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发表于 2010-2-16 18:19:20
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附 件
卡皮察院士的文章《论核能》
1791年伽伐尼[4]发现了电流，他观察到在电流的影响下青蛙腿部的肌肉可以收缩。从那时起已经过去了150多年。在这段时间里，可以用电流形式传送的功率在不断增长。在上世纪电流基本上用来传递通讯信号，到本世纪人们可将大河和瀑布的水能用电能的形式传到几百公里以外。
当居里夫妇[5]半世纪前首次分离出一小粒镭时，这一小粒镭所提供的原子能并不大于伽伐尼的实验中使青蛙腿跳动的电流。而今天一颗氢弹爆炸释放出的核能可以毁掉一座大城市和它周围半径几十公里内的一切。这一步不小于从伽伐尼的实验到伏尔加河大坝上的水电站，这种巨大的差别是引人注目的。没有电我们无法文明地生活，我们试设想一下，如果用魔杖使导线中的电流停止，那么任何一个大城市的生活就会停顿，但是今天人类认识了原子能和制造出原子弹和氢弹不仅无助于人类的生活，而且预示着他们的灭亡。
难道人类历史上新的自然力的首次发现都会给他们带来损害？
应当提出一个问题——现在是什么妨碍原子能走上为人类和平、文明生活服务的道路？自然，首先应当由科学家来回答这个问题。因为不管怎样，是科学家把这个野兽释放出来的，这些科学家也应当驯服它和迫使它造福于人类。
不难看出灾难的根源何在。一方面，利用原子能也就是原子弹进行破坏，在战争技术中开辟了全新的可能性。另一方面，和平利用原子能，例如原子能发电，目前它还不能与普通热电站竞争。但是否永远是这样呢？我认为大多数像我这样的科学家认为这种情况是不正常的，随着时间的推移，它毫无疑问应当发生根本的变化。为了使变化进行得快一些，必须让更广大的人民群众明白现在形成的不正常情况的真正实质。这有助于使核能的利用走上正确的道路。
在这篇文章中我想着重叙述发现和认识核能怎样影响到我们的文明生活，并回答核能随着时间的推移是否会像现在的电影一样与人类的生活不可分离的问题。
我先来叙述破坏力很大的核能的特点，然后再分析它的和平利用问题。
从上世纪末科学家就懂得了物质可以转化为能量，但对于把能量和质量联系在一起的基本定量关系，直到50年前，才由爱因斯坦用简明的公式作了确切的表述，这就是他创立的“相对论”[6]；如果物质转化为能量得以大规模地实现，这种转化就会给人类提供极大功率的动力源。这一事实在当时使所有的人感到吃惊。
科学能够在实践中把物质转化为能，经历了长期而复杂的道路。在不同国家所做出的许多有重大价值的发现之后，在实践中用建立链式核反应产生巨大的原子能具有现实的可能性是很清楚的。首先指出这一现实可能性的是我们苏联的科学家尼·尼·谢苗诺夫院士[7]。而最先公布的数据方面的计算是由他的同事亚·鲍·泽利多维奇和尤·鲍·哈里顿[8]完成的。要完成链式核反应应当走的道路，许多国家的科学家已经明确。但碰巧这一时刻正赶上第二次世界大战爆发。在战争期间，只有美国有发展这一工程必要的物质条件，因为全世界只有美国的领土没有战火蔓延，它的大学和科研所的正常生活方式没有遭到破坏。充分利用这些有利条件，在许多国家主要科学家参与下，美国便开始了实现链式核反应工程。主要是意大利最著名的科学家恩瑞科·费米的工程[9]，在芝加哥大学建立了第一个铀反应堆并于1942年末起动。这一有重要意义的科学成果为完成爆炸的链式反应开辟了道路。1945年7月16日在新墨西哥第一次爆炸了一颗原子弹[10]。这个试验的结果表明，由这一现象的理论所预言的核爆炸的巨大威力。的确，这次爆炸的原子弹超过普通最大的炸弹爆炸力的1000倍。由于原子弹特殊的军事意义，美国所有与原子弹有关的工程都处于极大的通常只在国防技术方面才实行的保密状态下。从一开始，对于这种科学成果进行保密就遭到了科学家的批评。它只能阻碍世界科学的发展，而实质上也是不现实的，这令人想起了波利希内尔的秘密[11]。
