編者按：

　　日本核泄漏事故發(fā)生后，美國麻省理工學(xué)院科技政策與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心的博士Josef Oehmen撰寫了一篇題為“為什么我不擔(dān)心日本的核電站”的文章，以相對(duì)通俗的話語解釋了核安全問題，在網(wǎng)絡(luò)上流傳甚廣。不過，因?yàn)槠渲鳂I(yè)為“供應(yīng)鏈危機(jī)管理”（supply chain risk management）研究，因此文章的一些觀點(diǎn)也引起了部分讀者的質(zhì)疑�？�發(fā)此文主要為讀者提供更多資訊，中文譯者為V2EX網(wǎng)站上的Livid。

趙佳峰 制圖

　　我在這里寫下這些文字，是為了讓大家對(duì)在日本發(fā)生的事情——核反應(yīng)堆的安全問題，感到放心。事態(tài)確實(shí)嚴(yán)重，但是已經(jīng)在控制范圍內(nèi)。這篇東西很長！但是你讀完之后，你會(huì)比世界上任何記者都明白核反應(yīng)堆究竟是怎么回事。

　　核泄漏確實(shí)已經(jīng)發(fā)生，但是在將來不會(huì)有任何顯著的泄漏。

　　“顯著泄漏”大概會(huì)是個(gè)什么程度？打個(gè)比方說，可能比你乘坐一趟長途飛行，或是喝下一杯產(chǎn)自本身具有高程度自然輻射地區(qū)的啤酒，所受到的輻射要多一些。

　　我讀了自從地震發(fā)生以來的所有新聞報(bào)道�？梢哉f幾乎沒有一篇是準(zhǔn)確或是無誤的（當(dāng)然也可能是因?yàn)榈卣鸢l(fā)生之后在日本的通訊問題）。關(guān)于“沒有一篇是無誤的”，我并不是指那些帶有反核立場的采訪，畢竟這在現(xiàn)在也挺常見的。我指的是其中大量的關(guān)于物理和自然規(guī)律的錯(cuò)誤，及大量對(duì)于事實(shí)的錯(cuò)誤解讀——可能是因?yàn)閷懜遄拥娜吮旧聿⒉涣私夂朔磻?yīng)堆是如何建造和運(yùn)營的。我讀過一篇來自CNN的3頁長度的報(bào)道，每一個(gè)段落都至少包含一個(gè)錯(cuò)誤。

　　接下來我們會(huì)告訴大家一些關(guān)于核反應(yīng)堆的基本原理，然后解釋目前正在發(fā)生的是什么。

　　福島核電站的反應(yīng)堆屬于“沸水反應(yīng)堆”（Boiling Water Reactors），縮寫B(tài)WR。沸水反應(yīng)堆和我們平時(shí)用的蒸汽壓力鍋類似。核燃料對(duì)水進(jìn)行加熱，水沸騰后汽化，然后蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)產(chǎn)生電流，蒸汽冷卻后再次回到液態(tài)，再把這些水送回核燃料處進(jìn)行加熱。蒸汽壓力鍋內(nèi)的溫度通常大約是250攝氏度。

　　上文提到的核燃料就是氧化鈾。氧化鈾是一種熔點(diǎn)在3000攝氏度的陶瓷體。燃料被制作成小圓柱（想像一下就像樂高積木尺寸的小圓柱）。這些小圓柱被放入一個(gè)用鋯錫合金（熔點(diǎn)2200攝氏度）制成的長桶，然后密封起來。這就是一個(gè)燃料棒（fuel rod）。然后這些燃料棒被放到一起組合為一個(gè)更大的單元，接著這些燃料單元被放入反應(yīng)堆內(nèi)。所有的這些，就是一個(gè)核反應(yīng)堆核心（core）的內(nèi)容。

　　鋯錫合金外殼是第一層護(hù)罩，用來將具有放射性的核燃料與世隔絕。

　　然后，核心被放入“壓力容器”中，也就是我們之前提到的蒸汽壓力鍋的比喻。壓力容器是第二層護(hù)罩。這是一個(gè)堅(jiān)固結(jié)實(shí)的大鍋，設(shè)計(jì)用于容納一個(gè)溫度可能達(dá)到數(shù)百攝氏度的核心。在核心降溫措施恢復(fù)前，壓力容器起到一定的保護(hù)作用。

