“核电站爆炸了！”“哇，三号机组也保不住了，爆了!”“天啊，二号机组也危在旦夕！”……日本特大地震发生之后，关于核电站的消息便源源不断，或真或假，让民众惴惴不安。

　　福岛核电站到底怎么了？

　　核电站里有什么？

　　反应余热难排走

　　三道屏障拱卫核燃料，裂变副产品有放射性

　　要解释福岛核电站的问题，必须从其结构说起。

　　福岛核电站的反应堆学名为“沸水反应堆”，简单地说，原理跟我们平时用的蒸汽机类似———核燃料对水进行加热，水沸腾后形成蒸汽，驱动汽轮机产生电流，然后蒸汽冷却后再回流重复加热。福岛的核燃料是氧化铀，被制作成小圆柱形状，密封放入一个用锆锡合金制成的长桶。这就是新闻里说的燃料棒。这些燃料棒会被组合为一个更大的单元，然后放入反应堆内，组成核反应堆核心。

　　根据国际惯例，核电站必须有“三道屏障”———锆锡合金外壳便是最内层的燃料包壳，用来将具有放射性的核燃料与世隔绝；在其外面有反应堆压力容器，类似于压力锅；而第三层，则是核岛安全壳———这是一个完全密封的壳，用坚固的钢和混凝土浇筑而成，壳壁足有90厘米厚，内衬6毫米厚的钢板，可以承受5个大气压。如果核心熔融，燃料包壳和压力容器爆裂甚至融化，这个安全壳可以装下融化了的燃料及其他一切。碗状设计可让融化的燃料向四周铺开，从而实现散热。

　　在这三层屏障之内，铀元素发生链式反应并产生大量热量。为了控制反应，核电内设“控制棒”———以吸收中子从而瞬间停止反应———但是，将“控制棒”插入后，核心依然在产生热量；而且在铀元素的核裂变过程产生的具有放射性的副产品，比如铯和碘同位素。它们在衰变过程中，也会产生热量，正常需要大约几天的时间，核心才能冷却下来。

　　反应余热难排走

　　海啸造成停电，引发极端情况

　　这次出问题的，就是这些余热。

　　当日本9.0级特大地震冲击核电站时，数秒内，自动装置会将“控制棒”就插入到核心内，链式反应即刻中止。而此时，冷却系统应该同时启动，带走余热。

　　根据核电站的设计，当核电站处于应急反应状态的时候，备用系统必须被设计为“外力停电状态”也能启动冷却泵运转。根据福岛核电站所属的东京电力公司公布的情况，在地震发生后的一小时内，一切情况都还平稳，其中一组柴油发电机已经启动，为冷却泵提供了所需的电力。

　　然而，海啸来了，摧毁了所有的柴油发电机组。“在设计核电站时，工程师们所遵循的一个哲学就是‘纵深防御’，这意味着你首先需要为了你能够想象到的最灾难的情况设计防卫措施，然后为了你觉得可能绝对不会发生的子系统故障设计方案，以确保即使这样的可能绝对不会发生的故障发生后，核电站依然可以安全。”科学家约瑟夫·奥伊曼博士撰文分析指出。而海啸摧毁所有柴油发电机组，令情况变得极端。

　　当柴油发电机组被海啸冲走后，反应堆操作员已切换到使用紧急电池。作为备用方案的备用方案，用于提供给冷却系统8个小时所需的电力，并且也确实完成了任务。

　　那么，8个小时后怎么办？当地电网已经被摧毁，柴油发电机组又被冲走，在没有办法的情况下，核电站工作人员通过卡车运来了移动式柴油发电机。“整个事件从这一刻起开始变得糟糕。”运来的柴油发电机无法连接到电站(因为接口不兼容)。所以当电池耗尽后，余热就无法再被带走。

　　泄漏放射性蒸汽

　　迄今为止，铀燃料依然受控

　　当情况一点一点恶化，福岛核电站最重要的任务是控制温度———锆锡合金燃料包壳的熔点约为2200摄氏度，一旦破损，后果不堪设想。为了保住第二层反应堆压力容器，唯一的选择就是释放压力。

　　反应堆共有11个用于释放压力的阀门，操作员开始通过不时旋松阀门来释放压力容器内的压力，此时，压力容器内的温度是550摄氏度。这就是关于“辐射泄漏”的报道开始的时刻———其实，释放压力的同时，伴随着第二类放射性物质(主要是氮-16和氩)，放射性氮元素和氩对人类健康没有威胁。

　　可是，更坏的情况出现了。就在旋松阀门的过程中，用于冷却的氢气造成爆炸。爆炸发生在核岛安全壳外，反应堆厂房内。反应堆厂房不具有隔绝放射性物质的功能带有铯和碘同位素的蒸汽泄漏到反应堆外。

　　不幸中的万幸是，铀燃料迄今为止依然是受控的，因为氧化铀的熔点在3000摄氏度。现在东京电力公司的努力方向，就是灌入海水以冷却核心。