科学必然沿着同一条道路向前发展，各国科学家，即使他们的工作相互之间完全保密，他们也必然走上同一条道路。区别可能仅仅在于曲折的探索和速度的快慢，这些基本上取决于参与的科学家的才能，他们工作的精神条件和他们拥有的物质条件。情况正是这样出现了。战争刚一结束，欧洲就恢复了正常的生活，起初苏联的科学家和工程技术人员，后来英国的科学家和工程技术人员都犭虫立地完成了原子弹的研制。
如果核物理的发展道路和规律对于科学家是非常清楚的，那么遗憾的是许多政治家和外交家至今对此还不明白。所谓“原子外交”出现的原因只能用这一点来解释。众所周知，这种外交手腕的依据是，美国用这种保密的方法就能保持其在掌握核武器方面最初的战略优势，并利用人们对原子弹破坏力的恐惧心理，按照自己的意图来调整国际政治。生活很快表明这种观点是错误的，但很遗憾，这个误区甚至到今天还没有彻底根除。
不久前英国杂志《新的国务活动家和国家》发表了马·斯·布拉凯特[12]教授一系列关于核能在军事上应用的很有趣的文章。这些文章很好地说明了美国的原子优势如何在逐渐消失，布拉凯特认为，这个优势现在已经没有了。布拉凯特公正地指出，尽管全世界对原子弹的科学研究正在进行严格的保密，但对于物理学家来说，即使根据报刊上透露的很少的科研情报，大体上重复核技术和核物理发现中的基本阶段和基本成就也不会有特别的困难。作为没有参与核工程的科学家，我同布拉凯特一样，可以将自己的结论建立在广泛发表的资料的基础上。我基本上同意布拉凯特对现代核物理取得的成就的描述，但我的结论与他的结论略有不同。
自然，在原子弹试验成功以后，在发展原子能工程方面的基本努力，就转入增大它的爆炸力。大概可以认为，在新墨西哥州的第一次爆炸之后，通过对受激链式反应方法技术上的完善，成功地把原子弹的爆炸力又增加了10～20倍。但最独到的和最有意义的科学研究工作却朝着另一个方向进行。
与自然界存在的放射性物质一样[13]，原子弹是靠把重原子核分裂成较轻的原子核而得到自己的能。但早已知道了另一种获得能的途径：靠用较轻核合成重核。核的这种合成过程[14]被认为是在一些恒星和太阳的内部进行的。这正是维持星球高温的能量来源。不难看出，类似的过程(如果能够用人工方法进行的话)可以导致突然释放大量的能，亦即爆炸。如果像铀一类最重的元素裂变释放能最有效，那么，用轻核进行合成时就应当用像氢那样最轻的元素释放能最有效。因此就自然提出了关于实现具有合成过程的炸弹问题，并把它叫做氢弹。为了引发用氢核合成的过程，需要高温，目前大概只有用核爆炸的方法才能实现，虽然不排除以后可以采用快速累积引爆的方法，实现高温的可能。在最初的方案中，氢弹的结构就是将普通的原子弹四周用装满氢的包壳包围。引发的原子弹所形成的高温达几千万度，此后就发生了氢核合成为氦核的过程。这时爆炸所得到的能决定于可以转变为氦的氢[15]的数量。简单的计算表明，在这种核反应下，得到超过最初的原子弹爆炸1000倍的爆炸强度，实际上是可以实现的。似乎一切都很简单，但从数量上来研究这些过程时，就产生了实际的困难，它使人开始怀疑制造氢弹的现实可能性，甚至第一个原子弹的研制者奥本海默教授也是如此。[16]
