福岛第一核电站事故使材料成为核工业聚焦的中心。针对当前形势，《Nature》杂志材料专栏对日本东北大学材料研究所国际核材料研究中心主任Tatsuo Shikama进行专题采访。

 Tatsuo Shikama

    1. 您的学术背景是什么？

    我在东京大学核工程专业学习并获得博士学位，研究方向是锆合金燃料包壳在钠冷快堆中的性能退化及聚变堆中的应用。随后在日本国立材料研究所，英国原子能机构，德国马克斯·普朗克等离子物理研究所继续从事研究。在此期间，我从事一系列核材料相关研究，包括陶瓷辐照效应、高温气冷堆的镍基合金、等离子体与材料相互作用等。后来，我回到日本国际核材料研究中心（IRCNM）从事功能陶瓷在裂变、聚变系统中的应用研究。例如，功能陶瓷作为电绝缘子和光学组件诊断研究。在此期间我也从事了一些管理工作，10年后晋升为研究中心主任。

    2. 日本国际核材料研究中心（IRCNM）主要研究方向是什么？

    我们扮演着桥梁角色，组织来自日本和国外的研究团队到日本原子力开发研究机构（JAEA）试验堆上开展材料中子辐照效应研究。日本材料试验反应堆（JMTR）是一座轻水反应堆，主要用于材料辐照效应研究。相比于JMTR，另外一座钠冷快堆（JOYO）能够提供更高的中子束流，准备用于诸如第四代反应堆的下一代核能系统的研究。与JOYO堆 相比，JMTR堆对辐照曝光提供更加有优势的控制以及样品监测条件，因此JMTR堆通常用于有特殊控制要求的材料辐照效应研究。包括动态特性变化的应用，例如导电和辐射发光的辐照效应，压力容器中不锈钢的脆性转变，超铀元素化合物的固体物理学等。

    3. 试验反应堆用于合作吗？

    是的。在日本，我们与JAEA关系密切，而且我们经常与来自其他国家（包括英国和比利时）的研究团队一起在该试验反应堆上开展研究工作。国际原子能机构希望在该试验反应堆上建立国际合作框架共同开展研究。这将使这台装置在不同的国家得到合理利用。详细的问题正在考虑中，但是日本国际核材料研究中心（IRCNM）和日本原子力开发研究机构（JAEA）目前正在寻找方法以向国际科学家们广泛开放我们的设备。JMTR和JOYO中有一座高温试验堆正在服役，扩大了研究中心可以实现的辐照条件范围。我对我们的集体智慧和设备感到自豪，而且希望他们能够在全球范围内得到有效利用。

    4. 您参与福岛核电站的清理吗？

    我是顾问委员会的一员，顾问委员会是JAEA为清理反应堆现场，调查事故原因以及防止事故进一步扩大而正准备成立的一个机构。预计日本大学的研究人员将参与其中，希望IRCNM的设备并结合我们的经验能够为大学和JAEA提供桥梁作用，这对核电站的清理取得成功非常重要。

    5. 为了反应堆的安全运行，福岛事故给予我们关于材料挑战方面哪些启示？

    福岛事故之前，压力容器不锈钢性能退化被认为是最重要的安全问题之一，日本政府和企业提供了充足的经费用于该问题的研究。然而，这导致了对于其他领域的研究经费受到限制，而这些领域被认为是发生福岛事故的关键问题所在。例如，在反应堆堆芯监控时，认为只要对材料和组件进行监控就足够了。在福岛事故中，堆芯以及外围区域的温度、冷却水的液位都没法监控。我认为不同研究领域之间的资金平衡非常重要，这样有利于在一些领域中开展更详细的探讨，其他领域的研究也不会落后。在这个问题上，我认为关键在于事故容错燃料。它们的开发和最终的使用对恢复人们对核能的信心将是一个重要的里程碑。

