艾德·根特

印度正投入巨資以研發(fā)核工程項(xiàng)目，包括圖中的四座重水反應(yīng)堆，位于印度南部卡納塔卡邦境內(nèi)的凱加核電廠(chǎng)

一說(shuō)起印度的熱帶海灘，人們可能會(huì)聯(lián)想到陽(yáng)光斑駁的棕櫚樹(shù)，口感辛辣的魚(yú)肉咖喱以及蓄著“長(zhǎng)發(fā)綹”的背包客。其實(shí)，海灘上還藏著一個(gè)秘密： 沙子里含有豐富的釷?？茖W(xué)家認(rèn)為，相較于傳統(tǒng)核燃料，釷更為清潔、也更加安全。

據(jù)估計(jì)，印度的釷礦儲(chǔ)量達(dá)30～85萬(wàn)噸，有可能是世界上釷礦儲(chǔ)量最多的國(guó)家。長(zhǎng)期以來(lái)，印度一直汲汲于釷礦開(kāi)采，但卻進(jìn)展甚緩。 如今核能技術(shù)再成焦點(diǎn)，印度的釷礦開(kāi)采事業(yè)也重新回到了人們的視野中： 去年，荷蘭科學(xué)家啟動(dòng)了幾十年來(lái)首個(gè)釷反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;新興企業(yè)開(kāi)始在西方國(guó)家推廣該技術(shù)。

印度的核能發(fā)展前景依舊頗具爭(zhēng)議，支持者稱(chēng)印度要擺脫化石燃料，只能依靠核能

福島核泄露事故對(duì)于很多后來(lái)的核能項(xiàng)目來(lái)說(shuō)都是難以跨越的陰影。但支持釷核能的人士稱(chēng)，用釷發(fā)電可以大大降低反應(yīng)堆堆芯融毀的風(fēng)險(xiǎn)

有支持者稱(chēng)，相較于傳統(tǒng)核原料，釷不僅是能夠?qū)崿F(xiàn)零碳排放，還能夠減少有害核廢料的產(chǎn)生，降低反應(yīng)堆熔化風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，釷要應(yīng)用于核武器也比較困難。 雖然可再生能源領(lǐng)域科技發(fā)展迅速，但核能開(kāi)發(fā)花費(fèi)高昂，核能發(fā)電廠(chǎng)的安全指數(shù)以及核廢料的清潔度也未可知。因此，核能的商業(yè)化道路依舊迷霧重重。

為了獲得可觀(guān)的穩(wěn)定能源，開(kāi)發(fā)釷礦是印度的必由之路，這是由其獨(dú)特的歷史和地理因素決定的。雖然有人認(rèn)為希望渺茫，（大規(guī)模開(kāi)發(fā)釷能）不切實(shí)際，但印度人口可能在2060年突破17億大關(guān)，因此印度核能科學(xué)家認(rèn)為，開(kāi)發(fā)釷礦用于核能有利于保障國(guó)家能源安全，實(shí)現(xiàn)零碳排放。

“印度高度重視能源資源，”印度原子能部（DAE）前部長(zhǎng)班納里表示，“我國(guó)占世界人口比例的1/5，要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展只能依靠本土的能源資源?！?/p>

部分出于地緣政治的考量，如今的商業(yè)核電站都以鈾為燃料。 西方國(guó)家的核能發(fā)展與原子彈的關(guān)系密不可分，這是由于鈾的副產(chǎn)品很容易發(fā)展為核武器。劍橋大學(xué)核工程師帕克斯說(shuō)：“不同的時(shí)代，人們對(duì)于核燃料的選擇可能有所不同。20世紀(jì)50年代冷戰(zhàn)剛開(kāi)始的時(shí)候，人們沒(méi)有選用釷做核燃料，最終拖到了如今的和平年代。”

與西方國(guó)家不同，印度的鈾礦儲(chǔ)量微薄，因此在開(kāi)發(fā)核能領(lǐng)域，走上了不同的道路。 印度核工程創(chuàng)始人巴巴堅(jiān)信，印度要發(fā)展長(zhǎng)期戰(zhàn)略，就必須開(kāi)發(fā)其豐富的釷礦資源。印度核能政策核心的“三階戰(zhàn)略”，也是出于這一點(diǎn)的考量。

