2011年4月16日 星期六

华尔街日报:中国货币政策谁说了算?

国国务院总理温家宝上月曾提醒说,通货膨胀就像一只老虎,如果放出来就很难再关进去。

然而中国政府“制伏”这只老虎的动作一直缓慢。周五发布的统计数据显示,中国3月份食品价格的年化涨幅接近12%,整体通胀率高达5.4%,是去年同期水平的两倍多。到目前为止,中国政府采取的抗通胀措施均是温和的,这些措施包括上周加息0.25%。

知情人士说,如果抗击通胀的战斗仅由中国央行说了算,在打响的时间上会有所提前。但中国抗通胀的过程十分复杂,这跟中国政府的复杂程度很是相像。

知情人士说,中国的货币政策,是各官僚机构、各种神秘莫测的委员会以及影响力隐蔽但却无处不在的共产党相互之间较量妥协的结果。没有哪个官员可以在这方面一人说了算,这使得其它主要国家几乎不可能与中国协调经济政策。

中国央行前顾问、经济学家余永定说:谁是中国的“贝南克”(Ben Bernanke)?答案是没有;重要决定都是集体做出的,所以可能会错过抗击通胀的最佳时机,因为决定须得到上级的批准,有时上面要耽搁很久之后才会给出“放行信号”。贝南克是美国联邦储备委员会(Federal Reserve)主席。

European Pressphoto Agency
北京露天市场的商贩.中国食品价格同比上涨近12%,加剧了人们对于通货膨胀的担忧.
过去十年,中国经济年均增长10%,这个世界上人口最多的国家因其经济政策发生了巨大改变。但如今,中国正面临自上世纪90年代以来最大的通胀威胁。中国领导人称控制物价飞涨是2011年经济工作的首要任务。

如果中国政府给经济降温的刹车踩得过猛,可能会扼杀经济增长,也会给已经受到日本地震和中东骚乱影响的全球经济带来潜在冲击。但如果中国任由通胀加剧,可能又不利于其国内消费者,还会给出口商和银行带来压力。

中国央行周四称,3月份金融机构的放贷速度超过2月份,远远大于分析师的预期,这是通胀可能加速的又一迹象。央行3月对3,000个银行业人士进行了调查,其中44%的人说,中国经济过热。

世界上大多数国家控制通胀的任务都由央行完成。中国人民银行是中国的央行,行长是63岁的改革派人物周小川。但和美联储、欧洲央行(European Central Bank)和其它主要国家的央行行长不同,周小川的汇报对象是中国的政治领导人,而前述行长则独立于政治领袖,他们因此可以采取不受欢迎的措施来抑制通胀。

中国官员说,其实中国央行在很多情况下对货币决策都不太了解,直到被上级领导通知才有所知悉,它也不过就是那些就是否应为抗击通胀而加息或上调人民币汇率而游说中国政府最高决策者的十几个部委中的一个而已。跟踪这一过程的经济学家说,很多情况下,央行的游说能力还不及那些代表自信满满出口商的部委和花钱无所顾忌的地方政府。

货币政策的制定过程艰辛而又充满政治意味,一些决定因此可被延误几个月。中国央行大约在去年6月就开始敦促紧缩货币政策,而中国直到去年11月才开始郑重其事地抗击通胀,此前通胀已创下两年来最大升幅。

其他某些国家的财政部和央行在私下场合表示不满,说他们无法与中国协调政策。这是因为中国央行和财政部负责人无法做出有约束力的决定,而更有影响力的官员又无法联系到,甚至有可能不为外国财金官员所知。

比如在2008年10月,全球金融系统承受极端压力的时候,美联储、英国央行(Bank of England)和欧洲央行(European Central Bank)一致同意降息。不久,没有参与这些磋商的中国官员也下调了利率,让美联储官员大感意外。

