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陈一文专栏 >> 何祚庥方舟子压制扼杀科技创新错误言行批判思考资料

陈一文 (cheniwan@263.net) 2007.01

〔44〕“核电内核废料进行激励加速衰减无害处理”与“无线电力输送技术”科学实例重大的现实意义

〔2007年1月11日〕

2004年6月17日中国经济导报的文章《中国能源消费强度15年须降50%》报道∶

http://www.china5e.com/news/zonghe/200406/200406170239.html

-- 在前不久举行的中国工程院第七次院士大会学术报告会上,著名能源战略专家、中国工程院院士郑健超以一组数字生动地向人们展现了未来20年中国能源要满足需求所面临的巨大挑战--要增加26座兖州煤矿、6个大庆油田、8个天然气西气东输工程、4.3个左右的三峡水电站的装机容量、20个大亚湾核电站和400个大型火电站,为了配套,还需建立电网等设施,大概要用20年的时间建起美国用50年时间增容起来的电网容量。

2005年4月06日《新华网》的文章《我国将在15年内建设40座核电机组》报道∶

http://news.sina.com.cn/c/2005-04-06/14295574069s.shtml

-- 国防科工委系统工程司副司长张福宝今天在上海表示,中国计划在15年内建设约40座核电机组,核电装机容量将达到3600至4000万千瓦,这标志着中国核电将由适度发展战略向积极发展战略迈进,核电将在中国未来的电力发展中扮演更重要的角色。

众所周知,大量发展核电的困难在于在于安全和放射性核废料的处理。

中国国际广播电台网转载《世界新闻报》2004年9月6日《英国成了外国核废料处理场》报道∶

http://gb1.chinabroadcast.cn/2201/2004/09/06/561@290821.htm

英国政府:这是个赚钱的生意

-- 据英国《卫报》报道,英国核燃料公司从海外进口了1万多立方米核废料,在把它们用水泥罐封装后埋进了英格兰北部坎布里亚郡德里格海岸的地下。报道说,如果将这些核废料并排埋在壕沟里,那么壕沟的长度可达10多公里。

-- 这些海外核废料主要来自日本、德国、意大利、瑞士等9个国家。早在几十年前,英国与上述国家就签署协议,同意由国有的英国核燃料公司将上述国家核电站的废弃核燃料进口,进行加工处理后再运回原产地。从那以后,数千吨含有钚和铀的废弃核燃料棒被运进英国,由英国核燃料公司设在坎布里亚郡的两个工厂对这些核燃料棒进行分解处理,提取其中的钚和铀。按照协议,加工过的核燃料棒本应被运回上述国家储存或重新投入使用,然而实际上,这些经过加工的核燃料棒一根也没有被运回去,那些从燃料棒中提取出来的钚和铀如今也都存放在英国。

-- 《卫报》的报道说,英国核燃料公司之所以将这些海外核废料掩埋在英国,是因为将它们运回上述国家的费用实在是太昂贵了。同时,英国政府还发现,在英国“保存”这些核废料是个不错的“赚钱生意” 。据悉,英国政府已计划修改有关政策,准备向有关国家的政府收取费用,以作为储存并掩埋处置那些核废料的补偿。此外,将这些海外核废料在英国就地处置,还可以避免其在从英国运往出口国途中被恐怖分子劫持到其他国家的危险。

环境专家:处理这些核废料太难

-- 英国存放低放射性核废料的唯一地点是坎布里亚郡的德里格。但据有关方面推测,到2050年,德里格就再也没有存放核废料的空间了。英国政府的核专家估计,今后50年英国存放的低放射性核废料足以填满15个德里格填埋场。更让人担心的是,英国有1万立方米的高放射性核废料和25万立方米的中放射性核废料等待处理,这还不包括从海外进口的大约2500立方米高放射性核废料和大量中放射性核废料。为此,英国自由民主党环境事务发言人诺曼?贝克指责英国政府在处理海外核废料问题上“恬不知耻”。他说,即使不进口海外核废料,英国自己产生的危险核废料也已经够多的了。

-- 目前,英国政府每年投资13亿英镑用以处理核废料。未来40年中,这个数字将增加到每年20亿英镑。英国政府专门设立了一个核废料管理专家委员会,请他们为解决核废料问题献计献策。据报道,该委员会2006年前的首要工作是调查英国究竟存有多少核废料,然后再考虑如何处置核废料再加工过程中提取的钚和铀的问题。但英国政府的核专家警告说,未来英国的核废料将会增加到2000万立方米,要处理掉这些核废料是根本不可能的。

在西方有没有较为理想的核电站废料处理技术?

