1950年的承诺，核能会提供实际所需要的所有能量，正在逐渐不再被提起。强大的，复杂的，昂贵的能源核能的未来是怎么样的？
2011年3月11日星期五下午4点半，14米的海浪摧毁了日本福岛第一核电站的防御海堤。这个海堤的设计是为了保护坐落于日本东海岸的核电站，但是防御海浪高度不超过5.7米。
随之而来的悲剧显示了核能管理的必要性和巨大挑战。核能是一种强大，复杂，昂贵的能源。
在9级地震引起海啸之后，福岛第一核电站停止供电大约1个小时。为了冷却反应堆，不让它们过热，所以需要依靠柴油发动机。但是14米的巨浪摧毁了大多的柴油发电机，冲走了油罐。结果，三个反应堆全部熔毁。地震和海啸夺去了核电站3名工人的生命，和该区域范围内1万6千人的居民性命。超过10万的当地居民被紧急疏散，而清理该核电站是一个大型又复杂的课题，据估计，该项目将耗资近1000亿美元。
在福岛事件之后，监管机构和技术人员一直在至于于核安全和核电站设计的精进以确保类似的事情不会再次发生。但是这件事对世界各国的核工业都有影响，连日本公众对核能的看法也开始逐渐转变。比如，德国甚至决定在2022年之前逐渐淘汰核能，韩国考虑缩减规模。
这与上世纪50年代的宣传大相径庭。当时，有关核能的宣传影片告诉人们，它可能提供一种几乎无穷无尽的能源供应。它甚至可以定期为船只、飞机和火车提供动力，而不仅仅是为整个城市供电的巨型电站。那时候，核能仍被作为一种大规模的能源理论被理论化，但是科学家已经知道核裂变的威力了。这种可能性似乎无穷无尽。但今天，在某些地方，核能应用似乎无法获得突破。瑞士最近投票决定禁止核电厂，转而投资可再生能源，这一迹象表明，至少在某些市场，可再生能源正在赢得公众的支持。然而，许多国家并没有放弃核能。中国计划建造5座新的核反应堆，并开始另外8座核反应堆实验。法国仍然非常依赖核能，因为它提供了大约75%的能源。英国最近批准了建设欣克利核电站，这是一个32亿瓦的核电站，这将是英国在发电能力方面的最大发电量。
那些认为不应该忽视核能的人，包括美国国家航空航天局的气候科学家詹姆斯汉森指出，可再生能源的可变性使得大型发达国家很难依赖核能。已故的英国前首席科学顾问大卫麦凯爵士也表示，来自植物源的风能、太阳能和生物能源将需要覆盖英国大片土地和海洋，而且成本太高，无法为整个国家提供能源。那些支持核能的人认为，这实际上是为一个国家提供可靠的基本负荷的唯一途径，符合一个国家的最低能源需求——没有过多的碳排放或其他形式的污染。
核能仍然有一些形象问题。像拉皮尔这样的敏锐观察者说，核电站可以被设计成比现在更安全。他提倡“失效安全”系统，即使是灾难性的电力损失和后备发电，也无法阻止反应堆冷却或进入更安全的运行状态。例如，上海应用物理研究所正在研究用熔融盐冷却的反应堆。从理论上讲，他们不能忍受传统设计中可能出现的灾难性的崩溃。这是因为反应堆里的燃料溶解到熔融盐中，在大约700摄氏度的高温下。当核燃料在核裂变过程中不断膨胀时，其中一些会被推到远离主反应的循环循环中去。这样就可以检查反应堆的活动情况。
与更便宜的替代能源相比，核能的高成本，特别是天然气，最近的价格已经崩溃了，这可能是核工业中许多人更关心的问题。以美国为例，最近有报道称，新核电站每千瓦小时的能源成本比新建的天然气发电厂高出2美分。这是一个足以吓阻投资者的巨大差异，尤其是因为新建核设施的建设成本要比天然气发电站高得多。像美国核能研究所的马修沃德这样的核能支持者认为，减少温室气体排放的目标必须与对核基础设施的投资结合起来。他解释说:“我们达不到市场的运作，市场想要的好处是既便宜又好用。在美国的一些州，有明确的目标来减少二氧化碳的排放。他建议，在美国，电网地区输电组织(决定电力供应如何在各州之间进行联系)可以根据碳排放调整电价，从而使更清洁的资源变得更具竞争力。然而，这可能需要大量的政治意愿。马格伍德说，在许多发达国家，市场本质上是“功能失调”，因为那些关注化石燃料投资的人的短期态度。他认为，这种效应有助于阻止核反应堆的发展，尽管他承认建造新核电站的成本极高。虽然这些工厂最后可能会持续50到100年，但由于新燃气设施的建设成本相对较低，所以这些工厂很难让投资者愿意消化。举个例子根据一些人估计英国最新的核电项目欣克利项目可能最终耗资370亿英镑(合470亿美元)建造和运行。