　　一個(gè)核反應(yīng)堆的所有的這些“硬件”——壓力容器，各種管道，泵，冷卻水，被封裝到第三層護(hù)罩中。第三層護(hù)罩是一個(gè)完全密封的，用最堅(jiān)固的鋼和混凝土制成的非常厚的球體。第三層護(hù)罩的設(shè)計(jì)，建造和測試只是為了一個(gè)目的：當(dāng)核心完全熔融時(shí)，將其包裹在其中。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在壓力容器（第二層護(hù)罩）的下方，鑄造了一個(gè)非常巨大厚實(shí)的混凝土大碗，這一切都在第三層護(hù)罩的內(nèi)部。這樣的設(shè)計(jì)就像是為了“抓住核心”。如果核心熔融，壓力容器爆裂（并且也最終融化的話），這個(gè)大碗就可以裝下融化了的燃料及其他一切。這個(gè)大碗設(shè)計(jì)成讓融化的燃料能夠向四周鋪開，從而實(shí)現(xiàn)散熱。

　　在第三層護(hù)罩的周圍包裹的是反應(yīng)堆廠房。反應(yīng)堆廠房是一個(gè)將各種風(fēng)吹雨打擋住的外殼（這也是在爆炸中被毀壞的部分，我們稍后再說）。

　　福島第一核電站1號(hào)機(jī)確實(shí)是通用電氣的Mark I型沸水堆。新聞里露出鋼筋的部分是最外部的廠房，里面的安全殼應(yīng)該沒事。

　　核反應(yīng)的一些基本原理

　　鈾燃料通過核分裂產(chǎn)生熱量。大的鈾原子分裂成更小的原子，這樣就產(chǎn)生熱量及中子（構(gòu)成原子的一種粒子）。當(dāng)中子撞擊另外一個(gè)鈾原子時(shí)，就觸發(fā)分裂，產(chǎn)生更多的中子并一直繼續(xù)下去。這就是核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 而現(xiàn)在的情況是，當(dāng)一堆燃料棒湊在一起時(shí)就會(huì)很快導(dǎo)致過熱，然后在45分鐘后就會(huì)導(dǎo)致燃料棒融化。但是值得指出的是，在核反應(yīng)堆內(nèi)的燃料棒是絕對(duì)不可能導(dǎo)致像原子彈那樣的核爆炸的。制造一顆原子彈實(shí)際上是相當(dāng)困難的（不信你們可以去問問伊朗）。當(dāng)年切爾諾貝利的情況是，爆炸是由于大量的壓力積攢，氫氣爆炸然后摧毀了所有的護(hù)罩，接著將大量的融化的核心揮灑到了外界（就像一顆 “臟彈”）。這樣的情況為什么在日本沒有發(fā)生，及為什么不會(huì)發(fā)生，請(qǐng)繼續(xù)看下面。

　　為了控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生，反應(yīng)堆操作員會(huì)用到“控制棒”�？刂瓢艨梢晕�收中子，從而瞬間停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。一個(gè)核反應(yīng)堆是這樣設(shè)計(jì)的：當(dāng)一切正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所有的控制棒是不會(huì)用到的。冷卻水會(huì)在核心產(chǎn)生熱量的同時(shí)帶走熱量（并轉(zhuǎn)化為蒸汽和電力），并且在常規(guī)的250攝氏度的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下還有許多余地。

　　而挑戰(zhàn)在于將控制棒插入并停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)后，核心依然在產(chǎn)生熱量。雖然鈾元素的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)已經(jīng)停止，但是在鈾元素的核裂變過程中會(huì)產(chǎn)生一些具有放射性的副產(chǎn)品，比如銫和碘同位素，這些元素的放射性同位素會(huì)最終衰變?yōu)楦�小的原子，然后失去放射性。在這些元素的衰變過程中，也會(huì)產(chǎn)生熱量。因?yàn)樗鼈儾粫?huì)再從鈾元素中產(chǎn)生（在控制棒插入之后鈾元素就停止衰變了），所以它們的數(shù)量會(huì)越來越少，然后在衰變結(jié)束的過程中，大約幾天時(shí)間內(nèi)，核心就會(huì)最終冷卻下來。

　　目前讓人頭痛的就是這些余熱。實(shí)如此，所以操作員們只能退到“縱深防御”中更進(jìn)一層。這一切，無論我們看起來多么不可思議，但卻是反應(yīng)堆操作員的培訓(xùn)的一部分——從日常運(yùn)營到控制一個(gè)要融化的核心。

　　于是在這個(gè)時(shí)候外界開始談?wù)摽赡馨l(fā)生的核心熔融。因?yàn)榈搅俗詈�，如果冷卻系統(tǒng)無法恢復(fù)，核心就一定會(huì)融化（在幾個(gè)小時(shí)或是幾天內(nèi)），然后最后一層防線——第三層護(hù)罩及護(hù)罩內(nèi)的大碗，就將經(jīng)受考驗(yàn)。