问题在于氢核处于三种状态。最常见的是原子量为1的氢核，然后是原子量为2的所谓的氘；它在自然界是很少的，最后就是原子量为3的氚核。氚核有放射性，它的衰变寿命大约是12年。自然界中它实际上是不存在的[17]，只能人工合成，例如可在核反应堆中产生。对聚变核反应比较详细的研究表明，氢弹只有在具有足够数量的氚的情况下才可制成。由于氚的制造费用昂贵和工艺复杂，根据许多科学家的看法，氢弹的造价特别高。布拉凯特在他的文章中指出，美国一些科学家估计，1公斤氚的造价为10亿美元，虽然他本人认为这个数字是夸大的。
在制造氢弹时也还有其他一些技术困难，例如必须使用液体氘和液态氚。所有这一切导致氢弹的重量达几十吨。众所周知，在评价制造这种昂贵的和实际上不能移动的氢弹的合理性时，美国科学家意见分歧。然而，美国政府仍然决定无论如何要制造它，这仅仅是为了在1949年我们的原子弹爆炸后重新取得显然已经失去的“核霸主”地位。
在花费数十亿美元在萨凡纳里韦尔建立了第一个生产氚的工厂后，美国人终于在1952年爆炸了第一颗氢弹，所得到的爆炸力明显大于普通原子弹。[18]此种昂贵而又笨重的氢弹在军事上没有重要意义，但在科学上的意义却是很大的，因为实验已经证明，聚变核反应是可行的。一年以后的1953年8月，苏联也爆炸了一颗氢弹。
从以后的叙述将看出，从这时起开始了在军事上应用核弹历史的新阶段。
美国人毫不隐讳，他们经常对苏联周围大气层的成分进行观察。大家知道，原子弹爆炸后，大气层中留下来的放射性物质会被气流带到很远的地方。这使美国人通过分析苏联国境以外的空气，不仅可以确认在我们国家发生的核爆炸，而且可以评定出它的力量和性质。布拉凯特在自己的文章中指出，我国热核弹爆炸以后，1953年8月美国人用这种方法发现了空气中锂的轻同位素。这个事实对于物理学家了解氢弹的情况是足够了。而问题正在于此。
苏联一些科学家首先产生了一个天才的思想：由锂生成氚的过程不是像美国人做的那样,事先在反应堆中产生，而是在爆炸时依靠引发核爆炸过程中形成的中子。这样一来，大量极端贵重的氚已无必要。此外，由于生成了氢与锂的化合物(氢化锂[19])，这样，就没有必要使用制造起来很杂的液态氢了。[20]通过实验实现了这一卓越的思想，并由此得出结论：氢弹，或者是这种炸弹比较正确的名称——热核弹，实际上只是稍贵一点，并不比普通原子弹重，而它的爆炸力却能超过原子弹爆炸力的数千倍。
在得到足以揭示苏联热核弹实质的空气分析资料以后，美国科学家和工程技术人员经过7个月成功地复制了它。人所共知，这种热核弹在美国是1954年3月爆炸的。我认为，为了重现核武器竞赛的客观历史，需要对当时形成的情况作较详细的研究。
在苏联成功地进行了热核爆炸以后，我们储备的每个原子弹都变成了热核弹。这不会有什么特别的困难，因为对此只需要足够数量的锂的轻同位素。大家知道，对现代技术来说，分离出一般的锂的轻同位素没有困难。这样一来，苏联储存的原子弹的爆炸力实际上一下子增加了1000倍，而美国这种爆炸力仍停留在原来的水平。即使容许美国的原子弹核燃料储量比苏联多几倍，那么在苏联的原子弹爆炸力为美国1000倍的情况下，苏联的“核实力”超过美国“核实力”的几百倍也是毫无疑问的。可以信心十足地说，历史上没有一个国家比另一个国家，就其规模而言，有如此决定性的军事优势(当然不包括殖民地战争)。
