核能發電很危險所以該反對?他用科學數據道出真相:怕核電廠殺人?你早就在殺了

2017-06-01 17:23

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瑞士的格斯根核電廠。(美聯社)

瑞士的格斯根核電廠。(美聯社)

與其說2011年日本地震引發的核洩漏是對核電這種能源前途的考驗,不如說是對公眾科學素養的考驗。「核」使人想到原子彈,本來就不是一個形象友好的詞,而「核電」則更進一步使人想到癌症。以前人們不喜歡核電,現在人們恐懼核電。「安邦諮詢首席研究員」陳功,甚至說核電「一旦出大事,四川話都面臨消失的危險」。

其無知如此。

所以我們有必要看看核電站能出什麼大事。最近有無數篇文章介紹核洩漏的相關知識,這些文章說來說去都是「日本目前輻射劑量多少,天然輻射劑量是多少,而國家標準是多少」之類的數字,效果不是很明顯,以致於還是有很多人在反對核電。「輻射劑量」其實不是一個好的輻射知識,我想介紹一點更基本的知識,這些知識至關重要,卻恰恰沒有成為公眾的常識。

1. 核爆

在最壞的情況下,哪怕有一幫科學家徹底瘋了,要自爆核電廠以報復人類,核電廠也不會像原子彈一樣爆炸。你可能會獲得一次常規當量的爆炸,像動作電影裡那樣,幾個房子被炸燬,但絕不是原子彈。因為原材料純度遠遠不夠。這個知識是容易理解的,如果核爆炸這麼容易,某些國家早就有核武器了。事實上,維持核電廠反應爐中的鏈式反應是很不容易的,以致於如果失控,鏈式反應會立即停止。燃料會繼續變熱,像日本這樣需要灌水冷卻,但這種變熱不是鏈式反應,也就是說哪怕你不管了,讓燃料自己慢慢冷卻,它也不會發生核爆。

核電事故的有害性在於輻射。在最壞的情況下核電廠的工作人員會因為輻射在幾週之內死亡。但這種輻射引起的直接死亡並不影響公眾利益,所有工廠的大事故都可能導致工作人員死亡,核電廠並不特殊。

所以在任何情況下核電廠都不會導致四川話消失。核電廠洩漏對公眾的真正危害是癌症。所有人都知道輻射導致癌症,但很少有人注意到一個更重要的事實:不輻射也可能得癌症。

2. 癌症

根據美國國家癌症研究所對美國17個地區統計的最新數據顯示,一個人一生之中得癌症的機率是44.29%,最終因癌症而死的機率則是21.15%。注意美國是個已開發國家。世界衛生組織的數據顯示,全世界範圍內死於癌症的機率只有13%,這是因為非已開發國家的人還沒等到得癌症死就已經因為別的原因死了

美國的數據給出了一個人患癌症的基礎機率。有些癌症可以用吸菸和環境之類的原因解釋,有些癌症則無法解釋。哪怕你的生活方式再健康,你的食物再有機,你的環境再清潔,你再遠離各種核輻射,你也有近20%的可能性死於癌症。科學家也搞不清楚為什麼會是這樣,但事實就是這樣。

我們需要一點機率意識。並不是說一旦被核輻射了,25年或者多少年內就一定會得癌症。核輻射致癌的數學是在20%的「基礎機率」的基礎上,增加人死於癌症的機率。這個被增加的機率與輻射的劑量成正比,具體地說就是每受到25侖目的輻射,得癌症的機率增加一個百分點。這裡「侖目」(rem)是對人體有效的輻射計量單位,換算成媒體報導常用的單位「西弗」(Sv),是1侖目=10毫西弗=10,000微西弗。

100侖目(也就是1,000毫西弗)以下的輻射不會對人體產生直接的影響,唯一的可能就是長期看來得癌症的機率增加了4個百分點。所以「侖目」和「西弗」都不是衡量輻射劑量的好單位,「癌症增加機率」才是好單位。

據報導,地震發生十天後,日本距離福島最近的三個縣中輻射劑量最高的是茨城縣,為每小時0.169微西弗。在這個劑量下要想使一個人死於癌症的機率增加1個百分點,他必須在茨城縣生活250000/0.169/24/365=168年。注意這還不算輻射劑量會隨時間下降這一要素。如果有人認為自己所在城市的空氣污染導致增加的癌症機率高於一個百分點,而茨城縣又想吸引移民的話,他立即就可以搬過去了。

以上計算的一個缺陷是我們沒有考慮到核洩漏初期的輻射。那個時候的輻射劑量要強得多,如果核電站是建在人口比較密集的地方,那麼可能會有很多人因為重大事故而一次性地「被增加」不少癌症機率。同時,核輻射的確有可能漂洋過海影響鄰國。也許鄰國受到的輻射劑量非常微小,但微小的劑量也有可能增加癌症率啊。所以更有意義的數字,是一次核電站事故總共可以增加多少癌症患者。這個數字很難算,但我們有三個歷史上的例子。

第一個例子是長崎和廣島的兩顆原子彈。據估計,在10萬倖存者中,平均每人受到的輻射劑量大約是20侖目,也就是說每人被增加的癌症機率是0.8%。這相當於10萬人中有800個本來不應該死於癌症的人最後死於癌症。這10萬人中本來應該有至少20,000人死於癌症,現在變成了20,800人。

第二個例子是車諾比。車諾比核電廠的設計非常之差,甚至沒有一個有效建築把反應爐隔離一下。這導致被事故直接影響的3萬人平均受到的輻射劑量是45侖目(高於原子彈),他們被增加的癌症機率是1.8%。這意味著3萬人中有500人得了不該得的癌症。

