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Lentis/原子时代乐观主义:1930 年代 - 1960 年代

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1934 年发现核裂变引发了人们对核技术能力的爆炸性兴趣。从 1930 年代到 1960 年代,原子时代的许多决定性时刻都围绕着核武器使用的悲剧以及美国和苏联之间的核军备竞赛展开。然而,原子时代期间的乐观主义也导致了许多用于核技术的和平民用开发。

物理学家恩里科·费米在 1934 年用中子轰击铀时发现了核裂变。此后不久,科学界对裂变核反应的兴趣激增,美国和欧洲的大学开始进行进一步的研究。在第二次世界大战前夕和战争期间,核研究主要集中在防御武器的开发上[1]。第二次世界大战的威胁以及德国赢得开发核武器竞赛的可能性说服了许多早期的核科学家在美国推动武器开发。物理学家利奥·西拉德和尤金·维格纳会见了阿尔伯特·爱因斯坦,并起草了一封给罗斯福总统的信,敦促迅速加强对核过程的研究,并获取铀储备。这封信于 1939 年 10 月送达,罗斯福任命了一个铀咨询委员会,该委员会获得了少量资金,并开始为堆的制造获取铀和石墨(一种中子速度调节剂)[2]。然而,在科学界,许多人仍然非常重视在国内开发核能。1942 年 12 月 2 日,由恩里科·费米领导的一组科学家在芝加哥大学成功地创造了第一个自持核反应;这是核能用于发电研究的一个重要科学突破[1]

曼哈顿计划

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第二次世界大战期间,在美国本土进行的原子武器研究和开发代号为曼哈顿计划。这个由政府管理的研究项目依赖于 1930 年代许多早期核科学家的专业知识。1939 年,恩里科·费米向海军和陆军军官以及海军研究实验室的民用科学家解释了裂变调查的现状。海军表示,他们对开发潜在的能源来源感兴趣,而不是开发武器。海军官员认为,制造一台不需要氧气的发动机将使潜艇能够无限期地潜伏在水下[3]

一张世界地图,标明了美国原子能委员会在该计划的头 22 个月内向所有国家发运的放射性同位素的目的地。

原子能委员会

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第二次世界大战后,原子能委员会 (AEC) 根据 1946 年的《原子能法》成立,负责控制核能发展,探索核能的和平利用[1]。AEC 监督将战时放射性同位素运送给科学家和医师,以便评估甲状腺功能,诊断医疗疾病,以及照射肿瘤。美国的研究人员和政客都公开赞扬放射性同位素在治疗疾病(尤其是癌症)方面的潜在用途[4]。到 1947 年年中,AEC 有 96 项未完成的外国放射性同位素请求,其中 73 项用于医学研究和治疗。总的来说,从 1947 年秋季到 1948 年年底,AEC 向世界各地的实验室和治疗中心发出了 356 批放射性同位素[3]。AEC 还授权并监督了爱达荷州第一座核反应堆(称为实验增殖反应堆 #1)的建设。对反应堆建设的反应是乐观的,1949 年 11 月发表在《华尔街日报》上的一篇文章指出,这项实验,“……可能会在十年内导致少数几个原子能发电站的建成” 并且 “……原子能发电站将在燃料极度昂贵的地区与石油、煤炭和水力发电竞争”[5]。实验增殖反应堆 #1 在 1951 年 12 月成为第一个利用核能发电的反应堆[1]

原子城

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新十年伊始,人们对核技术的军事用途和非军事用途都抱有明确的乐观态度。冷战的紧张局势和对苏联传播共产主义的恐惧仍然对美国构成威胁,因此核试验仍在继续。此时,军备竞赛已从裂变炸弹(例如摧毁广岛和长崎的炸弹)发展到热核武器或氢弹(18)的制造。这种新型武器的威力远超其前身,第二次世界大战中使用的裂变炸弹爆炸当量为 15-20 千吨 TNT,而热核武器的爆炸当量将达到 10,000 千吨 TNT。全世界都对这种力量感到恐惧。然而,在 1950 年代的美国,人们对这种创新的迷恋被视为人们对该技术强大力量的着迷。位于拉斯维加斯北部的内华达试验场成为游客的热门景点,游客入住附近的酒店和赌场,并观看远处强光的壮丽景象(19)。被冠以“原子城”之名的这个景点吸引了大量的游客,附近的赌场举办了以“黎明派对”为主题的活动,让游客观看测试和以核为主题的鸡尾酒(20)。不幸的是,对核能的迷恋导致这些测试产生的危险核辐射被低估。虽然最初估计风险较低,但由于无法预料的天气模式,辐射的大范围传播对游客和附近居民构成了真正的威胁。