原子裂變會(huì)釋放巨大的核能，可以用來(lái)發(fā)電，而釷不會(huì)自發(fā)裂變。自然狀態(tài)下的釷，衰變周期十分長(zhǎng)，衰變時(shí)釋放的阿爾法射線(xiàn)甚至無(wú)法穿透人類(lèi)皮膚表層，因此度假的人們大可不必?fù)?dān)憂(yōu)在富含釷元素的海灘上曬日光浴會(huì)有害健康。

要將釷用于核領(lǐng)域，就要額外加入如釙等能夠自發(fā)裂變、釋放中子的元素。釷原子捕獲中子后，會(huì)裂變?yōu)殁?233。鈾-233是鈾的同位素之一。（質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同種元素互為同位素。）

2015年，辛哈接任巴納里，成為DAE部長(zhǎng)。他說(shuō)： “釷跟濕木材是一樣的?！彼忉屨f(shuō)， 濕木材不易點(diǎn)燃，但只要放在用干柴燃燒的火爐，濕木材也能燃燒。 因此印度“三階戰(zhàn)略”的前兩步，就是要研究如何將其儲(chǔ)量豐富的釷變成可以點(diǎn)燃的燃料。

喀拉拉邦的美麗海灘所蘊(yùn)藏的釷儲(chǔ)量為印度的總儲(chǔ)量之16%，如果開(kāi)發(fā)得當(dāng)，釷將成為印度主要的供能燃料之一

釷反應(yīng)堆技術(shù)的第一步是利用傳統(tǒng)的鈾燃料反應(yīng)堆產(chǎn)生的副產(chǎn)品钚。然后，將生成的钚投入快中子增殖反應(yīng)堆中，與更多鈾進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生更多的钚。這一步驟的目的是為了得到更多中子，中子達(dá)到一定數(shù)目后，就能夠轟擊釷，讓釷裂變?yōu)殁?233。釷反應(yīng)的最后一個(gè)步驟是把鈾-233投入釷中。隨后，熱中子增殖堆便立即啟動(dòng)了，以后只需添加釷礦，核反應(yīng)堆就能一直維持正常工作狀態(tài)。

要實(shí)現(xiàn)巴巴的遠(yuǎn)大規(guī)劃，可以說(shuō)是困難重重。西方國(guó)家青睞鈾為核燃料，因此印度可以說(shuō)是一意孤行。此前印度一直在開(kāi)發(fā)核武器，加之其拒絕在《核不擴(kuò)散條約》上簽字，幾十年來(lái)，印度一直被各國(guó)孤立，不與其進(jìn)行核科技交流和核燃料貿(mào)易。

辛哈表示，2008年印度與美國(guó)簽訂了民用核能協(xié)議后，上述障礙已不復(fù)存在，印度核能發(fā)展應(yīng)該會(huì)越來(lái)越快。20世紀(jì)70年代印度成功研發(fā)鈾驅(qū)動(dòng)的加壓重水反應(yīng)堆（PHWR）后，研發(fā)就一直停留在第二階段，許多年來(lái)都沒(méi)有進(jìn)展。1985年設(shè)計(jì)的一款反應(yīng)增殖堆，到現(xiàn)在為止都沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)的40兆瓦發(fā)電量。而預(yù)計(jì)于今年研發(fā)完成的500兆瓦快速增殖反應(yīng)堆（PFBR），原本在2010年就要投入生產(chǎn)，如今看來(lái)也是遙遙無(wú)期。

泰米爾納德邦的社會(huì)活動(dòng)家表演活埋自己，以抗議政府建造鈾反應(yīng)堆。而活埋用的沙子里則含有釷礦這種更為安全的核燃料

開(kāi)發(fā)核電項(xiàng)目外，印度還大力投資了其他可再生能源，如位于泰米爾納德邦的普尼亞瓦蘭樸蘭風(fēng)力渦輪機(jī)等

巴納里稱(chēng)，核能項(xiàng)目擴(kuò)張之前，印度還需要積累大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。此外，釷燃料的轉(zhuǎn)化增殖也需要一定的時(shí)間——大概在10年左右，這是因?yàn)橐ㄔ斓诙磻?yīng)堆，钚的產(chǎn)量就要翻一翻。而如果燃料是釷，周期則會(huì)更加漫長(zhǎng)。這也就不難解釋為什么在用釷進(jìn)行裂變釋能之前，科學(xué)家要用钚事先構(gòu)建起一個(gè)過(guò)渡的紐帶。而如何從釷的反應(yīng)殘?jiān)刑崛♀?233，是科學(xué)家亟待解決的又一難題：燃料的轉(zhuǎn)換循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的另一副產(chǎn)品鈾-232會(huì)釋放放射性很強(qiáng)的伽馬射線(xiàn)。