曾任奥巴马政府国家经济委员会主任的萨默斯(Lawrence Summers)说,完全独立的央行之不存在,是威权国家逻辑的必然结果。

为进一步理解中国的政策制定过程,美联储最近派出一位高级研究人员驻北京一个月,并邀请一位中国经济学家进驻美联储。

一些中国官员说,他们的经济管理制度是有效的。清华大学经济学家、央行货币政策委员会委员李稻葵说,在经济发展的现阶段,这套制度是必需的,因为它有助于在不同部委当中树立行动共识。部委之间存在竞争关系,它们可能会利用不同的工具来抗通胀。比如发改委说,它将通过提高农业产量、建设保障房来抗击食品和住房价格上涨。

李稻葵说,协调政策之利,大于追求不计后果的货币政策之弊。他说,如果央行独立且方向错误,就有可能导致不计后果的货币政策出笼。

Bloomberg News
央行行长周小川
央行行长周小川长期追求中国经济的进一步市场化。这使他在西方受宠,被看作中国的经济代表。

奥巴马前顾问萨默斯说,去年9月份他跟周小川在北京打了一场网球双打赛,当时两人之间并无拘束感。他们开玩笑地打赌,说中美之间的汇率将由胜者决定。结果萨默斯输了,要求再打一场。

不过在国内,周小川的美国朋友却有可能成了他在政治上的羁绊。中国网站上有过传言说,他马上就要被革职,甚至要逃往美国。央行曾经否认这些传言。周小川拒绝为本文接受采访。

在制定关键的货币政策决定时,周小川的权力是有限的。根据当前制度,利率或银行存款准备金率必须要由国务院常务会议批准。国务院常务会议由10人组成,以总理温家宝领头。

更加基本的货币问题和汇率政策,则是中共中央政治局常务委员会决定的。政治局常委由九人组成,以国家主席、党总书记胡锦涛为首。两个机构存在部分重叠,国务院常务会议有两名成员是政治局常委。

周小川不是国务院常务会议成员,也不是政治局常委,但据参与决策的人士说,他会在小规模会议中对这两个机构展开游说。这些人士说,央行还撰写决定部分议题的讨论文稿;通过月度数据分析和政策建议推行自己的立场;并召集外部学者在国内报纸上撰写评论文章以形成支持。

其他机构也做同样的事情,想方设法地影响政策。在制定利率决策时,央行有时候会跟地方政府、国家发展和改革委员会发生争执。发改委是中国权力最大的经济部门,由国家计划委员会演变而来,它希望把利率维持在低水平,以便能够为其新项目融资。

央行的汇率决策常常遭到商务部的反对,后者希望低估人民币币值,这样出口商在对外贸易中才会占有优势。

据知情人士透露,面对相互矛盾的建议时,温家宝通常会推迟决策,直到各部委达成一致。

据中国经济学家透露,因为其它部委的反对,中国人民银行花了数年时间才得到国务院批准,将货币政策委员会的学者数量从一个增加至三个。央行货币政策委员会并没有决策权。

有时,央行的意见无人理会,就像2008年秋天那样。据经济官员透露,当时央行曾告诫说,大规模的刺激计划必然会密集产生一批不良贷款,并最终导致通胀。

刺激性的消费和借贷令中国经济飞速发展。2009年全球大部分经济体陷入衰退之时,中国经济增速却高达约9%。但这也产生了具有潜在威胁的信贷激增现象。据新加坡国立大学(National University of Singapore)经济学家邓永恒介绍,国有银行贷款给国有企业,国有企业又将这些贷款投资在城镇住宅用地上。在过去两年,城市住房价格已经上涨了50%。

地震和海啸发生之前,日本央行官员曾小心翼翼地传阅几幅图表,图表上比较的是30年前日本飞涨的房地产指数和今天中国的地产指数,他们想知道中国经济是否是一个即将破裂的泡沫。

据知情人士透露,中国央行不得不加大游说力度,劝说中央政府和共产党将抗击通胀作为当务之急。在2010年年中,各自都有研究团队的国务院和中共中央政治局更担心可持续增长的问题,而不是控制通胀。他们担心全球经济将再次陷入衰退。

