核能：从原子到电网

核能——通过裂变（重原子的分裂）或未来的聚变（轻原子的结合）释放储存在原子核中的能量——是人类文明有史以来所开发的最强大、影响最深远的技术之一。在裂变反应堆的单次链式反应中，一千克铀燃料所释放的能量相当于燃烧约三百万千克煤炭，这种极端的能量密度令最初计算出这一结果的科学家们都难以置信。

核能诞生于历史上破坏力最强的武器计划——曼哈顿计划，正是该计划制造出了1945年8月投放于广岛和长崎的原子弹。将核能从武器转变为和平能源，是20世纪50年代一代核科学家和政策制定者的核心抱负，这一愿景集中体现于1953年12月艾森豪威尔总统在联合国发表的"和平利用原子能"演讲。第一座向民用电网供电的核电站于1954年在苏联奥布宁斯克建成投运，随后英国的卡德霍尔核电站于1956年相继开业。不到二十年，核电已成为美国、法国、日本、英国和苏联的主要电力来源。

核电所许诺的"廉价到无需计量"的电力——这句臭名昭著的话被归于1954年原子能委员会的Lewis Strauss（准确程度不一）——从未成为现实。核电反而成为有史以来造价最高、最为复杂的发电技术之一，饱受公众争议，受到严苛的监管约束，并经历了数次灾难性事故（1957年的温茨凯尔事故、1979年的三里岛事故、1986年的切尔诺贝利事故、2011年的福岛第一核电站事故），这些事故深刻影响了全球公众舆论和能源政策。

然而，核电至今仍是全球重要的电力来源——2020年代约提供全球10%的电力——并正经历显著的复兴。随着能源安全方面的忧虑日益加深，以及单靠可再生能源实现电力系统脱碳的难度愈发凸显，各界开始重新审视核能的角色。先进核反应堆设计、小型模块化反应堆（SMR）以及长期以来孜孜以求的核聚变目标，均在21世纪初重新吸引了大量投资与关注。

放射性与核裂变的发现

核能的科学基础，由19世纪末至20世纪初的一系列重大发现共同奠定，这些发现揭示了原子核的存在及其内部蕴藏的巨大能量。

Wilhelm Röntgen于1895年发现了X射线，这是物质能够发出穿透性辐射的最初证据。Henri Becquerel于1896年发现了天然放射性——他发现铀化合物无需经过光照便能发出辐射，令照相底片曝光。Marie Curie和Pierre Curie对放射性（这一术语由Marie Curie首创）进行了系统研究，并于1898年发现了放射性元素钋（以Marie的祖国波兰命名）和镭。Marie Curie于1903年获得诺贝尔物理学奖（与Pierre Curie及Henri Becquerel共同获奖），并于1911年获得诺贝尔化学奖——她是迄今唯一一位在两个不同科学领域均获诺贝尔奖的人，也是第一位获得诺贝尔奖的女性。

1909年，Ernest Rutherford指导Hans Geiger和Ernest Marsden开展了著名的金箔实验，实验证明原子具有一个极小而致密的带正电荷的核，其周围空间远比此前所假设的更为空旷。Rutherford此前已发现放射性涉及一种元素向另一种元素的转变——α衰变将铀转化为钍，β衰变将钍转化为镤——并因此于1908年荣获诺贝尔化学奖。1917年，Rutherford成为史上第一位实现人工核嬗变的人，他用α粒子轰击氮，生成了氧和氢。

James Chadwick于1932年发现的中子，是核裂变发展历程中至关重要的缺失拼图。与带正电荷的质子和带负电荷的电子不同，中子不携带任何电荷，因此不会受到带正电荷的原子核的排斥。这一特性使中子在穿透原子核、诱发核反应方面远比质子或α粒子更为有效。

1934年，Enrico Fermi及其在罗马的同事通过对各种元素进行中子轰击实验，发现慢中子（经由慢化材料降低速度后的中子）在诱发核反应方面远比快中子有效。这一发现——即慢化剂能够显著提升中子轰击的效果——是实现可控链式反应的关键一步。

核裂变本身的发现，由Otto Hahn和Fritz Strassmann于1938年12月在柏林完成。他们发现，用中子轰击铀所产生的是钡——一种轻得多的元素——而非他们根据简单核俘获所预期的更重元素。已逃离纳粹德国、分别身处瑞典和丹麦的Lise Meitner及其外甥Otto Frisch给出了理论解释：铀核实际上已分裂为两个大致相等的碎片，并依据爱因斯坦方程E=mc²释放出惊人的能量。Meitner和Frisch将这一过程命名为"裂变"。单次裂变事件释放的能量约为2亿电子伏特，而典型化学反应仅约4电子伏特，前者约为化学燃烧能量的五千万倍。

曼哈顿计划与原子弹

核裂变可被用于制造具有空前破坏力的爆炸装置——这一可能性，对于理解Hahn和Strassmann发现之深远意义的物理学家们而言，是显而易见的。1939年8月，Albert Einstein在Leo Szilard（另一位在美工作的匈牙利裔物理学家）起草的信件上签名，致函总统Franklin Roosevelt，提醒他注意核武器的可能性，以及德国——凭借其从比属刚果获取铀的渠道和部分世界顶尖核物理学家——或许正在追求这一目标的潜在威胁。

Roosevelt批准了初步研究，但美国核武器计划——曼哈顿计划——直至1941年12月日本袭击珍珠港后才得以全面组织和获得资金支持。在J. Robert Oppenheimer于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的科学领导下，以及Leslie Groves将军的组织统筹下，曼哈顿计划在美国和加拿大各地的多个基地雇用了约13万人。该计划以1945年币值计耗资约20亿美元——按当代价值折算约为250亿美元——是迄今为止历史上规模最大的单项科学与工程计划。

曼哈顿计划所面临的科学与技术挑战极为艰巨。当时并行推进了两条通向裂变炸弹的路径：一是铀弹，使用铀-235（一种稀有同位素，需通过田纳西州橡树岭的同位素分离工厂从储量更为丰富的铀-238中分离提取）；二是钚弹，使用钚-239（通过在核反应堆中辐照铀-238来生产，其中第一座反应堆——芝加哥一号堆——于1942年12月2日在恩里科·费米的划时代实验中，在芝加哥大学斯塔格球场的看台下实现了临界）。

1945年7月16日，在新墨西哥州的沙漠中，"三位一体"核试验引爆了世界上第一枚核装置——一枚钚内爆炸弹，爆炸当量约为二万吨。奥本海默事后引用了《薄伽梵歌》中的名句："现在我成了死神，世界的毁灭者。"三周后，铀弹"小男孩"于8月6日投下广岛，钚弹"胖子"于8月9日投下长崎，两次爆炸共造成约13万至22.6万人死亡，加速了日本于1945年8月15日宣布投降，第二次世界大战就此终结。

冷战核军备竞赛

美国对核武器的垄断仅维持了四年。苏联于1949年8月29日试爆了其第一枚核装置——"RDS-1"，西方称之为"乔-1"，这是一枚通过间谍活动获取的美国"胖子"设计的仿制品，试爆时间早于大多数西方分析人士的预测。英国于1952年10月试爆了首枚核装置；法国于1960年2月；中国于1964年10月；印度于1974年5月；巴基斯坦于1998年5月。

