今天(2011/3/17)自由亞洲電臺普通話網站的頭條新聞是“日本大地震引核發電安全性憂慮”。其中引了一段我的話:
“美國亞利桑那大學物理學教授方勵之表示,中國應該汲取日本的教訓,在核電發展戰略和發展規劃上進行適當調整,特別是在核電廠的選址方面應該進行多方面評估。
“當然選址是很重要,因為反應堆這些東西只要出一件事情它的影響就相當大。所以一定要保證它根本就是萬無一失或者說出現狀況以後,能夠再可控。”
採訪記者可能知道我曾經從事過核反應堆理論研究,以為我如今還是內行。確實,我大學畢業後的第一個工作就是核反應堆理論研究。時間是1956年秋到 1957年夏,反右派運動開始。當時中國正準備建造第一個原子核反應堆。時間已過去半個多世紀,我早已不再是核反應堆內行。所以,在答記者問時,只說了一 個物理上尚還有把握的詞——可控,再可控。
略加解釋如下。
核反應堆裡的物理過程是所謂可控核反應。即其反應強弱大小可人為控制。其實不然,人為只能控制約95%,有5%是“不可控”的。一當出現狀況,我們只能關掉95%的功率,而有5%一時關不掉。就如一輛高速行進的汽車,一遇狀況,不給油,車引擎仍有5%功率。
5%的“不可控”來自所謂“衰變能”。核反應堆的能源95%來自U235裂變。自由中子打到U235,產生裂變,核能變熱能。沒有自由中子,U235的裂 變就停了。核反應堆的控制棒由鎘等構成,它專門消滅自由中子。所以,插入鎘棒,95%功率即shut down。但是U235裂變的產物一般仍是放射性的,有不斷的beta, alpha衰變, 也放射gamma線。衰變是不依賴於有沒有自由中子的。控制棒對其無效,所以是“不可控的”。只有等衰變能漸漸放完了,這5%功率才能慢慢減少。5%雖是 總功率中的一個小數,但其能量毀掉一個核反應堆綽綽有餘。所以,事故停堆以後,散熱系統仍必須有效地運轉,以控制“衰變能”產生的高溫。日本富島核電站的 問題好像就是未能有效地將“衰變能”產生的熱能及時傳走。
五十年代時就知道,傳熱設計,是反應堆的一個關鍵。對於發電用反應堆,傳熱問題尤其重要。為此,1957年初,我還專門去清華大學註冊,旁聽工程系的一門 傳熱學課(北大無此課)。聽了兩次,我就放棄了。一則,不聽課也可以看得懂;再則,其內容對核反應堆中傳熱問題無大用。教材是從前蘇聯翻譯過來的一本“傳 熱學”,是蘇聯發展重工業時代的傳熱學,沒有“衰變能”加熱等問題。1986年蘇聯契爾諾貝利發電站的事故,果然就是反應堆的傳熱系統出了大問題。
1956年創建的核反應堆理論組,屬於中國科學院及二機部,是中國核項目的一部分。該組位於北大核物理樓的第六層頂樓。故有人自稱六樓居士。這個小組共有十二個人,除黃祖洽一位30餘歲外,一律都是剛從北大物理系或其他大學物理系畢業的。
核反應堆的物理理論,早在四十年代就由費米(E.Fermi)等人奠定了基礎,五十年代時,已趨成熟。1955年,在日內瓦首次召開了國際和平利用原子能 大會,美蘇兩國公開了不少核秘密。因此,我們的工作,在物理理論上並沒有太多困難。困難的是數值計真。當時沒有計算機。最好的計算工具是電動計算器。電動 計算器也不多,不夠每人一臺。最常用的工具是中式算盤,每人都有一個。
我計算的內容之一是中子在輕水中的輸運(kinetics)。富島核電站用的就是輕水反應堆。以輕水為慢化劑的反應堆要用低度濃縮的鈾。濃縮度多少才合適?依賴於中子在輕水中的輸運,算……
還沒有算完,我就被作為5%“不可控”,開除出該組了。
□ 寄自美國