一 核电的科学定位是低碳能源

理论上说，“清洁能源”简单明了的定义是：生产和使用过程中不污染空气、土地（包括与之相关联的河流、湖泊、生态资源等）和海洋的能源形式。在人类社会发展的历史进程中，“清洁”的概念从来都是相对的，特别是科学技术迅猛发展的时代更是如此。可以说，人类文明的每一次重大进步都和人类对能源的探索与利用密切相关。如果以今天的视角回头看，远古时代“钻木取火”也有“碳排放”，但它对人类进化具有划时代的里程碑意义。随后出现了薪柴时代、煤炭时代、油气时代和爱因斯坦狭义相对论开辟的核能时代。近三十多年来，应对全球气候变化（国际上有不同见解）、减少温室气体排放催生了各种称谓的可再生能源、绿色能源、清洁能源、低碳能源、新能源等的发展。福岛核事故灾难性的后果，再次促使各国慎重思考究竟应该怎样调整能源结构和能源发展战略。思考的基础仍然是对各种能源科学属性的认知或再认知，权衡利弊、资源条件以及如何使经济社会发展与生态环境保护协调一致，实现可持续发展。

在这种形势下，理论上的清洁能源定义被衍生出侧重点不同的多种“参考定义”，涉及概念、含义、分类和范围，等等。其中一种比较直观且易于判定的清洁能源定义是：在生产和使用后能源自身不产生污染，即使出了事故，其后果对人类环境的损害也是一次性的。迄今，各种能源链，除了排放的温室气体，所排放的其他有害物质对生态环境的污染和对公众健康的损害，尚无一个统一的“指标性参数”用以定量描述能源的“污染度”或界定其“清洁度”。然而，按每生产1千瓦·时（1kW·h）的电能排放的当量CO₂量的多少衡量能源的碳排放多少，已经对当今各种能源链在生命周期内直接和间接的排放量做了大量研究并列出了顺序表。这种方法和研究成果正在被广泛引用，可以定量界定某种能源的“碳排放程度”。

在全球日益关注气候变化和生态环境受人类活动重压的大环境下，评价一种能源，温室气体排放和其他有害物质对生态环境的污染与对公众健康的危害两个方面都要重视。这与正确使用上述各种称谓的能源直接相关。

（一）核裂变能的科学属性及特征

开发利用核裂变能，核裂变过程中有三个很重要的特征：第一，核裂变过程可释放出巨大能量；第二，每次核裂变释放出2～3个快中子和高能瞬发γ射线；第三，核裂变过程产生裂变产物。这也是中子裂变系统的基本属性或特征^{［1］［2］}。

人们对世界核电的裂变产物给予特别关注，核裂变过程产生的大量裂变产物是反应堆潜在的主要危险。以铀-235为例，其热中子裂变方式在40种以上，生成的初级裂变产物（裂变碎片）在80种以上。裂变碎片在经过一系列β衰变后，在裂变产物中产生250多种放射性核素和50多种稳定同位素。大部分裂变产物除了放出β粒子外，还放出缓发γ射线。少数激发能足够高的裂变碎片如溴-87和碘-137在β衰变过程中还放出缓发中子（以下均以热中子轻水堆为例讨论）。

有些裂变产物有较长的半衰期和很强的放射性。这给核电厂及核能链后端的乏燃料贮存、运输、处理和最终处置带来一系列特殊困难和风险。这是核电备受全球关注的根源所在，因为若发生大量放射性外泄，对生态环境有潜在长久影响。

（二）核电是低碳能源

核裂变能的科学属性决定了核裂变能发电的优势和风险同在。

1.核电是“清洁能源”的先决条件

在反应堆内核裂变过程中生成的250多种放射性核素，具有很强的放射性，是潜在的主要风险。反应堆内的放射性源项与燃料的燃耗有关。一座百万千瓦核电反应堆运行几个月时间，累积的裂变产物放射性总量，在停堆30分钟后测量，约为3×10²⁰Bq（贝克），相当于8000吨镭的放射性。苏联曾经采用的核事故后居民避迁标准为地面污染1.48×10⁶Bq/m²，上述累计放射性总量会给人以“惊恐”的印象。两年前福岛核危机的影响就其深度和广度而言超过了切尔诺贝利核灾难。但要指出的是，只要核电站正常运行，当代固体陶瓷燃料中（其他形式的燃料另当别论），占放射性总量98%以上的裂变产物留存在陶瓷燃料芯体中，除非芯体熔化。其余1%～2%的裂变产物（主要是在芯体表层的氪、氙、碘、铯等少量惰性气体和挥发性物质）扩散到芯体和包壳之间的间隙中，被包壳密封起来。所以，也有核电厂将保持芯体