以核治霾大有可为为“求解治霾之困”开出良方
消除灰霾已经成为政府、各个学科和各行业面临的最为紧迫的课题，而运用核技术可以为消除灰霾作出三方面贡献。
本文简单介绍了核技术可以为消除灰霾做出贡献的几个方面，其目的就是希望包括核科技行业在内的各行各业科技人员能在各级环境保护机构的协调下通力合作，充分发挥各自的优势，充分利用各种国有资源，早日消除灰霾，让祖国的天常蓝，水常清。
时间就是金钱。此起彼伏的灰霾正在严重危害着公众的健康，对在各抗霾岗位上拼搏的人们来说，时间就是生命。以核治霾，大有可为。
核分析技术可提取PM2.5的指纹
核技术领域的科学家们早已开展了多年的核分析技术和大气污染的监测治理方面的基础研究工作，开发了一些设备，但是还没有有效途径与环境保护部门沟通交流，使这些国家的重要资源发挥实效。
核分析技术与常规分析技术的不同之处在于，前者可以精准地测量各种同位素的含量，对各种元素的测量也要比后者精准近百倍。核分析技术是利用原子核特性所进行的相关分析，以多种核分析技术作为PM2.5源解析输入数据的分析手段，相对化学分析方法具有非常明显的优势。
正如警察抓罪犯需要指纹作证据一样，PM2.5灰霾污染物的源解析也需要同位素和元素化学的“指纹”分析。综合地优化使用核分析技术，可以获取PM2.5颗粒物样品的元素、同位素、有机物和种态的指纹信息。将上述信息与主要源项的相应的指纹特征进行比对，再根据风向风速，大气压差温差分布等气象数据分析，就可判定造成灰霾天气的主要污染源的种类和具体方位。
当然，核分析技术也有一定局限性。在实践中需要考虑各种分析技术的特点和价格，确定采样分析方案，组成核分析技术与常规技术的组合拳。如果该计划得到实施，将大大超过现在国内使用的技术，在国际上也是一个突破。
中国原子能科学研究院具有比较齐全的核分析设备，还有核分析和大气污染源解析专家。早在上世纪六七十年代，该院就开展过核武器大气层试验造成的落下灰和放射性气溶胶的分析检测，其特性与PM2.5灰霾极为相近。2006年，中国国家原子能机构（CAEA）与国际原子能机构（IAEA）联合成立的核保障与核保安联合培训中心落户原子能院，拥有200平方米的洁净实验室和二次质谱，各种显微镜和微米级单颗粒物搬移装置和制样设备，日常分析国际国内核材料核查活动采集的环境颗粒物样品。这些样品的研究方法与灰霾的采样分析方法也十分相似。
核分析技术，包括中子活化技术，全反射X光荧光分析技术和加速器质谱等技术，用于大气污染的监测和相应的源解析技术是十几年以来国际原子能机构长期支助的国际合作项目，为原子能院培养了一批专家。然而，由于缺乏行业间的沟通交流，这些资源尚未能被有效地利用到国家的抗霾工作中。
自2013年12月以来，在中组部千人计划PM2.5特别防治小组的号召下，原子能院已经和中国环境科学院、北京环境监测中心、中科院高能所和应用物理所和一些国外科研机构建立了合作机制，组成了”联军”，制定了如下计划：
1.把核分析技术和环保部门的监测技术，监测网络和常规分析技术紧密结合起来，尽快实施一些科研项目。
2.力争在短期内积累基础数据，逐渐把污染物环境样品和源项的‘指纹’积累起来，形成数据库。
3.经过上述的工作取得反馈信息，将已经具有雄厚研究基础的X光荧光光谱仪，激光等离子体原子光谱仪，小型加速器质谱仪等设备定型生产，为环保抗霾工作提供方便耐用、精确度高、经济性好的分析仪器。原子能院已经将环保部门提供的PM2.5样品进行了初步测试，分析取得了比预期更好的结果。
将电子加速器用于燃煤电厂烟气脱硫脱硝
燃煤电厂释放的二氧化硫SO2和氮氧化物NOX是PM2.5灰霾颗粒物的重要组成部分。我国70%以上的能源依靠燃煤，是世界上的第一煤炭生产和消费大国，每年燃烧36亿吨煤。一些大型燃煤电厂装配了脱硫装置，但脱硝装置还没有普及。现有的主要的烟气处理法有：（1）石灰石法烟气脱硫法，该方法应用范围最广，是最成熟的脱硫工艺技术，但此方法不能脱硝。（2）旋转喷雾干燥法。（3）循环流化床燃烧法。（4）炉内喷钙法。（5）氨法等常规方法。（6）核技术方法——电子束干法。
电子束干法是利用电子加速器产生的电子束处理烟气，同时脱硫脱硝，可达到脱硫率90%，脱硝率80%。此方法最为先进，属于干法处理，又不产生需二次处理的废水、废渣。对不同含硫量的烟气的变化有较好的适应性和负载跟踪能力。其副产品为硫铵和硝铵，可做化肥及制复合肥和硫酸钾的原料,可降低装置运行费用40%;系统简单，操作方便，过程容易控制，且装置造价和运行费用低于常规方法（湿法），经济性高。
我国早在1986年就在当时的国家环保局的支助下，在江苏盐城电厂开始了电子束脱硫脱硝的可行性研究，并由当时的核工业部环境保护处主持了技术招标,1997年通过中日合作在成都热电厂100MW机组建立并运行了电子束脱硫脱硝示范工程；还在北京京丰热电厂、杭州协联热电厂、柳州电厂等建设使用电子束烟气脱硫脱硝装置，积累了一些关于电子加速器制造和运行等方面的经验。目前，制约此技术大规模推广应用瓶颈是该技术的核心设备——电子加速器，需要从日本进口，维护费用昂贵；电能转化电子束效率低，约为50%，运行成本较高。为了尽快将该技术用于消除燃煤电厂的污染物排放，国家主管部门需要将此种专用电子加速器的研发列入专项，投入必要的经费，自主研制高效率、大功率、稳定耐用的电子加速器。
发展安全清洁的核电
我国灰霾频发的一个重要原因之一是偏重燃煤的能源结构，其中70%以上的电力靠燃煤。中国燃煤电厂密度的分布与PM2.5灰霾年均浓度分布也是大体重合的。
大量燃煤除了造成灰霾频发以外，还引发了酸雨，也对农业、林业和公众健康造成了严重危害。此外，煤炭资源濒于枯竭也是燃煤电站发展不可逾越的瓶颈。据估算，按目前的势头，我国将在2049年前后消耗掉所有已经探明的煤炭储量。
中国的经济在不断增长，能源的需求也在不断增加。除了煤电外，水电和核电也都是可以大规模生产的电力生产方式。然而水电的建造受到自然条件的限制。核电不会造成二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮的排放。可以相信，核电比例的增加将有助于减少灰霾的发生和温室气体的排放。
除此之外，还有可控热核聚变。此技术相比裂变核能的最大优点是不产生长寿命放射性废物和丰富易得的聚变核燃料氢的同位素氘和氚。我国在此领域许多方面的研究处于国际领先地位。有中国参加的目前最大的国际合作项目、耗资100亿欧元的国际热核聚变实验反应堆(ITER)计划正在紧锣密鼓地进行。一旦此项技术取得成功，人类将获得取之不尽的清洁能源。
