本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
一位居住在朴实无华的美国中西部的加拿大裔美国铀矿物学教授，如何回应福岛事件一周年？他撰写了一篇关于反应堆事故后核燃料行为的已知和未知信息的周密评论。然后他继续撰写拨款提案，审查期刊文章，并解答研究生的提问。我怎么知道的？他是我的老板。
你为什么要关心？这不仅仅是一篇平淡的评论。它出现在《科学》杂志周五刊上，并呼吁回归科学研究来解决重大问题。
由联邦政府资助的能源前沿研究中心主任彼得·伯恩斯，已经研究铀将近 20 年。他最早的研究与商业核燃料在地下储藏库的处置有关。还记得内华达山脉吗？伯恩斯研究了核燃料的分解以及随后形成的铀矿物。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
在随后的几年里，他曾在美国核管理委员会讨论小组、美国国家科学院核废料小组任职，并创建了一个用于研究锕系材料的研究中心。现在他在《科学》杂志上的评论表明，需要一项国家研究计划来开发核事故的综合预测模型——这是对福岛事故的直接回应。
了解在我们知道哪里出错之后会发生什么
一年前，关于 9.0 级地震、近 50 英尺高的海啸以及日本潜在核反应堆熔毁的新闻报道开始引发一系列混乱。严重的事情正在发生，每个人都看着记者们努力弄清楚这到底意味着什么。
伯恩斯说：“在反应堆事故的早期，首要任务是尽量减少[放射性物质]的释放，但随着时间的推移，公众需要了解有关释放了多少放射性的信息。我们从福岛看到的情况是有问题的——我们看到报告的辐射剂量存在不少错误，我们看到一些辐射检测系统的读数不可靠。这花了一点时间才得到解决。”
周五发表在《科学》杂志上的一篇评论考察了去年在福岛发生的事情，并利用过去四十年的科学文献来讨论目前对反应堆事故后核燃料的理解。伯恩斯和他的合著者还使用了政府和监管机构的报告，以及其他研究人员的建议和预印本出版物，以提供最新的信息。
令人惊讶的是，未来的工作似乎是理解放射性物质释放到周围环境后会发生什么化学反应。虽然对放射性元素的现代研究始于 70 多年前，但事故后核燃料的行为仍然不确定。
在评论中，伯恩斯说，核燃料的设计是在核反应堆正常运行的极端但明确的条件下运行。他说，研究已经考察了在地下储藏库背景下的辐照燃料，但很少关注辐照燃料在反应堆事故期间和之后与环境的相互作用。
为了减少损害和放射性释放的可能性，他呼吁更好地了解受损燃料如何与“当地快速变化的条件”相互作用。
规划未来的道路
伯恩斯和他的同事想了解燃料材料的化学分解。这包括燃料如何在水中溶解，以及哪些因素会增加放射性物质从反应堆事故中转移到附近居民的路径中。
伯恩斯说：“当来自受损放射性燃料的同位素溶解在水中时，这些同位素可以被转移并最终到达其他地方。放射性现在来自那些[转移的同位素]，并可能最终出现在你的南瓜、南瓜或蓝莓松饼中。这与将它们放在发电厂的情况非常不同。”
在研究环境中核燃料时，挑战之一是实验室研究中可能累积的变量数量。例如，核燃料与地下水和海水的相互作用可能非常不同，因为与福岛使用的和释放的海水相比，地下水会非常稀释。
新鲜燃料、辐照燃料和熔毁后的燃料之间的行为甚至存在差异。
伯恩斯在评论中说：“一般来说，从未损坏燃料中释放放射性核素的研究不能推断到在堆芯熔化事件期间和之后发生的极端温度和辐射场条件下。”
曼哈顿计划 2.0？
在评论中，伯恩斯强调了进一步研究相对于成本和难度的重要性，以便“降低对核能日益依赖所带来的风险”。了解事故后放射性的释放能否在未来防止事故发生？他认为是——通过更新燃料和反应堆的设计，以更好地承受损害。
伯恩斯说：“福岛反应堆的设计并非旨在承受发生的自然事件。当福岛反应堆在大约 40 年前设计和建造时，板块构造理论并没有特别完善。我们现在对板块构造和地震活动性的了解比那时多得多。”
即使了解了低概率事件，伯恩斯也不认为我们的核问题会得到解决。
他说：“归根结底，如果你在世界上有足够多的反应堆在运行，迟早会发生另一次事故。这就是为什么我们需要花力气去了解堆芯熔化事故期间发生的实际过程，并了解放射性核素的释放机制，以便我们可以降低下一次事故发生的风险。”
像所有值得解决的大问题一样：它不会便宜，也不会容易。