　　但是此時(shí)最重要的任務(wù)是在核心持續(xù)升溫時(shí)控制住，并且確保第一層護(hù)罩（燃料棒的鋯錫合金外殼），及第二層護(hù)罩（壓力容器）能夠保持完整并盡可能多工作一段時(shí)間，從而讓工程師們能夠有足夠的時(shí)間修好冷卻系統(tǒng)。

　　既然讓核心冷卻是那么重要的事情，因此反應(yīng)堆內(nèi)實(shí)際上有多個(gè)冷卻系統(tǒng)（反應(yīng)堆給水清潔系統(tǒng)，衰變降溫系統(tǒng)，反應(yīng)堆核心隔離冷卻系統(tǒng)，備用水冷系統(tǒng)，及緊急核心冷卻系統(tǒng)）。而究竟哪一個(gè)失效了或是沒有失效在此時(shí)無法得知。

　　所以想像一下，一個(gè)在爐子上的壓力鍋，持續(xù)地，慢慢地在進(jìn)行加熱。操作員在采取各種手段去消除其中的熱量，但是鍋內(nèi)的壓力在持續(xù)上升。于是當(dāng)務(wù)之急是保住第一層護(hù)罩（熔點(diǎn)為2200攝氏度的鋯錫合金），及第二層護(hù)罩——壓力容器。而為了保住第二層護(hù)罩，其中的壓力就需要時(shí)不時(shí)進(jìn)行釋放。因?yàn)樵诰o急時(shí)刻進(jìn)行壓力釋放是一件重要的事，所以反應(yīng)堆共有11個(gè)用于釋放壓力的閥門。操作員開始通過時(shí)不時(shí)地旋松閥門來釋放壓力容器內(nèi)的壓力。此時(shí)壓力容器內(nèi)的溫度是550攝氏度。

　　這就是關(guān)于“輻射泄漏”的報(bào)道開始的時(shí)刻。我在上文中解釋了為什么釋放壓力的同時(shí)實(shí)際上會(huì)釋放第二類放射性物質(zhì)（主要是N-16和氬），及為什么這樣做其實(shí)毫無危險(xiǎn)。放射性氮元素和氬對(duì)于人類健康沒有威脅。

　　就在旋松閥門的過程中，發(fā)生了爆炸。爆炸發(fā)生在第三層護(hù)罩外部，反應(yīng)堆廠房內(nèi)。反應(yīng)堆廠房不具有隔絕放射性物質(zhì)的功能。雖然目前并不清楚到底發(fā)生了什么，但是這是一個(gè)很有可能的場景：操作員決定讓壓力容器內(nèi)的蒸汽釋放到廠房內(nèi)，而不是直接到廠房外部（這樣可以讓放射性元素有更長的時(shí)間用于衰變）。而問題在于，由于核心內(nèi)的高溫，水分子會(huì)分解為氧和氫——一種易爆混合氣體，于是也確實(shí)在第三層護(hù)罩外爆炸了。歷史上也曾發(fā)生過一次類似的爆炸，不過是在壓力容器內(nèi)（因?yàn)閴毫θ萜鳑]有設(shè)計(jì)好并且操作失誤），進(jìn)而導(dǎo)致了切爾諾貝利事件。而福島核電站不會(huì)有這樣的問題。氫氧混合氣體是在設(shè)計(jì)核電站時(shí)需要考慮的一個(gè)巨大問題，因此反應(yīng)堆在建造時(shí)就考慮到了不能讓這樣的爆炸發(fā)生在護(hù)罩內(nèi)部。如果在護(hù)罩外部爆炸了，雖然也不是設(shè)想中的狀況但是可以接受，因?yàn)榧词贡�炸了也不�?huì)對(duì)護(hù)罩產(chǎn)生影響。

　　因此，在閥門被旋松時(shí)，壓力得以控制。而現(xiàn)在的問題時(shí)，如果水一直沸騰的話，那么水位就會(huì)持續(xù)下降。核心大概被幾米深的水覆蓋，使得其能夠在空氣中暴露前堅(jiān)持幾個(gè)小時(shí)或幾天。而一旦沒有水覆蓋，那么暴露的燃料棒就會(huì)在45分鐘后達(dá)到其2200攝氏度的熔點(diǎn)。而這樣就會(huì)導(dǎo)致第一層護(hù)罩，燃料棒的鋯錫合金外殼融化。

