在加利福尼亚州圣迭戈以北55英里处的“老人的冲浪点”的日光浴者们的视线范围内，耸立着一对176英尺高的球体。它们构成了一个奇怪的背景，这里是圣奥诺弗雷核电站的所在地。自1968年第一座反应堆启动以来，该核电站已为数百万人的生活提供了动力。但现在，这些混凝土和钢铁的穹顶却成了一个难题。它们的内部存放着数百万磅不再有人使用的放射性燃料。2012年，一次小规模的核泄漏事故迫使一座反应堆停运。南加州爱迪生公司（Southern California Edison），该核电站的运营商，决定关闭整个核电站，而不是花费大量的监管时间去重新启动剩余的反应堆（即使是低功率运行）。今年，工人将开始拆除该核电站，这是美国有史以来成本最高、规模最大的核退役项目。初步的退役工作预计将耗时10年，期间将有70万吨基础设施被粉碎，并运往犹他州、得克萨斯州和亚利桑那州的墓地。最具放射性的物质——320万磅乏核燃料，包括铀-235——将被就地深埋在钢筋混凝土容器中，这些容器将像墓碑一样点缀着这片土地。这似乎预示着美国核能雄心的终结。圣奥诺弗雷是美国19座正在退役的核电站之一。在剩余的99座反应堆中，可能有三分之一将在未来一到二十年内被关闭。有些可能会申请延期。但许多核电站可能会因为正在扼杀全球核能的三大因素而永久关闭：廉价天然气的竞争、风能和太阳能发电成本的不断降低，以及对核辐射泄漏事故的恐惧。
“美国的核能产业已经相当糟糕了，”非营利组织“清洁空气任务组”（Clean Air Task Force）执行董事Armond Cohen表示，该组织倡导使用低碳能源来对抗气候变化。“成本超支和延误已经拖累了少数正在建设中的核电站，比如南卡罗来纳州和佐治亚州的核电站。即便如此，科恩表示，目前的核能经济上已经不划算。“即使你建造世界上成本效益最高的反应堆，也无法与联合循环天然气发电厂的成本竞争。”
受影响的不仅是美国。许多其他国家也在逐步淘汰其核电站。德国，其八座反应堆提供了该国13%的电力，已承诺在2022年前全部关闭。瑞士承诺逐步淘汰其五座反应堆，这些反应堆提供了该国40%的能源。法国，其75%的能源来自核能，曾承诺到2025年将核能消耗量降至50%，但由于担心从零碳核能转向会导致其无法实现气候变化目标并导致电力短缺，所以在11月份放弃了这一承诺。
然而，也有少数国家正在加速迈向核能未来。中国为了减少对煤炭日益增长的依赖，正积极推动更多替代能源，计划到2030年将其核能发电能力提高到150吉瓦，远高于2017年约38吉瓦的水平。中国正在为其现有的37座核反应堆增加20座新反应堆。俄罗斯正在建造七座，印度六座，韩国三座。
特别是中国，正在研发新型反应堆设计，这些设计预计将比世界几十年来使用的反应堆更便宜、更高效、更安全。目前最常见的是轻水反应堆，它利用水来冷却固体核燃料并产生驱动涡轮机的蒸汽。其他替代方案包括一种轻水反应堆的变体，称为小型模块化反应堆，理论上可以快速且廉价地建造，尽管其设计输出的能量较少。另一种是熔盐反应堆，它利用熔融盐来冷却燃料，并且产生的核废料比现有反应堆少。
随着美国从核能领域撤退，批评人士警告说，美国正在放弃一种可靠且零碳排放的电力来源，这对任何希望减少化石燃料消耗的国家来说都是一个福音。前奥巴马政府能源部长、核物理学家欧内斯特·莫尼兹（Ernest Moniz）在去年7月就发出过此类警告。在一个能源与安全峰会上，他表示，放弃核能将使国家容易受到环境和战略威胁，因为它会搁置无温室气体排放的电力，并削弱国家安全利益：核工程师和技术人员向渴求核能的国家流失将不可避免。
历史上的讽刺意味十足。美国点燃了核能时代，这离不开最初来自德国、匈牙利和意大利等国的科学家们的帮助。在二战中向日本展示了核能的毁灭性力量后，美国军方和商业研究人员一直在寻找利用这项技术的方法。早期的一项成功是核动力潜艇，它们几乎可以无限期地在水下航行。潜艇的反应堆设计迅速成为我们今天使用的轻水反应堆的基础。问题在于，许多这类反应堆设计中的铀在高温下运行，需要大量的水来防止过热。如果发生任何意外，例如自然灾害，扰乱了核电站的安全系统，反应堆核心就会熔毁，将辐射释放到环境中。
