防止核輻射知識.doc

防止核輻射知識（宣傳資料）什么是核輻射？放射性物質以波或微粒形式發(fā)射出的一種能量就叫核輻射，核爆炸和核事故都有核輻射。核輻射主要是、三種射線： 射線是氦核，只要用一張紙就能擋住，但吸入體內危害大； 射線是電子，皮膚沾上后燒傷明顯。這兩種射線由于穿透力小，影響距離比較近，只要輻射源不進入體內，影響不會太大； 射線的穿透力很強，是一種波長很短的電磁波。y輻射和X射線相似，能穿透人體和建筑物，危害距離遠。宇宙、自然界能產(chǎn)生放射性的物質不少，但危害都不太大，只有核爆炸或核電站事故泄漏的放射性物質才能大范圍地對人員造成傷亡。電磁波是很常見的輻射，對人體的影響主要由功率(與場強有關)和頻率決定。如果暴露在核輻射中，身體能立即感受到什么感覺嗎？當你暴露于核輻射環(huán)境下，你可能會得輻射病。這種病是有癥狀的。幾小時內你就會感到惡心嘔吐，隨后會出現(xiàn)腹瀉、頭痛或發(fā)燒等癥狀。在最初的癥狀過去之后，可能會出現(xiàn)一個短暫的無癥狀期，但數(shù)周后就會出現(xiàn)新的、更嚴重的癥狀。輻射對人體造成的傷害能治愈嗎？雖然輻射可能對人體造成損傷，但如果劑量不高，機體可以通過自身的代謝過程對受損傷的細胞或局部組織進行修復。這種修復作用程度的大小，既與原初損傷的程度有關，又可能因個體間的差異而有所不同。輻射對人體健康有何種危害？暴露于電離輻射可能會增加患癌癥的風險。對原子彈爆炸幸存者、接受放射診療的病人、職業(yè)受照人群以及前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故受照人群的輻射流行病學研究表明，在全身輻射劑量低于100毫西弗(mSv)時，未發(fā)現(xiàn)明顯的輻射致癌效應。對日本原子彈爆炸幸存者的調查研究表明，在遭受輻射后數(shù)年里，患白血病的風險增加；10年后患癌癥的風險增加。輻射可能對人體造成的長期影響是什么？輻射對人體健康的長期影響最嚴重的方面是它會引發(fā)癌癥。一般而言，一個正常的細胞一旦到了其壽命，它會“自殺”，從而死亡，給新生的細胞讓路。而當細胞喪失了這種“自殺”功能時，癌癥便發(fā)生了。這種細胞變得“永生不老”，持續(xù)進行細胞分裂增殖，失去控制。面對輻射污染，兒童是否面臨更大的風險？從某種意義上來說，是的。這是因為兒童的生長更為迅速，細胞分裂也更加頻繁，細胞在對損傷進行自動修復時也就有更大的幾率出現(xiàn)錯誤，從而導致嚴重后果。在1986年烏克蘭切爾諾貝利核電站事件發(fā)生之后，聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織注意到當?shù)氐膬和技谞钕侔┑谋壤霈F(xiàn)顯著上升。吃碘藥對預防核輻射管用嗎？碘片不能保護來自于體外的放射性和被身體吸收的除碘以外的放射性物質。碘甲狀腺阻斷在多數(shù)場合應與其他防護措施，比如隱蔽待于室內、關閉門窗等綜合使用。與此同時，碘片的服用要根據(jù)政府的指示，只有政府在評估事故狀態(tài)以后才能決定是否需要服用碘片。不能僅憑個人主觀臆斷或因恐懼而擅自服用。核電站安全嗎核能發(fā)電是目前核能和平利用的最主要的方式。在正常運行情況下，核電站對周圍公眾產(chǎn)生的輻射劑量對人們并不構成任何危險。在我國，國家核安全法規(guī)要求核電站在正常運行工況下對周圍居民產(chǎn)生的年輻射劑量不得超過0.25毫希，而核電站實際產(chǎn)生的輻射劑量遠遠低于這個限值。衛(wèi)生部詳解核與輻射事故后如何進行醫(yī)學應急發(fā)生核與輻射事故后的首要任務是限制輻射暴露的發(fā)生。主要通過疏散或隱蔽受影響人口，減少放射性煙云沉降的影響。根據(jù)大氣中放射性物質的釋放量和當時的氣象條件，例如風向和降水等，并依據(jù)爆炸的中心范圍，國家將會確定在多大半徑范圍內應采取緊急隱蔽防護措施。 不應擅自服用碘片市民應避免恐慌，及時收聽廣播或收看電視，在可能有放射性污染存在的情況下，待在室內。碘片的服用要根據(jù)政府的指示，只有政府在評估事故狀態(tài)以后才能決定是否需要服用碘片。不能僅憑個人主觀臆斷或因恐懼而擅自服用。 如何應急避險核輻射應急狀態(tài)下為避免或減少工作人員和公眾可能接受的核輻射劑量可采取一定的應急防護措施，如隱蔽、撤離、服碘防護、通道控制、食物和飲水控制、去污，以及臨時避遷、永久再定居等。 