諾貝爾獎得主致力於確保核廢料安全

2018 年諾貝爾物理學獎共同得主 Gérard Mourou 教授宣布了一項可能會改變核工業和地球未來的遊戲規則的聲明。

穆魯和他以前的學生唐娜·斯特里克蘭(Donna Strickland) 因對激光的研究,或者更準確地說,發明了一種名為“啁啾脈衝放大”的技術而獲得諾貝爾獎,該技術是在美國羅徹斯特大學雷射能量學實驗室開發的。

CPA 是一種產生高強度、超短光脈衝的方法。穆魯和斯特里克蘭發現,拉長雷射會降低其峰值功率,然後可以使用普通儀器大大放大峰值功率。然後可以將其壓縮以產生短壽命、高功率的激光,其時間短且鋒利得令人難以置信,因此可用於進行極其精確的切割,從而改進激光加工和眼科手術的技術。

兩人當時可能沒有意識到這一點,但他們的新工具開啟了以前所未有的方式研究自然現象的方法。

他們能夠產生最後一阿秒——十億分之一秒的脈衝。在這些時間尺度上,不僅可以研究化學反應,還可以研究單一原子內部發生的情況。

這就是對核工業的影響所在。

現在有些人認為核電發電在經濟上是失敗的。 1956 年,當第一座核電廠在英國塞拉菲爾德投入使用時,英國政府承諾「電力將便宜到無法計量」。但這個夢想從未在世界任何地方實現過,現在已經實現了31 個國家有 450 個反應堆,另外 60 個建設中。隨著全球暖化開始失控,業界認為我們需要更多。

然而,建造一座核電廠非常昂貴,而且很少(如果有的話)按計劃或預算完成。雖然它們不會產生大氣污染,但任何事故都可能致命,而且它們產生的核廢料在很長一段時間內仍然具有有害的放射性。我們仍在計算切爾諾貝利和福島的成本。

雖然大多數工業廢物的放射性水平較低,並且當時失去了一半的放射性潛力,但最常見的燃料鈾 235 和鈽 239致命的時間更長。後者的半衰期為24,000年。

一旦考慮到危險廢物的儲存成本,核電就失去了任何經濟優勢——必須建造儲存設施,然後進行防護和監控。

這些設施實際上還很少建成,因為當地總是對任何項目的啟動都存在強烈的抵制,而且目前還沒有設計出萬無一失的儲存技術。

如果這些致命的廢物能夠被中和,或至少縮短它們保持危險放射性的時間會怎麼樣?這就是穆魯教授發揮作用的地方。

本月,目前僅在線上科學期刊中提供法語版“對話”,他這樣說:

「以一個核原子。它由質子和中子組成。如果我們添加或去掉一個中子,它絕對會改變一切。它不再是同一個原子,它的性質將完全改變。核廢料的壽命從根本上改變了,我們可以將其從 100 萬年縮短到 30 分鐘!

我們已經能夠用高功率雷射一次性照射大量材料,因此該技術是完全適用的,並且從理論上講,沒有什麼可以阻止我們將其擴大到工業水平。這是我與替代能源和原子能委員會, 或者歐洲原子能委員會,在法國。我們認為在 10 年或 15 年的時間裡我們將會有一些可以展示的東西。這才是真正讓我能夠夢想、思考我們發明的所有未來應用的東西。

在核能產業的背景下,10到15年不算什麼,在氣候變遷的背景下,這只是一眨眼的時間。如果穆魯的技術能夠拯救核工業,那是一回事,但如果它解開了清潔、無限能源的秘密,那就完全是另一回事了,具有巨大的經濟和地緣政治影響。