　　而這樣的事情正在開始發(fā)生。冷卻系統(tǒng)無法在燃料棒開始融化前恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不過燃料棒中的核燃料此時(shí)依然是完好的，包裹燃料的鋯錫合金外殼已經(jīng)開始融化。而目前正在發(fā)生的，就是一些銫和碘同位素開始隨著釋放出來的蒸汽，泄漏到反應(yīng)堆外。最嚴(yán)重的問題——鈾燃料，目前依然是受控的，因?yàn)檠趸�鈾的熔點(diǎn)在 3000攝氏度。目前已經(jīng)確認(rèn)的是，檢測到有一部分銫和碘同位素隨著蒸汽泄漏到了大氣中。

　　這似乎是一個(gè)啟動(dòng)“B計(jì)劃”的信號(hào)。通過在大氣中檢測到的銫和碘同位素，操作員可以確認(rèn)某一根燃料棒的外殼（第一層護(hù)罩）已經(jīng)存在破損�！癆計(jì)劃”在于恢復(fù)某個(gè)常規(guī)冷卻系統(tǒng)。為什么這個(gè)計(jì)劃失敗目前并不清楚，而一種可能性是海嘯沖走或是污染了所有用于冷卻系統(tǒng)的純凈水。

　　用于冷卻系統(tǒng)的給水是非常純凈的，去除了所有礦物質(zhì)的水。使用純凈水的原因在于：純凈水很大程度上不會(huì)被激活，因此可以保持相對(duì)無輻射。而如果是臟水，那么更容易捕獲中子，進(jìn)而變得更加具有放射性。這不會(huì)影響到核心——因?yàn)楹诵牟粫?huì)被冷卻水影響。但是會(huì)使得操作員更難處理這些具有輕度放射性的活化水。

　　但是“A計(jì)劃”失敗了——系統(tǒng)無法冷卻，并且也沒有額外的純凈水。因此“B計(jì)劃”被啟動(dòng)。而這就是目前正在發(fā)生的：

　　為了避免核心融化，操作員開始使用海水來冷卻核心。我不是十分清楚，他們是用海水浸泡住壓力容器（第二層護(hù)罩），還是淹住反應(yīng)堆外殼（第三層護(hù)罩）。不過這個(gè)不是我們現(xiàn)在要討論的。

　　要點(diǎn)在于核燃料現(xiàn)在確實(shí)已經(jīng)冷卻下來了。因?yàn)殒準(zhǔn)椒磻?yīng)早就已經(jīng)停止，所以目前只有非常少量的余熱在產(chǎn)生。已經(jīng)使用了的大量冷卻水可以帶走這些余熱。因?yàn)槭亲⑷肓舜罅康乃�，所以目前核心已�?jīng)無法再產(chǎn)生足夠的熱量去大幅度提升壓力。并且，海水中加入了硼酸。硼酸是一種“液體控制棒”。無論發(fā)生什么樣的衰變，硼都可以捕獲產(chǎn)生的中子并進(jìn)一步加速核心的冷卻。

　　福島核電站曾經(jīng)十分接近核心融化。但是，目前最壞的情況已被避免：如果沒有將海水注入，那么操作員就只能繼續(xù)旋松閥門以釋放壓力。第三層護(hù)罩必須完全密封，以避免其中發(fā)生的核心融化泄漏出任何的放射性物質(zhì)，然后會(huì)經(jīng)過一段等待期，等待護(hù)罩內(nèi)的裂變副產(chǎn)品完成衰變，所有的放射性粒子會(huì)附著在護(hù)罩內(nèi)壁。冷卻系統(tǒng)最終會(huì)被恢復(fù)，融化的核心也會(huì)冷卻至一個(gè)可控的溫度。護(hù)罩內(nèi)部會(huì)被清理。然后需要做一項(xiàng)棘手骯臟的事情——將融化了核心移出，將凝固了的燃料棒及燃料一塊一塊地裝入運(yùn)輸裝置，運(yùn)送到核廢料處理廠進(jìn)行處理。根據(jù)損壞狀況，核電站的這塊區(qū)域需要進(jìn)行修理或是徹底拆除。

　　核反應(yīng)堆內(nèi)的第一類放射性物質(zhì)就是燃料棒中的鈾元素，及放射性副產(chǎn)物銫和碘同位素。這些物質(zhì)都在燃料棒內(nèi)部。