冷战时期的核能热潮导致数百座轻水反应堆遍布美国和欧洲。随着它们的扩散，公众的恐惧也随之增长，到了20世纪70年代，像《中国综合征》（The China Syndrome）这样的电影就描绘了可能发生意外的可怕情景。1979年该电影上映几周后，意外就发生了。3月28日，宾夕法尼亚州哈里斯堡附近的三哩岛核电站发生部分熔毁事故，震惊了全国。1986年，俄罗斯切尔诺贝利核电站发生爆炸，并随后污染了9万平方英里地区，这极大地影响了公众舆论。最后，2011年，一场9.0级的地震和海啸引发了一系列事件，导致日本福岛核电站三座反应堆发生堆芯熔毁。尽管这种事故罕见但后果严重，足以改变公众舆论，但廉价天然气的出现让选择变得容易。曾经拥抱核能的世界上大部分地区，现在正面临着数百座被关闭的反应堆，以及清理数千英亩散布着钢筋混凝土残骸和乏燃料的场地。一个价值2220亿美元的产业应运而生，专门负责退役这些庞然大物。
拆除核电站的过程非常复杂，需要聘请专门从事该流程的公司和工人。以圣奥诺弗雷核电站为例，其拆除工作由洛杉矶的AECOM公司和犹他州的EnergySolutions公司负责。
这项耗资44亿美元的项目旨在清理完这个狭窄的85英亩海滨场地。工人已经将核电站的乏燃料转移到钢衬里的冷却池中。在存放了几年后，工人将把乏燃料转移到73个钢制容器中，然后将它们存放在反应堆穹顶旁25英尺高的巨石结构内。
这个储存设施将建在距离太平洋仅125英尺的地方，位于一个高出海平面28至30英尺的海堤后面。由于它靠近海岸——以及居住在50英里内的800万人口——许多人希望核废料能被移走。去年4月，一些穿着防护服、举着冲浪板的抗议者在圣迭戈游行，要求移走核废料。电力公司也希望将核废料移走，但目前必须将其安全地存放在现场。圣奥诺弗雷核电站副总裁兼首席核能官Tom Palmisano表示，这种被称为干式储存的储存系统，能够承受飞机撞击、海啸，甚至7.4级地震的地面加速度。
理论上，工人可以将核废料容器转移到永久的安放地点，但目前在美国还没有这样的地方。能源部（Department of Energy）在法律上有义务接收商业核乏燃料并将其存放在永久地点。但政府从未建立过永久储存设施，因为奥巴马总统曾取消了在内华达州尤卡山（Yucca Mountain）储存商业和军事核废料的计划。今年8月，核管会（Nuclear Regulatory Commission）表示将恢复开放该场地所需的工作。目前，全国各地储存着约7万吨核废料。
在圣奥诺弗雷核电站，工人将把乏燃料放入干式储存容器，然后拆除建筑物和办公室。首先，遥控水下工具将从空荡荡的反应堆内部锯断放射性钢材。工人会将一部分材料就地储存，以后与乏燃料一起处理。剩余的非污染部分——约占总计2500万立方英尺钢筋、混凝土和管道的75%——将被装入钢制容器，运往西南部处理。
铁路货车将把低放射性废料运往专门的垃圾填埋场。EnergySolutions公司会将其中一部分运往其位于犹他州克莱夫的沙漠设施，在那里，工人将把它们掩埋在厚厚的粘土、砾石和岩石层下。
随着世界各地电力公司关闭核反应堆，更多的核废料处理场将遍布各地。除非可再生能源能够取代核能，否则燃烧化石燃料的发电厂将排放更多的碳。当圣奥诺弗雷核电站在2012年关闭时，天然气发电厂填补了电力缺口，在接下来的12个月里向大气中排放了900万吨二氧化碳。
尽管面临来自天然气和风能、太阳能发电增长的经济压力，科恩仍然坚信美国应该给核能一个机会。“新的技术正在研发中，”他说。“这不会是你父亲时代的核能产业。它可能会失败，最终可能是不必要的，但值得尝试。”
不过，就目前而言，反对的声音占了上风。
Mary Beth Griggs是《大众科学》的助理编辑。她报道太空、地质学、考古学和环境。
本文最初发表于《大众科学》2018 年 1 月/2 月刊的“动力”特刊。
- 更新：2018年1月10日—本文已更新，以反映科恩指的是联合循环天然气发电厂，而非压缩天然气厂。
