本月早些時候，“大西洋航海家”號貨輪停靠在巴爾的摩港時，它載著蘇聯在冷戰時期炫耀的一些核武器的最後殘餘。在過去的20年裡，超過19,000枚俄羅斯核彈頭被拆除和處理，以製造美國核反應堆的燃料。事實上，在此期間，美國100多個反應堆所使用的鈾燃料中，有一半以上來自這種再處理的核武器。
除了降低核戰爭的風險外，美國核反應堆還在抵禦另一項全球挑戰：氣候變化。這些反應堆產生的低碳電力提供了美國20%的電力，並且據哥倫比亞大學氣候科學家詹姆斯·漢森估計，避免了640億公噸的溫室氣體汙染。它們還避免了像燃煤電廠那樣排放煙塵和其他空氣汙染物，因此拯救了約180萬人的生命。
這就是為什麼包括前能源部長史蒂文·朱在內的漢森等人認為，核能是抵禦災難性氣候變化的關鍵能源技術。“我們不能燃燒所有這些化石燃料，”漢森在12月3日告訴一群記者時指出，只要化石燃料是最便宜的能源，它們就會繼續被燃燒。“煤炭幾乎佔[全球]排放量的一半。如果用現代、安全的核反應堆取代這些電廠，你就可以快速大幅度減少[汙染]。”
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事實上，他有證據：有記錄以來溫室氣體汙染下降速度最快的情況發生在20世紀70年代和80年代的法國，當時該國從燃燒化石燃料轉向核裂變發電，使其溫室氣體排放量每年減少約2%。根據漢森及其合著者在最近發表在《PLoS One》上的一篇論文中的估計，世界需要每年減少6%的全球變暖汙染，才能避免“危險”的氣候變化。“在全球範圍內，很難想象如果沒有核能，我們如何才能實現這一目標，”經濟學家兼合著者，漢森工作的哥倫比亞大學地球研究所主任傑弗裡·薩克斯補充道。
唯一的問題是：世界沒有建造那麼多核反應堆。
核能的未來 中國在新核反應堆方面處於世界領先地位，根據世界核能協會的資料，目前有29座在建，另有59座提議建造。中國並未將自己侷限於使用水和鈾燃料棒的典型反應堆；它建造了從最初在加拿大設計出來的重水反應堆到小型試驗性快堆的所有型別。
然而，即使中國計劃中的所有反應堆都建成，該國仍將依靠燃燒煤炭來滿足其50%以上的電力需求——而且中國的核反應堆最多隻能為這個發展中國家提供與美國現有核電站大致相同的能源。此外，核能需要排放溫室氣體進行建設，包括鋼鐵和水泥，以及製造核燃料所需的鈾礦濃縮（或像“百萬噸變百萬瓦”計劃那樣，將核武器中的鈾進行稀釋）。在核電站的整個生命週期中，這意味著每生產一千瓦時的電力，就會排放大約12克二氧化碳當量的溫室氣體，這與風力渦輪機的排放量相同（風力渦輪機在建造過程中也需要鋼鐵、塑膠、稀土等），並且低於光伏板的排放量，據美國能源部國家可再生能源實驗室稱。
在世界其他地區，核能已經開始衰退。在日本，2011年地震和海嘯後福島第一核電站多次發生熔燬，這也在世界許多地方引起了公眾的負面看法，日本可能永遠不會重啟其核電站。德國仍然計劃淘汰核能，甚至法國也宣佈計劃減少對反應堆的依賴。在美國，在建的五座新核反應堆將取代2013年關閉的四座老舊反應堆，但隨著新澤西州的牡蠣溪和佛蒙特州的揚基等老舊反應堆繼續關閉，美國的反應堆數量也可能註定要減少。
一個大問題是成本。大型核電站的建設需要大量資金來確保安全和可靠性。例如，如果美國要從核能中獲取其總能源供應的四分之一，就需要建造大約1,000座新反應堆（既要替換舊的反應堆，又要擴大規模）。以目前在佐治亞州建造的兩座AP-1000反應堆的價格計算，這項投資將耗資7萬億美元，儘管如此規模的訂單總成本可能會降低。
另一個降低成本的想法是開始建造所謂模組化設計的小型反應堆。田納西河管理局希望透過在其位於田納西州克林奇河的場地安裝一個反應堆，來催化這種反應堆的發展，該場地是美國建造自己的商業快堆的失敗嘗試所在地。