冷战核军备竞赛使美苏双方各自积累了数以万计的核弹头，投送系统包括洲际弹道导弹（ICBM）、潜射弹道导弹（SLBM）以及能够在三十分钟内将弹头投送至地球任何地点的战略轰炸机。在20世纪80年代军备竞赛的顶峰时期，美国拥有约3万枚核弹头，苏联约有4.5万枚。

氢弹是一种热核武器，以裂变炸弹引爆氢同位素的聚变反应，所释放的能量远超纯裂变装置。美国于1952年11月率先进行了试验（"常青藤麦克"试验，当量约为一千万吨，约为广岛原子弹的五百倍），苏联则于1953年8月进行了试验。有史以来爆炸当量最大的核武器是苏联的"沙皇炸弹"，于1961年10月试爆，当量约为五千万吨——约为广岛原子弹的三千倍。

"和平利用原子能"与民用核电的诞生

从核武器转向核能利用，既有理想主义的驱动，也有战略层面的考量。曾参与曼哈顿计划的核科学家们对自己亲手创造的破坏力有着深刻的认识，迫切希望证明同样的技术能够为人类带来和平的福祉。美国、英国和苏联的政府则将民用核电视为展示核技术积极潜力的手段，同时也将其作为冷战国际影响力角逐中的外交工具。

1953年12月8日，艾森豪威尔在联合国大会发表"和平利用原子能"演讲，提议成立一个国际机构（即1957年正式成立的国际原子能机构，缩写为IAEA），以推动核能的和平利用并防止核武器扩散。这篇演讲开启了美国及其盟国长达十年的民用核能大发展时期，核工业界对核电改变电力生产经济格局的前景充满乐观期待。

苏联于1954年6月27日在莫斯科附近的奥布宁斯克建成并投运了世界上第一座核电站。奥布宁斯克核电站采用石墨慢化水冷反应堆设计，发电容量为5兆瓦——即便以20世纪50年代的标准来衡量也属规模有限，但作为世界首座民用核电站，其历史意义不可忽视。该电站运行至2002年，不仅持续供电，也为苏联带来了重要的宣传价值。

英国于1956年10月17日正式启用位于坎伯兰郡（今坎布里亚郡）温德斯凯尔的卡尔德霍尔核电站，伊丽莎白二世女王出席了启用典礼。卡尔德霍尔采用气冷石墨慢化反应堆设计（即镁诺克斯反应堆），该设计最初主要用于生产核武器所需的钚，同时也附带发电。镁诺克斯堆型为英国独有，成为英国第一代核电站的技术基础。

美国第一座民用核电站——宾夕法尼亚州希平港原子能发电站——于1957年12月2日实现首次临界，并于1958年5月26日由艾森豪威尔总统主持正式揭幕。该电站采用压水堆（PWR）设计，其技术源自为"鹦鹉螺"号核潜艇——世界首艘核动力潜艇——提供动力的反应堆。希平港核电站发电容量为60兆瓦，运行至1982年10月，充分验证了压水堆设计的可行性，该堆型后来成为全球应用最为广泛的反应堆类型。

压水堆设计由美国海军在海曼·里科弗上将的主导下为潜艇推进系统而研发。在压水堆中，高压水同时承担冷却堆芯和慢化核链式反应的双重功能，从而防止堆芯内发生沸腾。里科弗是一位严苛而富有远见的工程师，以非凡的毅力推动了海军核动力的发展。"鹦鹉螺"号于1954年下水，1955年1月完成首次核动力航行，并于1958年成为首艘抵达地理北极的船只，穿行于北极冰层之下。里科弗的海军核动力计划不仅催生了构成美国海军核心力量的核潜艇和航空母舰，也孕育了深刻影响美国民用核工业的反应堆技术与安全文化。

反应堆类型与核技术

核反应堆是维持并控制核链式反应以产生热能的装置，所产生的热能随后通过常规蒸汽轮机系统转化为电能。核反应堆主要分为几大类型，各自体现了在燃料、慢化剂和冷却剂选择上的不同取向。

压水堆（PWR）以普通水（轻水）同时充当慢化剂和冷却剂。一回路中的水在高压（约155巴）下保持液态，不发生沸腾；堆芯产生的热量通过蒸汽发生器传递至二回路水中，由二回路产生的蒸汽驱动汽轮机做功。压水堆是目前全球部署最为广泛的反应堆类型，在美国、法国、日本、俄罗斯、中国、韩国及众多其他国家均有应用。

沸水堆（BWR）同样以轻水作为慢化剂和冷却剂，但允许水在反应堆压力容器内直接沸腾，所产生的蒸汽直接驱动汽轮机做功。沸水堆的结构比压水堆更为简单（无需独立的蒸汽发生器和二回路），但汽轮机系统存在一定程度的放射性污染，须采取严格的辐射屏蔽措施并执行相应的维护规程。沸水堆主要在美国、日本及少数其他国家使用。

CANDU反应堆（加拿大重水铀反应堆）由加拿大原子能有限公司研发，以重水（含氘而非普通氢的水）同时充当慢化剂和冷却剂。CANDU反应堆的核心优势在于可直接使用未经浓缩的天然铀作为燃料，从而无需铀浓缩技术——该技术不仅造价高昂，还存在被用于武器研发的潜在风险。CANDU反应堆目前应用于加拿大、印度、韩国、罗马尼亚、中国和阿根廷。

石墨慢化RBMK反应堆是苏联设计的堆型，曾用于切尔诺贝利及苏联和俄罗斯其他核电站。RBMK（俄语：Реактор Большой Мощности Канальный，即大功率管道式反应堆）以石墨为慢化剂、水为冷却剂，燃料置于穿过石墨基体的压力管中。这一设计支持不停堆在线换料，并可使用低浓缩铀，但存在严重的设计缺陷：反应堆在低功率状态下不稳定——随着冷却剂开始沸腾，堆芯功率趋于上升而非下降，这种物理特性被称为"正空泡系数"。这一不稳定性是导致切尔诺贝利事故的直接原因之一。

气冷堆（GCR）以英国镁诺克斯堆和改进型气冷堆（AGR）为代表，采用二氧化碳气体作为冷却剂，石墨作为慢化剂。气体冷却可实现较高的冷却剂温度，加之石墨慢化的配合，使气冷堆具备良好的热效率，并可使用天然铀或低浓缩铀燃料。然而，这类设计的建造成本高于水冷堆，因此在英国以外未能得到广泛推广。

快中子增殖反应堆（FBR）利用快中子（不经慢化）维持链式反应，能够从非裂变材料铀-238中"增殖"出新的裂变材料（钚），理论上可产出多于消耗的燃料。苏联/俄罗斯、法国、英国、日本、印度和美国均建造过实验性和示范性快中子增殖堆，但由于技术复杂、成本高昂，加之钚生产涉及的政治敏感性，商业规模部署始终未能实现。