国务院随后又开始转变态度,去年6月再次将银行存款准备金率提高至危机发生前的水平,缩减银行可贷资金规模。但央行认为这还不够,建议将货币政策立场从“适度宽松”转向更为紧缩的级别。

在中国共产党内部,温家宝领头的中共中央财经领导小组(中共中央政治局领导经济工作的议事协调机构)也经常就经济形势展开讨论。据知情人士透露,虽然央行行长会和该小组碰头,但他对结果的影响能力有限。

去年10月通胀率升至4.4%,创下两年来的最大增幅,并在11月继续走高。大约在那个时候,美国和其它二十国集团成员国主张,中国政府应该加快人民币汇率的升值步伐来抗击通胀,因为这会降低进口成本。

央行抗击通胀的主张最终在共产党内部的辩论中占了上风。去年秋天的某个时候,政治局决定将货币政策立场从“适度宽松”转向“稳健”(这个决定直到12月3日才公布)。这支持了央行加息的看法,但最终的加息决策还是取决于国务院。

10月19日,中国近两年来首次加息。自11月10日以来,随着政治局对货币问题的讨论越来越激烈,中国又三次加息,并五次提高银行存款准备金率。

尽管如此,一年期基准贷款利率目前为6.31%,比中国推出刺激计划时整整低了一个百分点,穆迪经济学家Alastair Chan说这个利率水平“非常低”。

相比之下,增速不及中国的巴西将基准隔夜拆息利率定为11.75%,比中国一年期贷款利率高出约一倍。央行银行家一般认为,强硬的反通胀姿态应该是短期利率比通货膨胀率高出3%或4%。也就是说,在中国利率应该是约8%到9%。

共产党最新的政策公告表明,由于担心经济增长可能放缓,中国不会尽全力遏制通胀。政治局2月份宣布,宏观经济政策应该以预防经济增长出现大幅波动为目标,这是政治局强调增长的一种说法。

摩根士丹利(Morgan Stanley)中国首席经济学家王庆说,政治局实际上是宏观问题上的最高决策机构。相比之下,央行权力相对有限。

一些熟悉中国政府内部工作方式的人士说,制约央行的另一个因素是:由于央行行长周小川势力强大的早期盟友陆续退休或去世,周小川的政治影响力减弱。

周小川属于文革后进入政界的第一代技术官员。与中国很多高层领导一样,他也是工程师出身。上世纪80年代初他在清华大学做博士生时,构建了电脑模型来模拟取消价格控制可能带来的影响,进而获得了关注。

上世纪90年代和21世纪初,周小川受到中国两位政界高层人士的青睐。1989年至2002年担任中共中央总书记和国家主席的江泽民,江泽民年轻时被周小川的父亲招到工厂工作,后来成了周小川家的朋友。当时中国的二号人物、国务院总理朱镕基让周小川进入了自己的核心集团。

周小川努力改革中国的银行和证券业。2000年至2002年,他担任中国证监会主席,曾试图打击市场操纵。从1998年前后开始,他先后担任中国建设银行行长和央行行长,在改革中国大型国有银行方面发挥了重要作用。最终,中资银行向外国公司出售了少数股权,引发了中国公众的不满,他们说周小川是在卖国。

中国经济学家说,在2003年前江泽民和朱镕基退休后,周小川转向了另外一位政界教父、政治局资深常委黄菊。周小川的数位同事说,2007年黄菊因癌症去世后,周小川在政界影响力减弱。

这些人说,尽管2007年周小川成功连任央行行长,在官场之争中取胜却更加困难,他的仕途之路看起来是中止了。据一些认识周小川和温家宝的人士说,他与现总理温家宝的关系很疏远。周小川目前实际上是向一位曾经的同级王岐山汇报工作。王岐山是政治局委员,也负责银行业和金融事务。

北京一家投资公司负责人、周小川的长期顾问胡祖六(Fred Hu)说,周小川的改革措施和全球观可能影响了他的仕途发展。

2011年3月19日 星期六

做个黑乌鸦:坚定支持核电(微博集萃)


