科学美国人：如何冷却核反应堆

http://songshuhui.net/archives/51566

译者：daiwq

发生在日本的8.9级地震（后修正为9.0级）引发了其国内众多核反应堆中至少一座的冷却问题。东京电力公司确认旗下福岛第一核电站的一号反应堆压力已经持续升高（福岛第一核电站位于日本东北海岸，是全世界最大的核电站之一），这表明冷却水无法接触到反应堆核心，导致安全壳内部充满蒸汽。根据日本媒体的报导，问题在于将冷却水泵入反应堆的电路断电。日本原子力产业协会（Japan Atomic Industrial Forum）称，提供紧急电力的备用柴油发电机发生故障，但替换的发电机已经被送入发电厂。类似的柴油发电机正在为六个所再处理工厂（Rokkasho Reprocessing Plant）供电，用以循环利用核燃料。

作为预防措施，日本政府已经宣布进入核紧急状况，将福岛核电站附近居民的疏散半径扩大到20公里。此前，政府曾下令疏散福岛两座核电站半径3公里范围内的民众，后又将半径扩展至10公里。而东京电力公司计划自保护壳建筑内部排除部分放射性蒸汽。但随后1号机组的厂房在12日下午发生氢气爆炸。

《科学美国人》与负责监控全美104座核反应堆安全情况的政府部门美国核管理委员会(NRC)的公共事务官员斯科特.布尼尔（Scott Burnell）就有关如何冷却一座反应堆的问题进行了对谈。

谈话的编辑版本如下。

一般来说，如何冷却一座反应堆？

进行冷却的措施非常简单：将水送入反应堆核心以排出热量。实际上使反应堆运行的链式反应只需几秒钟就能被关闭。而留在反应堆核心内部的放射性物质在很长时间里将继续释放热量。除非通过某种途径排出这些热量，否则它们将不断积聚，最终对放射性燃料或者反应堆造成危害。

将水送入核心一般意味着水泵要由电力驱动。如果反应堆的供电被切断将会发生什么？

会有应急柴油发电机。也可以使用电池系统来使设备保持运转，而它们也为安全系统提供动力（安全系统通过冷却反应堆核心来防止熔毁）。这些都意味着要有一个具备纵深的安全体系。首先依靠网电。如果网电不再可用，就使用发电机，发电机要是有问题，就启用备用电池。而电池组通常能够在柴油发电机开始运转前保证电力供应。

反应堆熔解前有多长时间？

这要视核电站的情形而定。要看核电站是使用沸水反应器还是压水反应器。基本上，（两类反应器）都可以利用自然界的力量，比如对流。无论如何内部都存在一个冷却回路，因此总是会有些作用，因为热水上升而冷水相应被吸入。但这并不像直接泵入冷水那样有效。说得简单一点，在恢复正常的冷却系统前有很多个小时。但“很多个小时”到底是多少则无法确定。

但是通常都短于24个小时？

可以这么说。

最坏的情形是怎样的？

我们力求避免的是核心发生损害。一旦核心遭到破坏，接下来就会释放放射性物质，进入冷却剂，从而增加了反应堆内物质外泄的可能。

未能正常冷却的日本福岛第一核电站1号反应堆使用的是沸水反应器。这和使用压水反应器的反应堆在冷却方面有什么不同？

具体来说沸水反应器相当于一个蒸汽动力系统，不需要外部动力源。冷却反应堆产生的热量制造出的蒸汽已经足以驱动涡轮，使得用以冷却核心的泵运转。这一类系统正是用来抵御地震，能在灾害发生后继续运行。这是一个自给自足的系统，确实会使用电池组来进行控制，但也可以手动操作。所以，即使遭遇全面断电的状况——一点儿动力都没有了——也可以利用蒸汽泵来继续保持冷却。

除了水之外还有其他的冷却剂吗？

基本上水就足够了。反应堆的储水池会容纳一定量的水，在纯度和化学物质构成方面适用于反应堆核心。如果情况特殊，“普通水”也行。

为何核电站需要电力来进行冷却？

核反应堆是被设计来提供网电的。它们产生的电力远远大于自身系统运行需要的电力。在美国，作为一项基础设计，核电站实际上不是自身供电的。这种设计是故意为之，因为我们不愿意看到因为核电站发生问题导致失去自身用电的情况发生。因此，为电厂运行供电的主要手段是网电。对于美国的核电站来说，通常情况下，如果不能利用网电，就会被关闭。

什么情况下备用柴油发电机会故障？

老问题总是有可能发生。这就是为什么要准备多部柴油发电机。可能发电机自身没有问题，但配电系统或者电缆出现匹配问题，结果柴油发电机产生的能量不能被核电站使用。在这种情况下发电机是不会工作的。我们说柴油发电机故障的时候，并不一定说明是发电机自己出现了问题。

冷却一座核反应堆需要多长时间？

视乎设计情形而定。对这个问题最简明的回答是核管理委员会对紧急动力供应的法规要求，必须能保持一个月的应急动力。在可行的条件下，可以在几个小时内关闭一座核电站。然而热量仍然在提高。如果在任何时刻停止排出这些热量，它们都会重新积聚。应急冷却系统必须持续运行数个星期。