巴巴原子研究中心（BARC）的研究人員已成功進(jìn)行過(guò)這一燃料轉(zhuǎn)過(guò)程的試驗(yàn)，但大規(guī)模應(yīng)用起來(lái)仍然存在問(wèn)題，第一，必須建立起強(qiáng)輻射防護(hù)裝置;第二，必須研發(fā)出較為復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)，使得工人可以隔離輻射。

印度第一座用釷作燃料的核能反應(yīng)堆——先進(jìn)重水反應(yīng)堆（AHWR）目前已經(jīng)設(shè)計(jì)完成。 但當(dāng)務(wù)之急并不是開(kāi)土動(dòng)工，設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人辛哈強(qiáng)調(diào)說(shuō)，AHWR更多的是為燃料轉(zhuǎn)換循環(huán)提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并示范其安全性。設(shè)計(jì)完成并不代表釷核能計(jì)劃已邁入第三階段，因?yàn)楝F(xiàn)階段裂變?cè)先匀恍枰藶檠a(bǔ)充，及獲取燃料循環(huán)的經(jīng)驗(yàn)和安全新措施。

最終的第三階段反應(yīng)堆將是可自我運(yùn)行的熱增殖堆，先投入鈾-233和釷做啟動(dòng)，其后只需補(bǔ)充天然釷做燃料就可一直運(yùn)作下去。至于如何設(shè)計(jì)出這樣一個(gè)反應(yīng)堆，目前還沒(méi)有人知道。但人們已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，反應(yīng)堆使用熔鹽混合物同時(shí)作燃料和冷卻介質(zhì)，為最理想的方案。這一構(gòu)思在中國(guó)和西方國(guó)家有著諸多擁護(hù)者;而印度已經(jīng)將其推進(jìn)到前期研發(fā)的階段。

但印度核電站承認(rèn)，至少到21世紀(jì)50年代，印度都不可能利用釷提供大量的能源。但也有人持樂(lè)觀(guān)態(tài)度。拉瑪納（M. V. Ramana）教授任職于加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)，出版過(guò)一本書(shū)介紹印度的核政策，他說(shuō)：“70年來(lái)印度一直在談?wù)撯Q的開(kāi)發(fā)，我認(rèn)為在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，這個(gè)話(huà)題的熱度不會(huì)褪去?！?/p>

他說(shuō)，人們已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)核能的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生了懷疑。沒(méi)人會(huì)去砸錢(qián)支持開(kāi)發(fā)什么兼容釷的反應(yīng)堆、混合燃料再處理等等。支持者都說(shuō)釷核項(xiàng)目功在千秋，拉瑪納則認(rèn)為是言過(guò)其實(shí)了。釷核的安全性常常被人們提及，這是由于釷反應(yīng)堆不容易發(fā)生堆芯融毀的核泄漏事件; 但拉瑪納稱(chēng)，除非與真實(shí)反應(yīng)堆規(guī)模等同的模擬試驗(yàn)證明有效，一切理論推斷都不作數(shù)。他補(bǔ)充道：“在切爾諾貝核電廠(chǎng)爆炸，福島核泄漏發(fā)生之前，我們都覺(jué)得不會(huì)出這樣的事故?！?/p>

雖然短期內(nèi)，釷裂變產(chǎn)生的鈾-232比較危險(xiǎn)，但其輻射的類(lèi)型和強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間的推移而減弱，特別是在與其他同位素混合之后。帕克斯稱(chēng)，長(zhǎng)期看來(lái)，釷確實(shí)更容易儲(chǔ)存，釷核廢料也更容易處理。但由于目前尚未找到鈾-232的處理辦法，開(kāi)發(fā)釷核無(wú)疑是撿芝麻丟西瓜。他說(shuō)，釷核最大優(yōu)勢(shì)在于其難以應(yīng)用于核武器領(lǐng)域。雖然鈾-233可以用來(lái)造原子彈，但（要把鈾-232轉(zhuǎn)為鈾-233，）過(guò)程繁瑣復(fù)雜，十分雞肋。

新德里尼赫魯大學(xué)的物理學(xué)教授拉賈拉曼說(shuō)，印度核計(jì)劃的推進(jìn)同這些益處并無(wú)關(guān)系。他說(shuō)：“其一部分是來(lái)源于我們體制的自豪感?！焙穗娬鹃L(zhǎng)期以來(lái)都是印度國(guó)家旗艦工程，印度不會(huì)輕言放棄。更重要的是，如今在解除對(duì)印度的核孤立后，巴巴的核能自給自足理論仍然公信力十足。