日本核泄漏近期不會影響我國環(huán)境保護部(國家核安全局)3月15日16時發(fā)布了全國省會城市和部分地級市輻射環(huán)境自動監(jiān)測站實時連續(xù)空氣吸收劑量率監(jiān)測值，結果表明，我國輻射環(huán)境水平未受到日本核電事故的影響。總體上說目前日本的核安全狀況很嚴重，但是，考慮到其與我國距離較遠，而且根據(jù)目前的氣象條件，近期輻射不會擴散到我國。 日本發(fā)生核輻射 對中國將會有什么影響？在日本一號機組之后，二號機組的放射性要比一號機組高出許多，那么對于中國來講，會有什么影響呢？做一個最壞的估計，以15日東京探測到的0.1至0.8微希(這樣的劑量大致和天然本底輻射相當)計算，事故距東京的距離為200公里，距中國的距離保守以1000公里計算，我們接受的劑量為5萬分之一毫希左右，占時間平均后的天然本底的5%左右。這個劑量相當于今天大氣層薄了一些，多入射了5%的宇宙射線，或者相當于你在飛機上喝小一杯果汁時間內接受到的高空宇宙射線劑量。當然，考慮到風向和核素本身的衰變，結果還不會有如上保守估計的數(shù)值之多。 美國博士科普核安全:為什么我不擔心日本核電站2011年03月15日09:18東方早報編者按：日本核泄漏事故發(fā)生后，美國麻省理工學院科技政策與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心的博士Josef Oehmen撰寫了一篇題為“為什么我不擔心日本的核電站”的文章，以相對通俗的話語解釋了核安全問題，在網(wǎng)絡上流傳甚廣。不過，因為其主業(yè)為“供應鏈危機管理”(supply chain risk management)研究，因此文章的一些觀點也引起了部分讀者的質疑?？l(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。我在這里寫下這些文字，是為了讓大家對在日本發(fā)生的事情核反應堆的安全問題，感到放心。事態(tài)確實嚴重，但是已經(jīng)在控制范圍內。這篇東西很長！但是你讀完之后，你會比世界上任何記者都明白核反應堆究竟是怎么回事。核泄漏確實已經(jīng)發(fā)生，但是在將來不會有任何顯著的泄漏?！帮@著泄漏”大概會是個什么程度？打個比方說，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道?？梢哉f幾乎沒有一篇是準確或是無誤的(當然也可能是因為地震發(fā)生之后在日本的通訊問題)。關于“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于物理和自然規(guī)律的錯誤，及大量對于事實的錯誤解讀可能是因為寫稿子的人本身并不了解核反應堆是如何建造和運營的。我讀過一篇來自CNN的3頁長度的報道，每一個段落都至少包含一個錯誤。接下來我們會告訴大家一些關于核反應堆的基本原理，然后解釋目前正在發(fā)生的是什么。福島核電站的反應堆屬于“沸水反應堆”(Boiling Water Reactors)，縮寫B(tài)WR。沸水反應堆和我們平時用的蒸汽壓力鍋類似。核燃料對水進行加熱，水沸騰后汽化，然后蒸汽驅動汽輪機產(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行加熱。蒸汽壓力鍋內的溫度通常大約是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用鋯錫合金(熔點2200攝氏度)制成的長桶，然后密封起來。這就是一個燃料棒(fuel rod)。然后這些燃料棒被放到一起組合為一個更大的單元，接著這些燃料單元被放入反應堆內。所有的這些，就是一個核反應堆核心(core)的內容。鋯錫合金外殼是第一層護罩，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罩。這是一個堅固結實的大鍋，設計用于容納一個溫度可能達到數(shù)百攝氏度的核心。在核心降溫措施恢復前，壓力容器起到一定的保護作用。一個核反應堆的所有的這些“硬件”壓力容器，各種管道，泵，冷卻水，被封裝到第三層護罩中。