这种情况持续了7个月。苏联政府无疑对此一清二楚。因此很自然会提出一个问题：国外那些用苏联企图侵略来吓唬本国人民的人怎么解释，为什么苏联不利用7个月的显然压倒的“核”优势去达到臭名远扬的侵略目的？要知道，按照一些美国技术专家的看法，苏联的几十个热核弹在几天，甚至几个小时内，就足以把任何一个国家从地球上抹掉，这样看来，这7个月的时间是不是太长了？我们还可以提出另一个比较简单的问题。为什么苏联外交界在具有充分“核优势”的这7个月里，没有以“实力政策”去行事？而这是战后英、美外交家为把自己的建议强加给世界而竭力采用的政策。
这里可能只有一个清楚而又简单的答案：侵略和强权不是社会主义国家和真正的民主主义国家的政策，而苏联毫无疑问就是这样的国家。甚至当这种国家明显拥有强迫其他国家接受自己意志的可能性时，它仍然不会这样做，同样，一个正直的人决不会去偷，即使明明知道不会受到惩罚。
使我十分惊奇的是，为什么即使是英、美最进步的报刊，对这一切也只字不提？
现在让我们再来谈谈核爆炸问题科学方面的进一步发展。现在我要详细研究人们还很少意识到的问题，这些问题目前只有科学家了解，而不是所有的人都清楚。
为了想象热核弹的破坏力，应当回想第二次世界大战期间，在整个德国所造成的破坏。大家知道，那时向德国总共投了大约300万吨炸弹。现在一颗热核弹的破坏力比上次战争向德国所投的炸弹的总和还要大几倍。
热核弹主要的可怕之处不在于它那难以想象的破坏力，而在于它对空气的放射性污染。任何一种原子弹爆炸之后，在空气中都会留下大量的放射性物质，它不断产生贯穿辐射[21]，即使剂量不大，也会给活的机体带来危害，而且还会带来死亡的危险。这种对大气的放射性污染不是可以躲避的短期现象，它可以持续几年。粗略的计算表明，如果把从铀反应堆中得到的活性产物[22]变成热核弹并进行爆炸，那么这种物质现存的数量可以完全污染地球的大气层。
从这种情势的现实性出发，可以构思出我们称作“ｘ”和“ｙ”两个国家之间的战争。它们每一方都有极限数量的热核炸弹，也就是足以污染全球大气层的数量。比方说，ｘ国乘其不备或者利用在炸弹技术方面的优势向ｙ国进攻，并可以在数小时之内把它从地球上抹掉。当然这时ｘ国在注视着，希望这次战役所用的炸弹的数量小于极限数量，也就是可以污染全球大气层的数量。甚至即使ｘ国这种战役进展“顺利”，但在ｙ国仍然活下来一小撮人，这些人已经一贫如洗，哪怕是从复仇的感情出发，仍然可以把自己储存的放射性物质的残余拿去爆炸。他们用这些东西去污染大气层，并用这种方法去消灭ｘ国的全体人民。当然，在这种情况下牺牲的不仅是ｙ国剩下的那一小撮人，而且是全世界各国没有参与冲突的人民。
还在10年以前，这种构思可以作为儒勒·凡尔纳或者威尔士的科幻小说的基础。但今天这种构思已不是文学幻想的基础，而是真正的现实，遗憾的是，目前只有一些科学家才意识到这种现实的可能性。在国外的报刊上现在还能读到一些很长而又费解的论断，即美国在核燃料储备的数量方面仍保持着自己在世界上的优势。这些论断说明，他们对现实状况根本不了解。
如果在极限数量(假如我们设定为1000枚热核弹)爆炸以后，地球上的生命就将不复存在，那么，超过这个数字所剩余的炸弹已经没有什么意义了，这一点似乎并不难理解。因为已经不存在被毁灭的一方和进攻的一方了，也就不可能再把热核弹用于军事的目的了。爆炸1000个还是5000个炸弹已经没有区别，这无异于一个人在1000米深的水中还是在5000米深的水中淹死。
当然很难相信人类会进行这样一场使“地球自杀”的战争。可以正确地把自杀行为说成是心理不正常的行为，也可以说近于神经错乱。难道说人类中在政治、宗教和其他世界观方面经常存在分歧就应该导致在目前使用热核弹，并为证明自己的正确，而造成共同的毁灭吗？