如果有,为什么在西方至今未能推广?为了详尽回答这些问题,以我有限的水平,我特地从下述网站摘录翻译了下述资料供中国核电工业部门参考∶

http://www.nuclearwasterecycling.com/

1、引言

核电站产生的核废料的再循环处理构成世界当代社会最大的难题之一。这个问题要求一个迅速的解决方案,因为世界上的核电站已经超越了安全储存核废料的限度。美国、欧洲与其它国家的政治家们较为喜爱花费数千亿美元〔依照美国能源部官方的估计〕将高度放射性的废料运输到统一废料场的方式。环境保护者们强烈反对这种处理方案,因为核废料的放射性将延续数万年,对人类未来子孙后代的环境造成潜在的致命,特别在发生重大自然灾害的情况下。

考虑到这些情况,意大利裔美籍物理学家R?M?桑蒂利教授,美国佛罗里达州基础研究所总裁,以及其它一些物理学家,提出对核废料进行再循环处理的某些新型的方法。

桑蒂利的方法包括采用某种共振的手段,激励通常情况下不稳定的原子核加速衰减。一旦在一种防幅射环境〔例如目前核电站的池〕中实施了这种加速衰减,所形成的“碎片”将由轻质的、自然的稳定元素构成,在这种状态下对人类社会不再构成危害。以这种方法,原先具有数万年放射寿命的核废料,将在相当短期间内转化为稳定的元素。共振处理时间的长短取决于所采用的共振手段的强度,对每个核废料球进行处理的时间最短只有数分钟。

桑蒂利教授开发的设备体积相当小,适合于在核电站中使用,从而避免将核废料运输到统一的核废料储存场的必要性。特别应当指出,目前情况下,公众纳税人要为核废料的运输承担数千亿美元的费用。桑蒂利教授开发的这种专用设备设计为了由核电站购买,以便核电站完成对废废料的上述处理,从而避免公众纳税人目前承担的大量上述费用。

桑蒂利教授该方面的研究始于1978年获得美国能源部资助在哈佛大学开展的研究;本文的参考文献列出作为该项研究的结果在进行严格审查的主要刊物上发表了许多论文,通过下边介绍的一些直接实验对于有关的方法进行了有效的确认。因此,桑蒂利教授提议的方法具有毫无疑问的可信性。

除此之外,依据有资格的观察者能够获得的有关文件,桑蒂利教授通过激励加速衰减对放射性核废料进行再循环处理的方法遭到政治家们以及与他们类似的科学家的强烈反对。文件记录的最强烈的反对在美国以及在布鲁塞尔的欧洲共同体DGXII部门。他们首先激烈的反对,而后对于基础研究所组织的一次国际会议进行干扰。世界该领域最杰出的一些人士本来打算出席这次会议。到目前为止,无法再举行这样的国际会议,尽管数千个相关领域的会议在美国和欧洲均能够获得充分的支持。对于桑蒂利教授核废料进行再循环处理政治上的反对在许多其它国家亦存在。

政治家们难以置信的反对的原因对所有人显而易见,从授予核废料运送和储存的数千亿美元的许多合同中获得的政治收益极其巨大,无法丧失。显然,桑蒂利开发的核废料再循环处理的设备将由核电站购买,由核电站自己在核电站现有防幅射条件下对核废料进行无害处理,不再需要将核废料运送到统一的核废料储存场,从而将消除某些政治家目前从中获得的巨大的利益。

作为具体的例子,有文件证明前美国副总统戈尔曾经计划利用这些政治利益赢得美国总统职位,这因而成为他反对桑蒂利教授开发的核废料再循环处理方法的原因。与此类似,米斯特?罗蒂,欧洲共同体DGXII部主任,他首位的职责恰恰是解决核废料的问题,为了自己个人的政治利益,反对和干挠桑蒂利教授从事的大学研究,从而导致,在欧洲到今天为止,完全无法进行使核电站自己直接进行核废料再循环处理的任何科学研究。

