□二十世纪世界重大工程
核技术：20世纪最具争议的技术


　　20世纪40年代，原子的利用永远改变了战争的本质，给世界提供了新的能源，也改进了医疗诊断手段。核武器的密集和威慑力令世界很多国家改造军火库，改变军事战略和战争心理。核技术使潜水艇的活动范围加大，操作更舒适，而且对和平时期的活动也产生了巨大的影响。虽然核技术引起了人们的不安和争议，但是与核技术发展相关的工程技术成就仍是20世纪最重要的成就。

　　爱因斯坦的相对论标志着核技术的发展从此走上了不归之路。1942年，费米首先建立了可控制的链式反应堆，从原子核中释放能量，改变世界的核技术不可避免地发展起来。随后，奥本海默同新墨西哥州的阿拉莫斯国家实验室的工程师和物理学家一起研制成功了世界上第一颗原子弹。1945年美国在日本的广岛和长崎第一次投下了原子弹。1949年苏联爆炸了它的第一颗原子弹，从此以后，核武器的军备竞赛全面展开。原子弹的潜在威慑推动了世界对和平和战争的各种倡议。

　　和平利用核技术同样使人们大展宏图。1946年，核反应堆的放射性同位素首次用于民用医学治疗，商用核电站也由此开始发展。里科奥沃将军领导众多工程师开发了新材料，设计反应堆，奠定了核工业基础，建立了安全控制标准及运行操作规程，组织技术培训，建造并试验了全尺寸的原型推进器。核潜艇就是其中一项杰作。

　　1953年，里科奥沃还在西屋贝蒂斯原子能实验室和电器通用公司的诺尔斯原子能实验室建立了压水反应堆(PWR)。这些反应堆后来成为商用核电站设计的核心。燃料的陶瓷芯块、控制棒、高可靠度的阀门及安全壳，这些是PWR的关键特征。美国最早的核电站商用发电是1957年在宾夕法尼亚的希平港(1982年退役)开始。英国的大型核电站始于1956年。

　　据国际能源组织估计，到2020年世界能源消费将增长65%。而作为20世纪主要能源的化石燃料，随着全世界消耗量的上升，将面临着枯竭的危机。全世界的工程师对用核裂变来发电已取得显著的进展。

　　核能的最大优点是很小体积的燃料即能释放出巨大的能量，核裂变直接从物质转化为能量，效率是化石燃料的几百万倍。l吨核燃料所产生的能量相当于2-3百万吨化石燃料的能量。一个百万千瓦级的核电站不释放有害气体或污染物，对每人所产生的放射性辐射低于乘飞机，也小于一个电视机。目前，世界上有400多个核电站，主要集中在欧洲的瑞士和英国，每年提供10亿人的用电需要。在美国，有20%的能源来自核能。在20世纪90年代核安全和效率取得了很大进展。各国新建了一批小型模块式核电站。

　　日本已经开始在反应堆中再循环使用铀钛混合氧化物燃料，估计到2007年，铀钛氧化物燃料的利用将达到100%。英、法当前也在处理乏燃料；俄罗斯正储备乏燃料和分离钚，为将来快中子堆的燃料循环使用。乏燃料再循环的工程技术可扩大世界铀资源，使其转化为可用的能源，与此同时分离为短寿命、不能再裂变、不具有危害性的核废物。核废料不再是一项工程问题。相反，它解决了能源的需求。应用商业核能40多年的经验证明，无论从工业事故、环境污染、健康危害还是长期风险，核能都比化石燃料系统更安全。恰恰是三里岛(1979)和切尔诺贝利(1986)核电站事故促使人们进一步改进堆芯损坏的限度，改进了安全壳的整体性和辐射危害研究。

　　核废物的安全处置和工艺过程的优化设计，需要全球科学家的共同努力。《京都议定书》这一国际条约要求到2008年，有害气体的排放量要比1990年降低7%、也就意味着核电站的发展可能再次满足不了这个期望。工程师要继续完善设计和运行核电站，以迎接这样的挑战。全球使用安全、经济的核能体系对降低温室效应和空气污染起到良好的作用。

　　《中国教育报》2004年12月20日第7版
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