显然，现在有一个摆脱目前状态的出路，这就是绝对禁止任何类型的核武器，并对这一禁令的执行情况进行最为严格的国际监督。
我完全同意我的同行，德·弗·斯科别利岑[23]院士不久前写给《国际生活》杂志编辑部的信中所表示的意见。除全面禁止核武器外，没有一条摆脱现状的简单而又实际的其他出路。科学家都清楚这一点，他们的责任是让自己国家的全体公民都了解这一现状，以便使最顽固的政治家也能明白，从“实力政策”出发建立各国之间关系和在军事冲突中可以使用核武器是很荒唐的。
国外有许多科学家发表演说时都指出，任何一次核爆炸以后不可避免会对空气产生放射性污染，并最终对地球上所有的人产生后果极为严重的影响。在远离美国热核弹爆炸地点的日本渔民的死亡就可以做出公正的结论，这种通过空气的放射性污染的例证是如此地令人痛苦，而又是显而易见的。我作为一名科学家，对这种演说表示欢迎，就像对英国皇家学会主席艾德里安[24]教授1954年9月1日在牛津发表的权威演说一样。在大英科学学会代表大会期间，作为学会主席的艾德里安在他那一定程度上是专门谈科学和原子战争问题的开幕词中说，由于放射性污染，“大规模的原子战争对全世界将是灾难性的”说法是可信的。
为了全面研究分析军事利用原子能问题，还应当涉及对核袭击的防御问题。
对这些问题国外刊物上正在进行广泛的讨论，但由于通常只限于讨论现有的和已知的防卫方法，这种方法是基于使用无线电操纵的、配备雷达技术的导弹和飞机，所以这里军事技术顾问的意见比科学家的意见更具权威性。各种地位不同的技术顾问一致肯定说，在现代无线电技术和导弹技术的条件下，虽然有很大困难，但仍然可以保护90%的人不受空袭的侵害。这就是说1000个炸弹中只有100个可以命中目标。例如，对美国本土组织此种防御的费用约需拨款2000亿～3000亿美元，亦即比生产原子弹的一切花费还高许多倍。毫无疑问，组织这种防御主要是作为遏止发动核战争的一个因素，对于所有国家都有重要的意义。例如，我们假定的1000枚炸弹的数量是可能完全污染空气的炸弹的极限数量，那么在组织防御时，其中只有100枚炸弹具有破坏性作用，而这个数量对于“从地球上抹掉”一个国家可能是不够的。显而易见，即使这种不完备的防御系统，对侵略者来说，也可以使核战争变得黯然失色。
显然，一个国家完备的防卫，将使核战争变得毫无意义。
因此，我们应当赞成用各种手段详细研究比较有效的防御方法。应当给科学家提出寻觅全新的、比较有效和比较经济的防御方法。
科学史一贯教导我们，任何毒药都有其解毒剂。很难想象在无穷无尽、五光十色的自然现象中，不存在一种制造出合乎要求的解毒剂的新方法，以使人类免除核灾难。
但不管热核弹多么充满威胁，它也有积极的一面。已形成的状况明显地把原子战争的辩护士引进了死胡同，这一点不仅所有的人很快就会看到，而且毫无疑问，各国的进步人士很快就会明白，脱离这个死胡同的惟一出路就是寻找一种全面禁止核武器的可靠方法。此外，现存状况的积极方面还在于，对提高核反应的爆炸力作进一步的科学研究逐渐变得没有意义。显然，当ｘ和ｙ两国已经积累了超过世界污染标准那样多的放射性物质，继续积累就没有什么意义了，因为已经没有必要。这样一来，今后首先应当缩减，然后完全停止对原子弹的研究。既然双方在这一方面都拥有数量大约相等的知识，自然就有可能把这些知识公开并把它作为全世界科学家的财产。只要翻阅一下科学书籍，就不难发现，目前对核物理羞羞答答的公开已经开始，可以充满信心地预言，再过几年就会完全公开——这个期限就看有关的国家机构负责保密的领导人理解并充分认清现有状况需要多长时间。