　　而除此之外，還存在第二類放射性物質(zhì)，產(chǎn)生于燃料棒外部。而首先需要說明的是，這些外部的放射性物質(zhì)的半衰期都非常短，這意味著它們會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)衰變?yōu)闆]有放射性的物質(zhì)。“很短”的意思就是幾秒。所以即使這類放射性物質(zhì)被釋放到自然環(huán)境中，它們也是毫無危害的。為什么呢？因?yàn)榇蠹s就在你讀完“R-A-D-I-O-N-U-C-L-I-D-E”的這幾秒內(nèi)，這類物質(zhì)就衰變到完全不具有放射性了。這類放射性物質(zhì)就是氮-16（N-16），也就是氮?dú)猓��?gòu)成大氣的氣體之一）的具有放射性的同位素。另外就是一些稀有氣體比如氬。但是這些物質(zhì)是如何產(chǎn)生的呢？當(dāng)鈾原子裂變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中子。大部分的這些中子都會(huì)撞擊到其他的鈾原子，由此鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就一直持續(xù)發(fā)生。但是其中的一些會(huì)離開燃料棒并撞擊到水分子，或是冷卻水中的空氣。然后，一個(gè)不具有放射性的元素就會(huì)“捕獲”這個(gè)中子，并變得有放射性。而就如前文所述，在數(shù)秒內(nèi)它就會(huì)衰變到它本來的面目。

　　上面所描述第二類的放射性物質(zhì)在我們接下來要討論的核泄漏中非常重要。

　　福島到底發(fā)生了什么

　　接下來我會(huì)試著去總結(jié)目前的主要事實(shí)。沖擊核電站的地震的威力是核電站設(shè)計(jì)時(shí)所能承受的威力的五倍（里氏震級(jí)之間的放大倍數(shù)是對(duì)數(shù)關(guān)系，所以8.9級(jí)地震的威力是8.2級(jí)，即核電站的設(shè)計(jì)抗震威力的5倍，而不是0.7的差異）。所以我們首先為日本的工程技術(shù)水平喝彩，至少一切目前是保下來了。

　　當(dāng)8.9級(jí)地震沖擊核電站時(shí)，所有的反應(yīng)堆就自動(dòng)關(guān)閉了。在地震開始后的數(shù)秒內(nèi)，控制棒就插入到了核心內(nèi)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)即刻中止。而此時(shí)，冷卻系統(tǒng)就開始帶走余熱。這些余熱相當(dāng)于反應(yīng)堆正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的3%的熱量。

　　地震摧毀了核反應(yīng)堆的外部電力供應(yīng)。而這是核反應(yīng)堆能夠遇到的最嚴(yán)重的故障之一，因此，在設(shè)計(jì)核反應(yīng)堆的備用系統(tǒng)時(shí)，“電站停電”是一種被高度關(guān)注的可能性。因?yàn)楹朔磻?yīng)堆的冷卻泵需要電力以維持運(yùn)轉(zhuǎn)。而反應(yīng)堆關(guān)閉后，核電站本身就不能產(chǎn)生任何電力。

　　在地震發(fā)生后的一小時(shí)內(nèi)一切情況是平穩(wěn)的。為緊急情況而準(zhǔn)備的多組柴油發(fā)電機(jī)中的一組啟動(dòng)，為冷卻泵提供了所需的電力。然后海嘯來了，比核電站設(shè)計(jì)時(shí)所預(yù)料的規(guī)模要更巨大的海嘯，摧毀了所有的柴油發(fā)電機(jī)組。

　　在設(shè)計(jì)核電站時(shí)，工程師們所遵循的一個(gè)哲學(xué)就是“縱深防御”。這意味著你首先需要為了你能夠想象到最災(zāi)難的情況設(shè)計(jì)防衛(wèi)措施，然后為了你覺得可能絕對(duì)不會(huì)發(fā)生的子系統(tǒng)故障設(shè)計(jì)方案，以確保即使這樣的可能絕對(duì)不會(huì)發(fā)生的故障發(fā)生后，核電站依然可以安全。而一場巨大的摧毀所有柴油發(fā)電機(jī)組的海嘯就是這樣的一種極端情況。而所有的防衛(wèi)的底線就是前面提到過的第三層護(hù)罩，將一切可能發(fā)生的最糟糕情況——控制棒插入或者未插入，核心融化或者未融化——容納于其中。

　　當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組被沖走后，反應(yīng)堆操作員將反應(yīng)堆切換到使用緊急電池。這些電池被設(shè)計(jì)為備用方案的備用方案，用于提供給冷卻系統(tǒng)8個(gè)小時(shí)所需的電力，并且也確實(shí)完成了任務(wù)。

　　而在這八個(gè)小時(shí)內(nèi)，需要為反應(yīng)堆找到另外一種供電措施。當(dāng)?shù)氐妮旊娋W(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被地震摧毀。柴油發(fā)電機(jī)組也已經(jīng)被海嘯沖走。所以最后通過卡車運(yùn)來了移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)。