     2010年中国产煤32.4亿吨(不算进口1.69亿吨),其中超过20%用于发电。按照当年百万吨煤死亡率0.7人,20%煤产量发电计算,有453.6人死于煤电。还不算粉尘排放癌症死亡,硫排放酸雨和二氧化碳温室效应,并且煤燃烧的辐射甚至比核电站要强。中国每年煤电死亡,超过全世界所有核电事故死亡人数。


     停建核电站的结果,无非是更多的矿工死于矿井。朱镕基总理对切尔诺贝利核电站事故印象极深,在他任内没有批准一座核电站。结果2003~2004年电力紧张,煤矿疯狂增产,死亡百人以上的矿难频发。有些人之所以激烈的反对核电,不过是因为煤电死的是矿工,而核泄漏会威胁自己罢了。


      我之所以愤慨做黑乌鸦,是因为核泄漏至今不过是恐慌,而矿难却是眼睁睁的现实,火电厂造成的尘肺也是现实。切尔诺贝利的石墨堆早被淘汰了,辅导火电厂的沸水堆也被淘汰了。最简单从外形上看,中国的核电厂是圆筒状,加了安全壳的,即使发生极端事故,也只是报废成一个水泥疙瘩。


     用一个网友的比喻最为恰当,空难总是让人震惊,实际上车祸死亡千万倍于空难,但2009年全国有67759人死于车祸,当年无空难。我之所以把核电和矿难联系起来,因为现实中能源需求是增长的,能源替代方案可行性都很低,煤炭需求必然刺激价格和生产,矿难则无法避免。


     需要指出的是,核电真正造成的死亡,切尔诺贝利的28人并不是最多,而是铀矿开采造成的死亡,但和煤炭比绝非一个数量级。


     中国核电真正的危险在于运营管理人才的培养是否能跟上核电建设的步伐,培养出的新人在未来几年陆续投产的核电站能否认真遵守规则,这是政府和核电企业应该关注的重点。检省是必须的,停建确实绝对不可行的。









为什么不用担心日本的核电站(MIT)


核泄漏是这次日本大地震中的另一个附加危害,至于它的危害有多大,还是看一下Josef Oehmen 博士(其父在德国核工业具有深厚经验)如何说吧。



【果壳网编者按】这篇曾属于私人博客的文章,被MIT官方网站采用。原文地址有所更改,且文章中的一些内容经过了MIT一些专业人士的补充。尤其在核反应原理上,给出了比较详细的解释。本主题站会进一步跟进与此相关的内容。


我在这里写下这些文字,是为了让大家对在日本发生的事情——核反应堆的安全问题,感到放心。事态确实严重,但是已经在控制范围内。这篇东西很长!但是你读完之后,你会比世界上任何记者都明白核反应堆究竟是怎么回事。

核泄漏确实已经发生,但是在将来不会有任何显著的泄露。

“显著泄露”大概会是个什么程度?打个比方说,可能比你乘坐一趟长途飞行,或是喝下一杯产自本身具有高程度自然辐射地区的啤酒,所受到的辐射要多一些。

我读了自从地震发生以来的所有新闻报道。可以说几乎没有一篇是准确或是无误的(当然也可能是因为地震发生之后在日本的通讯问题)。关于“没有一篇是无误的” 我并不是指那些带有反核立场的采访,毕竟这在现在也挺常见的。我指的是其中大量的关于物理和自然规律的错误,及大量对于事实的错误解读——可能是因为写稿子的人本身并不了解核反应堆是如何建造和运营的。我读过一篇来自 CNN 的三页长度的报道,每一个段落都至少包含一个错误。

接下来我们会告诉大家一些关于核反应堆的基本原理,然后解释目前正在发生的是什么。

福岛核电站的反应堆属于“沸水反应堆”(Boiling Water Reactors),缩写 BWR。沸水反应堆和我们平时用的蒸汽压力锅类似。核燃料对水进行加热,水沸腾后汽化,然后蒸汽驱动汽轮机产生电流,然后蒸汽冷却后再次回到液态,然后再把这些水送回核燃料处进行加热。蒸汽压力锅内的温度通常大约是 250 摄氏度。