对公开核物理的秘密应当表示欢迎，因为这无疑会导致和平利用核能方面科学研究的进步。广大的科学家将会立即被吸引到这个工作中来，在不同知识领域里的科学家将开始合作，而这一点目前还很不够。
科学史坚定不移地表明，通过科研工作中不同流派的互相交融的途径，就会有最先进和最卓越的发明。因此，不同专业的科学家的自由合作一定会发现在科学中和生活中利用核作用的全新的可能性，虽然对这种可能性还不能预言，但是随着时间的推移，对核作用利用的可能性将变得极为重要。
暂且不提这些尚未确定的可能性，我只描述一下目前和平利用核作用的最有成效的发展方向。
在和平利用原子能方面，目前有两个主要发展方向已很明确。第一个发展方向基于人工放射性原子利用的可能性。这些原子的化学性质与碳、磷等最常见元素的原子完全相同。大家知道，这一点正在广泛地应用于生物学和化学中。在应用所谓的“示踪原子”时，用全新的方法成功地弄清了许多极其重要的生物和化学作用机制的实质。尽管这项工作目前只限于纯粹的科学成果，但它的意义在实践中却是很大的。对现存作用作较深地了解总会发现使它沿着正确道路发展的可能性。应当记住，生物作用是在我们文明生活中起着最重要作用的农业、畜牧业、医学的基础。
但我将不对这些核作用科学的应用方向作详细的研究。无论是科学著作，还是普及著作都应当对它们予以足够的注意。
我想主要讨论一下第二个发展方向——利用核作用以增加人类所拥有的动力资源。第一个应当回答的问题如下：在核反应堆中对地壳中能够找到的全部预测数量的铀进行加工后，可以得到多少能？
科学文献指出，如果把所谓“增殖者”反应堆中所能得到的铀全部使用于核反应，那么可以计算出，在这种情况下所得到的新能量比燃烧所有可以开采的煤矿所得到的能量至少还多9倍。因此，如果同意像广为流传的地质学家预测的那样，即地壳中煤的储量只够人类使用2000年，则铀的原子能的储量够人类用的时间远远超过2000年。当然，这个计算都是推测的，但它仍然毫无疑问地说明利用核能为人类服务可能达到的巨大潜力。并且应当指出，这些计算根据的只是把利用已了解和研究得很充分的铀核裂变作为前提。毫无疑问，以后会发现其他规模更大的核反应。如果认为，人类还能成功地利用轻核聚变产生的能，则可以大胆地认为，核反应的动力永远不会受“可燃”原料不足的限制。
如果确乎如此，那么如今妨碍广泛和平利用核能的是什么呢？答案很简单。目前煤炭、石油、水力的储藏尚未用尽，只有当核能的获得和利用比通过燃烧煤、石油等方式获得能更加有利时，核能才会顺利地被利用。我尽量粗线条地来描绘一下核动力的现状。
如上所述，当进行核反应时，就释放出很大的能量。这个能在第一阶段表现为裂变后产生极高速运动的电子、中子和原子的核碎片的动能。如果把这些微粒的动能与其在相应的热运动状态条件下进行比较，则相当于加热至数百万度。可以用各种方法把快速运动的粒子的动能转化成有用的能。我指出其中三个基本的方法。
第一个方法的依据是，在裂变过程中形成的大多数快速运动的粒子都带电荷。通过制动这些粒子在电场中的运动，可以把它们的能直接转化为电能。这是最直接和最有效地利用核能的方法，但又是最难以实现的方法。当这种过程实现的时候，同时会产生一种放射性锶的元素，只是数量很少。而要想大量得到这种能量则是很困难的，况且怎样克服这些困难，还远远没有弄清楚。在回旋加速器或直线加速器这样一些已经掌握的装置中，电能可以逆向地转化为加速粒子的动能。在这种情况下，又提出一个相反的问题，即怎样把动能转化为电能？原则上这两种过程都是可能的，但是为了有效地实现这一点，应当做大量发明工作和克服许多技术性困难。我在参考文献中尚未发现这种逆向加速器的尝试。
