103.1946年：轻水反应堆

　　尤金·魏格纳（Eugene Wigner，1902—1995）

　　阿尔文·温伯格（Alvin Weinberg，1915—2006）

　　在船上使用的压水反应堆的图示。

　　“三位一体”核电站（1945年），球床核反应堆（1966年），电厂除尘器（1971年），切尔诺贝利（1986年），福岛核事故（2011年）

　　核燃料是革命性的。非常少量的燃料—―少于100吨—―就可以为一个城市提供一年的电而且不会产生空气污染物。发同样多的电，需要20000倍甚至更多的煤。

　　其基本思路非常简单，它的原理与核爆炸相同。当中子撞击铀—235原子的时候它发生分裂，产生热量。一个分裂的铀—235原子会产生三个新的中子，可能会发生一系列的连锁反应。如果允许这一过程不受控制，那么其连锁反应就会形成核弹。然而，如果加以控制，它就会成为一个强有力的、持续的热源。

　　工程师需要做的一切都是为了设计一个反应堆，使它可以在不熔化、不爆炸的情况下安全地获取核燃料的热量。最受欢迎的解决问题的方式是轻水反应堆。1946年，理论物理学家尤金·魏格纳和核物理学家阿尔文·温伯格提出并开发了现在我们知道的轻水反应堆。

　　首先，工程师需要一种安全承载燃料的方式，然后需要一种控制产热速率的方式。把浓缩铀颗粒充填的金属管排成阵列。为了控制产热，控制棒可以降低到燃烧棒之间，其中的材料会吸收中子。为了停止反应，所有的控制棒都要全部插入。

　　工程师还需要一个减速器—―使中子放慢速度，足以引起铀—235的分裂。他们选择水来达到这个目的，因为水也能以蒸汽的形式从反应中提取热量。

　　这看上去非常简单—―燃料棒、控制棒和水是必需的元素。那为什么核反应复杂而又昂贵？因为如果水停止流动，反应堆就会过热或熔化，可能会在其过程中对环境造成放射性的破坏。工程师尝试着将巨大的冗余量和安全性结合到一个核电厂中。■ 工程学之书