上文提到的核燃料就是氧化铀。氧化铀是一种熔点在 3000 摄氏度的陶瓷体。燃料被制作成小圆柱(想像一下就像乐高积木尺寸的小圆柱)。这些小圆柱被放入一个用锆锡合金(熔点 2200 摄氏度)制成的长桶,然后密封起来。这就是一个燃料棒(fuel rod)。然后这些燃料棒被放到一起组合为一个更大的单元,然后这些燃料单元被放入反应堆内。所有的这些,就是一个核反应堆核心(core)的内容。

锆锡合金外壳是第一层护罩,用来将具有放射性的核燃料与世隔绝。

然后核心被放入“压力仓”中,也就是我们之前提到的蒸汽压力锅的比喻。压力仓是第二层护罩。这是一个坚固结实的大锅,设计用于容纳一个温度可能达到数百摄氏度的核心。在核心降温措施恢复前,压力仓起到一定的保护作用。

一个核反应堆的所有的这些“硬件”——压力仓,各种管道,泵,冷却水,然后被封装到第三层护罩中。第三层护罩是一个完全密封的,用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。第三层护罩的设计,建造和测试只是为了一个目的:当核心完全熔融时,将其包裹在其中。为了实现这个目的,在压力仓(第二层护罩)的下方,铸造了一个非常巨大厚实的混凝土大碗,这一切都在第三层护罩的内部。这样的设计就像是为了“抓住核心”。如果核心熔融,压力仓爆裂(并且也最终融化的话),这个大碗就可以装下融化了的燃料及其他一切。这个大碗设计成让融化的燃料能够向四周铺开,从而实现散热。

在第三层护罩的周围包裹的是反应堆厂房。反应堆厂房是一个将各种风吹雨打挡住的外壳。(这也是在爆炸中被毁坏的部分,我们稍后再说)

核反应的一些基本原理

铀燃料通过核分裂产生热量。大的铀原子分裂成更小的原子,这样就产生热量及中子(构成原子的一种粒子)。当中子撞击另外一个铀原子时,就触发分裂,产生更多的中子并一直继续下去。这就是核裂变的链式反应。

而现在的情况时,当一堆燃料棒凑在一起时就会很快导致过热,然后在 45 分钟后就会导致燃料棒融化。但是值得指出的是,在核反应堆内的燃料棒是绝对不可能导致像原子弹那样的核爆炸的。制造一颗原子弹实际上是相当困难的(不信你们可以去问问伊朗)。当年切尔诺贝利的情况是,爆炸是由于大量的压力积攒,氢气爆炸然后摧毁了所有的护罩,然后将大量的融化的核心挥洒到了外界(就像一颗 “脏弹”)。这样的情况为什么在日本没有发生,及为什么不会发生,请继续看下面。

为了控制链式反应的发生,反应堆操作员会用到“控制棒”。控制棒可以吸收中子,从而瞬间停止链式反应。一个核反应堆是这样设计的:当一切正常运转时,所有的控制棒是不会用到的。冷却水会在核心产生热量的同时带走热量(并转化为蒸汽和电力),并且在常规的 250 摄氏度的运转温度下还有许多余地。

而挑战在于将控制棒插入并停止链式反应后,核心依然在产生热量。虽然铀元素的链式反应已经停止,但是在铀元素的核裂变过程中会产生一些具有放射性的副产品,比如铯和碘同位素,这些元素的放射性同位素会最终衰变为更小的原子,然后失去放射性。在这些元素的衰变过程中,也会产生热量。因为它们不会再从铀元素中产生(在控制棒插入之后铀元素就停止衰变了),所以它们的数量会越来越少,然后在衰变结束的过程中,大约几天时间内,核心就会最终冷却下来。