　　整個(gè)事件從這一刻起開始變得糟糕。運(yùn)來的柴油發(fā)電機(jī)無法連接到電站（因?yàn)榻涌诓患嫒荩�。所以�?dāng)電池耗盡后，余熱就無法再被帶走。

　　在這個(gè)點(diǎn)上反應(yīng)堆操作員開始按照“冷卻失靈”的緊急預(yù)案進(jìn)行處理。這是“縱深防御”中的更進(jìn)一層。理論上供電系統(tǒng)不至于徹底失效，但是現(xiàn)實(shí)如此，所以操作員們只能退到“縱深防御”中更進(jìn)一層。這一切，無論我們看起來多么不可思議，但卻是反應(yīng)堆操作員的培訓(xùn)的一部分——從日常運(yùn)營到控制一個(gè)要融化的核心。

　　于是在這個(gè)時(shí)候外界開始談?wù)摽赡馨l(fā)生的核心熔融。因?yàn)榈搅俗詈�，如果冷卻系統(tǒng)無法恢復(fù)，核心就一定會(huì)融化（在幾個(gè)小時(shí)或是幾天內(nèi)），然后最后一層防線——第三層護(hù)罩及護(hù)罩內(nèi)的大碗，就將經(jīng)受考驗(yàn)。

　　但是此時(shí)最重要的任務(wù)是在核心持續(xù)升溫時(shí)控制住，并且確保第一層護(hù)罩（燃料棒的鋯錫合金外殼），及第二層護(hù)罩（壓力容器）能夠保持完整并盡可能多工作一段時(shí)間，從而讓工程師們能夠有足夠的時(shí)間修好冷卻系統(tǒng)。

　　既然讓核心冷卻是那么重要的事情，因此反應(yīng)堆內(nèi)實(shí)際上有多個(gè)冷卻系統(tǒng)（反應(yīng)堆給水清潔系統(tǒng)，衰變降溫系統(tǒng)，反應(yīng)堆核心隔離冷卻系統(tǒng)，備用水冷系統(tǒng)，及緊急核心冷卻系統(tǒng)）。而究竟哪一個(gè)失效了或是沒有失效在此時(shí)無法得知。

　　所以想像一下，一個(gè)在爐子上的壓力鍋，持續(xù)地，慢慢地在進(jìn)行加熱。操作員在采取各種手段去消除其中的熱量，但是鍋內(nèi)的壓力在持續(xù)上升。于是當(dāng)務(wù)之急是保住第一層護(hù)罩（熔點(diǎn)為2200攝氏度的鋯錫合金），及第二層護(hù)罩——壓力容器。而為了保住第二層護(hù)罩，其中的壓力就需要時(shí)不時(shí)進(jìn)行釋放。因?yàn)樵诰o急時(shí)刻進(jìn)行壓力釋放是一件重要的事，所以反應(yīng)堆共有11個(gè)用于釋放壓力的閥門。操作員開始通過時(shí)不時(shí)地旋松閥門來釋放壓力容器內(nèi)的壓力。此時(shí)壓力容器內(nèi)的溫度是550攝氏度。

　　這就是關(guān)于“輻射泄漏”的報(bào)道開始的時(shí)刻。我在上文中解釋了為什么釋放壓力的同時(shí)實(shí)際上會(huì)釋放第二類放射性物質(zhì)（主要是N-16和氬），及為什么這樣做其實(shí)毫無危險(xiǎn)。放射性氮元素和氬對(duì)于人類健康沒有威脅。

　　就在旋松閥門的過程中，發(fā)生了爆炸。爆炸發(fā)生在第三層護(hù)罩外部，反應(yīng)堆廠房內(nèi)。反應(yīng)堆廠房不具有隔絕放射性物質(zhì)的功能。雖然目前并不清楚到底發(fā)生了什么，但是這是一個(gè)很有可能的場景：操作員決定讓壓力容器內(nèi)的蒸汽釋放到廠房內(nèi)，而不是直接到廠房外部（這樣可以讓放射性元素有更長的時(shí)間用于衰變）。而問題在于，由于核心內(nèi)的高溫，水分子會(huì)分解為氧和氫——一種易爆混合氣體，于是也確實(shí)在第三層護(hù)罩外爆炸了。歷史上也曾發(fā)生過一次類似的爆炸，不過是在壓力容器內(nèi)（因?yàn)閴毫θ萜鳑]有設(shè)計(jì)好并且操作失誤），進(jìn)而導(dǎo)致了切爾諾貝利事件。而福島核電站不會(huì)有這樣的問題。氫氧混合氣體是在設(shè)計(jì)核電站時(shí)需要考慮的一個(gè)巨大問題，因此反應(yīng)堆在建造時(shí)就考慮到了不能讓這樣的爆炸發(fā)生在護(hù)罩內(nèi)部。如果在護(hù)罩外部爆炸了，雖然也不是設(shè)想中的狀況但是可以接受，因?yàn)榧词贡�炸了也不�?huì)對(duì)護(hù)罩產(chǎn)生影響。