第三層護罩是一個完全密封的，用最堅固的鋼和混凝土制成的非常厚的球體。第三層護罩的設計，建造和測試只是為了一個目的：當核心完全熔融時，將其包裹在其中。為了實現(xiàn)這個目的，在壓力容器(第二層護罩)的下方，鑄造了一個非常巨大厚實的混凝土大碗，這一切都在第三層護罩的內部。這樣的設計就像是為了“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)，這個大碗就可以裝下融化了的燃料及其他一切。這個大碗設計成讓融化的燃料能夠向四周鋪開，從而實現(xiàn)散熱。在第三層護罩的周圍包裹的是反應堆廠房。反應堆廠房是一個將各種風吹雨打擋住的外殼(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號機確實是通用電氣的Mark I型沸水堆。新聞里露出鋼筋的部分是最外部的廠房，里面的安全殼應該沒事。核反應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(構成原子的一種粒子)。當中子撞擊另外一個鈾原子時，就觸發(fā)分裂，產(chǎn)生更多的中子并一直繼續(xù)下去。這就是核裂變的鏈式反應。 而現(xiàn)在的情況是，當一堆燃料棒湊在一起時就會很快導致過熱，然后在45分鐘后就會導致燃料棒融化。但是值得指出的是，在核反應堆內的燃料棒是絕對不可能導致像原子彈那樣的核爆炸的。制造一顆原子彈實際上是相當困難的(不信你們可以去問問伊朗)。當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，及為什么不會發(fā)生，請繼續(xù)看下面。為了控制鏈式反應的發(fā)生，反應堆操作員會用到“控制棒”。控制棒可以吸收中子，從而瞬間停止鏈式反應。一個核反應堆是這樣設計的：當一切正常運轉時，所有的控制棒是不會用到的。冷卻水會在核心產(chǎn)生熱量的同時帶走熱量(并轉化為蒸汽和電力)，并且在常規(guī)的250攝氏度的運轉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式反應后，核心依然在產(chǎn)生熱量。雖然鈾元素的鏈式反應已經(jīng)停止，但是在鈾元素的核裂變過程中會產(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最終衰變?yōu)楦〉脑?，然后失去放射性。在這些元素的衰變過程中，也會產(chǎn)生熱量。因為它們不會再從鈾元素中產(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)量會越來越少，然后在衰變結束的過程中，大約幾天時間內，核心就會最終冷卻下來。目前讓人頭痛的就是這些余熱。實如此，所以操作員們只能退到“縱深防御”中更進一層。這一切，無論我們看起來多么不可思議，但卻是反應堆操作員的培訓的一部分從日常運營到控制一個要融化的核心。于是在這個時候外界開始談論可能發(fā)生的核心熔融。因為到了最后，如果冷卻系統(tǒng)無法恢復，核心就一定會融化(在幾個小時或是幾天內)，然后最后一層防線第三層護罩及護罩內的大碗，就將經(jīng)受考驗。但是此時最重要的任務是在核心持續(xù)升溫時控制住，并且確保第一層護罩(燃料棒的鋯錫合金外殼)，及第二層護罩(壓力容器)能夠保持完整并盡可能多工作一段時間，從而讓工程師們能夠有足夠的時間修好冷卻系統(tǒng)。既然讓核心冷卻是那么重要的事情，因此反應堆內實際上有多個冷卻系統(tǒng)(反應堆給水清潔系統(tǒng)，衰變降溫系統(tǒng)，反應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))。而究竟哪一個失效了或是沒有失效在此時無法得知。所以想像一下，一個在爐子上的壓力鍋，持續(xù)地，慢慢地在進行加熱。操作員在采取各種手段去消除其中的熱量，但是鍋內的壓力在持續(xù)上升。于是當務之急是保住第一層護罩(熔點為2200攝氏度的鋯錫合金)，及第二層護罩壓力容器。而為了保住第二層護罩，其中的壓力就需要時不時進行釋放。因為在緊急時刻進行壓力釋放是一件重要的事，所以反應堆共有11個用于釋放壓力的閥門。操作員開始通過時不時地旋松閥門來釋放壓力容器內的壓力。