首先是地震，震中位于日本东海岸附近的本州岛附近。海啸的额外恐怖紧随其后。现在全世界都在等待，紧急救援人员正试图阻止福岛第一核反应堆发生堆芯熔毁，该反应堆的壳体结构已经发生了爆炸。
美国东部标准时间3月12日下午1:30，美国核能专家召开了媒体电话会议。尽管各位参与者讨论了危机的政策影响，但物理学家肯·伯杰隆提供了有关反应堆实际损坏的大部分信息。
“反应堆分析师喜欢将潜在的反应堆事故分类，”伯杰隆说，他曾在新墨西哥州的桑迪亚国家实验室进行核反应堆事故模拟研究。“而日本发生的事故类型被称为全厂断电。这意味着外部交流电源的丧失——电力线路中断——随后是现场应急电源的故障——柴油发电机。这被认为是极不可能发生的，但全厂断电一直是几十年来人们非常关注的问题。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
“这种情况发生的概率很难计算，主要是由于所谓同因事故的可能性，即外部电源和现场电源的丧失是由同一原因造成的。在这种情况下，它是地震和海啸。所以我们处于未知领域，我们身处概率认为我们不应该处于的境地。我们希望所有防止放射性物质释放的屏障都不会失效。”
伯杰隆解释了核裂变电厂过热的基本原理。“燃料棒是包裹在[锆合金外壳]中的长铀棒。它们以圆柱形排列方式固定。水覆盖了所有这些。如果水位下降到燃料以下，那么温度就会开始升高，包壳破裂，释放出大量的裂变产物。最终，堆芯开始坍塌和熔化。这种情况在TMI[宾夕法尼亚州的三里岛]发生了很多，但压力容器没有失效。”
前美国核管理委员会（NRC）成员彼得·布拉德福德补充说：“另一件事是包壳，也就是管子的外层，在足够高的温度下会与水发生反应。这本质上是一种高速生锈，其中锆变成氧化锆，氢气被释放出来。而在大气中，氢气达到适当的浓度要么是易燃的，要么是爆炸性的。”
伯杰隆指出，“氢气燃烧不一定会发生在惰性——没有氧气——的安全壳内，但他们不得不排空安全壳，因为所有这些蒸汽导致压力正在升高。因此，氢气与蒸汽一起被排放出来，它进入到某个有氧气的区域或建筑物，爆炸就在那里发生。”
伯杰隆讨论了有问题的特定发电厂，通用电气设计的BWR Mark 1。“这是一个沸水反应堆。它是该国为商业反应堆开发的早期设计之一，在日本也被广泛使用。与其他反应堆相比，如果你查看美国核管理委员会的研究，根据计算，它的堆芯损坏频率相对较低。（这意味着燃料部分熔化的可能性。）部分原因在于它有更多种将水注入堆芯的方法。因此他们有很多选择，他们现在正在使用这些选项——例如，使用这些蒸汽驱动的涡轮机。运行这些蒸汽驱动的涡轮机不需要电力。但他们仍然需要电池电力来操作阀门和控制装置。”
“因此，就严重事故而言，沸水反应堆有一些优势。但缺点之一是，安全壳结构是一个灯泡状的钢壳，只有大约30或40英尺[9到12米]宽——钢很厚，但与TMI等大型干燥安全壳相比相对较小。它提供的反应堆事故的额外防御层不如TMI等安全壳。因此，人们非常担心，如果堆芯熔化，安全壳将无法幸存。如果安全壳不能幸存，我们就会面临最糟糕的情况。”
那么，最糟糕的情况是什么呢？“他们正在排气，以防止安全壳失效。但是，如果堆芯熔化，它将坍塌到反应堆容器的底部，可能会熔穿反应堆容器到安全壳地板上。它可能会像熔岩一样以熔池的形式蔓延到钢壳边缘并熔穿。这将导致安全壳在不到一天的时间内失效。它拥有比切尔诺贝利更好的安全壳系统是好事，但它不如该国大多数反应堆那么坚固。”
最后，伯杰隆总结了迄今为止的事件：“根据我们的了解，反应堆已经关闭，从所有控制棒都已插入的角度来说——这意味着不再发生核反应。但你必须担心的是堆芯中仍然存在的衰变热——这将持续许多天。”
“为了防止铀的衰变热熔化堆芯，你必须保持有水。而传统的水源，为水泵提供动力的电力已经失效。因此，他们正在使用一些非常不寻常的方法将水注入堆芯，他们正在使用蒸汽驱动的涡轮机——它们依靠反应堆本身产生的蒸汽运行。”
“但即使该系统也需要电池形式的电力。而电池的设计目的不是持续这么久，所以它们现在已经失效了。因此，我们不确切知道他们是如何将水送到堆芯的，也不知道他们是否给堆芯提供了足够的水。我们认为，由于铯的释放，堆芯至少在一段时间内已经暴露在水位之上，并且过热了。我们真正需要知道的是，他们能让水流动多久。而需要几天才能阻止堆芯熔化。”
“我认为，安全壳仍然完好无损。但如果堆芯熔化，这种冲击可能无法承受，安全壳将失效。如果这一切发生，则需要几天的时间。至关重要的是恢复交流电源。他们必须将交流电源恢复到工厂才能控制它。我相信他们正在努力。”