俄罗斯的情况也类似,俄罗斯在Dubna的最大的核实验室“核研究联合研究所”〔Joint Institute for Nuclear Research〕于1994年拒绝进行验证桑蒂利教授核废料再循环处理方法〔激化中子衰减的可能性〕在当时需要进行的基础实验,尽管桑蒂利教授所在的美国“基础研究所”出具了为此提供全部经费支持的文字建议。

在其它国家亦能够发现类似的政治上的反对派。例如在巴西,个人科学家瓦拉德米尔?古格林斯基博士〔Dr. Wladimir Guglinski〕及其协作者正在考虑提出针对巴西政府的法律诉讼案,要求法院发出指令迫使巴西政府从事必要的研究和开发项目。桑蒂利教授强烈支持古格林斯基博士〔Dr. Wladimir Guglinski〕的行动,并认为这样的行动是唯一可能的解决方案。更具体的讲,向环境保护者和律师们咨询之后,桑蒂利对某些国家〔如美国、欧洲、俄罗斯、巴西等〕科学家与个人组织起来,向当地政府提出社会等级法律行动的活动表示支持。目前掌权的政治家们,或其接班人,他们的情况使得只有法院的指令才能强迫当地政府对核电站在核废料所在现场对核废料进行再循环处理从事必要的研究。

全世界正统的科学家比政治家们更为反对桑蒂利以及其它任何人通过激化衰减在核废料所现场对核废料进行再循环处理的方法。这是因为,对核废料名义寿命做出改变构成挑战爱因斯坦相对论和量子力学的直接的和无可争议的证据。为此,由于不同的原因,政治家们和学术权威们结成联盟反对上述巨大的社会问题中进行有资格的科学研究。

事实上,相对论的基石--彭加勒〔Poincare, 1854-1912〕的对称学说预测象核那样的复合系统具有不变化的永恒的特征。此外,桑蒂利对核废料进行再循环处理的方法基于作用于“非势能的和非哈密尔敦函数的”力〔“non potential and non hamiltonian” forces〕的某种共振效应,即接触性的、零距离类型的力,完全在爱因斯坦学说之外,后者〔符合于爱因斯坦学说的力〕完全属于物理学专业大学一年级学生非常熟习的潜能的—符合于哈密尔敦函数的力。因此,那怕对桑蒂利用以激发核废料衰减的共振力学给予“考虑”,对于正统的学术权威们而言就已经应当“诅咒”,因为它意味着接受可以超越他们热爱的学说的局限性,从而对20世纪以来在爱因斯坦学说基础上组织起来的学术的、财务的和种族利益造成巨大的损害。

然而,与其它领域活动不同,定量化的科学研究对腐败形成复仇。事实上,桑蒂利再循环“液态”废料的方案,早已超越了开发阶段,已经进入“工业生产和销售”〔参看网站∶http://www.santillimagnegas.com〕,对核废料进行再循环处理的相应的方法,基于同样的非潜能原则,已经获得直接的实验性的验证。

2. 构成桑蒂利的激励放射性核衰减方法基础的基础实验

桑蒂利对核废料实现再循环处理的主要原则,是经由具有特定共振频率〔或能量〕1.294 MeV的光子激励中子衰减的能力,遵循的反应如下∶ (1)

光子-共振+中子à光子+电子+反中微子

N?查戈斯教授〔Prof. N. Tsagas〕在希腊Xhanti市的色雷斯大学〔University of Thrace〕的核物理实验室从事的实验,以及由于上述情况仍必须保密的其它实验,证实了上述可能性。

桑蒂利的试验〔1〕其实相当简单,可以在任何物理学实验室里重复。在实验中使用一个Eu(52)〔铕52〕或其它来源的共振光子具有1.294 MeV能量的盘。该Europa盘与另一个容许所述中子激励衰减的同位素的盘相配,其中令人最值得注意的同位素为Zn(30, 70)〔锌30,70〕、Mo(42, 100)〔钼42,100〕或其它一些同位素〔注意,稳定的原子核通常不容许桑蒂利的激励衰减,因为必须符合无数的守恒定律及其它定律,尽管所有的不稳定的原子核容许激励衰减—参看有关的文献〕。这一对Eu-Mo〔铕-钼〕盘暴露于一个探测器,有能力测量放射的电子的能量,如闪烁物。这个非常简单的实验装置对主要的放射源屏蔽。

对放射的电子通常进行下述测量∶

1) 对没有Europa〔铕〕以及其它源的背景进行测定;

