作者:Richard A. Muller
譯者:蔡承志

很有趣的物理科普讀本,不用擔心,內文沒有數學算式(頂多腳註有),只是給讀者一些wholepicture的概念。世界總有各式各樣的預測,作者的總結是:物理學家不是政客,政客也不是物理學家。沒有人能掌控全盤,所以聰明人最好保持謙卑,承認別人的推斷不比自己武斷。如同作者所言,數據不會騙人的,但我們如何解讀這些數據,如何應對他們,卻是政治範疇,不是科學問題。
抄錄幾個我覺得有趣的議題。Part A 最近很潮的核議題
1. 核彈
所謂核彈是三種武器的統稱:鈾彈、鈽彈及氫彈。製造核彈無論以取得材料還是精密調控工序而言都很困難,故核擴散的風險很可能沒有我們想中那麼嚴重。北韓在06年舉行的試爆,很可能是一次失敗--破壞力太小了!2. 核能廠事故會像核彈般爆炸嗎?
不會。當然,他可以普通炸彈的方式爆炸。這是由於兩者使用的鈾料不同之故。
自然中開採的鈾由99.3%的鈾238及0.7%的鈾235組成。(鈾238比鈾235多出3顆中子。)鈾235被一枚自由中子擊中時,會像細胞般分裂成兩顆,並發射出兩枚中子。鈾238吸收中子後則不會放出中子。
製造核彈需要純鈾235。只要一顆中子,便能造成一顆鈾235分裂並發射2顆中子;這兩顆中子再擊中另外兩顆鈾235,放出4顆中子…..依此類推,連鎖核分裂以指數方式推進,發射可觀的能量。
核能發電站卻只用3%濃度的鈾235當燃料。鈾238一吸收中子便會把中子「鎖」在體內,中斷連鎖反應,BUT!與大小通吃的鈾235不一樣,鈾238難以吸收慢速中子,只會把他們反彈出去。設計師在反應爐內加入「緩和劑」--水或石墨--吸收中子能量,減緩其速度,使他們不被鈾238吸收,最終引發235裂變。核分裂的能量用以將水加熱成水蒸氣,推動渦輪,以動能發電。

如果冷卻系統出現問題--例如說,水流失了--中子無法減速,連鎖反應就會停止。但是反應爐心會越來越熱。如果設計時防護不足,高溫熔穿地面或天花板,幅射便會逃逸至外界。(福島核災中,地震海嘯把冷藏系統連同後備冷藏系統一並摧毀,造成爐心熔毀)如果在中子維持慢速的情況下出問題?中子速度受限,加上鈾235濃度太低,爆炸能力量始終有限,未至核彈程度。車諾比便是一個不幸的例子。

Pebble Bed Reactor前景看好,設計理念也相當安全。

3. 車諾比事故
車諾比使用的核電廠是溫度正回饋系統:反應爐增溫會提高連鎖反應。這被視為不良設計,不少核電反應爐採用負回饋系統。是次災難中,反應爐變熱,令核分裂連鎖反應也增強,同時用以冷卻系統的水爆發沸騰,蒸氣爆炸,幅射煙向上散布。更不幸的是,蘇聯沒有幫核電廠安裝安全罩
聯合國估計是次災難造成額外4000宗癌症。這當然很可怕,但這是不是史上最嚴重的事故?

1984年,印度博帕爾一座化學工廠氣爆,當場害死5000人,這宗事故卻無法像車諾比事故般成為Hallmark。人總是害怕未知事物,而幅射比起化學物質顯然更令人陌生。

4. 幅射會不會致癌?
會,幅射會造成一定的附加癌症案例。然而致癌度到底高到哪個程度,卻大多依賴假設。如果依照現行假設推斷,則比起吸煙引酒不運動,核災地區的幅射未必是Sigificant的因素。考量幅射與癌症時,別忘了1. 背景幅射比我們想像中大得多及2. 人體本來就有大概20%的患癌率。
針對廣島與長崎的研究發現,先天畸型的嬰兒並無顯著增加。(這份報告不涉及流產案例)三哩島事件島同樣沒有令居民患癌案例上升。

5. 核廢料
核廢料過了半衰期後,幅射已減半;過了幾個半衰期後,其幅射或許和背景幅射無異了。別忘了,鈾料躺在地底下時,同樣發出幅射。因此,要求確保核廢料100%無洩漏地存放一萬年,是不必要的。只要大概等值的風險乘危機--例如新鮮核廢料有萬份之一風險洩露,放了一個半衰期後變成5000份之一風險洩露--已是合理的核廢料處置方案。

Part B 其他

1. 全球暖化:即使不少案例誇大其辭(如,南極冰層減少其實與全球暖化無關;如果海水蒸發,大氣中水蒸氣濃度增加,在極地降雨化冰,冰層應增厚)Intergovernmental panel on climate change依舊認同「人類要為一部份暖化現象負責」有90%可能為真,近年氣溫升高純因自然氣候變動的可能只有5%。不確定性來自雲層:她們難以預計測量,對全球溫度的影響也不明。

2. 太陽照射在地表上帶來的能量比我們想像中大得多,令他不實用的只是太陽能電池的低功率。新型太陽能電池已在效率上有所改善,太陽能不盛行的真正原因是,化石燃料實在太便宜了。太陽能眾焦法前景看好。

3. 成天說化石燃料快用完了,是不是真的?對石油而言,或許是的。各國的煤礦卻足夠我們使用一個世紀。(對全球暖化而言這可是壞消息)

4. 豆知識:石油輸出國組織不光抬高油價,他還會恰當地壓低油價--因為油價升到某一高位時,便會出現大量發電的Alternatives…….