核事故及其影响

三起重大核事故对全球核电发展及公众认知产生了深远影响，分别是：温斯乔事故（1957年）、三里岛事故（1979年）、切尔诺贝利事故（1986年）和福岛第一核电站事故（2011年）。

1957年10月10日发生的温斯乔火灾，起因于一座用于生产英国核武器所需钚的石墨慢化空气冷却反应堆（温斯乔堆，有别于卡尔德霍尔反应堆）。一次旨在释放石墨中储存能量的加热操作（即辐照损伤石墨中的"维格纳能"效应）发生意外，引燃了铀燃料和石墨慢化剂。大火燃烧数日，释放出包括碘-131（可在甲状腺中积聚）在内的放射性污染物，波及英格兰北部及西北欧部分地区。受污染地区的奶牛所产牛奶被全部没收销毁。事故未造成人员当场死亡，但据估计此后数年间引发了约240例癌症病例，死亡人数或达33人。温斯乔堆随即永久关闭，其退役工作至今仍在持续。

1979年3月28日，宾夕法尼亚州哈里斯堡附近的三里岛核电站2号机组发生事故，一系列设备故障与操作失误导致反应堆堆芯局部熔毁。此次事故释放了少量放射性气体，未造成直接人员死亡，但由于数十万民众疏散周边地区、官方声明前后矛盾、媒体大规模持续报道，这场公众危机影响极为深远，从根本上改变了美国公众对核安全的认知。此次事故推动了美国核监管、操作人员培训及应急规划方面的重大变革。

1986年4月26日，切尔诺贝利核电站4号机组发生事故，该电站位于乌克兰苏维埃社会主义共和国（今乌克兰）。这是迄今为止人类历史上最严重的核事故。事故发生于一次在不安全条件下进行的安全测试期间——当时反应堆在不稳定运行区间内以低功率运行——失控的功率激增引发蒸汽爆炸，炸飞了反应堆压力容器顶盖，厂房被摧毁，反应堆堆芯直接暴露于大气之中。随后燃烧的石墨大火持续了十天，向苏联及欧洲各地释放了大量放射性污染物。事故共造成31人直接死亡（其中2人死于爆炸，28人在事故发生后数月内死于急性放射综合征，1人死于心力衰竭）；对于长期公共卫生影响，各方估计因此额外新增的癌症死亡人数从数千人到数万人不等，具体数字因研究方法不同而存在差异，至今仍有争议。

2011年3月11日，福岛第一核电站事故由袭击日本沿岸的东北地方太平洋近海地震及海啸引发，海浪漫过核电站防波堤，致使应急冷却系统瘫痪。海啸发生后数日内，六个反应堆机组中有三个发生堆芯熔毁；氢气爆炸损毁了反应堆厂房；大量放射性物质随之泄漏。周边地区约154,000名居民被迫疏散。福岛事故未造成直接辐射死亡，但疏散过程中的应激反应据估计导致疏散人员中约一至两千名老人及病患死亡。

各国核电概况

全球核电装机容量的地区分布折射出从冷战时代延续至今的核能发展历史——美国与法国主导着西方国家的核电装机规模，俄罗斯、中国、韩国和日本则是其他主要核能运营国。

美国拥有全球最大的在役核电装机容量，54个核电站约有93座运行中的核反应堆，发电量约占美国总发电量的19%至20%。美国核电站主要建于1970年至1990年间；自20世纪70年代末以来，美国境内新订购的核电站均未能建成投运（乔治亚州沃格特尔核电站扩建机组除外，该机组已于2023至2024年间竣工）。三里岛事故的后续影响、在建核电站的超支问题，以及天然气成本的持续下降，共同导致美国核电新建工程停滞长达四十年。

法国是世界上核电占电力供应比例最高的国家，历史上约有70%至75%的法国电力由其56座在运反应堆提供。法国庞大的核电计划——由国有电力公司法国电力集团（EDF）在20世纪70年代中期至90年代末期间，采用标准化设计方案建造完成，建造成本低于美国——是法国在经历20世纪70年代石油危机后，为确保能源独立而做出的蓄意政策选择。法国的核电出口产品——欧洲压水堆（EPR）设计——已向英国、芬兰、中国和阿联酋出售，但欧洲EPR项目的成本超支和工期延误，给法国核工业带来了严峻的商业困境。

日本在福岛事故发生前，核电约占其电力供应的30%。事故发生后，日本全部核电机组被迫停运。此后，日本在新监管框架下逐步重启核电站，但截至2020年代中期，恢复运行的机组仍只占福岛事故前在运机组总数的一小部分。

中国拥有全球最为雄心勃勃的核电扩张计划。截至2024年，中国约有55座反应堆在运，另有约20座正在建设中。中国核电扩张采用引进设计与自主研发设计相结合的方式，引进设计包括俄罗斯VVER压水堆和美国AP-1000，自主研发设计则包括华龙一号（HPR-1000）。中国计划到2035年将核电装机容量扩大至约200吉瓦，而2024年的装机容量约为55吉瓦。

俄罗斯不仅是国内重要的核电运营国，还通过国家核能企业俄罗斯国家原子能集团公司（Rosatom）成为全球最大的核电技术出口国。俄罗斯国家原子能集团公司正在土耳其、孟加拉国、埃及、印度、伊朗、匈牙利等多个国家建设或开发核电站，使俄罗斯核技术成为其在发展中国家施展地缘政治影响力的重要工具。

韩国建立了规模可观的核工业体系，约有25座反应堆在运，核电约占韩国电力供应的30%。韩国核电计划以美国西屋公司压水堆设计为基础，并经本土化改进形成APR-1400堆型，实现了具有国际竞争力的建造成本和工期，并由此赢得了来自阿联酋的出口订单（即巴拉卡核电站，为阿拉伯世界第一座核电站）。

核燃料循环：从铀矿开采到废物处置

核燃料循环涵盖从铀矿开采，经燃料制造、反应堆运行、乏燃料管理，直至最终废物处置的全部环节。每个环节均有特定的技术要求，并存在潜在的环境与安全影响。

铀在地壳中的平均浓度约为百万分之二至三，但具有经济开采价值的矿床（浓度通常高于百万分之五百）集中分布于数量相对有限的国家。哈萨克斯坦是全球最大的铀生产国，约占世界总产量的40%。加拿大、纳米比亚、澳大利亚、乌兹别克斯坦和俄罗斯也是主要产铀国。

铀矿石转化为核燃料需要经历若干处理步骤。开采出的矿石经破碎和加工，生产出铀氧化物浓缩物（黄饼，含铀氧化物约80%）。黄饼随后被转化为六氟化铀（UF6），并在气体扩散或气体离心浓缩设施中进行浓缩，将可裂变同位素铀-235的比例从其天然水平0.7%提升至大多数动力堆燃料所需的约3%-5%。浓缩后的六氟化铀再被转化为二氧化铀粉末，压制成陶瓷芯块，并装入金属包壳管中，组成燃料组件。