此時壓力容器內的溫度是550攝氏度。這就是關于“輻射泄漏”的報道開始的時刻。我在上文中解釋了為什么釋放壓力的同時實際上會釋放第二類放射性物質(主要是N-16和氬)，及為什么這樣做其實毫無危險。放射性氮元素和氬對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)生在第三層護罩外部，反應堆廠房內。反應堆廠房不具有隔絕放射性物質的功能。雖然目前并不清楚到底發(fā)生了什么，但是這是一個很有可能的場景：操作員決定讓壓力容器內的蒸汽釋放到廠房內，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間用于衰變)。而問題在于，由于核心內的高溫，水分子會分解為氧和氫一種易爆混合氣體，于是也確實在第三層護罩外爆炸了。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(因為壓力容器沒有設計好并且操作失誤)，進而導致了切爾諾貝利事件。而福島核電站不會有這樣的問題。氫氧混合氣體是在設計核電站時需要考慮的一個巨大問題，因此反應堆在建造時就考慮到了不能讓這樣的爆炸發(fā)生在護罩內部。如果在護罩外部爆炸了，雖然也不是設想中的狀況但是可以接受，因為即使爆炸了也不會對護罩產(chǎn)生影響。因此，在閥門被旋松時，壓力得以控制。而現(xiàn)在的問題時，如果水一直沸騰的話，那么水位就會持續(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持幾個小時或幾天。而一旦沒有水覆蓋，那么暴露的燃料棒就會在45分鐘后達到其2200攝氏度的熔點。而這樣就會導致第一層護罩，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運轉，不過燃料棒中的核燃料此時依然是完好的，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，泄漏到反應堆外。最嚴重的問題鈾燃料，目前依然是受控的，因為氧化鈾的熔點在 3000攝氏度。目前已經(jīng)確認的是，檢測到有一部分銫和碘同位素隨著蒸汽泄漏到了大氣中。這似乎是一個啟動“B計劃”的信號。通過在大氣中檢測到的銫和碘同位素，操作員可以確認某一根燃料棒的外殼(第一層護罩)已經(jīng)存在破損?！癆計劃”在于恢復某個常規(guī)冷卻系統(tǒng)。為什么這個計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，去除了所有礦物質的水。使用純凈水的原因在于：純凈水很大程度上不會被激活，因此可以保持相對無輻射。而如果是臟水，那么更容易捕獲中子，進而變得更加具有放射性。這不會影響到核心因為核心不會被冷卻水影響。但是會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計劃”被啟動。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(第二層護罩)，還是淹住反應堆外殼(第三層護罩)。不過這個不是我們現(xiàn)在要討論的。要點在于核燃料現(xiàn)在確實已經(jīng)冷卻下來了。因為鏈式反應早就已經(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。因為是注入了大量的水，所以目前核心已經(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，然后會經(jīng)過一段等待期，等待護罩內的裂變副產(chǎn)品完成衰變，所有的放射性粒子會附著在護罩內壁。冷卻系統(tǒng)最終會被恢復，融化的核心也會冷卻至一個可控的溫度。護罩內部會被清理。然后需要做一項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輸裝置，運送到核廢料處理廠進行處理。根據(jù)損壞狀況，核電站的這塊區(qū)域需要進行修理或是徹底拆除。核反應堆內的第一類放射性物質就是燃料棒中的鈾元素，及放射性副產(chǎn)物銫和碘同位素。這些物質都在燃料棒內部。