PDF《16 十万个为甚麽（新视野版） 灾难与防护 I》

11 年 后毅然回国,全身心地投入了原 子能事业的开创.他发现了重原 子核的三分裂和四分裂现象,并 对三分裂机制作了合理解释,深 化了对裂变反应的认识.他是中 国原子能事业的主要奠基人,被 誉为 「中国原子能科学之父」 、 「中国两弹之父」 . 日本福岛核电站为甚麽会爆炸? 海啸破坏了核反应堆的冷却系统.

010 日本福岛 「3? 11」 核事故到底是怎麽回事?核电站已经停止 工作了,为甚麽还会发生爆炸?让我们回顾一下事件的前因后 果. 福岛核电站是

20 世纪

70 年代初建造的沸水堆,其工作原理 是利用核燃料裂变产生的大量的热量对水加热,让水蒸气带动汽 轮机发电.这类核电站建造简单而且热效率高,但却存在一个致 命的问题:当核反应堆停止工作后,核燃料的衰变还会持续产生 大量的热,这些热量必须用冷却系统带走,否则热量越积越多, 高温会使核燃料熔化,后果将是灾难性的. 所谓能源结构,是在全部生产或 者消费的能源总量中,各品种能 源所占的百分比.中国能源结构 的主要问题,就是煤炭占有的比 例太大. 增润知识 见 《能源与环境 I》 跨学科连线 调整能源结构 通识

37 为甚麽海冰破坏力巨大? 海冰可产生很大的推力、撞击力和膨胀力.

027 巨型客轮 「铁达尼号」在大西洋撞上冰山船毁人亡, 这场海难是

20 世纪由海冰造成的最大灾难之一.为甚麽 海冰拥有如此巨大而可怕的破坏力呢? 首先,海冰在风和海流的作用下会产生推力,这是 海冰破坏力的主要形式.有些海上建筑在冰冻时会倒在海 里,就是海冰巨大推力造成的.海冰融化时的风险更大, 大量浮冰会破坏作业船舶及海上建筑,对船舶的安全航行 也有很大威胁. 其次,漂浮在大洋上的巨大冰块和冰山具有巨大的撞击力, 其力量的大小与冰块的大小和流速有关.比如一块

6 平方公里大、 1.5 米厚的大冰块,在流速不太大的情况下,撞击力就可以达到

4000 吨, 足以把石油平台等大型海上工程建筑撞翻.

1969 年中国渤海特大冰封期间,流冰摧毁了全钢结构 的 「海二井」 石油平台.这个石油平台由

15 根直径 0.85 米的锰钢圆筒柱桩支撑,这些柱桩深入海 底28 米,异常坚固,却被强大的流冰摧毁、撞翻.流冰还割断了重

500 吨的 「海一井」 平台支座的 全部钢缆,由此造成了一次特大海上事故. 除了撞击力,海冰对港口和海上船舶的破坏力,还包括海冰膨胀时造成的 「胀压力」 .我们都 见过水的反常膨胀,在4℃以下,随着温度下降,水的体积反而会增大.瓶子中的水结冰后,往往 可以把瓶子胀裂就是这个道理.海水也有这个反常特性,一般以 -2℃为分界,气温再下降就会引 起海冰的体积膨胀.当海水温度降到 -1.5℃,

1000 米长的海冰就能膨胀 0.45 米.海冰的膨胀力十 分惊人,能把被冰冻住的船体挤压变形,使船舱破裂进水,甚至破坏港口、码头和海上的军事设 施. 此外,温度越低,海冰的抗压强度就越大;

而 新冰又比老冰的抗压强度大.

1969 年渤海特大冰封 时,为解救被冰封的船只,空军曾在

60 厘米厚的堆 积冰层上投放

30 公斤炸药进行爆破,都没能把冰层 炸破. 海冰的隐蔽性也是造成破坏的重要原因.冰的密 度为 0.9 克/厘米

3 ,大约相当於海水密度的 90% . 一座在海面上漂浮的冰山如果有