乏核燃料——即在反应堆中经过辐照、已不再具有经济使用价值的燃料——具有极强的放射性，必须妥善管理。乏燃料最初存放在紧邻反应堆的水池中进行湿式储存（水既起冷却作用，又起辐射屏蔽作用），存放数年，待放射性最强的短寿命同位素衰变后，再转入干式桶装储存——即置于钢铁和混凝土容器中——进行较长期的储存。

高放射性核废料的永久处置至今仍是核能政策中最具挑战性的未解难题。专家共识所支持的首选方案是深地质处置——即在500至1000米深处的稳定地质构造中建造专用地下储存库，将废料深埋其中。芬兰在推进这一方案方面走在最前列：其奥尔基洛托地下储存库"翁卡洛"正在结晶岩中建设，预计将成为全球首座正式接收乏燃料的永久性核废料处置库，预计于2020年代投入运营。

核不扩散：《不扩散核武器条约》与国际原子能机构保障监督

核武器能力在最初五个有核国家——美国、苏联、英国、法国和中国——之外的扩散，一直是核时代核心安全挑战之一。国际社会构建了一套由条约、保障监督措施和出口管制组成的复杂体系，以防止进一步扩散，并在此方面取得了不完全但具有重要意义的成效。

《不扩散核武器条约》（NPT）于1970年3月5日正式生效，是不扩散机制的基石。NPT将世界划分为有核武器国家（联合国安理会五个常任理事国）和无核武器国家。加入该条约的无核武器国家承诺不谋求获取核武器，并接受国际原子能机构对其核活动的保障监督；作为交换，这些国家获得为和平目的开发核能的权利，而有核武器国家则承诺（根据第六条）致力于实现核裁军。截至2024年，已有191个国家加入NPT——这是历史上加入国最多的军备控制条约——但印度、巴基斯坦、以色列和南苏丹尚未加入。

国际原子能机构于1957年在维也纳成立，肩负促进和平核技术利用与防止核材料被转用于军事目的的双重使命，负责实施保障监督制度。国际原子能机构的核查人员依此制度对无核武器国家的核设施实施监督，以核实核材料未被转用于武器目的。该保障监督制度综合运用核材料衡算、监视和实地视察等手段加以实施。

《不扩散核武器条约》所构建的防扩散体系曾面临多次严峻挑战。朝鲜于1985年加入该条约，但随即秘密推进核武器研发计划，并于1992年被查出违反保障协议，2003年宣布退出该条约，此后分别于2006年、2009年、2013年、2016年（两次）及2017年进行了核试验。目前，国际社会普遍评估认为，朝鲜已拥有约四十至六十枚核弹头，以及能够打击美国本土的弹道导弹。

萨达姆·侯赛因执政期间，伊拉克秘密推进核武器研发计划，该计划在1991年海湾战争后被发现并基本遭到拆除。1991年后，联合国特别委员会（UNSCOM）的核查工作揭示，伊拉克武器计划的发展程度远超西方情报机构在战前的评估。伊拉克的核计划充分利用了国际核技术采购渠道和本国工程技术人才，深刻表明仅凭出口管制难以有效阻止核扩散。

伊朗核计划自21世纪初起便持续引发国际社会关注——彼时，有关其未申报铀浓缩活动的披露，引发了长达十年之久的外交危机。2015年，伊朗与联合国安理会五个常任理事国及德国共同谈判达成《联合全面行动计划》（JCPOA），以限制伊朗铀浓缩计划换取制裁豁免，从而暂时遏制了局势发展。2018年，特朗普政府宣布美国退出《联合全面行动计划》，伊朗随后突破该协议对铀浓缩规定的上限。截至2020年代中期，伊朗核计划的现状仍存在争议。

印度和巴基斯坦均在《不扩散核武器条约》框架之外发展了核武器，并于1998年5月相继进行核试验，由此在南亚形成剑拔弩张的核对峙局面。印度核武器计划起源于1974年5月18日的"和平核爆炸"试验（即"微笑佛陀"试验），而巴基斯坦的核计划则是为应对印度的核能力而发展起来的。两国各自拥有的核弹头数量估计均约为150至170枚，且双方现有的有限核指挥与控制安排，已在历次南亚危机期间引发外界对核稳定性的忧虑。

以色列被国际社会普遍认为拥有约八十至九十枚核弹头，其核武器是在官方"模糊政策"下秘密研发的——该政策对核武器的拥有情况既不承认、也不否认。以色列迄今未签署《不扩散核武器条约》，也从未公开承认进行过核试验；但1979年9月，南大西洋上空探测到的神秘"双闪"现象（即"维拉事件"），已被部分分析人士认定为以色列与南非联合进行的一次核试验。

南非在种族隔离政府执政期间，于20世纪70至80年代研制了六枚核武器，是迄今唯一一个主动拆除本国核武库的国家——南非于1989至1991年间销毁了全部核武器，并于1991年加入《不扩散核武器条约》。

核电经济：成本、建设与竞争力

核电经济性或许是制约其发展的最关键因素。核电站属于极度资本密集型项目——电站本身的建设成本在全生命周期总成本中占据主导地位，这与化石燃料电站以燃料费用为主要持续性支出的模式截然不同——因此，核电对建设成本和融资条件极为敏感。

1950年代和1960年代初期，核电经济性曾令人充满乐观——当时核能支持者预言电力将"廉价到无需计量"——这种乐观情绪建立在这样一种预期之上：核电在燃料成本上的节省将十分巨大，足以抵消高昂的资本成本。然而，这种乐观最终被证明是站不住脚的。美国在1960年代末和1970年代初订购的核电站经历了造价的急剧攀升：安全法规因外界对早期反应堆设计充分性的质疑而趋于严格，安全关键部件的质量控制要求增加了成本和工期，而核电站系统的复杂程度也被证明远超最初的预估。

核电的经济性因国家和具体情境的不同而差异显著。法国由国有电力公司法国电力（EDF）建设的大规模标准化核电机群，采用少数几种反应堆设计，其建造成本和建造工期均远低于美国那种分散化、定制化的核电开发模式。韩国近年来的核电建设项目每吉瓦装机容量的造价约为二十亿至三十亿美元，与天然气联合循环电站的成本相当甚至更低；而美国和欧洲的EPR及AP-1000项目每吉瓦造价则高达八十亿至一百五十亿美元。这一差距源于标准化程度、供应链建设以及监管效率的高低，而非技术层面的根本差异。

佐治亚州沃格特尔核电站扩建项目——即采用西屋AP-1000设计的3号和4号机组——于2023年和2024年相继建成投运，但在此之前经历了严重的成本超支，项目总投资从最初约一百四十亿美元的估算攀升至约三百五十亿美元，工期也较原计划延误了约七年。西屋电气公司自希平港反应堆以来一直是美国民用核电的主要缔造者，却于2017年因在沃格特尔项目和弗吉尔·C·萨默项目上的亏损而直接申请破产保护。萨默项目在耗资约九十亿美元后于2017年宣告放弃，成为历史上损失最为惨重的建设项目取消案例之一。

