核能的流行概念直接来自《辛普森一家》:“斯普林菲尔德”到处都是放射性的迹象,从伯恩先生周围奇怪的光芒中可见一斑。';美国核电站工人霍默#39;她精子数低。然后是';这是当地的超级英雄,放射性人,他发射了";核热和#34;从他的眼睛里。许多人认为,核能与一种挥发性的、总是石灰绿的、产生突变的放射性物质密不可分。
与此同时,煤炭被认为是造成许多更常见问题的罪魁祸首,比如采矿事故、酸雨和温室气体排放。但它不是';我不应该像布林奇那样产三眼鱼。
然而,在过去几十年里,一系列研究对这些刻板印象提出了质疑。令人惊讶的结论包括:燃煤电厂产生的废物实际上比核电厂产生的废物具有更高的放射性。事实上,发电厂排放的飞灰——燃煤发电的副产品——向周围环境输送的辐射量是产生相同能量的核电站的100倍。*[见底部编辑的注释]
争论的焦点是煤炭';铀和钍的含量,两者都是放射性元素。它们在天然或";整体";他们不是煤';没问题。但当煤燃烧成飞灰时,铀和钍的浓度会达到原来的10倍。
飞灰铀有时会渗入煤厂周围的土壤和水中,影响农田,进而影响食物。居住在"内的人;堆栈阴影#34-煤电厂半径半到一英里(0.8到1.6公里)范围内的区域';然后,中国的烟囱可能会吸收少量的辐射。飞灰也在垃圾填埋场、废弃矿山和采石场进行处理,对生活在这些地区的人们构成潜在风险。
橡树岭国家实验室(ORNL)的J.P.McBride和他的同事在1978年发表的一篇科学论文中研究了田纳西州和阿拉巴马州燃煤电厂飞灰中的铀和钍含量。为了回答浸出危害到底有多大的问题,科学家们估计了煤电厂周围的辐射暴露量,并将其与沸水反应堆和压水核电站周围的辐射暴露水平进行了比较。
结果是:居住在煤电厂附近的人摄入的估计辐射剂量等于或高于居住在核设施周围的人的剂量。在一个极端,科学家们估计了个人的飞灰辐射#39;骨骼每年约为18毫雷姆(千分之一雷姆,测量电离辐射剂量的单位)。相比之下,这两座核电站在同一时期的剂量在3到6毫雷姆之间。当所有食物都在该地区种植时,燃煤电厂周围的辐射剂量会高出50%到200%。
麦克布莱德和他的合著者估计,居住在燃煤设施附近的个人每年最多会受到1.9毫雷姆的飞灰辐射。把这些数字放在正确的角度来看,普通人每年会遇到360毫雷姆的";背景辐射";来自自然和人造资源,包括地球中的物质#39;地壳、宇宙射线、核试验残留物和烟雾探测器。
ORNL负责能源和工程的副实验室主任达娜·克里斯滕森说,煤炭副产品中的辐射对健康的风险很低"其他风险,如被闪电击中,";他补充道,";比燃煤电厂辐射引起的健康影响大三四倍" 麦克布莱德和他的合著者强调,其他煤电产品,如酸雨排放——产生二氧化硫和烟雾,形成一氧化二氮——比辐射对健康构成更大的风险。
美国地质调查局(USGS)为全美各地的现场维护了一个基于飞灰的铀含量在线数据库。在大多数地区,飞灰中的铀含量低于一些普通岩石。在田纳西州';例如,在查塔努加页岩中,磷酸盐岩中含有更多的铀。
前美国地质调查局煤炭质量协调员罗伯特·芬克尔曼(Robert Finkelman)曾在20世纪90年代监督过对飞灰中铀的研究,他说,对于普通人来说,副产品所产生的背景辐射量很小,可能不到总背景辐射暴露量的0.1%。根据美国地质调查局的计算,在这种情况下,在距离煤电厂0.6英里(1公里)以内的烟囱阴影中购买房子会增加你每年的辐射量;再暴露在5%的环境中。但那';它仍然比正常年度X射线照射时的辐射量要小。
那么,为什么煤废料看起来那么有放射性呢?它';这是一个比较的问题:无论是核电站还是燃煤电站,受到辐射有害健康影响的可能性都很小;We’煤炭的价格稍微高一些"你';我们说的是核电站十亿分之一的机会,";克里斯滕森说"它';这是燃煤电厂的千分之一到一亿分之一"
芬克尔曼解释说,来自煤炭中铀和其他元素的辐射可能只会对矿工构成真正的健康风险"它';与其说是一般环境危害,不如说是职业危害;他说"矿工们被岩石包围,在散发着氡的地下水中晃动"
印度和中国等发展中国家继续以每七到十天一座的速度在印度和中国新建燃煤电厂。美国仍有大约一半的电力来自煤炭。但煤电厂还有一个额外的打击:它们排放有害的温室气体。
随着世界现在专注于应对气候变化,核能在一些圈子里越来越受欢迎。中国的目标是到2020年将核容量翻两番,达到4万兆瓦,美国可能在未来几十年内建造多达30座新反应堆。但是,尽管核芯熔毁的风险非常低,但这类事件的影响给非碳能源造成了污名。
问题归根结底是燃烧煤炭造成的日增污染的累积影响,或是哪怕一次核熔毁的小风险但灾难性后果"我怀疑我们';我会听到更多关于这场竞争的消息,";芬克尔曼说"未来将开采更多的煤炭。而那些对这些问题一无所知的人,或者那些对其他形式的能源有既得利益的人,可能会再次提出这些问题"
*编辑';s注(12/30/08):为了回应读者提出的一些担忧,对这个故事进行了修改。标有星号的句子从";事实上,燃煤发电和其他煤废料产生的副产品飞灰所含辐射量是核废料的100倍;至";事实上,发电厂排放的飞灰——燃煤发电的副产品——向周围环境输送的辐射量是产生相同能量的核电站的100倍" 这一统计数据的来源是美国橡树岭国家实验室能源与工程副实验室主任达娜·克里斯滕森,以及J·P·麦克布莱德及其同事在1978年发表的科学论文,该论文也是ORNL的。