自日本9.0级大地动诱发福岛核电站�；岳�，核走漏、核辐射、核清静、核恐慌……众多以“核”为要害词的讨论声浪，在人们心中卷起层层阴云，以致蜚语四起，甚而有人担心起杀绝性的核爆炸 。
借用日本作家村上春树作品《当我谈跑步时，我谈些什么》的书名，我们无妨自我发问，当我们谈论“核”时，我们事实谈些什么 ？原子核，对大大都人而言，依然既熟悉又生疏 。
日前，南开大学举行科普讲座，院士专家先后登台为学子和公众“科普解惑” 。
95岁高龄的中国科学院院士、南开大学教授申泮文登上讲坛，以“核辐射离我们有多远”为主题，以化学家的眼光和视角，深入浅出地先容核知识，并剖析福岛核电站�；械闹刂匾稍�，以期揭开包裹在“核”之上的神秘面纱 。
细说核裂变：细小反应的重大效应
申泮文从原子核裂变反应所需的基本元素铀提及 。铀是元素周期表中第92号元素，意味着铀原子核内有92个质子 。这个在自然界中能找到的最重元素，自然保存着三种同位素，占0.0056%的铀-234，0.718%的铀-235以及99.27%铀-238 。
第二次天下大战之前，在德国是情的奥地利女科学家迈特纳与其先生奥托·哈恩等人发明了原子核裂变反应，其中包括铀-235与一其中子相撞之后裂变为两个原子的征象 。
铀-235爆发裂变，必需吸收一个运动速率较慢的中子，让它逐步地“溜”到原子核中 。天生的铀-236不稳固，连忙就破碎成两个原子 。92号元素铀的破碎历程中，包括几个重大问题 。
首先，铀-235破碎成质子数之和为92的两个原子，酿成两种元素 。例如，可以破碎成钡（Ba，质子数56）和氪（Kr，质子数36）；氙（Xe， 质子数54）和锶（Sr，质子数38）；锑（Sb，质子数51）和铌（Nb，质子数41）；碘（I，质子数53）和钇（Y，质子数39）等等 。而这些元素的同位素，通常具有放射性，有的放射寿命很长，有的则较短 。媒体中提到的碘-131，就是裂变之后爆发的一种放射性很强的碘同位素，会对人体造成放射性污染 。
其次，裂变爆发的两个新原子核，其质量之和少于原来铀-235的原子核质量，质量亏损将转变为重大的能量 。遵照爱因斯坦的质能方程，其爆发的能量相当于化学反应热的百万倍 。由此，“裂变能”成为原子弹的基础，也是原子能裂变反应堆放热的依据 。
同时，在裂变反应中会爆发2到3个多余中子，经由一定控制，将其速率减慢后则又可以“钻进”铀-235原子核中 。这样一来，就将引发原子核破碎的“链式反应”，又叫“雪崩式反应” 。这同样是原子弹所必需的条件 。而对核电站而言，则需要控制中子，用控制质料“吃掉”中子以镌汰“链式反应”，从而爆发稳固的热量，这是原子能反应堆的基来源理 。
除此之外，核裂变反应中会爆发辐射，为了不让放射性裂变质料飞逸出来造成污染，因此核电站的整个反应堆都必需密闭 。
申泮文在讲座中提到，他对原子核裂变反应的关注，始于1945年8月美军在日本上空投下的两颗原子弹 。
原子弹的威力震惊了整个天下 。因核裂变反应的发明对人类爆发了重大影响，诺贝尔评奖委员会在1945年11月15日宣布，将1944年诺贝尔化学奖授予德国放射化学家和物理学家哈恩，而犹太人迈特纳则未获提名 。申泮文先容说，科学界没有遗忘迈特纳，1994年，国际纯粹化学与应用化学团结会通过决议，将第109号元素命名为Meitnerium，以纪念核物理学家迈特纳 。
拆解核电站：控制系统是要害
二战竣事之后，各国渐次最先对原子能清静使用的探索研究 。使用核裂变能量发电，是迄今最为主要的使用方法 。申泮文翻开一张“压水型原子裂变堆示意图”，诠释核电站的焦点结构部件及其运行原理 。
由清静壳包裹的燃料棒、控制棒、重水、冷凝器、水泵、蒸汽与冷热水循环系统等，组成反应堆的“核岛” 。
熔点高达2800摄氏度的二氧化铀经高温、高压熔接形成铀棒，作为核反应堆的燃料棒 。其中所含铀-235是经离心机等装置特殊提炼浓缩而成，二氧化铀仅占到整个铀燃料棒的3%到4% 。铀-235爆发核裂变反应，爆发核电站发电所需热量 。
在反应堆中，控制棒是“吃”中子的质料，通常由金属镉或者硼的合金制成，通过对中子的吸收来控制核裂变“链式反应”的速率，从而稳固释放“裂变能” 。在福岛核电站�；⒑�，日本方面通过直升机向反应堆喷水的同时喷撒硼酸，正是试图用硼自然吸收中子 。
核裂变爆发的能量需要被水吸收，从而转化为水蒸气携带的热能 。由此，燃料棒、控制棒和水，均被耐高压质料金属锆制成的外壳，密封在反应堆“核芯”内 。这样组成的一个“锅炉”，需要由控制棒使用机将水蒸气温度坚持在300摄氏度，实现自动定温控制 。另一方面，300摄氏度的水蒸气在密闭壳内爆发的压强将靠近86个大气压，这成为反应堆的危害之一 。