　　因此，在閥門被旋松時(shí)，壓力得以控制。而現(xiàn)在的問題時(shí)，如果水一直沸騰的話，那么水位就會(huì)持續(xù)下降。核心大概被幾米深的水覆蓋，使得其能夠在空氣中暴露前堅(jiān)持幾個(gè)小時(shí)或幾天。而一旦沒有水覆蓋，那么暴露的燃料棒就會(huì)在45分鐘后達(dá)到其2200攝氏度的熔點(diǎn)。而這樣就會(huì)導(dǎo)致第一層護(hù)罩，燃料棒的鋯錫合金外殼融化。

　　而這樣的事情正在開始發(fā)生。冷卻系統(tǒng)無法在燃料棒開始融化前恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不過燃料棒中的核燃料此時(shí)依然是完好的，包裹燃料的鋯錫合金外殼已經(jīng)開始融化。而目前正在發(fā)生的，就是一些銫和碘同位素開始隨著釋放出來的蒸汽，泄漏到反應(yīng)堆外。最嚴(yán)重的問題——鈾燃料，目前依然是受控的，因?yàn)檠趸�鈾的熔點(diǎn)在 3000攝氏度。目前已經(jīng)確認(rèn)的是，檢測到有一部分銫和碘同位素隨著蒸汽泄漏到了大氣中。

　　這似乎是一個(gè)啟動(dòng)“B計(jì)劃”的信號(hào)。通過在大氣中檢測到的銫和碘同位素，操作員可以確認(rèn)某一根燃料棒的外殼（第一層護(hù)罩）已經(jīng)存在破損�！癆計(jì)劃”在于恢復(fù)某個(gè)常規(guī)冷卻系統(tǒng)。為什么這個(gè)計(jì)劃失敗目前并不清楚，而一種可能性是海嘯沖走或是污染了所有用于冷卻系統(tǒng)的純凈水。

　　用于冷卻系統(tǒng)的給水是非常純凈的，去除了所有礦物質(zhì)的水。使用純凈水的原因在于：純凈水很大程度上不會(huì)被激活，因此可以保持相對(duì)無輻射。而如果是臟水，那么更容易捕獲中子，進(jìn)而變得更加具有放射性。這不會(huì)影響到核心——因?yàn)楹诵牟粫?huì)被冷卻水影響。但是會(huì)使得操作員更難處理這些具有輕度放射性的活化水。

　　但是“A計(jì)劃”失敗了——系統(tǒng)無法冷卻，并且也沒有額外的純凈水。因此“B計(jì)劃”被啟動(dòng)。而這就是目前正在發(fā)生的：

　　為了避免核心融化，操作員開始使用海水來冷卻核心。我不是十分清楚，他們是用海水浸泡住壓力容器（第二層護(hù)罩），還是淹住反應(yīng)堆外殼（第三層護(hù)罩）。不過這個(gè)不是我們現(xiàn)在要討論的。

　　要點(diǎn)在于核燃料現(xiàn)在確實(shí)已經(jīng)冷卻下來了。因?yàn)殒準(zhǔn)椒磻?yīng)早就已經(jīng)停止，所以目前只有非常少量的余熱在產(chǎn)生。已經(jīng)使用了的大量冷卻水可以帶走這些余熱。因?yàn)槭亲⑷肓舜罅康乃�，所以目前核心已�?jīng)無法再產(chǎn)生足夠的熱量去大幅度提升壓力。并且，海水中加入了硼酸。硼酸是一種“液體控制棒”。無論發(fā)生什么樣的衰變，硼都可以捕獲產(chǎn)生的中子并進(jìn)一步加速核心的冷卻。