這個從未完成的增殖反應堆是美國失敗的關於新型反應堆的研發遺留的一部分，例如在愛達荷州成功運行了近30年的實驗性增殖反應堆。“美國在幾十年前基本上停止了先進核能的研發，這太可惜了，”漢森指出。“到目前為止，像中國這樣的國家應該有一些除了煤炭之外的選擇。”
新的曙光？
也就是說，自至少冷戰結束以來，核反應堆開始受到前所未有的科學關注。採用不同於水的冷卻液的新型設計，例如Transatomic Power的熔鹽冷卻反應堆或Hyperion Power的液態鉛鉍設計，正在開發中。替代概念吸引了像比爾·蓋茨這樣的億萬富翁的資助。Transatomic Power甚至在2013年的先進研究專案署-能源（ARPA-E）峰會上贏得了能源投資者頒發的最高獎項。蓋茨在ARPA-E的2012年峰會上指出，當今超級計算機的建模能力應該可以實現更多的創新，“在核裂變中，你擁有的能量是燃燒碳氫化合物時的一百萬倍。這是一個不錯的優勢。”
然而，ARPA-E本身並沒有開發替代反應堆的計劃，因為證明新型設計的成本很高，而且開發任何一種反應堆都需要很長的時間。“我們在核能領域進行了大量探索，”ARPA-E的前任主任阿倫·馬祖姆達（現任職於谷歌）在今年早些時候接受《大眾科學》的採訪時說。“我們意識到，在核能領域，投資3000萬到4000萬美元，我不確定它是否會產生影響。……我希望我有足夠的預算來嘗試。”
如果能獲得更多資金來開發新型設計，並獲得公共財政支援進行建設——或許可以將其納入清潔能源組合標準中，該標準將所有低碳能源，而不僅僅是可再生能源，或者徵收碳稅——那麼核能可以成為削減溫室氣體排放的三管齊下方法之一的支柱：用更少的能源做更多的事情（或能源效率）、低碳電力，以及電動汽車（只要它們是用清潔能源而非燃煤發電）。“大規模清潔電力的選擇很少，”薩克斯指出，包括地熱、水力發電、核能、太陽能和風能。“世界各地在如何實現能源主要來自該列表而非煤炭的軌跡上會有不同的選擇。”
只要像中國或美國這樣的國家繼續採用大型電網輸送電力，就必然需要核能、煤炭或天然氣等發電方式，這些發電方式可以隨時可用。匆忙淘汰核電會偏袒天然氣——正如德國在名為能源轉型（Energiewende）的創新計劃下所規劃的那樣，該計劃旨在增加太陽能、風能和其他可再生能源，同時淘汰該國17座核反應堆。事實上，根據經濟學家、前德國政治家、現任能源轉型智庫Agora Energiewende主任Rainer Baake的說法，德國希望開發將可再生資源產生的過剩電力儲存為天然氣以供日後燃燒的技術，這一方案被稱為“電力制氣”。更糟糕的是，核能的停滯可能導致更多燃煤電廠的建設，正如美國在20世紀80年代核電站建設時代結束後發生的那樣。
漢森認為，充足、清潔的能源對於使人們擺脫貧困並開始減少不斷增長的人口所產生的溫室氣體排放是必要的。核能是當今可用的技術之一，並且具有顯著改進和創新的空間。從這個意義上講，即使採用某種形式的二氧化碳捕獲和儲存，天然氣也是通往災難的橋樑燃料，世界必須立即過渡到可再生能源和核能。
但仍然存在重大障礙，尤其是即使是現有核技術的的設計、許可和建設也需要數十年，更不用說新穎的想法了。這可能意味著先進的核能短期內對應對氣候變化的努力貢獻不大，這使得目前的反應堆技術成為唯一的短期核能選擇——但目前在全球範圍內很少採用。
同樣，儘管“百萬噸級核武器轉為兆瓦級電力”專案實施了20年，但美國核電站並未消除核武器的威脅。儘管為解決這一問題做出了最大努力，俄羅斯仍然保有約8,500枚核彈頭，而美國則保有約7,700枚。裂變和氣候變化的問題目前同樣陷入僵局。但是，正如漢森在他對新分析的補充評估中所寫的那樣，“環保主義者需要認識到，試圖在全球強制推行全可再生能源政策只會確保化石燃料繼續主導基礎電力供應，使得充足且負擔得起的電力難以存在，並且使得淘汰化石燃料變得不可能。”