在減少煤炭使用量的同時(shí)，印度也在盡量滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)日益增長(zhǎng)的能源需求。

印度原子能委員會(huì)現(xiàn)任成員，DAE前部長(zhǎng)卡可德卡說(shuō)，毫無(wú)疑問(wèn)，可再生能源是印度解決能源短缺問(wèn)題的一大途徑。預(yù)計(jì)到2022年，印度可再生能源發(fā)電總量可達(dá)175吉咖瓦（1吉咖=109）; 目前，印度的風(fēng)能發(fā)電總量已居世界第四，太陽(yáng)能發(fā)電量居世界第五。只可惜風(fēng)能和太陽(yáng)能不能作為整個(gè)國(guó)家持久的供電能源。他說(shuō)：“除化石能源外，核能是能保證大型基底負(fù)荷發(fā)電的唯一選擇。印度的國(guó)情也決定了，基本上我們就得選用釷作為核燃料。”

為保證能源安全能源必須自給自足這一論述有待商榷。巴巴制定印度核能戰(zhàn)略時(shí)，人們低估了全球鈾礦的儲(chǔ)量，認(rèn)為快速的核能擴(kuò)張會(huì)導(dǎo)致鈾礦緊缺。但自20世紀(jì)90年代以來(lái)，全球核能發(fā)電一直處于下降趨勢(shì)，鈾礦的儲(chǔ)量也遠(yuǎn)超過(guò)人類(lèi)預(yù)期。

英國(guó)開(kāi)放大學(xué)專(zhuān)攻能源政策的納托爾教授說(shuō)，從歷史角度出發(fā)，不難理解印度為什么對(duì)釷礦如此執(zhí)著。只是鈾資源在短期內(nèi)并不會(huì)枯竭殆盡，國(guó)際市場(chǎng)供應(yīng)穩(wěn)定，因此能源安全不成問(wèn)題。即使不使用核能，還有其他能源選擇，也可以實(shí)現(xiàn)零碳排放。他表示：“使用核能，確實(shí)是因?yàn)樗兄诰徑鈿夂蜃兣?、捍衛(wèi)能源安全，但也沒(méi)有那么顯而易見(jiàn)的效果?！?/p>

印度并沒(méi)有把雞蛋都放在一個(gè)籃子里。 在發(fā)展風(fēng)能和太陽(yáng)能之余，政府還新批準(zhǔn)建設(shè)12座重水反應(yīng)堆，目前已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的有22座，正在建設(shè)中的已有九座。此外，印度還在集思廣益，尋求俄羅斯、法國(guó)和美國(guó)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)方案。 但帕克斯認(rèn)為，結(jié)合目前所取得的進(jìn)展而言，印度選擇釷作為其長(zhǎng)期保險(xiǎn)戰(zhàn)略有其道理。他說(shuō)：“印度制定了自己的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，一直都沒(méi)有放棄。這一點(diǎn)是值得肯定的。相反地，英國(guó)（沒(méi)有自己的打算）應(yīng)該受到指責(zé)?！?/p>

至于釷在發(fā)達(dá)國(guó)家的研究前景，連印度的核科學(xué)家們都深表懷疑。 卡可德卡說(shuō)，發(fā)達(dá)國(guó)家的能源消費(fèi)已無(wú)多大發(fā)展空間，而且其鈾核能發(fā)電技術(shù)也已經(jīng)基本完善，因此沒(méi)有理由突然轉(zhuǎn)向發(fā)展釷核技術(shù)。他認(rèn)為，在發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)正在起飛，能源消耗量與日俱增，釷礦儲(chǔ)量豐富，抗核武器擴(kuò)散能力強(qiáng)，因此釷能發(fā)電是印度這類(lèi)國(guó)家零碳排放的基本負(fù)荷發(fā)電廠(chǎng)的不二選擇。

他補(bǔ)充說(shuō)：“如果要把無(wú)碳能源推而廣之，沒(méi)有核能是做不到的。而核能的進(jìn)一步發(fā)展，沒(méi)有釷也是做不到的。因此總有人得領(lǐng)頭，率先開(kāi)發(fā)這一未來(lái)的核燃料釷?！保ㄕ杂?guó)廣播公司新聞網(wǎng)）（編輯/費(fèi)勒萌）