目前让人头痛的就是这些余热。

核反应堆内的第一类放射性物质就是燃料棒中的铀元素,及放射性副产物铯和碘同位素。这些物质都在燃料棒内部。

而除此之外,还存在第二类放射性物质,产生于燃料棒外部。而首先需要说明的是,这些外部的放射性物质的半衰期都非常短,这意味着它们会在很短的时间内衰变为没有放射性的物质。“很短”的意思就是几秒。所以即使这类放射性物质被释放到自然环境中,他们也是毫无危害的。为什么呢?因为大约就你在读完“R-A- D-I-O-N-U-C-L-I-D-E”的这几秒内,这类物质就衰变到完全不具有放射性了。这类放射性物质就是氮-16(N-16),也就是氮气(构成大气的气体之一)的具有放射性的同位素。另外就是一些稀有气体比如氩。但是这些物质是如何产生的呢?当铀原子裂变时,会产生一个中子。大部分的这些中子都会撞击到其他的铀原子由此链式反应就一直持续发生。但是其中的一些会离开燃料棒并撞击到水分子,或是冷却水中的空气。然后,一个不具有放射性的元素就会 “捕获”这个中子,并变得有放射性。而就如前文所述,在数秒内它就会衰变到它本来的面目。

上面所描述第二类的放射性物质在我们接下来要讨论的核泄露中非常重要。

福岛到底发生了什么

接下来我会试着去总结目前的主要事实。冲击核电站的地震的威力是核电站设计时所能承受的威力的五倍(里氏震级之间的放大倍数是对数关系,所以 8.9 级地震的威力是 8.2 级,即核电站的设计抗震威力的 5 倍,而不是 0.7 的差异)。所以我们首先为日本的工程技术水平喝彩,至少一切目前是保下来了。

当 8.9 级地震冲击核电站时,所有的反应堆就自动关闭了。在地震开始后的数秒内,控制棒就插入到了核心内,链式反应即刻中止。而此时,冷却系统就开始带走余热。这些余热相当于反应堆正常运转时产生的 3% 的热量。

地震摧毁了核反应堆的外部电力供应。而这是核反应堆能够遇到的最严重的故障之一,因此,在设计核反应堆的备用系统时,“电站停电”是一种被高度关注的可能性。因为核反应堆的冷却泵需要电力以维持运转。而反应堆关闭后,核电站本身就不能产生任何电力。

在地震发生后的一小时内一切情况是平稳的。为紧急情况而准备的多组柴油发电机中的一组启动,为冷却泵提供了所需的电力。然后海啸来了,比核电站设计时所预料的规模要更巨大的海啸,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“防卫深度”。这意味着你首先需要为了你能够想象到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。而一场巨大的摧毁所有柴油发电机组的海啸就是这样的一种极端情况。而所有的防卫的底线就是前面提到过的第三层护罩,将一切可能发生的最糟糕情况——控制棒插入或者未插入,核心融化或者未融化——容纳于其中。

当柴油发电机组被冲走后,反应堆操作员将反应堆切换到使用紧急电池。这些电池被设计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。

而在这 8 个小时内,需要为反应堆找到另外一种供电措施。当地的输电网络已经被地震摧毁。柴油发电机组也已经被海啸冲走。所以最后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。

在这个点上反应堆操作员开始按照“冷却失灵”的紧急预案进行处理。这是“防卫深度”中的更进一层。理论上供电系统不至于彻底失效,但是现实如此,所以操作员们只能退到“防卫深度”中更进一层。这一切,无论对我们看起来多么不可思议,但却是反应堆操作员的培训的一部分——从日常运营到控制一个要融化的核心。

于是在这个时候外界开始谈论可能发生的核心熔融。因为到了最后,如果冷却系统无法恢复,核心就一定会融化(在几个小时或是几天内),然后最后一层防线——第三层护罩及护罩内的大碗,就将经受考验。

但是此时最重要的任务是在核心持续升温时控制住,并且确保第一层护罩(燃料棒的锆锡合金外壳),及第二层护罩(压力仓)能够保持完整并尽可能多工作一段时间,从而让工程师们能够有足够的时间修好冷却系统。