一旦核电站不能再用于发电，就需要拆除一个工厂的成本。通过这一过程核电站退役，并且由于辐射和结构的复杂性，有许多自身的安全风险。吉米贾维斯是一位科学家和企业家，他帮助开发了一种新技术，代替核电站退役后仍然需要在核电站工作的人们。它被称为“病毒粒子”，它可以安装在一个机器人上，以便在不需要架设脚手架的情况下快速到达更高的地方。这种病毒粒子将在2018年春之前在英国的5个核电站进行试验。贾维斯和她的同事们正在研究这样的工具，他们希望这将使退役的过程更加安全和快速。这可能会维持核能在21世纪的吸引力，但她指出，传统上，核工业并没有很快地采用新技术。
她说:“这并不会影响到创新和改变”“我们注意到，在过去的12到18个月里，人们对新创新的关注度正在变得越来越好。“但在这个高度复杂的领域里，有各种各样的障碍，而其他地方的企业却不需要考虑这些问题。”她指出了一个例子。肯斯第高根是一名环保人士，他说，如果需要降低核基础设施的成本。他建议向反应堆或反应堆部件转移，使这些部件可以更容易、更便宜地批量生产。最近，小型的“模块化”反应堆被提议作为实现这一目标的潜在途径。也许他们会帮助核设施在21世纪成为更可持续的选择。开发这些设备的公司，包括纽斯凯尔，认为它们更容易生产和安装，而且可能更安全，因为我们在整个行业中都能很好地理解这些设计。他们有可能更容易地出口到其他国家，然后运往新兴市场。但也有一些缺点。这些更小、更容易安装的可移动反应堆仍然需要安全的控制，而且在许多不同的地点建造小型反应堆的多个集装箱的成本将是非常巨大的。另一方面，一些人说，在一个单一的地点，容纳超过几个人可以使这个项目在成本和复杂性上与现有的、更大的反应堆设计相媲美。
然而，对新型反应堆设计的研究仍在继续。另一种选择是行波反应堆，它将使用未经过铀浓缩过程的铀，这增加了铀235在材料中所占的比例，然后才能在常规反应堆中使用。在一个行波反应堆中，少量的铀235，可以进行核裂变，被插入到一个铀238的质量中。支持者认为，这将使其成为更有效、更可靠的能源来源。加拿大核能协会也在寻求这项技术。泰拉能源的首席技术官约翰吉尔兰德说:“它开始产生可裂变的材料，并在它的基础上消耗燃料。”他指出，这可能会减少对铀浓缩工厂的需求。这将使核燃料供应链更简单，成本也更低。“这继续下去。事实上，这种反应可能会持续几十年。兰德说，泰拉能源将在几年内开始在一个工作的反应堆上开始建设并实验。
当然，还有一个问题是如何处理核废料。当原子内部的原子被中子轰击时，核燃料就变成了废物。在这个过程中，一些原子内部的原子被分解，改变材料中的元素，形成高放射性的同位素。燃料排放和具有放射性的电厂材料在数千年里仍然是危险的。许多专家一致认为，深度的地质储存库，即那些紧密密封的垃圾容器可以被埋在混凝土和岩石中，是最好的解决方案。芬兰和德国是两个正在推进这些计划的国家。但是，这些设施的长期稳定性从未被测试过。这可以理解，这可以让居住在附近的人们感到担忧。短期能源市场在某些地方可能不太有利于核能，但是清洁能源的拥护者已经开始将核能产业纳入他们的羽翼之下。一个很好的例子是加利福尼亚州，抗议者最近呼吁，暗黑破坏谷核电站保持开放。开设一家新工厂的成本仍然过高，而且存在投资风险，这肯定会使许多项目失去作用。因此，工业希望政府推出有利于核能的政策。这些狂热喜爱核能分子的观点很有道理。一个核电站的使用时间比许多可再生能源资产要长得多，比如风力涡轮机。另外，如果经过精心设计和管理，它实际上可以是一个非常干净和安全的电源。对很多人来说，这就是未来的需求。而沃德说:“你正在建造一项可以运行80年的资产，你必须要超前思考。”
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