原文链接：科学美国人网站： How to Cool a Nuclear Reactor
本文已发表于 果壳网 环球科技观光团

大和民族临危不乱

http://www.zaobao.com/yl/sl110314_001.shtml

日本列岛三天前发生了导致本州岛移动了2.4米的里氏9.0级海底大地震，整个东部海岸线都受到大海啸不同程度的吞噬，尤其是重灾区宫城县，更是面目全非，惨不忍睹。

　　随着灾后清理工作的逐步展开，被证实罹难的死亡人数更是与日俱增，如今已经超过1400人。由于尚有千余人失踪，另有数万人生死不明，日本媒体估计这次地震和海啸造成的总遇难人数可能会超过万人。

　　大地震和大海啸带来的梦魇尚未过去，福岛第一核电站一号机组反应堆又发生了炉心燃料融化引起的爆炸事故，造成辐射外泄，遭受核辐射者人数多达190人。此外，三号机组反应堆也可能随时爆炸。另一方面，东北电力公司位于宫城县女川町的一座核电站，昨天也因核辐射超标而被宣布进入紧急状态。

　　显而易见，这场大地震给日本造成的破坏已经远远超过了1995年的阪神大地震。日本首相菅直人昨天形容这是日本自二战结束以来所遇到的最大危机，并下令自卫队派遣10万队员，全力营救日本大地震受困者。

　　面对如此巨大的危机，大和民族又是如何应对？值得关注与探讨。

　　首当其冲的日本灾民，家园被毁，骨肉离散，悲痛与绝望自是在所难免。然而，他们并不像其他国家的灾民那样惊慌失措，乱成一团，而是积极配合政府的安排，秩序井然地疏散。像去年初海地发生地震后，灾民四处掠夺的情况，在日本是无法想象的。

　　震后，日本社会也高度发挥了守望相助精神。商店店主不仅没有乘机抬高物价，或囤货居奇，反而是为民众免费提供食物、饮料及其他生活用品等等。连平日猖獗的日本黑帮，也开放各处事务所作为庇护中心，为灾民提供食宿。

　　此外，日本民众也没有因为灾难给生活构成了不便而怨天尤人。地震导致新干线停驶，东京的上班族顿时失去了平时依赖甚重的交通工具，他们或是选择慢慢步行几个小时回家，或是留在车站耐心等候恢复服务。有的乘客等了十多个小时才能上车，上了车也不争先恐后，而且还会给老人家让座。

　　日本社会同舟共济、从容应对灾难的表现，固然与这个自古以来就天灾频仍的樱花之国长期养成的民族性格不无关系，但更重要的是日本的国民教育。日本小孩子，从小就被父母和老师教导要遵守秩序，要敬老爱幼等等。换言之，这是日本高素质的国民教育在发挥作用。

　　此外，日本媒体对这场灾难事故的报道方式也可圈可点。在日本国营电视台NHK的新闻画面上，基本看不到灾民哭哭啼啼的煽情镜头，充分体现了尊重事实、客观报道的媒体自律精神。

还有一点值得称许的是，NHK在灾后陆续发布的海啸警告，除了日语以外，还以英语、华语、韩语和葡萄牙语轮流播出。以这四种外语播出海啸警告，说明NHK除了照顾到懂得英语和葡萄牙的在日外国人社群以外，也充分考虑到了在日华裔与韩裔。　　　此外，日本网民在灾难中表现出来的人道主义精神也十分感人。除了在网上互相安慰，互相激励外，他们还互相提醒，在避难途中如果遇到不懂日语的外国人，即使自己不懂英语，也要跟他们说“Hello! OK?”之类的简单英语，这将给他们很大的帮忙。相信有不少日本人就是这样做的。

1979年，美国哈佛大学教授傅高义的著作《日本第一：对美国的启示》出版之后，曾经掀起过一股“向日本学习”的热潮，后来随着日本经济的长期停滞，这股潮流就渐渐平息了。然而，从日本这次面对灾难的表现看，大和民族还是有不少优点值得世人借鉴与学习。　

印度人看中国：外表光鲜的可怜虫

http://article.yeeyan.org/view/192520/176238

去年夏天，我乘坐高铁穿越中国东部。接待我的人来自美中交流基金会，他刚刚访问过印度 - 我的祖国。他问我：“为什么印度城市的街上有那么多穷人？”我很吃惊，因为我一直在思考，为什么他的国家正好相反,中国城市里基本看不到穷人呢？

 外国游客谈到印度时，普遍认为随处可见穷人是一个很大的缺点。不过从对待穷人的角度考虑，这实际上是印度民主的真正表现。

 和印度城市相比，中国大城市很是可爱。仿佛自由化浪潮一朝袭来，他们瞬间就衣着光鲜、摆脱贫困；一夜间就能彻底忘记社会工业化过程中种种丑恶和苦难的经历。他们拥有优美的高速公路、时髦的购物商场、现代的高楼大厦。和北京上海的此番美景相比，纽约和华盛顿街头徘徊的无家可归者异常扎眼。