在美国和西欧，新建核电站的平准化电力成本——涵盖摊销后的资本成本、运营成本、燃料成本以及电站全寿命周期内的废物管理成本——明显高于天然气联合循环电站，与公用事业规模太阳能和风能发电的成本大体相当甚至更高。这一成本劣势使得在自由化电力市场中为新核电项目融资愈发困难——在这类市场中，建设风险由投资者承担——由此引发了各方关于政府融资支持、长期购电协议以及碳定价机制的讨论，认为通过对化石燃料征税，可提升核电的竞争力。

现有核电站的运营经济性则相对有利：已全额摊销的核电站运营成本相对较低（在美国约为每兆瓦时二十至三十美元），只要电价高于这一门槛，便具有持续运营的经济价值。然而，许多美国老旧核电站面临低成本天然气竞争和批发电价下行的双重压力，导致部分机组提前退役——自2012年以来，美国核电装机容量已因此减少约十吉瓦。

先进反应堆设计与小型模块化反应堆

核工业应对大型传统反应堆高成本问题及公众顾虑的举措，是开发融入了非能动安全特性、更小体量以及新型燃料循环方案的先进反应堆设计。

第三代+反应堆——以西屋AP-1000和法国/阿海珐EPR为代表——采用被动安全系统，在事故发生时利用重力和自然对流而非主动泵和阀门来冷却反应堆堆芯，从而降低对操纵员干预和外部电源的依赖。这些设计于21世纪初在美国、英国及其他国家获得监管批准，但在最初的建设项目中却饱受成本超支之苦，原因在于西方核电建设中断数十年间，相关供应链和监管知识体系已严重萎缩，需要重新建立。

小型模块化反应堆（SMR）——发电容量低于约300兆瓦，而大型常规反应堆的发电容量为1,000至1,700兆瓦——是一种自2010年代初起吸引了大量投资者关注和政府支持的概念。支持者认为，SMR可以在工厂预制并在现场组装，从而减少导致大型核电站成本超支的现场施工工作量；其较小的规模使其适用于无法容纳大型反应堆的地点或电网系统；其被动安全特性也比大型核电站更易实现。批评者则指出，SMR牺牲了使大型反应堆比小型反应堆更具经济性的规模效益，且首批机组的学习成本可能极为高昂。

美国SMR开发商NuScale Power在美国能源部及多家电力公司的支持下，开发了一款77兆瓦的SMR设计，并于2023年获得美国核管理委员会的设计批准。然而，NuScale首个计划部署项目——位于爱达荷国家实验室、原计划由六个NuScale模块组成的"无碳电力项目"——于2023年11月宣告取消，原因是电力成本估算从最初的约每兆瓦时58美元攀升至约每兆瓦时89美元，使该项目失去竞争力。

中国位于山东省石岛湾的高温气冷堆（HTGR）示范项目采用两个250兆瓦球床模块驱动一台210兆瓦汽轮机，于2021年9月实现首次临界，并于2023年12月投入商业运行，成为全球首座商业运行的高温气冷堆。球床设计将燃料封装于石墨球中，可连续不断地送入反应堆，其固有安全性体现在：反应堆在足以熔化燃料的高温下无法维持链式反应，从而提供了一种不依赖主动系统或操纵员干预的物理安全保障。

核聚变：长期以来的梦想与承诺

核聚变——轻原子核（通常为氢的同位素：氘和氚）相互结合形成较重原子核并释放能量的过程——正是驱动太阳和所有恒星运转的能量来源。聚变每单位质量释放的能量约为裂变的四倍，所用燃料（可从海水中提取的氘，以及用于增殖氚的锂）近乎取之不尽，且不产生长寿命放射性废物。自20世纪50年代以来，将受控核聚变作为能源加以开发利用一直是一项重大的科学与工程事业，但将等离子体约束在超过1亿摄氏度——比太阳核心温度还高——的条件下所面临的巨大技术挑战，使实用聚变能源的实现日期一再推迟。

早期的聚变研究聚焦于磁约束——利用强磁场约束发生聚变反应的等离子体。托卡马克是一种环形（甜甜圈形）磁约束装置，诞生于苏联20世纪50年代末的研究成果，并逐渐成为磁约束聚变的主流路线。1968年，位于莫斯科库尔恰托夫研究所的T-3托卡马克实现了远超此前任何装置的等离子体温度，在全球范围内掀起了一股托卡马克建造热潮。位于英国卡勒姆聚变能源中心的欧洲联合环（JET）于1983年投入运行，成为当时世界上最大的托卡马克装置，并多次刷新聚变功率输出纪录：1991年达到1.7兆瓦，1997年达到16兆瓦，2022年2月在单次脉冲中释放59兆焦耳的聚变能量——创下世界纪录。JET在运行四十年后，于2023年12月正式退役。

ITER（国际热核聚变实验堆）是一个正在法国南部卡达拉什建设中的大型国际聚变项目，旨在成为首个从等离子体中产生的能量超过加热所需能量的聚变装置（Q>1，即"科学点火"）。ITER是欧盟、美国、中国、俄罗斯、印度、日本和韩国共同参与的合作项目，建造成本估计约为两百亿欧元，是人类历史上耗资最巨的科学工程之一。自2007年签署创始协议以来，ITER项目历经多次延期和费用超支；截至2024年，首次等离子体放电预计最早于2025年实现，全面的氘氚聚变实验则预计要到2030年代中期才能开展。

惯性约束聚变是另一种技术路线——将含有氘和氚的微小靶丸通过高强度激光束压缩加热至聚变条件。美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（NIF）长期致力于这一方向的研究。2022年12月5日，NIF宣布首次实现"点火"——聚变反应产生的能量超过了靶丸吸收的激光能量，输出能量为3.15兆焦耳，而激光输入能量为2.05兆焦耳。尽管这一里程碑具有重要的科学意义，但整体能量收支仍极为不利（激光器消耗了约300兆焦耳的电能，才产生了2.05兆焦耳的激光能量），这意味着实用化的惯性约束聚变发电仍遥遥无期。

私营聚变公司在2020年代初迎来了前所未有的风险投资热潮，仅2020年至2022年间便有逾二十亿美元涌入聚变初创企业。麻省理工学院的衍生公司Commonwealth Fusion Systems正在研发一种紧凑型托卡马克设计方案（SPARC），采用高温超导磁体，可产生远超以往的强磁场，有望在一台比ITER小得多、造价也低得多的装置中实现聚变等离子体条件。TAE Technologies、Helion Energy、Tri Alpha Energy和Tokamak Energy等私营聚变企业也在探索磁约束的其他技术路径。目前，上述企业均尚未实现聚变，而它们所预测的商业化时间表（最乐观的估计为2030年代初实现聚变发电）在主流聚变物理学家看来普遍持怀疑态度。

核医学及其他和平利用

核技术在发电之外已得到广泛应用，涵盖医学、工业、农业和科学研究等领域。核技术的这些和平用途所带来的效益，堪称与核电同等重要，并由此催生了一套由研究堆、同位素生产设施和监管体系构成的全球性基础设施。