艾森豪威尔的“原子用于和平”

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20 世纪 50 年代也标志着向和平利用核能的强烈转变。1953 年 12 月 8 日,艾森豪威尔总统在联合国发表讲话,公布了他的“原子用于和平”计划 (21)。随着美国军事目的铀供应充足,艾森豪威尔决定是时候推广和追求核能的和平利用了。该计划的一部分是重新调整发电研究经费。这项工作希望扩展先前的工作,例如第一个核反应堆,实验性增殖反应堆 (EBR-1),该反应堆于 1951 年启动,尽管发电量微不足道 (6)。核技术的医疗用途也得到了探索。同位素主要用于诊断成像程序 (22)。不幸的是,与原子城旅游事件类似,使用这些放射性物质的操作危害被低估了,并对医务人员及其患者构成潜在危险。对放射性同位素潜在用途的乐观情绪也蔓延到了商业用途。一个从未实现的牵强方案是在汽车中使用核能。原子汽车的一个概念是 1958 年设计的福特 Nucleon (23)。这是一个有趣的设计,但该项目从未进入全尺寸概念阶段,因为保护乘客免受辐射所需的铅屏蔽是一个不可行的想法。

商业核能

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20 世纪 60 年代见证了可行的商业核能的开始。1960 年,通用电气开发了第一个沸水堆,德累斯顿-1 号,西屋电气开发了第一个压水堆,扬基罗。这两种类型的反应堆在整个十年中都得到了重大改进,到 1970 年,这些反应堆可以产生与燃煤电站相当的电力输出[6]。尽管核能最初被认为过于昂贵,无法用于商业电力,但效率的提高使核能成为未来可行的潜在选择。尽管输出可靠,但人们早些时候对核反应堆的安全表示担忧。在整个 20 世纪 60 年代,美国发生了三起核事故,造成四人死亡[7]。这些事故阻碍了人们对核能的信心。随着反应堆规模的扩大,新的安全问题随之出现,并引发了人们对严重反应堆事故的恐惧,这种事故可能会向环境中释放大量危险的辐射。这些安全问题导致 20 世纪 70 年代反应堆产量下降,并标志着 20 世纪 60 年代商业核能原子乐观主义的终结[8]

对全球战争的恐惧

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1957 年,美国政府启动了“犁头”行动,该行动涉及 27 次受控核爆炸以取代土地[9]。美国原子能委员会主席宣布,“犁头”行动的目的是“突出核爆炸装置的和平应用,从而创造一个对武器发展和试验更有利的世界舆论环境”[10]。在整个 20 世纪 60 年代,“犁头”行动带来了许多负面影响,包括土地荒芜、辐射和水体污染。这些影响加上 7 亿美元的成本导致该项目在 1977 年因公众舆论而终止[11]

1961 年,联邦政府启动了社区防核掩体计划。肯尼迪总统在 1961 年 9 月的《生活》杂志中建议公民使用防核掩体。这引发了一种名为“掩体狂热”的文化现象,防核掩体变得时尚;然而,这种狂热是短暂的,因为由于公众对销售技巧和功效的负面看法,它在 1963 年结束[12]

古巴导弹危机发生于 1962 年 10 月 16 日至 10 月 28 日,标志着世界有史以来最接近核战争的时候。菲德尔·卡斯特罗为了应对猪湾入侵事件,要求苏联提供核导弹,尼基塔·赫鲁晓夫同意了[13]。一架美国侦察机在古巴发现了核武器设施,肯尼迪总统对此做出了用海军封锁该岛的回应[14]。在接下来的几天里,美国和苏联之间进行的紧张谈判导致古巴导弹被撤走,海军封锁解除。这一事件在美国公民中引发了恐慌,标志着冷战的高峰[15]

20 世纪 60 年代,美国签署了两项关于核武器的重要条约。1963 年的《部分禁止核试验条约》禁止了除地下以外的所有核爆炸试验。这减缓了核武器的扩散和核军备竞赛[16]。1967 年的《外层空间条约》概述了国际空间法的基础,并禁止在外层空间使用大规模杀伤性武器[17]

