核能发电站在十字路口

作者：Henri Kowalski （现为德国电子同步加速器研究所高级科学家）

大约六十年前，核能的发现为世界能源问题承诺了一条终极解决方案。但时至今日，这一承诺却依旧未能实现。核技术的发展止步不前，许多核电站使用的还是半个世纪以前发展出来的技术。

当今的核电站使用一种特殊的铀元素（铀235）作为燃料，通过从一个原子核裂变反应中释放中子并引发另一原子核裂变的链式反应来产生能量。但不管是储量比铀235丰富一百倍的铀238,还是更容易从自然界中获取的钍,都无法被大规模地用于生产能量。

事实上，任何重元素（甚至是铅）在理论上都可以成为核能的潜在来源。几乎所有学习过核裂变反应的人都会感到震惊：原来获取能量的可能方式竟有千千万万。但在获取这些资源方面的进展却异常缓慢。从科学家的角度看来，主要的问题就是知识的缺乏。尽管已经有数百座核电站在成功运作着，我们对核能的理解其实还只停留在观察实验层面上，而用这种方式所得到的知识往往是不完整的。

另一个问题则是核裂变生产能量之后所产生的核废料。如果我们使用由外部加速粒子所激发的核裂变，这些废料可以被大部分—甚至完全—分解成为无辐射性物质。但与此同时，我们需要对核反应特性有更多更精确的了解。在最近几年间，位于汉堡的德国电子同步加速器研究所在实验中观察到了慢动作下的强相互作用效应，而这也开启了一个精确理解强相互作用力的途径。在该研究所的加速器中，电子在质子上的散射是以一种同类实验前所未有的高能情况下进行研究的。

这座加速器在1992年开始运作，至2007年关闭。其中一个最重大发现，就是数种在高能短距离情况下观察到的明显现象，可以清晰地归结于胶子的释放和胶子结构的形成。对这些相互作用的研究，将提供一个对强相互作用力的精确理解。同时正如物理学的历史所揭示的那样，一个对自然力的更深刻理解，将开启一个崭新且出乎意料的可能性。对于开发利用核能资源的新方法，以及解决核废料问题来说，这么一个对强相互作用力的精确理解都将非常意义重大。