車諾比事故總共導致了多少癌症?2006年,國際原子能機構估計它的總影響是使4,000人得了不該得的癌症,但這個估計是建立在嚴格的輻射—癌症正比關係上的,也就是說哪怕你受到的輻射再小也會增加一定的癌症機率。很多科學家對這個關係有爭議,認為如果輻射劑量小於6侖目(相當於6萬微西弗),那麼根本就不會增加癌症機率。也就是說國際原子能機構的估計是上限。

第三個例子是1979年的美國三哩島事故。這個核電廠按今天標準也不行,如果設計得更合理一點,事故是可以避免的。那麼這個事故增加了多少癌症呢?計算表明是,一個。實際上,2002年的一個研究表明三哩島居民的癌症率根本就沒有顯著增加。更有意思的是三哩島核電廠所在地因為土壤裡存在天然鈾,其輻射本底本來就高。三哩島附近居住的5萬居民,就算沒有核電廠,也會有60人死於天然核輻射導致的癌症。

中國和美國的國家標準都是規定一般公眾每年受到的輻射劑量不超過1毫西弗,也就是0.1侖目。如果按照這個標準,茨城縣每年的輻射劑量(假設劑量不變)是1.48毫西弗,就超標了。但國家標準是一個相當保守的規定。這個標準是建立在前面說過的輻射—癌症正比關係上的,也就是說它認為不管輻射的劑量多麼小,都會帶來癌症。就算我們認為這個正比關係成立,那麼0.1侖目標準背後的邏輯是它會增加0.004%的癌症機率。

如果你不知道這個癌症機率,只看輻射國家輻射標準的話,你就喪失了在不同癌症之間權衡比較的權力。一個輻射超標但是空氣清潔的城市是不是比一個空氣污染但是輻射達標的城市更安全?1毫西弗標準不能告訴我們這些。實際上,丹佛附近的天然輻射劑量就超過國家標準。一個丹佛居民每年受到的輻射差不多正好比一個紐約居民高1毫西弗。然而丹佛的癌症發病率低於美國大部分地區。

國家標準其實是個人治標準。對於決策者而言,輻射—癌症關係遠遠比國家標準更有參考價值。因為國家標準的存在,公眾得到的是經過封裝的科學知識。公眾害怕的不是輻射,而是對國家標準的踐踏。這正如公眾恐懼的不是癌症,而是因為「奇怪」原因導致的癌症。

3. 哲學

現有的核電廠,更不必說在建的核電廠,其安全水平都絕對超過車諾比。因日本地震產生的核電廠癌症能有多少?要知道車諾比的上限才4,000人。現在我們用最保守的估計,假設全世界的核電廠每隔十年就會發生一次車諾比水平的大事故,導致4,000人死於癌症。那麼每年因為核電廠而死於癌症的人將是400人。

我們的問題是,這種情況能壞到哪去呢?或者說,我們有權為了取得能源而犧牲這400個人嗎?

這顯然不是一個物理問題,有些哲學家會認為這是一個哲學問題。據說有個哲學家曾經提出一個「頭疼問題」。說假設現在有10億人正在輕微地頭疼,如果你殺死一個無辜者,那麼這10億人的頭疼立即就能好,請問你殺還是不殺呢?

我猜很多人可能會選擇不殺。具體到核電廠,也會有很多人選擇寧可不要核電也不能犧牲400個無辜的生命。但也有一些人會認為犧牲是值得的。我最近看了一點電視劇《借槍》(編注:中國2011年關於諜戰的電視劇),地下黨行動組組長鐵錘就認為犧牲學生去刺殺加藤是值得的,而熊闊海則認為不值得。所以這位哲學家煞有其事地把這個問題提出來,好像此題無解一樣。

可是事實是我們中的所有人,早就選擇殺了!每年死於交通事故的人數以十萬計,可是我們該開車開車該坐車坐車。從來沒有人提議禁止一切汽車。

更重要的是,中國每年有數以千計的礦工死於礦難。更不用說因為燒煤產生的污染,導致的各種病症的增多。而燒煤,正是為了發電,這就是中國目前發電的絕對主力:火力發電。我們用著拿別人生命換來的電,心安理得。跟火力發電相比,核電就好像民主制度一樣,雖然也不是個好的發電方式,卻是「最不壞」的發電方式。

鐵錘說,讓加藤多活一天,我們都是犯罪。如果不儘快上核電,讓火力發電多活一天,我們也是犯罪。

作者介紹|萬維鋼

筆名「同人于野」,前物理學家,現科學作家,「學而時嘻之」博主,羅輯思維視頻節目策畫人,現定居美國。

1999年畢業於中國科技大學,曾任美國科羅拉多大學物理系研究員。曾為《新知客》、《新知》、《東方早報上海書評》特約撰稿,在天涯名博、知乎、果殼網、觀察者、共識網等設有專欄,在《麻省理工科技創業》、《商界評論》等報刊和網站發表多篇文章,並為《流言時代的賽先生》、《十萬個為什麼》(新版)的數學分冊及物理分冊作者之一。

著有暢銷書《萬萬沒想到》、《智識分子》等,並在羅輯思維旗下「得到」App中開設《萬維鋼‧精英日課》專欄,現訂閱人數已超過七萬人。

本文經授權轉載自新視野出版《萬萬沒想到:用理工科思維理解世界》(原標題:核電廠能出什麼大事)

責任編輯/林安儒

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