而除此之外，還存在第二類放射性物質，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的半衰期都非常短，這意味著它們會在很短的時間內衰變?yōu)闆]有放射性的物質。“很短”的意思就是幾秒。所以即使這類放射性物質被釋放到自然環(huán)境中，它們也是毫無危害的。為什么呢？因為大約就在你讀完“R-A-D-I-O-N-U-C-L-I-D-E”的這幾秒內，這類物質就衰變到完全不具有放射性了。這類放射性物質就是氮-16(N-16)，也就是氮氣(構成大氣的氣體之一)的具有放射性的同位素。另外就是一些稀有氣體比如氬。但是這些物質是如何產(chǎn)生的呢？當鈾原子裂變時，會產(chǎn)生一個中子。大部分的這些中子都會撞擊到其他的鈾原子，由此鏈式反應就一直持續(xù)發(fā)生。但是其中的一些會離開燃料棒并撞擊到水分子，或是冷卻水中的空氣。然后，一個不具有放射性的元素就會“捕獲”這個中子，并變得有放射性。而就如前文所述，在數(shù)秒內它就會衰變到它本來的面目。上面所描述第二類的放射性物質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試著去總結目前的主要事實。沖擊核電站的地震的威力是核電站設計時所能承受的威力的五倍(里氏震級之間的放大倍數(shù)是對數(shù)關系，所以8.9級地震的威力是8.2級，即核電站的設計抗震威力的5倍，而不是0.7的差異)。所以我們首先為日本的工程技術水平喝彩，至少一切目前是保下來了。當8.9級地震沖擊核電站時，所有的反應堆就自動關閉了。在地震開始后的數(shù)秒內，控制棒就插入到了核心內，鏈式反應即刻中止。而此時，冷卻系統(tǒng)就開始帶走余熱。這些余熱相當于反應堆正常運轉時產(chǎn)生的3%的熱量。地震摧毀了核反應堆的外部電力供應。而這是核反應堆能夠遇到的最嚴重的故障之一，因此，在設計核反應堆的備用系統(tǒng)時，“電站停電”是一種被高度關注的可能性。因為核反應堆的冷卻泵需要電力以維持運轉。而反應堆關閉后，核電站本身就不能產(chǎn)生任何電力。在地震發(fā)生后的一小時內一切情況是平穩(wěn)的。為緊急情況而準備的多組柴油發(fā)電機中的一組啟動，為冷卻泵提供了所需的電力。然后海嘯來了，比核電站設計時所預料的規(guī)模要更巨大的海嘯，摧毀了所有的柴油發(fā)電機組。在設計核電站時，工程師們所遵循的一個哲學就是“縱深防御”。這意味著你首先需要為了你能夠想象到最災難的情況設計防衛(wèi)措施，然后為了你覺得可能絕對不會發(fā)生的子系統(tǒng)故障設計方案，以確保即使這樣的可能絕對不會發(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。當柴油發(fā)電機組被沖走后，反應堆操作員將反應堆切換到使用緊急電池。這些電池被設計為備用方案的備用方案，用于提供給冷卻系統(tǒng)8個小時所需的電力，并且也確實完成了任務。而在這八個小時內，需要為反應堆找到另外一種供電措施。當?shù)氐妮旊娋W(wǎng)絡已經(jīng)被地震摧毀。柴油發(fā)電機組也已經(jīng)被海嘯沖走。所以最后通過卡車運來了移動式柴油發(fā)電機。整個事件從這一刻起開始變得糟糕。運來的柴油發(fā)電機無法連接到電站(因為接口不兼容)。所以當電池耗盡后，余熱就無法再被帶走。在這個點上反應堆操作員開始按照“冷卻失靈”的緊急預案進行處理。這是“縱深防御”中的更進一層。理論上供電系統(tǒng)不至于徹底失效，但是現(xiàn)實如此，所以操作員們只能退到“縱深防御”中更進一層。這一切，無論我們看起來多么不可思議，但卻是反應堆操作員的培訓的一部分從日常運營到控制一個要融化的核心。于是在這個時候外界開始談論可能發(fā)生的核心熔融。因為到了最后，如果冷卻系統(tǒng)無法恢復，核心就一定會融化(在幾個小時或是幾天內)，然后最后一層防線第三層護罩及護罩內的大碗，就將經(jīng)受考驗。但是此時最重要的任務是在核心持續(xù)升溫時控制住，并且確保第一層護罩(燃料棒的鋯錫合金外殼)，及第二層護罩(壓力容器)能夠保持完整并盡可能多工作一段時間，從而讓工程師們能夠有足夠的時間修好冷卻系統(tǒng)。既然讓核心冷卻是那么重要的事情，因此反應堆內實際上有多個冷卻系統(tǒng)(反應堆給水清潔系統(tǒng)，衰變降溫系統(tǒng)，反應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))。