日本出事核反應堆與廣島原子彈的比較

有讀者說，廣島被原子彈炸過以後，也沒事嘛，幾個核反應堆算什麽？杞人憂天。

確實，廣島原爆之後第二年，爆心處地麵的草照樣生長，現在可能已經沒有任何痕跡了。那麽核反應堆比原子彈比如何呢？

廣島原子彈又稱“小男孩”，內裝60公斤鈾235（U235），當量為1萬3千噸TNT，也就是 5.4E13焦耳。長崎原子彈名叫“胖子”，內裝6.4公斤Pu239（鈈239），當量為2萬1千噸TNT，也就是8.8E13焦耳。小男孩與胖子加起來釋放能量為1.42E14焦耳。根據維基百科上的數據，廣島原爆死亡人數為9到16萬，長崎6到8萬。眾所周知，原爆後不久，日本軍國主義政府接受了波茨坦公告無條件投降--也就是任憑處置。原本還在亞洲各地、包括中國肆虐的日本侵略者都放下了武器。原子彈可能減少了中國幾百萬人的傷亡，更減少了上千萬日本人的傷亡（本來日本軍國主義者準備全民玉石俱焚）。因為這個原因，有人曾提議給下令施行核爆的杜魯門總統諾貝爾和平獎。可見任何武器、任何技術，看掌握在誰手裏。掌握在正義的一邊，就是人類的福音，和平的保障。掌握在錯誤的人手裏，可能就是災難。

那麽日本的幾個發生了氫氣爆炸的核反應堆與兩顆原子彈相比如何呢？目前已有四個反應堆發生初步爆炸，其正常運行時總輸出電力為2719兆瓦 （2719 * 1E6)，一天輸出的電能為 2719 * 1E6 * 24 * 3600 = 2.35E14 (焦耳），這個數字顯然已經超過那兩枚核彈的能量了。但是根據熱力學，我們知道，熱能轉化為機械能的最大效率被蒸汽溫度與冷卻水溫度限製，理想值也隻能到 （1 - T1/T2)。簡單說，日本這種類型的核電效率隻有30%多點，就算33%吧。因此，四個反應堆一天產生的熱能是 2.35E14/33% = 7E14。換言之，如果我們上述算術沒搞錯小數點位置，那麽四個反應堆一天釋放的能量是兩顆核彈的整整三倍 （7/2.35 ~ 3)。一年釋放的核能是兩顆核彈的1000多倍。

一般來說，商業反應堆裏一次注入三年所需的核燃料，好幾百噸（也就是幾十萬公斤）。所以，就蘊藏的核裂變能量而言，這四個日本核堆是兩顆核彈的3000多倍。如果單與廣島原子彈比較，四個核堆則是它的14300倍，1萬4千三百。

這麽多能量從哪來？這是因為當一個U235或者Pu239原子發生裂變（也就是一個原子核分裂）時，會釋放出200兆電子伏（2億電子伏）左右的能量。而化學反應隻能釋放這個能量的1億分之一。比如，兩個氫原子與氧結合生成水（如氫氣爆炸）隻能產生2.5電子伏的能量。這是一個一億倍的差別。

日本的反應堆中據說有的是使用鈈-鈾混合燃料。這種燃料中7%是鈈，0.7%的鈾235，餘下的基本是鈾238。相比之下，蘇聯切爾諾貝利核電站使用的燃料隻含2%的鈾235。鈈239 (Pu239)的半衰期隻有2萬4千年，放射出524萬電子伏的阿爾法粒子。而U235的半衰期為7億年。簡單的說，鈈239的放射性是鈾235的3萬多倍。

結論？讀者自己做吧。

注：科幻電影STAR TREK裏常見的光子魚雷 （Photon Torpedo)的能量為2.7E17焦耳，相當於9000萬噸TNT。