 和中国相比，自由化对印度城市的影响喜忧参半，巨大的发展和巨大的问题相伴而来。商场、地铁、高速公路纷纷出现，无处不在，和中国一样。不过，每座商场建成的同时也会出现一个贫民窟 - 通常就在商场旁边。印度人越来越富裕，不过从某些角度看来，他们的生活质量在恶化 - 快速城市化过程中涌现出的道路和其他建筑对印度人来说就像混凝土森林般让人呼吸困难。

 中国城市远比印度城市漂亮的一个重要原因就是，中国政府坚强有力的领导比印度民主提出了更合理的发展目标。中国政府有意识地重点建设城市基础设施，以支持中国出口主导型的现代化经济发展。每年在这上面的支出为人均116美元，比印度的6倍还多。

   中国塑造这些美景，依靠的还有黑暗的另一面。那就是中国通过所谓户口制度严格控制国内移民。户口使每个公民在出生时就被打上了“城里人“和”农村人“的烙印，可以称其为一种地域上的种族隔离制度。如果有人想把自己的户口迁出，一定要先获得官方许可，而这在目前几乎是不可能的。好吧，感谢中国城市工厂对廉价劳动力的需求，男人们可以付费获得许可。而妇女们，付费之外还要接受妊娠检查，为的是证明她们不是为了逃避计划生育。

 离开家乡进城以后，他们摇身一变，成了所谓的“流动人口”。他们的生活空间主要限于贫民区 - 游客看不到的地方。北京当局坚决对这些人口实行管制，甚至以控制不断上升的犯罪率为借口，对“流动人口”聚集区进行“封闭式管理” - 架设围栏、配备警卫，进入隔离区的每个人需接受身份检查。

   户口的作用不仅仅是限制迁移。不同户口类型者享受的社会服务也有天壤之别。进城务工农民和城市居民享受到的所有社会服务无缘，除非他们能将他们的临时户口转成永久城镇户口。这个很难。他们不能在城市公立学校入学，没有足够的医疗保险，得不到社会福利补助，甚至不能使用城市公交卡。农村户口者在城市生活如此困难，很多夫妻只能把孩子留给老家的爷爷奶奶抚养，家庭长期分离。

 中国坚决执行户口制度的同时，印度在其宪法中明确移民的自由，准许农村家庭自由迁移进城。进城以后，他们的社会福利也转由所在城市负责（虽然很少，包括补助配给和教育）。任何中国式的“封闭式管理”企图都会让活动家和反对派发起大规模的抗议活动，胆敢尝试的管理者可能因此倒台。这一切的结果就是印度城市中，移民无处不在，成为城市生活中密不可分的一部分。

 在很多方面，印度的进城农民都远远不如中国农民工。中国贫民区的饮用水、污水处理设施、住房等基础设施都远远超越印度贫民窟。更糟的是，认为外来农民占用城市道路和服务的思想在很多城市引发了排外活动。孟买一个暴力政党“大地之子”曾冲击贫民窟，迫使里面的人“滚回老家去”。
 
 但有一点，是中国农民工没有的：表决。印度每次选举前，政治家都会在贫民窟进行选民登记动员，所以本地居民针对他们的排斥政策很难获得政治支持。不过，只有城市的基础设施得到改善，他们的状况才会得到根本改观。为此，印度需要在十年内将基础设施建设支出从人均17美元提高到人均134美元，总计达到1.2万亿，是当前规划的两倍。

 印度的基础设施难题和中国面临的接收移民问题相比，简直不值一提。这是因为半个世纪的社会工程已经摧毁了中国的公民社会。恢复这个可不道路修复、电力再通那么简单。

 中国的传统社会中，养老问题主要依靠家庭。中国的独生子女政策让这一根基不再安全。印度没有这个问题，这要感谢印度的社会制度。70年代印度短时间实行强制绝育严格控制人口政策后，就被民主表决终止。所以，印度人大部分都是团结的大家庭结构，这是自由人权留给老年人的礼物。

 既然家庭的养老体系不再保险，老年移民就需要社会赡养。不过户口制度对他们说：不！如果中国不能缩小城镇户口和农村户口的福利差距，心怀不满且人口众多的农村人口很可能变成一个随时会爆炸的政治火药桶。反过来，中国要解决这个问题也不轻松，需要在2025年前把每年城市GDP的2.5%投入到新移民身上。这不仅意味着控制政府支出，特别是基础设施建设支出 - 房地产泡沫可能因此破灭，而在很多人眼里，这恰是中国经济高位运行的基底。还可能缩减当地中产阶级的户籍福利，转而惠及新移民。

 这两种对策都有极大的政治弊端，原因恰恰是中国缺乏一个 - 投票箱。所有的专政都有其野蛮的力量。只要经济馅饼在增大，就能看到这种力量。不过重新分配馅饼指望不上这种强大的野蛮力量。

 那么，中国和印度，前者摧毁了其公民社会，后者让其愈发繁荣。而前者还没有尝到这样做的苦果，当然后者也还没有得到回报。所以，当我们把视线对准这最脆弱的一面，也许，印度乱糟糟的民主社会可能还胜过中国的超理性专政。