经验教训和进一步工作的建议

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(18) Pappas, S. (2017 年 9 月 22 日)。氢弹与原子弹:有什么区别?| 科学直播。2019 年 12 月 10 日检索自 https://www.livescience.com/53280-hydrogen-bomb-vs-atomic-bomb.html

(19) 内华达试验场。原子遗产基金会网站:https://www.atomicheritage.org/location/nevada-test-site

(20) 内华达的原子旅游 | 美国体验 | PBS。https://www.pbs.org/wgbh/americanexperience/features/atomic-tourism-nevada/

(21) Buck, A. (1983 年 7 月)。美国原子能委员会的历史。 https://www.energy.gov/management/downloads/history-atomic-energy-commission

(22) Drozdovitch, V.,Brill, A. B.,Mettler, F. A.,Beckner, W. M.,Goldsmith, S. J.,Gross, M. D.,… Simon, S. L. (2014)。20 世纪 50 年代至 20 世纪 70 年代中期核医学实践以及来自诊断放射性同位素程序的技术人员的职业辐射剂量。健康物理学,107(4), 300-310。 https://doi.org/10.1097/HP.0000000000000107

(23) Marquis, E. (2014 年 7 月 17 日)。原子时代的核动力概念汽车。2019 年 12 月 10 日检索自 Autoblog 网站:https://www.autoblog.com/2014/07/17/nuclear-powered-atomic-age-classic-cars/

参考资料

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  1. a b c d 核能的历史。 (无日期)。 [1]
  2. Goldwhite, H. (1986)。曼哈顿计划。氟化学杂志,33(1),109-132。 [2]
  3. a b Badash, L.,Hodes, E.,& Tiddens, A. (1986)。核裂变:1939 年发现的反应。美国哲学学会学报,130(2),196-231。JSTOR。 [3]
  4. Creager, A. N. H. (2006)。核能服务于生物医学:美国原子能委员会的放射性同位素计划,1946-1950 年。生物学史杂志,39(4),649-684。 [4]
  5. Cromley, Ray. (1949 年 11 月 29 日)。原子增殖:爱达荷州原子反应堆实验将使稀缺的铀储量得以延长,可能在“十年内”建成少数原子能发电站,炸弹可能更便宜,爱达荷州原子反应堆将使稀缺的铀储量得以延长。华尔街日报(1923 年至今)。 [5]
  6. 核能简史。(2019 年 4 月)。 https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/outline-history-of-nuclear-energy.aspx
  7. Sovacool, Benjamin (2009) 意外的一百年:过去一百年中突出的能源事故。勘探与生产。石油与天然气评论,7(2)。第 132-137 页。
  8. Wolfgang Rudig (1990)。反核运动:对核能反对的世界调查,朗文,第 66-67 页
  9. 斯通,奥利弗和库兹尼克,彼得,“美国不为人知的故事”(画廊书籍,2012 年),第 283-84 页
  10. 查尔斯·佩罗(2013 年 9 月 - 10 月)。“核否认:从广岛到福岛”。《原子科学家公报》。
  11. 本杰明·K·索瓦库尔(2011 年)。《争夺核能的未来:对原子能的批判性全球评估》,世界科学出版社,第 171-172 页。
  12. 主教,T.(2019)。“销售生存的斗争”:家庭核辐射掩体和消费者公民身份的局限性。《现代美国历史》,2(2),117-138。
  13. 米高扬,S.(2012 年 10 月 10 日)。卡斯特罗、米高扬、肯尼迪、赫鲁晓夫和 11 月的导弹。国家安全档案馆。https://nsarchive2.gwu.edu/NSAEBB/NSAEBB393/
  14. 美国国务院(无日期)。古巴导弹危机(存档)。https://web.archive.org/web/20100527171609/http://future.state.gov/educators/slideshow/cuba/cuba2.html
  15. 美国历史学家办公室(无日期)。1962 年 10 月的古巴导弹危机。里程碑:1961-1968。 https://history.state.gov/milestones/1961-1968/cuban-missile-crisis
  16. 美国历史学家办公室(无日期)。1963 年的有限核武器试验禁令条约。里程碑:1961-1968。 https://history.state.gov/milestones/1961-1968/limited-ban
  17. 弗拉西奇,I.(1967)。《太空条约:初步评估》。《加州法律评论》,55(1),507-519。
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