而究竟哪一個失效了或是沒有失效在此時無法得知。所以想像一下，一個在爐子上的壓力鍋，持續(xù)地，慢慢地在進行加熱。操作員在采取各種手段去消除其中的熱量，但是鍋內的壓力在持續(xù)上升。于是當務之急是保住第一層護罩(熔點為2200攝氏度的鋯錫合金)，及第二層護罩壓力容器。而為了保住第二層護罩，其中的壓力就需要時不時進行釋放。因為在緊急時刻進行壓力釋放是一件重要的事，所以反應堆共有11個用于釋放壓力的閥門。操作員開始通過時不時地旋松閥門來釋放壓力容器內的壓力。此時壓力容器內的溫度是550攝氏度。這就是關于“輻射泄漏”的報道開始的時刻。我在上文中解釋了為什么釋放壓力的同時實際上會釋放第二類放射性物質(主要是N-16和氬)，及為什么這樣做其實毫無危險。放射性氮元素和氬對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)生在第三層護罩外部，反應堆廠房內。反應堆廠房不具有隔絕放射性物質的功能。雖然目前并不清楚到底發(fā)生了什么，但是這是一個很有可能的場景：操作員決定讓壓力容器內的蒸汽釋放到廠房內，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間用于衰變)。而問題在于，由于核心內的高溫，水分子會分解為氧和氫一種易爆混合氣體，于是也確實在第三層護罩外爆炸了。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(因為壓力容器沒有設計好并且操作失誤)，進而導致了切爾諾貝利事件。而福島核電站不會有這樣的問題。氫氧混合氣體是在設計核電站時需要考慮的一個巨大問題，因此反應堆在建造時就考慮到了不能讓這樣的爆炸發(fā)生在護罩內部。如果在護罩外部爆炸了，雖然也不是設想中的狀況但是可以接受，因為即使爆炸了也不會對護罩產(chǎn)生影響。因此，在閥門被旋松時，壓力得以控制。而現(xiàn)在的問題時，如果水一直沸騰的話，那么水位就會持續(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持幾個小時或幾天。而一旦沒有水覆蓋，那么暴露的燃料棒就會在45分鐘后達到其2200攝氏度的熔點。而這樣就會導致第一層護罩，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運轉，不過燃料棒中的核燃料此時依然是完好的，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，泄漏到反應堆外。最嚴重的問題鈾燃料，目前依然是受控的，因為氧化鈾的熔點在 3000攝氏度。目前已經(jīng)確認的是，檢測到有一部分銫和碘同位素隨著蒸汽泄漏到了大氣中。這似乎是一個啟動“B計劃”的信號。通過在大氣中檢測到的銫和碘同位素，操作員可以確認某一根燃料棒的外殼(第一層護罩)已經(jīng)存在破損?！癆計劃”在于恢復某個常規(guī)冷卻系統(tǒng)。為什么這個計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，去除了所有礦物質的水。使用純凈水的原因在于：純凈水很大程度上不會被激活，因此可以保持相對無輻射。而如果是臟水，那么更容易捕獲中子，進而變得更加具有放射性。這不會影響到核心因為核心不會被冷卻水影響。但是會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計劃”被啟動。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(第二層護罩)，還是淹住反應堆外殼(第三層護罩)。不過這個不是我們現(xiàn)在要討論的。要點在于核燃料現(xiàn)在確實已經(jīng)冷卻下來了。因為鏈式反應早就已經(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。因為是注入了大量的水，所以目前核心已經(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。第三層護罩必須完全密封，以避免