核医学利用放射性同位素进行疾病诊断和治疗。诊断核医学使用放射性示踪剂——即能发射伽马射线、可被成像设备检测到的物质——来显示体内的生理过程。锝-99m是锝-99的一种亚稳态同位素，其发射的伽马射线能量适合成像，且半衰期为六小时，可最大限度减少患者所受辐射剂量，是医学影像中应用最广泛的放射性同位素，每年在全球约三千万例诊断程序中得到应用。锝-99m在核反应堆中通过中子照射钼-98制得钼-99，钼-99再以66小时的半衰期衰变为锝-99m，这使其得以运输至各医院，并通过"锝发生器"进行分装使用。

正电子发射断层扫描（PET）利用正电子发射同位素（最常用的是化合物氟代脱氧葡萄糖（FDG）中的氟-18）生成体内代谢活动的三维图像，从而实现癌症检测、心功能评估和脑活动成像。PET-CT扫描仪将PET与X射线计算机断层扫描相结合，在单次检查中同时提供功能性和解剖学信息，已成为癌症诊断和分期的重要工具。

放射治疗——利用电离辐射杀灭癌细胞——被用于治疗全球约半数癌症患者。体外放射治疗将X射线、电子束或质子束聚焦于肿瘤；近距离放射治疗将放射性粒子（通常为碘-125或钯-103）直接植入肿瘤内部或邻近位置；靶向放射性核素治疗则利用抗体或其他靶向分子将放射性同位素精准递送至癌细胞。2018年获批的镥-177 DOTATATE能将致死剂量的辐射精准递送至表达SSTR2受体的神经内分泌肿瘤，充分展示了靶向放射性核素治疗的潜力。

工业射线检测——利用工业放射源（通常为铱-192或硒-75）发出的X射线或伽马射线对焊缝、铸件及其他工业构件进行缺陷检查——是建筑、制造和石油化工行业不可或缺的质量保证手段。辐照技术还被用于医疗器械和一次性医疗产品的灭菌消毒、食品保鲜期的延长，以及为育种项目诱导农作物突变（辐射育种已培育出数百个具有重要商业价值的农作物品种）。

核设施退役

核设施退役——即在核反应堆及其他核设施运行寿命终止后，对其进行安全拆除，并将场地恢复至不受限制使用状态或净地状态——随着第一代民用核电站陆续达到设计寿命，已成为一项重大的工业挑战。

退役策略从立即拆除（DECON）到安全储存（SAFSTOR）不等：前者是在反应堆关闭后立即进行拆除；后者则是将反应堆封存并监测二十至六十年（待放射性衰减后）再行拆除。两种方案最终都需要完成相同的拆除工作；SAFSTOR可推迟成本支出、降低工人的辐射暴露，但会使退役设施在场地上滞留数十年之久。

核电站退役的成本相当可观。美国的核电站被要求在运营期间预留退役资金；一座典型的大型美国反应堆的退役费用估计在五亿至十亿美元之间。英国的退役计划由核退役管理局（NDA）负责监管，在整个退役计划周期内的预计费用约为2600亿英镑，这反映了英国在核武器计划期间建造的大量镁诺克斯反应堆、钚生产设施和燃料后处理厂的庞大存量。核设施退役工作的复杂程度——尤其是那些在设计之初并未考虑退役需求的老旧设施——始终超出最初的预估。

核潜艇与舰艇核动力推进

核动力推进技术彻底改变了海军战略，使潜艇和水面舰艇得以在无需补充燃料的情况下长期执行任务，制约其续航的不再是燃料容量，而仅仅是船员的体能极限和食物供给。核动力推进还使潜艇能够以高速无限期地保持水下潜航状态，这是传统柴电潜艇无法实现的——后者必须上浮（或在潜望镜深度通气管航行）才能为电池充电。

美国海军核潜艇舰队以1954年下水的"鹦鹉螺"号（USS Nautilus）为开端，目前拥有约68艘攻击型潜艇（SSN）和14艘弹道导弹潜艇（SSBN），后者搭载三叉戟II D5导弹，作为美国核三位一体的组成部分，持续提供海上核威慑力量。俄亥俄级弹道导弹潜艇每艘最多可搭载24枚三叉戟导弹，每枚导弹最多携带8个可独立瞄准的弹头。

苏联和俄罗斯建造了一支与美国相抗衡的庞大核潜艇舰队，包括台风级潜艇（世界上最大的潜艇，水下排水量约为48,000吨）以及奥斯卡级核动力巡航导弹潜艇（SSGN）。英国和法国则以潜射弹道导弹为基础维持着各自的核威慑力量——英国的前卫级弹道导弹潜艇搭载三叉戟导弹，法国的凯旋级弹道导弹潜艇搭载M51导弹——双双为本国提供持续的海上核威慑。

2021年9月宣布的"奥库斯"（AUKUS）协议——美国和英国在该协议框架下同意协助澳大利亚获取核动力潜艇——是数十年来舰艇核动力推进领域最重大的进展之一。该协议有望在2040年代初为澳大利亚提供8艘核动力攻击潜艇，并将重塑印度洋-太平洋地区的战略格局。

"核能复兴"及其挫折

"核能复兴"的构想——即一场将大幅扩大核能在发电领域地位的全球性新建核电浪潮——在二十一世纪第一个十年间被广泛讨论。推动这一构想的因素包括：化石燃料价格持续上涨、2003年伊拉克战争后各界对能源安全的日益关注，以及对减少发电领域碳排放必要性的初步认识。大约在2005年至2011年间，超过三十家美国电力公司宣布计划申请新反应堆的建造和运营综合许可证，核电也重新获得了广泛的政治支持。

2011年3月发生的福岛第一核电站事故严重打乱了此前预期中的核能复兴进程。德国此前已在国内绿党运动的政治压力下就核电退出问题展开辩论，福岛事故发生后数日内便宣布将于2022年前永久关闭本国全部核电机组——这一进程在2011年进一步提速，政府随即关停了全国十七座反应堆中的八座。2023年4月，随着最后三座在运反应堆相继关闭，德国核电退出进程正式宣告完成。德国"能源转型"（Energiewende）政策旨在以可再生能源取代核能和煤炭，但核电退出同时也导致天然气消费量上升，短期内更推高了煤炭使用量，与德国碳减排目标之间形成张力。

日本对福岛事故的反应更为激烈：约五十座反应堆组成的全部在役机组被陆续停运接受安全审查，最后一座在运反应堆于2012年5月关闭。核电此前约占日本电力供应的百分之三十，停运后日本不得不紧急扩大液化天然气进口，致使能源成本和贸易逆差大幅攀升。在由核能规制委员会（NRA）监管的新监管框架下，日本反应堆重启进展迟缓：截至2024年，约有十二座反应堆已恢复运行，另有数座正在推进监管审批程序。

福岛事故后，瑞典和瑞士也相继宣布核电退出政策，但瑞典随后改变立场——其议会于2022年投票决定允许新建核电机组，认为核能对于同时实现电力需求增长和碳减排目标不可或缺。

