哈利波特之赫敏与威克多尔的信

渺渺的神迹

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第二十三章 黑魔法与核武器(7-13)

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【7】来自赫敏

亲爱的威克多尔:

是的,除了军事用途,我没有想到原子弹还有什么用途。不过,核反应却有另一个重要的用途,也就是核电站。

我也能用核电站的例子,反驳你“每个人都有权学习黑魔法”的观点。

我承认,黑魔法曾经真的有用,或许现在也有用。但它实在难以驾驭,并不能简单地理解为“高级的魔法”。

因为从表面上看,核电站也全然是一种“好”的应用。

很多核能发电站,也会和原子弹采用相同的原料,那就是铀矿。关键的区别就是,原子弹的铀纯度更高,所以反应很剧烈。但是核电站的铀纯度较低,核反应就会很温和、可控。

即使这样,核电站还是会发生意想不到的事故。例如,1986年,乌克兰的切尔诺贝利核电站的事故。

要解释这个事故,就要把核能发电的原理说的很清楚。

今天时间有限,我只能先和你说下事故的结果——31人(其中大部分是救火救援的消防员)因事故造成的核辐射当场死亡,320万人受到超过人体正常能承受的辐射量,其中有17万在事故发生后十年内死亡。

所以,我认为核反应和黑魔法本身就很危险,绝不能仅仅因为非常有用,就被所有人了解和使用。

赫敏

【8】来自威克多尔

亲爱的赫敏:

很遗憾麻瓜界有这么悲惨的事情发生。

乌克兰距离保加利亚很近,我大概知道这件事,但是不知道它的影响有这么大。

如果有可能,你能给我详细讲讲是怎么回事吗?我真的很好奇。就用那个,手上掉下石子的例子,我就能明白。

而且,我很迫切的想知道,这件事和黑魔法有什么关系?

威克多尔

【9】来自赫敏

亲爱的威克多尔:

事故的发生原因很复杂,我必须要从发电站的原理说起——我知道,巫师都不太了解电。

因此,我就要和你解释三件事:第一,发电的原材料是什么?

电不是凭空制造的,而是由其他能量转换而来。

在麻瓜的世界里,最常用的就是火力发电:燃烧煤,产生热量,再把这种热量转化为电。

烧煤能产生热量,这很好理解。但热量怎么能转化为电呢?这就要用到“汽轮机”和“发电机”两个装置。

第二个概念,什么是发电机?

最简单的发电机,只要转动手柄,就能发电。这与“电磁感应”有关。为了避免这封信变成一篇物理学笔记,简单的说,电磁感应就是:一块磁铁,加上一个会转动的东西,就能产生电。

那么,第三个问题,只要摇就行了,为什么还要“汽轮机”?

因为手摇太累了,蒸汽会让一切变得很轻松。你知道,烧开的水能让壶盖跳起来,因为蒸汽有推动力。

在汽轮机中,蒸汽可以推动一个“风车”旋转,进而带动发电机旋转,就能发电。

希望我写到这里,你没有睡着。

烧煤可以把水烧开,而核反应也会源源不断地产生热量,把水变成蒸汽。

蒸汽必须不多不少,刚好能推动发电装置,但是又不会一次太多,导致装置无法承受这样的压力,发生爆炸。

赫敏

【10】来自威克多尔

亲爱的赫敏:

我大概懂你的意思了。总之,核电站能把水变成蒸汽,再用蒸汽推动发电装置。

来吧,让我猜一猜,如果核电站发生爆炸,肯定是因为核反应没有控制好,本来应该一点点掉下来的石子,变成了一下全都掉下来了。然后,温度就太高了,蒸汽也就太多了,就导致爆炸了,是吗?

我猜的很宽泛,请你告诉我,我没有猜错,对吧。

威克多尔

【11】来自赫敏

亲爱的威克多尔:

你太厉害了,简单的说就是这样。

假如中子是石子,它在反应堆中就是最关键的、也是最需要控制的东西。假设手是从上到下排列的,一共有100层,那么我要让石子一点点掉下来。我可以在每一层手,或者每几层手之间,放一个渔网,让石子慢点掉下来。

在石墨反应堆中,石墨就是这样的渔网。中子穿过石墨时,速度会变慢,使反应安全可控。

但是这个世界有太多未知的事物,石墨减速并不是人们想象的那么简单。

简单的说,在切尔诺贝利核电站,由于核电站设计缺陷和操作员的疏忽,诸多不利因素叠加,导致石墨减速没有正常进行。

核反应彻底失控,温度过高,在短时间内产生了很多的蒸汽,导致反应堆屋顶被炸开了。放射性的物质迅速进入大气,污染了很多个国家。

除此之外,当时消防员并不知道这种事故是致命的,附近的居民也并没有及时疏散。

赫敏

【12】来自威克多尔:

亲爱的赫敏:

现在轮到我困惑了,你解释了一些,但是又好像什么也没解释!

所以你提到了设计缺陷,以及操作失误,究竟是怎么回事?

我完全理解了你之前焦急的心情,现在请务必一次性把这件事解释清楚。

威克多尔

【13】来自赫敏

亲爱的威克多尔:

上次我说到,在核电站中,铀和石墨是间隔排列的,就像手和手之间有渔网。

但是渔网并不是永远放在那个位置上——因为,在装置启动的初期,反应还非常微弱。如果想要启动系统,就必须先去掉一部分的渔网。

操作员为了提高系统启动的速度,把几乎所有的渔网都去掉了。

在事故发生前,操作员已经发现了反应堆失控,曾试图插回“渔网”,但是由于反应堆的温度过高,“渔网”的设计没有考虑到反应堆温度过高的情形,所以“渔网”刚插入一半,就卡住插不进去了,不但没有减缓反应,反而使反应变得更加剧烈。

除此之外,屋顶本来应该用加厚的混凝土保护,以防反应堆出现问题时,污染物进入大气。

但实际上,为了节约成本以及方便加入核燃料,屋顶只是有简化的设计,使得核电站蒸汽爆炸后,放射性物质立刻进入了大气,空气中的氧气也因此进入了反应堆,导致剧烈的燃烧。

一开始人们也没有意识到事故的严重性,而且为了降低居民的恐慌,隐藏了事件的部分事实,使很多人错过了最佳的逃生时机。

如果想要细说,有一些东西我也弄不太明白,但是以上就是事情的大概了。

赫敏

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