　　福島核電站曾經(jīng)十分接近核心融化。但是，目前最壞的情況已被避免：如果沒有將海水注入，那么操作員就只能繼續(xù)旋松閥門以釋放壓力。第三層護(hù)罩必須完全密封，以避免其中發(fā)生的核心融化泄漏出任何的放射性物質(zhì)，然后會(huì)經(jīng)過一段等待期，等待護(hù)罩內(nèi)的裂變副產(chǎn)品完成衰變，所有的放射性粒子會(huì)附著在護(hù)罩內(nèi)壁。冷卻系統(tǒng)最終會(huì)被恢復(fù)，融化的核心也會(huì)冷卻至一個(gè)可控的溫度。護(hù)罩內(nèi)部會(huì)被清理。然后需要做一項(xiàng)棘手骯臟的事情——將融化了核心移出，將凝固了的燃料棒及燃料一塊一塊地裝入運(yùn)輸裝置，運(yùn)送到核廢料處理廠進(jìn)行處理。根據(jù)損壞狀況，核電站的這塊區(qū)域需要進(jìn)行修理或是徹底拆除。

　　Josef Oehmen博士的總結(jié)

　　◆ 核電站會(huì)回到安全狀態(tài)并始終安全。

　　◆ 日本處于第4級(jí)別INES核緊急狀態(tài)：核電站內(nèi)事故。這對(duì)于擁有電站的公司是件糟糕事情，對(duì)其他人來說沒什么影響。

　　◆ 在釋放壓力時(shí)釋放了一些放射性物質(zhì)。包括非常小劑量的銫和碘同位素。如果在釋放時(shí)你正好坐在出口上，那么你可能需要考慮戒煙使得你的期望壽命值回歸從前。這些銫和碘同位素會(huì)被帶入海水，然后就不會(huì)再檢測得到。

　　◆ 第一層護(hù)罩出現(xiàn)了一些損壞，意味著一定數(shù)量的銫和碘同位素也被釋放到了冷卻水中，但是不會(huì)有鈾或是其他什么臟東西（因?yàn)檠趸�鈾不溶于水）。在第三層護(hù)罩內(nèi)有用于凈化水的裝置，這些具有放射性的銫和碘同位素會(huì)在那里被去除并且存儲(chǔ)為核廢料。

　　◆ 用于冷卻的海水會(huì)在一定程度上被活化。但是因?yàn)榭刂瓢粢呀?jīng)完全插入，所以鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不會(huì)發(fā)生的。這就意味著“主要的”核反應(yīng)沒有發(fā)生，因此也就不會(huì)加劇海水的活化。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程的副產(chǎn)物（銫和碘同位素）在這個(gè)階段也基本上消失殆盡。這進(jìn)一步減輕了海水的活化。因此最壞情況就是：用于冷卻的海水中會(huì)具有一定程度的放射性，但是這些海水也同樣會(huì)經(jīng)由內(nèi)部凈化裝置進(jìn)行處理。

　　◆ 最終會(huì)用正常的冷卻水取代海水。

　　◆ 反應(yīng)堆核心會(huì)需要進(jìn)行拆除并運(yùn)到處理廠，就像通常的燃料更換一樣。

　　◆ 燃料棒和整個(gè)核電站需要進(jìn)行徹底安全檢查，以避免潛在的危險(xiǎn)。這通常需要4到5年。

　　◆ 全日本的核電站的安全防護(hù)會(huì)進(jìn)行升級(jí)，以確保它們可以抵抗住9級(jí)地震及隨之而來的海嘯（甚至更糟糕的情況）。

　　◆ 我認(rèn)為更顯著的問題是隨后的全國供電。日本的55座反應(yīng)堆中的11座已經(jīng)全部關(guān)閉并等待進(jìn)行檢查，這直接減少全國20%的核電電力，而全國30%的電力靠核電供應(yīng)。我目前還沒有去考慮日本國內(nèi)其他核電站可能發(fā)生的事故。短缺的電力需要依靠天然氣發(fā)電站供應(yīng)，而這些電站通常只是在供電高峰時(shí)用于應(yīng)急。我不是十分清楚日本國內(nèi)的石油、天然氣和煤礦的能源供應(yīng)鏈，及港口、煉油廠、存儲(chǔ)及運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)在此次地震中遭受了怎樣的損失。這些都會(huì)導(dǎo)致電費(fèi)增加，及用電高峰和重建時(shí)的電力短缺。

　　◆ 而這一切只是更大的問題的一部分。災(zāi)后應(yīng)急需要解決避難所，飲用水、食物、醫(yī)療、運(yùn)輸、通訊設(shè)施等一系列問題，當(dāng)然也包括電力供應(yīng)。在一個(gè)供應(yīng)鏈傾斜的時(shí)代，所有的這些領(lǐng)域中我們都會(huì)遇到挑戰(zhàn)。

　　(東方早報(bào))