    6. 高放射性核废料的存储是一个全球性的挑战。日本的现状是什么？

    这是一个重要的问题，日本当下正开展激烈的讨论。反核派认为长期存储的解决方案没法建立，我也认为前景并不乐观。我们生活在一个人口稠密的小岛，经历了一系列诸如地震的地质事件，而这些事件可能威胁存储地点的稳定性。正如社会认可，我认为对于这个问题需要更多的考虑才能达成一致。我确信政府认识到了这一点，并且可以获得适当的资金来解决高放射性废料的问题。

    7. 福岛核事故对日本核材料研究基金有怎样的影响？

    我认为，自福岛事故以后，日本一直处在一种“漂浮状态”，当局也正在决定未来的发展路线。日本政府正投入大量的资金在那些明确提出提高核电系统安全性的项目上。我觉得日本政府给安全相关的项目提供资金是为了向公众证明其对核安全的重视。同时，日本政府也是通过这些基金来维持现有的核研究基础。然而，也有些重要领域的研究已经被暂停了，比如快（中子）增殖堆，但是我希望这只是暂时的。

    8. 您刚提到了快堆，那么您觉得第四代反应堆在日本的前景如何？

    相比于现在日本使用的轻水堆，快堆对于未来的核工程应用还是很重要的。这是因为快堆产生的核燃料比消耗的多，燃料的经济性较高，产生的核废物较少。日本政府对快堆的兴趣已久，所以才开展了JOYO工程。然而，这个工程的花费远远超过了预期，而且没有得到妥善的管理。反核者和偏爱轻水堆的人都觉得易燃的钠冷堆很危险。政府暂停了快堆研究计划，同时鼓励JAEA提高他们的管理，因此日本的快堆研究计划还是有希望上马的。另一种选择就是高温气冷堆。高温气冷堆具有高的热容以及低的能量密度，这将减少熔堆的可能性。这些堆型也存在一些固有的操作上的挑战，比如燃料快速燃烧导致的频繁换料。

    9. 福岛事故之后，日本民众对核能的看法有所改变，那么日本的科学家对核能的看法有改变吗？

    当然，有些科学家，他们曾经支持核电，对核电系统的安全有相当大的信心，但是现在也很怀疑核电的安全。鉴于福岛核事故，很容易理解为什么这些科学家的观点会改变。在我看来，我们首先必须承认核电潜在的危险，而且我们现在也没有合适的体制和措施来合理处理像福岛这样的事故。然后，我们需要知道如何提高核电系统的安全性，如何通过实施措施来发现危险。这将有助于恢复对核电系统安全性的信心，我们必须确保在一些必要的领域有政府基金的支持。

    10. 日本在核材料领域培养了足够多的年轻科学家吗？

    从数量说，是的。但是，在大学里，接触燃料材料几乎是不可能的，这就导致一些研究生没有处理放射性材料的经验。我们的政府现在也在强调让年轻的科学家处理像福岛这样的核事故的重要性。但是，在大学里，相关设备的损耗、有经验员工的稀缺，这些都是问题。

    11. 日本未来的核电发展方向是什么？

    尽管新一代的反应堆存在一些问题，但是我依然相信它有发展前景。目前，世界正面临一系列复杂的问题（二氧化碳的排放、经济危机等等）。而日本也缺少可靠的、独立的能源供给。政府正提倡廉价的核电，这对我国工业的盈利率也是非常重要的。但是对于日本的民众来说，这并不比安全重要。在福岛核事故之前，我们在广泛的讨论如何让核电站延寿以及提高核燃料的燃耗，但是现在，安全是第一位的。现在关于先进核技术的基金都会将如何提高安全性考虑在内。

    12. 福岛核事故给我们的启示是什么？

    日本的民众以及媒体讨论更多的是跟福岛有关的技术现状，以及究竟哪出了问题。但是我认为，福岛核事故引发了日本社会许多固有问题的讨论。首先我们的社会是一个紧密联系的整体，其次我们的社会具有很严格的制度。这些特征对于危险的评价评估未必有益。我们现在建立的核电监管机构将会很好的处理这些问题，为日本核电技术的发展创造一个健康的环境。

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责任编辑：王元

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