技术。之后,日本通过购买设计、本土制造,逐渐使日立、东芝、三菱重工等企业具备了自主设计和建造轻水堆的能力。到70年代,日本通产省提出“改良标准化计划”,大大提高了核电设备国产化率,其轻水反应堆技术已基本成熟。在此基础上,日本又设计出第三代反应堆——先进沸水堆,并在世界上率先建设和投入使用。日本还在国际上力推先进沸水堆出口,同时并购美国西屋电气公司,雄心勃勃要逐鹿国际核电市场。

但这种体制也有隐患。核电公司分区包干,权力极大,经常隐瞒或篡改事故报告。2002年9月,东京电力公司传出隐瞒核电厂安全问题及伪造检查记录的连串丑闻,导致该公司的所有核电机组在2003年被迫停堆检修,引起东京当年夏季供电严重不足。此次福岛核事故处置初期,该公司过多考虑经济利益和保全反应堆,造成后续危机不断,以至于日本首相菅直人怒斥其缺乏危机感,可能导致“东日本全毁”。

惟一进行核燃料循环的无核武器国家

拥有全球民用钚的五分之一。由于有大量的核电站反应堆机组运行,日本钚(一种放射性元素,是原子能工业的重要原料,可作为核燃料和核武器的裂变剂)储量逐年快速增长。2007年,其钚存量已经达到45吨。在全球230吨民用钚中,它占了五分之一。日本拥有的钚可以制造5000枚当年投在长崎市的那种原子弹。2005年有专家预测,日本的钚库存到2020年将达到145吨,超过美国核武库中的钚数量。2005年2月,国际原子能机构总干事呼吁冻结所有的浓缩和后处理活动五年,但是日本对此置之不理,称这只适用于新的项目。非但如此,随着其后处理能力的增强,未来其钚存量还会进一步增加。1993年,日本开始在青森县六所村建立大型的后处理厂,预计在2012年投产。该厂每年可以处理800吨乏燃料,分离8吨钚。如果该工厂建成,而生产出来的钚又没有被及时消耗掉,那么日本国内的钚存量就会迅速增加。比利时、加拿大、德国、意大利曾经进行过乏燃料后处理,但后来都改变政策,放弃了这种能力。目前,在无核武器国家中,只有日本坚持对乏燃料进行分离。

超级钚的威胁。日本进行后处理的理由是为了最有效地利用进口铀。它要将再循环的未燃烧铀和乏燃料中的钚制作成混合氧化物燃料,从中提取额外的25%~30%的能量。1967年,它就将燃料循环列入长期核能发展计划。为此,日本积极发展用钚作燃料的“快堆”。它曾耗巨资开发出“常阳”实验性快堆,1985年又建成“文殊”示范性快堆。“文殊”堆1995年因发生钠泄漏事故被迫停止运转。停堆14年后,该堆于2010年5月重新启用,但三个月后又发生了中继装置坠落事故,被迫再次停堆。这两个堆在运行过程中,产生了比一般武器级钚纯度还要高的材料——超级钚,非常适合做小型化的先进核弹头。据估计,“常阳”堆在1994年转换堆型结构前,可能已累积了40千克的超级钚。“文殊”堆在发生泄漏事故前可能已累积了10千克的超级钚。

混合氧化物燃料的隐忧。因为快堆研制进展不顺利,1994年日本启动了“钚热”计划,即在轻水堆、而非快堆中使用钚作为燃料。日本把乏燃料交由英国核燃料有限公司和法国康吉玛公司在欧洲进行,制成全混合氧化物燃料后运回日本供轻水堆使用。但钚的化学毒性很强,该项目遭到地方居民反对,因而拖延了十年之久。2009年11月,日本首座使用钚铀混合氧化物的核反应堆开始运转。日本电气事业联合会称,到2015财年,全国将有16至18座核电机组实现钚热发电。福岛核事故中问题比较严重的福岛第一核电站第三机组使用的就是含有钚的混合氧化物燃料。该机组发生爆炸后,引发了各方特别的关注。

核武冲动与扩散风险。在核问题上,日本政府在1967年制定了无核三原则,即不拥有、不生产、不引进核武器。但在日本,一直有人,包括一些高级政客和官员鼓吹发展核武。前首相大平正芳和中曾根康弘就分别在1979年和1984年表示,日本的和平宪法并不禁止日本为了自卫,而非进攻地拥核。前防卫厅次长西村真悟更露骨,表示“核武是抑止力,如果强奸不受罚的话,我和大家都会成为强奸犯”、“国防就是为了防止我们的妇女遭受敌人的强奸”。1998年6月17日,内阁法制局长官在国会参议院预算委员会上提出,宪法应当允许使用核武器合法。2002年4月,自由党主席小泽一郎说,日本制造核武器其实非常简单,核电厂里有足够的钚,足以制造三四千个核弹头。2002年5月,内阁官房长官福田康夫称,只要坚持专守防卫,日本也可以拥有核武器。2003年,日本防卫厅设立了特殊武器研究官,专门研究核武器。2004年《俄罗斯消息报》报道,日本一份秘密外交文件称,当前采取不拥有核武器的政策,但要保持制造核武器的经济、技术能力,以不受外来挟制。2006年11月,日本政府宣称,“从纯粹的法理角度来看,宪法第九条没有禁止日本拥有自卫所必需的最低限度的核武器。拥有核武器不一定违宪”。2011年3月8日,东京都知事、保守派政治家石原慎太郎接受英国《独立报》专访,称日本可以在一年之内制造出核武器,“核武器就代表着外交议价能力”。日本这样一个拥有大量钚的国家持续发出这种声音,不能不让人担忧。

另外,日本的做法还会让其他国家效仿,增加地区的核扩散风险。例如,韩国宣称它也有大量的乏燃料无法储存,同样有权对其进行后处理,以便循环利用。现在韩国正与美国谈判新的民用核合作协议,取代即将于2014年到期的旧协议。美国是否会对其网开一面值得关注。

所谓乏燃料就是核反应堆“烧”剩下的“煤渣”,但它并不等于核废料,其中含有许多有用的物质,如没有“烧净”的铀235,以及新生的俘获产物和裂变产物等。在俘获产物中,有钚的各种同位素;在裂变产物中,有锶、铯、锝、钷等,都是可利用的同位素。此外还有大量的铀238等。




责任编辑: 江晓蓓

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