第二种方法很容易实行，它就是让核反应时所得到的快速粒子进行化学反应，把用这种方式积累的化学能转化为电能。这就是这种过程的极其简单的轮廓。比方说，在核作用时所得到的快速粒子的影响下，水分解为氢和氧；然后在气体状态下它们重新化合时可以得到电流。用这种化学过程回收核能比第一个方法容易得多。这时显然有希望得到不错的效果，预期设备将简单而又便宜。但目前直接把核能转化为化学能，化学能转化为大量电能的理论和实践还没有得到深入的研究，这些过程在实践中应用之前，还需要进行大量的科学和技术工作。虽然在参考文献中没有指出对这种过程正在进行研究，但已有许多研究放射性辐射对化学变化影响的论文。
最后是第三种方法，这种方法最现实。在这种情况下，通过将核裂变产物及粒子的能量转换为热，可以用来发动普通的热动力装置。例如蒸气涡轮机或煤气涡轮机，这样就得到一种热动力装置，其燃烧室中使用的是核能。这种方式的优越性就是其中所有的基本单元都是现代科技已经掌握的，只是需要将这些基本单元适应于在核反应堆中产生热的特殊条件，并正确地把它们互相组合起来。现在一些科学家和工程技术人员走的就是这条路。从国外浩瀚的科学著作中可以看到，已经取得了给人以希望的结果。但是应该指出，此种利用核能的方法的通常是有限的。因为现代蒸汽动力设备的效率不超过30～35%，那么显然，类似的核设备也不会有更高的效率系数。与热动力设备比较，由于需要防止放射性辐射和利用遥控，核设备就比较复杂。不过，所有这些在实践中的不足都可以得到弥补，因为不必把煤、石油和其他燃料运到动力设备的所在地。不难看出，这些优点在许多特殊情况下可能是具有决定意义的，如在北极或其他难以到达地区，在轮船上，在飞机和洲际导弹上，也就是在所有普通燃料难以运输的地方。至于说到在国民经济动力部门和平使用核能，现在一些科学文献中对开发各种类型的热动力核发电站的技术经济条件都做了很详细的研究和分析。这里，问题还不是很清楚的。比如，计算表明，核动力设备投资比一般设备要稍多一些，但这毕竟不是决定性的，因为在许多情况下，有可能使这种核电站靠近消费者，从而节约昂贵的供电网。
在利用本身的造价问题上，可以预见到两个基本困难：其中第一个困难——必须定期从反应堆中清理掉放射性“核废料”。在这个过程中必须对铀进行代价很高的化学加工。有些作者担心，这些开支可能会超过铀作为燃料与煤炭相比所节约的成本。在使用热动力核电站时还有一个很大的困难，这就是放射性“核废料”的命运。如果像现在这样简单地把它倾入大海或者随便倒在外边，简单的计算表明，对水和空气的放射性污染很快就会达到对人的生命造成威胁的程度。为了摆脱这种情况，现在有人提出把“核废料”封存在密闭的水泥板中深埋地下或海底。这当然也使利用热动力核电站变得复杂化和更为昂贵。
在运行时，电站构件的可靠性将起很大的作用，对这种可靠性的要求非常高，因为每次对核反应堆和与其有关的仪器设备进行维修时因存在放射性而非常麻烦。这里的严重的困难在于，在蒸气动力反应堆中的高温条件下，在放射性作用中产生的快速粒子会引起各种各样的化学反应，这些反应会使所用的材料，即使最耐久的材料也遭到锈蚀。从现有资料大概可以得出结论，已知材料中最稳定的材料，如不锈钢，也经受不了反应堆长时期的运转。但实验证明，镀一层锆可以解决这个困难。但是研究这些问题要花一定的时间，因为目前工厂尚未掌握锆的冶炼技术。问题还由于锆中往往含有铪的杂质而复杂化，而核反应堆中铪的存在是绝对不允许的。必须仔细地用化学方法清除锆中的铪，这样就使锆的冶炼复杂化了。