2022年欧洲能源危机因俄罗斯入侵乌克兰、俄方随后切断天然气供应而爆发，促使各方对核能角色进行重大重新评估。法国此前在奥朗德总统2012年将核电占比上限设定为百分之五十的政策下逐步压缩核电份额，2022年在马克龙总统主导下宣布建造十四座新型EPR2反应堆——这是一种经过简化设计、更易建造的改进型EPR——并计划延长现有反应堆的运行寿命。比利时撤销了原定的核电退出计划。英国承诺进一步发展核能，宣布推进欣克利角C项目（两座EPR反应堆正在萨默塞特郡建设中）及后续项目。

辐射、健康与风险认知

核时代以来，辐射对健康的影响以及公众对辐射风险的认知，始终是科学与政治领域激烈争论的焦点。辐射剂量与健康效应之间的关系，尤其是在低剂量情形下，目前尚未得到充分阐明，现行辐射防护监管框架建立在保守假设之上，而这些假设的科学依据至今仍存在争议。

辐射健康效应分为确定性效应（在超过剂量阈值时发生，严重程度随剂量增加而加重，如急性放射综合征）和随机性效应（包括癌症在内的概率性效应，剂量增加会提高发生概率，但不影响严重程度）。确定性效应——包括放射性灼伤、恶心、脱发以及造血骨髓损伤——在急性全身剂量约达500毫希沃特（mSv）以上时出现。切尔诺贝利事故中应急工作人员和消防员所经历的急性放射综合征，以及广岛、长崎原子弹爆炸幸存者的案例，是目前研究最为深入的确定性辐射效应典型案例。

线性无阈值（LNT）模型是国际放射防护委员会（ICRP）制定国际辐射防护标准的理论基础。该模型假定，在零剂量以上的任意剂量水平下，随机效应（尤其是癌症）的风险均与剂量成正比，不存在"安全阈值"。LNT模型的建立依据是对日本原子弹爆炸幸存者癌症发病率数据的外推——相关数据表明，剂量超过约100毫西弗时存在明确的癌症风险，而低剂量下的风险则尚不确定。LNT模型的批评者认为，该模型高估了极低剂量下的风险，导致核事故中出现不必要的疏散、经济损失和公众恐慌；支持者则认为，LNT模型在监管层面具有恰当的保守性。

重大核事故的放射性后果已被证明远低于基于LNT模型的早期预测。世界卫生组织对切尔诺贝利事故的评估显示，约6,000例甲状腺癌病例被归因于此次事故（患者均为事故发生时饮用了受碘-131污染牛奶的儿童），截至2005年，因甲状腺癌治疗期间死亡的人数为15人。联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）得出结论：除甲状腺癌病例及急性放射综合征死亡病例外，没有证据表明切尔诺贝利事故对公众健康造成重大影响——尽管部分基于LNT模型的预测估计额外癌症死亡人数在数千至数万之间。

福岛事故造成的直接放射性健康后果则更为轻微：截至2023年，尚无死亡病例被归因于此次事故的辐射，唯一一名被认定为辐射致癌的工人（部分专家对此认定提出异议）于2018年获得了赔偿。福岛最主要的公共卫生影响来自疏散所带来的压力、生活混乱及社会后果，估计约有两千名撤离者因此死亡，其中以患有严重基础性疾病的老年人为主。

核能与能源安全

核电在能源安全方面具备独特优势，在化石燃料价格波动以及能源供应被武器化的背景下，这一优势正受到各国政策制定者越来越多的重视。核电站的燃料成本仅占总运营成本的约四分之一（相比之下，天然气电站的燃料成本占总成本的50%至75%），且铀资源的供应国地理分布广泛——包括哈萨克斯坦、加拿大、纳米比亚、澳大利亚、俄罗斯、乌兹别克斯坦等，从而降低了对单一供应商的依赖。核燃料的高能量密度使得核电站可在厂内储存数年用量的燃料，从而有效应对供应中断风险。

2021至2022年欧洲能源危机深刻揭示了核电与天然气在能源安全特性上的差距——俄罗斯天然气供应中断（俄气此前约占欧洲天然气消费量的40%）导致电价创历史新高，多国工业生产陷入停滞，各国政府被迫紧急介入。拥有大规模核电机组的国家（法国尽管2022年面临反应堆可用率不足的问题，芬兰则于2023年4月在经历多年延误后将奥尔基洛托3号欧洲压水堆投入商业运营）在应对这场危机时，处境明显优于那些以天然气或煤炭为主要电力来源的国家。

核动力的军事和战略用途——核潜艇、航空母舰和破冰船——凸显了核燃料无与伦比的能量密度，以及其在补充燃料操作上不切实际的应用场景中的重要性。俄罗斯的核动力破冰船队（由俄罗斯国家原子能公司旗下联邦国有单一制企业"原子冰船"公司运营，为全球规模最大）全年保障北极航道的通航能力，这是传统动力船舶无法实现的，随着北极海冰持续消退，其战略意义日益凸显。

核能的未来

核能在全球能源体系中的未来角色，取决于多种相互博弈的力量：电力系统脱碳的迫切需求、西方国家新建核电站成本居高不下的现实困境、可再生能源的快速崛起，以及2022年能源危机后政治支持的重新回暖。

国际能源署"2050年净零排放"情景预测，核电装机容量必须从目前约4150亿瓦的水平几乎翻番，到2050年达到约8000亿瓦，方能为全球脱碳作出贡献，届时核能将提供全球约10%的清洁能源。该情景设想既要延长现有核电站的运营寿命，也要新建电站，其中包括小型模块化反应堆。

中国的核电扩张计划雄心最为壮阔——目标是到2035年装机容量达到约2亿千瓦——这是大规模核电开发以高速度、低成本推进的最典型范例，其背后依托的是国家融资支持、标准化设计方案以及持续完善的供应链体系。中国能够以比西方国家更快的速度、更低的成本建设核电站，折射出其在产业政策和施工管理方面的系统性优势，而这些优势对西方国家而言或许难以复制。

关于核能在脱碳能源体系中应扮演何种角色的争论，深受其与可再生能源比较的影响。过去十年间，风能和太阳能发电成本大幅下降，已成为大多数市场中新增发电的最低成本来源。然而，波动性可再生能源要实现稳定供电，要么需要规模庞大的储能配套（目前尚无在电网规模上得到验证的经济可行方案），要么依赖跨越广阔地域的电网互联，要么有赖于可靠的基荷发电作为补充——包括核电、水电或配备碳捕集技术的天然气发电。核能作为波动性可再生能源可靠低碳补充的技术与经济逻辑，即便是对大规模新建核电持怀疑态度的分析人士也予以认可，这在一定程度上推动了跨越意识形态分歧的核能政治支持不断增长。

