日本這個自然資源稀缺的工業強國依賴核能已久,在2011年的地震及福島第一核電站反應爐熔毀事故前,該國有將近三分之一的電力來自核能發電,當時他們還預計將這個比例在2030年前提高至50%。日本的48個標準核能反應堆使用的鈾燃料會生成钚,后者是一種放射性高且毒性極高的物質。
這些反應堆在福島事件后都關閉了,不過日本仍在國內存放著將近11噸的钚(其余的目前存放在海外),然而囤積钚的做法是十分危險的。除了地震這一不穩定因素,也有被恐怖分子盜走的風險。然而就在本周,日本將重啟一座核反應堆,且另有四座已獲準在2015財政年度終結前重啟。
對此,人們可以歸因于一個強大的網絡,它包括日本公共事業公司、保守的政治家與政府官員,他們散播的觀念是,钚是一種熱力學領域的靈丹妙藥。作為燃燒鈾的一個副產品,钚本身可以在所謂的快速增殖反應堆中得到處理,以產生更多的能量。那一步也會產出更多的钚,所以理論上這個生產鏈是自我維持的——一種良性的核能循環。
然而,在實踐中,快速增殖反應堆技術一直都極度難以應用。這項技術是出了名的有缺陷且昂貴無比,并且會制造更多的危險廢物。到90年代時,嘗試過快速增殖反應堆的許多國家(包括美國在內)已將之淘汰。
但日本卻加大了投入,政府重金投資快速增殖原型反應堆“文殊”(Monju),而核工業則針對它展開了正面宣傳。他們推出钚魯托先生(Mr. Pluto),一個淘氣搗蛋的動畫人物,讓他說钚安全到足以喝下去。政府緊挨著核工廠設立了所謂的公關中心:一個靠近“文殊”的展覽宣稱,該反應堆是“必要的,因為钚可以被使用數千年。”
展覽沒有說“文殊”失敗了。反應堆于1994年投入使用,但第二年在一次泄漏引起冷卻液起火后被關閉。然后是拙劣地掩蓋和逾10年的修復工作,一次失敗的重啟,以及又一次事故。“文殊”迄今已經花掉了約125億美元,但僅生產了極少的能源。
1993年,日本還開始耗費巨額修建位于六所村(Rokkasho)的一個再處理設施,該設施能將核廢料轉化成燃料,方法是將钚和可用的鈾從其他廢料中分離出來。這個過程也同樣非常昂貴,并且同樣會產生大量的廢料。工廠原定于2016年投入使用,屆時每年可能添加多至8噸的钚到日本儲備中。
日本處理核廢料的記錄非常糟糕,不過,目前還沒有哪個國家找到了一個安全的或者經濟上可持續的方式再次利用這些物質,尤其是钚。英國已經宣布,到2020年左右會放棄昂貴且高毒性的回收行動。美國有一個項目,可以回收核聚變的副產品,將其變成一種叫MOx的混合氧化燃料,這種燃料是鈾和钚的混合體。但是奧巴馬政府已經暫時將其擱置,原因是不斷上漲的成本。
法國處于MOx轉換行動的最前沿,同樣也面臨困難,且預計到2019年會停止相關項目。取而代之的是,法國宣布計劃在2020年開始建設一個新型的快速增殖反應堆,名為ASTRID。這個反應堆被設計用來產生能源,方法是將高濃度核廢料轉換成危險度較低的殘余物,這些殘余物需要儲存幾百年而不是像钚那樣需要儲存好幾千年。但這個項目至少已被推遲至2030年。
迄今為止,處理钚最好的辦法是將它儲存在一個安全的長期地下倉庫中。一直以來,法國和英國的計劃都是對核廢料進行轉換,因此都沒有永久的存儲設施;它們將钚存放在再處理工廠的臨時儲存室中。只有兩個國家已經開始建設切實可行的長期儲存設施。芬蘭正在爆破出的花崗巖空間里建立一個大型設施,到2020年應該可以使用。在美國,可以容納12噸钚的地下儲存室已在新墨西哥州開建。
考慮到日本的諸多脆弱性,尤其是地震活動,核廢料不應再存放在日本了。日本政府應該花錢讓它最親密的盟友來將該國的钚永久地帶走。
英國已經存放了大約20噸日本的钚,法國大約16噸,根據合同要將其回收利用成為可用的燃料。根據目前的安排,這種燃料,加上所有的副產品(包括钚在內),將在2020年前送回日本。不過,日本應該出資,而且是出巨資,讓那些钚就地不動,留在安全的臨時儲存設施中。并且日本應該幫助出資,在英國和法國建造安全的永久儲存設施。
日本政府還應向美國支付費用,讓美國接管目前在日本境內的近11噸钚。對一些美國人而言,這項提議似乎頗具爭議,不過兩國已就交換核材料問題做出了安排。(然而,若是芬蘭的話,這項提議在政治上就完全不可行。)可是,在美國境內修建永久性儲存設施需要耗費多年時間,還要克服國會想必會提出的反對意見,因而在此期間,日本的钚應該儲存在美國工廠的臨時設施中。
對接收國而言,處理日本的钚將是一個巨大的負擔,日本應當為此支付重金。不過,就算是這樣的數額,也很可能不過是日本花在自身無用的钚能設施上的九牛一毛:按照最保守的估算,六所村的再處理廠要在40年的使用期里花費1200億美元。
這項政策惠及的范圍將遠遠超出日本一國。六所村一帶遭遇地震的話,可能會引發前所未見的核災難,而阻止此類事件的發生符合全世界的利益。如果資助海外修建長期儲存設施,不僅日本能解決自身的钚問題,還有助于其他國家緩解它們的麻煩。