既然让核心冷却是那么重要的事情,因此反应堆内实际上有多个冷却系统(反应堆给水清洁系统,衰变降温系统,反应堆核心隔离冷却系统,备用水冷系统,及紧急核心冷却系统)。而究竟哪一个失效了或是没有失效在此时无法得知。

所以想像一下,一个在炉子上的压力锅,持续地,慢慢地在进行加热。操作员在采取各种手段去消除其中的热量,但是锅内的压力在持续上升。于是当务之急是保住第一层护罩(熔点为 2200 摄氏度的锆锡合金),及第二层护罩——压力仓。而为了保住第二层护罩,其中的压力就需要时不时进行释放。因为在紧急时刻进行压力释放是一件重要的事,所以反应堆共有 11 个用于释放压力的阀门。操作员开始通过时不时地旋松阀门来释放压力仓内的压力。此时压力仓内的温度是 550 摄氏度。

这就是关于“辐射泄露”的报道开始的时刻。我在上文中解释了为什么释放压力的同时实际上会释放第二类放射性物质(主要是 N-16 和氩),及为什么这样做其实毫无危险。放射性氮元素和氩对于人类健康没有威胁。

而就在旋松阀门的过程中,发生了爆炸。爆炸发生在第三层护罩外部,反应堆厂房内。反应堆厂房不具有隔绝放射性物质的功能。虽然目前并不清楚到底发生了什么,但是这是一个很有可能的场景:操作员决定让压力仓内的蒸汽释放到厂房内,而不是直接到厂房外部(这样可以让放射性元素有更长的时间用于衰变)。而问题在于,由于核心内的高温,水分子会分解为氧和氢——一种易爆混合气体,于是也确实在第三层护罩外爆炸了。历史上也曾发生过一次类似的爆炸,不过是在压力仓内(因为压力仓没有设计好并且操作失误),进而导致了切尔诺贝利事件。而福岛核电站不会有这样的问题。氢氧混合气体是在设计核电站时需要考虑的一个巨大问题,因此反应堆在建造时就考虑到了不能让这样的爆炸发生护罩内部。如果在护罩外部爆炸了,虽然也不是设想中的状况但是可以接受,因为即使爆炸了也不会对护罩产生影响。

因此在阀门旋送时,压力得以控制。而现在的问题时,如果水在一直沸腾的话,那么水位就会持续下降。核心大概被几米深的水覆盖,使得其能够在空气中暴露前坚持几个小时或几天。而一旦没有水覆盖,那么暴露的燃料棒就会在 45 分钟后达到其 2200 摄氏度的熔点。而这样就会导致第一层护罩,燃料棒的锆锡合金外壳融化。

而这样的事情正在开始发生。冷却系统无法在燃料棒开始融化前恢复运转,不过燃料棒中的核燃料此时依然是完好的,但是包裹燃料的锆锡合金外壳已经开始融化。而目前正在发生的,就是一些铯和碘同位素开始随着释放出来的蒸汽,泄露到反应堆外。最严重的问题——铀燃料,目前依然是受控的,因为氧化铀的熔点在 3000 摄氏度。目前已经确认的是,检测到有一部分铯和碘同位素随着蒸汽泄露到了大气中。

这似乎是一个启动“B 计划”的信号。通过在大气中检测到的铯和碘同位素,操作员可以确认某一根燃料棒的外壳(第一层护罩)已经存在破损。“A 计划”在于恢复某个常规冷却系统。为什么这个计划失败目前并不清楚,而一种可能性是海啸冲走或是污染了所有用于冷却系统的纯净水。

用于冷却系统的给水是非常纯净的,去除了所有矿物质的水。使用纯净水的原因在于:纯净水很大程度上不会被激活,因此可以保持相对无辐射。而如果是脏水,那么更容易捕获中子,进而变得更加具有放射性。这不会影响到核心——因为核心不会被冷却水影响。但是会使得操作员更难处理这些具有轻度放射性的活化水。

但是“计划 A”失败了——系统无法冷却,并且也没有额外的纯净水。因此“计划 B”被启动。而这就是目前正在发生的:

为了避免核心融化,操作员开始使用海水来冷却核心。我不是十分清楚,他们是用海水浸泡住压力仓(第二层护罩),还是淹住反应堆外壳(第三层护罩)。不过这个不是我们现在要讨论的。

要点在于核燃料现在确实已经冷却下来了。因为链式反应早就已经停止,所以目前只有非常少量的余热在产生。已经使用了的大量冷却水可以带走这些余热。因为是注入了大量的水,所以目前核心已经无法再产生足够的热量去大幅度提升压力。并且,海水中加入了硼酸。硼酸是一种“液体控制棒”。无论在发生什么样的衰变,硼都可以捕获产生的中子并进一步加速核心的冷却。

福岛核电站曾经十分接近核心融化。但是目前最坏的情况已经被避免:如果没有将海水注入,那么操作员就只能继续旋松阀门以释放压力。第三层护罩必须完全密封,以避免其中发生的核心融化泄露出任何的放射性物质,然后会经过一段等待期,等待护罩内的裂变副产品完成衰变,所有的放射性粒子会附着在护罩内壁。冷却系统最终会被恢复,融化的核心也会冷却至一个可控的温度。护罩内部会被清理。然后需要做一项棘手肮脏的事情——将融化了核心移出,将凝固了的燃料棒及燃料一块一块地装入运输装置,然后运送到核废料处理厂进行处理。根据损坏状况,核电站的这块区域需要进行修理或是彻底拆除。

那么,目前留给我们的是什么呢?我的总结:

核电站会回到安全状态并始终安全

日本处于第 4 级别 INES 核紧急状态:核电站内事故。这对于拥有电站的公司是件糟糕事情,对其他人来说没什么影响。

在释放压力时同时释放了一些放射性物质。包括非常小剂量的铯和碘同位素。如果在释放时你正好坐在出口上,那么你可能需要考虑戒烟使得你的期望寿命值回归从前。这些铯和碘同位素会被带入海水,然后就不会再检测得到。

第一层护罩出现了一些损坏,意味着一定数量的铯和碘同位素也被释放到了冷却水中,但是不会有铀或是其他什么脏东西(因为氧化铀不溶于水)。在第三层护罩内有用于净化水的装置,这些具有放射性的铯和碘同位素会在那里被去除并且存储为核废料。

用于冷却的海水会在一定程度上被活化。但是因为控制棒已经完全插入,所以链式反应是不会发生的。这就意味着“主要的”核反应没有发生,因此也就不会加剧海水的活化。链式反应过程的副产物(铯和碘同位素)在这个阶段也基本上消失殆尽。这进一步减轻了海水的活化。因此最坏情况就是:用于冷却的海水中会具有一定程度的放射性,但是这些海水也同样会经由内部净化装置进行处理。

最终会用正常的冷却水取代海水。

反应堆核心会需要进行拆除并运到处理厂,就像通常的燃料更换一样。

燃料棒和整个核电站需要进行彻底安全检查,以避免潜在的危险。这通常需要 4 到 5 年。

全日本的核电站的安全防护会进行升级,以确保他们可以抵抗住九级地震及随之而来的海啸(甚至更糟糕的情况)。

我认为更显著的问题是随后的全国供电。日本的 55 座反应堆中的 11 座已经全部关闭并等待进行检查,这直接减少全国 20% 的核电电力,而全国 30% 的电力靠核电供应。我目前还没有去考虑国内其他核电站可能发生的事故。短缺的电力会需要依靠天然气发电站供应,而这些电站通常只是在供电高峰时用于应急。我不是十分清楚日本国内的石油,天然气和煤矿的能源供应链,及港口,炼油厂,存储及运输网络在此次地震中遭受了怎样的损失。这些都会导致电费增加,及用电高峰和重建时的电力短缺。

而这一切只是更大的问题的一部分。灾后应急需要解决避难所,饮用水,食物,医疗,运输,通讯设施等一系列问题,当然也包括电力供应。在一个供应链倾斜的时代,所有的这些领域中我们都会遇到挑战。