2) 对仅存在有Europa源的情况进行测定;以及

3) 对存在一对Europa-Molybdenum〔铕-钼〕盘的情况进行测定。

这些相比较性的测量确认一对Eu-Mo〔铕-钼〕盘的情况的所放射的电子的能量远超于2 MeV能量,对此只能解释为来自钼外围中子的激励衰减。事实上,共振的光子的外围的原子的电子之间的康普敦〔Compton〕散射最多仅能够具有1 MeV能量,如量子电气力学确定的那样。具有超过2 MeV能量的电子能够,因此,安全地认为来自中子的衰减,依据桑蒂利的定律〔1〕。

一旦对于天然的、轻质的稳定的元素,如Mo〔钼〕或Zn〔锌〕,对定律〔1〕予以证明,那么定律〔1〕对于核废料中包含的那些不稳定的元素的有效性就不需要做更多的评论。

应当说明,传统的量子力学实际上也容许基本定律〔1〕。然而,其横截面被“声称”对“所有的”能量过于太小,因而没有任何工业上的或实际价值。读者们应当对此处的政治有所了解。绝对和肯定地讲,反应〔1〕的横截面没有被测量过。如此声称出自科学上的腐败。实际上,仅对于某些能量对反应〔1〕做过测量,却肯定没有对于1.294 MeV进行这样的测量。

作为桑蒂利的核废料再循环处理基础的不能适应特殊环境的散射理论〔generalized scattering theory〕〔可以下述方法由传统散射理论的一个非整体的变换而建立〕确认反应〔1〕的横截面确实在所有的能量上非常小,唯一的例外是1.294 MeV很大共振峰值的情况。此事引起对往事的回忆,1960年代由横截面上的大峰值预测到欧米加-负粒子〔Omega-Minus particle〕的存在。

3、桑蒂利用于小废料再循环处理的主要设备

桑蒂利用于核废料再循环处理的设备已经申请国际专利等待批准。允许在不支付任何费用的条件下对这种设备进行研究,由于涉及的社会重要性实际上欢迎做这样的研究,条件是对此有关的研究对桑蒂利完全公开且充分确认其专利权。

桑蒂利用于核废料再循环处理的设备的组成包括一束连贯的共振的光子,通过一个直径2公尺的小型电子-正电子加速器,或者其它手段,目前容易实现。使不稳定的原子核暴露于这样的共振光子束意味着其外围中子一定数量的衰减;破坏原子核力较强的构成;以及其它的效应,有关专利批准前暂时不能公开。

上述每一种效应,即便单独进行,也足以造成非稳定的重原子核的瞬时的衰减,而这样的非稳定的重原子核,如果没有这样的效应,其放射性的名义寿命将为数万年。所述的激励衰减需要在吸收放射环境下进行,例如核电站现有反应堆的池子中。这些重原子核一旦衰减,它们形成的最终产品是稳定的,由轻质稳定的元素构成,如氦和氢。更具体地讲,桑蒂利用于核废料再循环处理的设备包括∶

1) 具有所述共振频率的连贯光子源;

2) 目前在核电站中使用的小球状〔小棒状〕放射性核废料,置于上述共振频率的连贯光子源的正前方,其圆柱状的对称轴平行于连贯光子束的方向;以及,

3) 自动电子装置,使小球状〔小棒状〕放射性核废料在连贯光子束下移动,使连贯光子束每次经过时覆盖它们的整个截面。

为了理解该过程,人们应当记得核废料的原子核“”稳定。另一方面,这些原子核“相当大且天然不稳定”。因此,肯定应当存在激励其衰减的方法。如果桑蒂利的过程不能工作,应当有其它的过程能够实现这种激励衰减。因此,在科学基础上,唯一能够开展科学争论的议题是激励加速放射性核废料衰减的适合的手段。然而,科学的腐败在阻碍这样的手段的存在。

据介绍,证明上述“ 激励放射性核衰减方法基础的基础实验”所需的科学实验设备并不复杂、成本也不高,有一定实力的任何工科大学都有条件做。

作者为此建议∶

-- 为了中国创造更好的条件显著增加核电在中国能源中比例,中国应当对于在核电站内对原子核不稳定的核废料进行激励加速衰减转化为稳定、轻质无放射性元素无害化处理的上述科技创新科学研究实验,应当开展经济技术可行性研究和科学实验。

接续后篇∶

〔45〕中国必须探索更加节能的无线电力输送技术!

                                                                                                                       

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