給未來總統的物理課－核能源、全球暖化與太陽能（肝醣爆裂）

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…….

作者：肝醣爆裂（本文章由聚言時報授權提供）