“压水堆”类型的核反应堆，水在其中充当传热介质以外，尚有一个主要作用是作为中子的“减速剂” 。中子与水中的氢原子质量相当，二者在碰撞中可以使得中子变慢，进而得以被铀-235吸收一连爆发链式核裂变 。
在自成系统的反应堆“核芯”之外，则是一整套由水泵控制的水循环系统，通过热量交流最终发动发电机发电 。水经由热交流器和冷凝器等装置，循环往复带走反应堆中一直爆发的“裂变能” 。
至此，控制棒在整个系统中施展着至关主要的作用 。核裂变反应增多导致温度升高时，控制棒自动伸入燃料棒之间吸收中子；而当温度降低，控制棒则自动拉出，以增多核裂变反应的爆发 。
申泮文说，在整个核反应堆系统中，放射性物质都被滞留在关闭清静壳内，以是核科学手艺专家以为核能为清洁能源是准确的 。
随后，申泮文指出整个核电站的系统中，保存着三个要害部位 。
首当其冲的要害，是控制棒的自动控制系统 。若是无法使用控制棒，中子会一直“繁衍”，一直的核裂变反应就会一连天生热量 。以是，控制棒是反应堆的“心脏” 。
其次，热量交流历程中，循环系统的两个水泵也是整个系统的要害 。申泮文形象地比喻到，若是两个水泵阻止事情，那就相当于人的“肠梗阻”，不可把热量载运出来，那就贫困了 。
剖析核�；喝魉膊蛔 爸凶釉旆础�
申泮文指出，核电站能否清静运行有三个方面的问题，一是科学手艺基础是否准确，二是规章制度是否严密，三是治理是否合理 。而在�；⒅�，则需要找准并实时扑救要害险情，以避免灾难的爆发 。
申泮文剖析说，地动爆发之后福岛市的电网瘫痪是引发核电站�；牡谝灰蛩� 。反应堆控制棒的自动操控系统和水泵，都要依赖电力发动，而地动引发停电之后，核电站的备用电机据称均被海啸冲垮 。直至地动爆发后的第九天，才最终接通电缆 。
核电站反应堆一直升高的温度，批注控制系统确实完全“失控” 。中子在一直“繁衍”，铀-235的核裂变反应也在一直举行；而另一方面，水循环系统遭到破损，使得热量无法从“核芯”中被带出 。
在这种情形下，申泮文指出最紧要的就是让中子“繁衍”阻止下来 。关于因停电而无法运转的自动装备，申泮文以为“通常自动化的工具，都应该有手动部分”，应该想步伐手动解决控制棒的使用，从而让中子不再天生 。
因停电导致的水泵无法事情则是另一个要害问题，这使得整个核电站的冷却系统失灵，无法将冷水注入循环系统 。“着实可以用柴油发念头发动马达，实验把冷水打进去 。”申泮文说，若是这个要领也无法实现，则说明在设计上保存缺陷 。
在申泮文看来，福岛的核�；涣季梦茨芙饩�，袒露出了许多手艺问题和治理问题 。他以为用飞机洒水等方法来处置惩罚，是不可解决“中子在内里造反的” 。
而关于爆发氢气爆炸的缘故原由，申泮文凭证自己掌握的有限资料剖析以为，从化学角度讲，随着温度的一直升高，1000摄氏度以上的水，就会自觉剖析为氢和氧 。加之金属氧化物和锆壳的催化作用，也降低了水的剖析温度 。同时，密封壳内的压力随温度升高而一直增强，因此有可能清静壳被爆出了一个小口，氢气随之外泄，在降温历程中与氧气自觉团结便会爆发爆炸 。
点评核恐慌：切勿“杞人忧天”
随着福岛核电站几台机组先后传出爆炸声，人们对爆发核走漏的担心也一直加重 � ？只徘樾鞯纳煺�，让部分地区公众泛起抢购碘片、碘酒、碘盐等行为 。
针对吃碘片可以防辐射的说法，申泮文强调这并不完全准确 。争抢碘片、碘盐等含碘商品的逻辑是，人的甲状腺需要碘，为了避免核裂变后爆发的碘-131这种放射性碘被人体吸收进入甲状腺中成为一个放射源，因此，可以服用碘片使得甲状腺中的碘抵达饱和，饱和之后，放射性的碘-131就无法进入人体 。
500克食盐中仅有15毫克碘化合物，要想通过吃盐的方法让甲状腺中的碘获得饱和，则需要吃6公斤盐 。“着实海水中的海带、鱼虾等水生生物都有碘，甚至海风中也有碘 。寻常的食物、空气、土壤中也都含碘 。”申泮文体现，我们人体内并不缺碘 。
申泮文强调说，碘仅仅是核裂变爆发的众多放射性元素中的一个，尚有锶和钡等其他元素同样具有放射性，若是被人体呼吸进入身体，有可能附着在骨头中成为放射源，云云一来造成的危险将会更为严重 。
关于人们因日本核�；⒌目只�，申泮文希望各人定心，切勿“杞人忧天” 。
他呼吁各人以此为鉴，希望我们的核电站以后越日本核�；凶芙崧睦萄�，团结专家一起研究剖析真正的问题泉源，并及早接纳防御步伐，阻止未来犯同样过失 。
申泮文在讲座最后体现，由于福岛核电站的许多现真相形尚不清朗，他只希望小我私家的剖析能够与各人交流意见，以使此次事务为我们的核电站生长留下镜鉴 。