铀矿开采与环境遗留问题

铀矿开采在多个国家留下了严峻的环境遗留问题，尤其是在冷战时期武器计划驱动下大规模开采铀矿、却对工人保护和环境修复关注严重不足的地区。

美国西南部铀矿带横跨新墨西哥州、亚利桑那州、科罗拉多州和犹他州部分地区，遗留有逾千处废弃铀矿，其中大多数开采于1940年至1980年间，造成土壤、水源和空气污染，纳瓦霍族及其他原住民社区深受其害。在这些矿山中劳作的工人——其中许多是纳瓦霍族男性——长期暴露于氡气和铀尘之中，其浓度已被证实可导致肺癌，但他们当时既未被告知相关风险，也未获提供呼吸防护装备。对纳瓦霍族铀矿工人的研究发现，其肺癌发病率异常偏高；1990年颁布的《辐射暴露补偿法》及2000年的修正案为矿工及其家属提供了有限补偿。

前东德铀矿开采区厄尔士山脉（矿山），由苏德合资公司SDAG Wismut于1946年至1990年间运营，是冷战期间世界上最大的铀生产地之一，为苏联武器计划共生产了约231,000吨铀。快速且缺乏监管的开采造成了大范围污染，逾十三万名工人暴露于氡气和粉尘之中；据估计，有六千至七千名Wismut工人死于与采矿暴露相关的肺癌。德国统一由此带来了巨大的修复责任：Wismut清理项目至今仍在进行，是世界上规模最大的矿山修复项目之一，迄今已耗资约七十亿欧元。

哈萨克斯坦的铀矿开采业——如今已是全球最大，约占全球产量的百分之四十——主要采用原地浸出（ISL）技术，而非地下开采或露天开采。在原地浸出工艺中，酸性或碱性溶液通过井网注入矿体，将矿区中的铀溶解，再将含铀溶液抽取至地表进行处理。原地浸出对环境的干扰小于传统采矿方式，也避免了地下矿井中的氡气暴露风险，但若管理不当，可能污染地下含水层。

核恐怖主义与"脏弹"威胁

自冷战结束、苏联解体以来，恐怖分子获取并使用核材料的可能性——无论是用于制造核武器，还是制造更为简易的"脏弹"（即将放射性材料与常规炸药结合以扩散污染）——始终是重大安全关切之一。

苏联解体引发了外界对"流散核武器"的担忧，即安保措施不足的核武器和核材料可能遭到盗窃或转移。以《纳恩-卢格合作威胁削减计划》（以参议员Sam Nunn和Richard Lugar命名）为代表的多项计划，为改善前苏联国家核武器和核材料安全状况提供了资金与技术支持，使数千枚弹头退役，并强化了核设施的实体安保。在此框架下开展的材料保护、控制与核查（MPC&A）计划，被认为大幅降低了核材料被盗的风险。

国际原子能机构事件与走私数据库自1993年以来已记录了逾三千起经证实的涉及核材料和放射性材料的未授权活动事件，其中数十起涉及高浓缩铀（HEU）或钚——即与核武器最为相关的材料。大多数已查获事件是在国家边境被截获，或通过执法行动被发现，但也有数起涉及大量裂变材料的事件被追溯至前苏联核设施。

放射性散布装置（RDD，即"脏弹"）——即在常规炸药中填装放射性材料——不太可能造成重大辐射伤亡（恐怖分子所能获取的大多数放射性材料，在常规爆炸所能散布的剂量下并不足以致命），但可能引发恐慌、造成经济损失，并对城区造成需耗费巨资清理的长期污染。脏弹袭击一座大城市所带来的经济与心理后果，可能远超辐射对健康的直接影响。

发展中国家的核能

核能历来集中于拥有大型电力系统的工业化国家，但目前正向发展中国家显著扩展，其主要驱动力在于俄罗斯和中国的核能出口，以及新兴经济体在能源安全与发展方面的战略诉求。

俄罗斯国家核能企业罗斯原子能公司（Rosatom）凭借一套独特的商业模式，已成为全球核技术出口领域的主导力量。该模式提供政府间融资、长期燃料供应协议及全生命周期综合服务，本质上是将核电站的建设、燃料供应和运营打包提供，由东道国在电站运营期内以电费方式支付费用。目前，罗斯原子能公司在建或已签约的核电项目遍布多个国家：土耳其（阿库尤电站，4台VVER-1200机组）、孟加拉国（鲁普尔电站，2台机组）、埃及（达巴电站，4台机组）、匈牙利（帕克什扩建项目，2台机组）、印度（库丹库拉姆扩建项目）、伊朗（布什尔扩建项目）以及其他国家。

阿联酋巴拉卡核电站由韩国电力公司（KEPCO）承建，共4台APR-1400机组，合同于2009年签订，是阿拉伯世界第一座核电站。1至4号机组于2020年至2024年间相继建成投运，使阿联酋核电装机容量达到约5.6吉瓦，足以满足该国约25%的电力需求。巴拉卡项目基本按期、按预算完工，证明了韩国核电建设能力可成功出口，并引发了其他国家对韩国核技术的兴趣。

核电向核经验有限的国家扩张所带来的安全与防核扩散问题，目前仍存在积极争论。国际原子能机构的安全标准和《不扩散核武器条约》框架为确保新兴核能国家安全、合规地发展核计划提供了正式制度保障，但部分分析人士对这些框架能否适应当前核能扩张的速度与地理广度提出了质疑。

核电的历史记录与安全性比较

若对商业核电全部运营历史进行系统评估，核电的安全记录明显优于公众的普遍认知。针对单位能源产量死亡人数的比较研究一致显示，核电是最安全的能源之一，其死亡率远低于煤炭、石油、天然气，甚至低于部分可再生能源。

纵观商业核电的全部历史，可直接归因于核电站事故的死亡人数仅为数十人——切尔诺贝利事故（史上最严重的核事故）造成31人直接死亡，此后可合理归因于该事故的癌症死亡人数也为少数。三里岛事故、福岛事故及切尔诺贝利以外的任何商业反应堆事故，均未造成因辐射导致的人员死亡。相比之下，煤炭行业每年因空气污染、矿难及相关职业病在全球造成的死亡人数估计达100万；天然气和石油行业每年因生产事故、管道故障及空气污染造成的死亡人数也达数万之多。

切尔诺贝利事故的发生源于多重因素的特殊叠加：反应堆设计存在已知的危险不稳定性（正空泡系数）、操作人员培训不足、安全文化重生产轻程序，以及在不安全工况下实施设计存在缺陷的安全测试这一致命决策。西方商业反应堆不存在RBMK型反应堆的设计缺陷，该事故并不代表核电的整体安全特性。同样，福岛事故源于针对极端海啸的选址防护设计不足，以及应急冷却措施不到位，而非沸水堆设计本身存在根本性缺陷。

核工业工人所受的职业辐射剂量受到严格监测和管理，年度限值远低于已知会造成危害的水平。对核工业工人的研究并未发现其癌症发病率相对于行业外同类人群有所升高，唯一可能的例外是参与核计划早期监管较为宽松的数十年间工作的工人。

将核电行业的安全记录置于能源替代方案以及不同能源来源对健康和环境的全面影响这一背景下加以审视，可以得出如下结论：核电是目前可用于大规模发电的较为安全、较为清洁的选项之一。这一结论正得到越来越多环保人士、政策制定者和能源分析人士的认可——他们此前曾以安全为由反对核电。