还应当指出，对浓缩铀型反应堆强运行[25]条件下有必要采取安全措施。以免反应堆中所发生的链式反应转变为类似原子弹的爆炸。在一些著作中，指出了如何有效地解决这一问题的途径。由于上述困难不是原则性的困难，所以可以相信，所有这些困难随着时间的推移都会被科学家、工程师和技术人员所克服。
许多著名的科学家和工程师在自己的演说中指出，再过10～15年热动力核电站就其技术经济指标而言，可以赶上普通以煤为燃料的发电站，并且开始取代它们。
至于说到热动力核电站工作的实验资料，目前还很少。美国可能至少有4个热动力设备的反应堆。这些反应堆都不大，按不同的方式工作，其目的是为了获得一系列实验数据。据报道，“增殖者”反应堆已工作了两年，并很详细地公布了在橡树岭用浓缩铀运行的实验性反应堆的结构。借助这个反应堆使效率为14%的140千瓦涡轮发电机开动起来。这个实验性设备工作了两年，其专门的目的在于研究潜艇动力的成套设备。因此，在文献中引用的虽然是非常详细的技术和经济数据，但其意义却很有限。
苏联去年建成了第一个5000千瓦热动力核电站的大型设备，它超过美国建成的同类电站的35倍。这个设备以一般的和平供电为目的，因此它的技术经济指标在研究和平利用核能的方法时将是非常重要的。我们以极大的兴趣期望，经过不断工作一段时间之后将能获得这些数据，从而可以进行研究。当然，苏联这一设备和未来的设备相比功率还不大，因此很难期望在它运行时达到最高的技术经济指标。但是毫无疑问，它作为研究较大的热-核动力成套设备的基本指标应当起到重要的作用。
根据所引用的资料，我认为，即使按照原来使用的方法，核动力也是具有远大前景的。所谓按照原来使用的方法也就是把已用过的方法和已了解得很充分的热动力转换方法，正如煤、石油等普通燃料的燃烧转变成动力的方法运用到核动力方面。但正像我一开始就已经说过的，遥远未来的能量利用方式应该是以更充分地获得核能为其特征。在这个广阔的领域为科学家和工程师开辟了极其巨大、极其有趣和大有希望的创造性科研工作的远大前景。这项工作只有全世界各国在各个不同领域的科学家友好参与下才能顺利和迅速地完成，比方说在物理学、电子学、冶金学、化学、电化学、热力技术等领域。
目前妨碍这一联合工作发展的主要障碍是与核反应的科研工作有关的保密问题。这不仅妨碍了国际范围内的科学家的合作，而且正如国外报刊上所看到的，也妨碍了一个国家内部的科学家在这项工作中的合作。
我已经指出，现在当核武器竞赛已走入死胡同时，有一切理由预言，最近几年内在核物理领域中的保密应当终止，这样就会立即促进科学的繁荣。但不应当忘记，在科学家国际交往的路上，仍然会有另一个巨大的障碍，这就是冷战及其根源，对共产主义世界观的阶级偏见。任何一个进步的、有思想的人在这个偏见中当然不能不感觉到中世纪与科学中的新思想斗争的方法的复活，就像当年所组织的反对哥白尼、伽里略及其追随者的活动。人们早就应当明白，任何时候和任何地方都不能用警察的措施驳倒先进的世界观和阻碍它的发展。我愿意相信，在我们这个世纪，这种情况不能长时间的持续下去，科学家友好的国际合作终将恢复，这会立即把和平利用核能推向前进。
我相信，伟大的发现——核能不会遭到人类诅咒的时代已经不远了。它定能像今天的电一样成为我们的文明和福利不可分割的一部分。
彼·列·卡皮察(签名)
1955年1月11日于尼古拉山 |
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