好康資訊報報

◎美國AMAZON，goodreads書評網站，讀者五顆星評價











親愛的總統先生，

如果明天台電倒閉了，我們該怎麼辦？











能源掌控了一個國家的命脈，也是未來領袖從現在就該面對的迫切危機！



能源是當今世界上最重要的商品，許多國家為了爭奪能源不惜發動戰爭，

原油價格小幅波動就足以衝擊民生物價，造成人民痛苦指數攀升。



太陽能取之不盡用之不竭，但為何我們現在仍仰賴石油？

燃煤發電廠提供穩定便宜的電力，卻使得全球暖化日益嚴重，該如何取捨？

能源問題向來錯綜複雜，牽扯一國經濟民生、政策發展，甚至外交關係都十分深遠。

如果沒有多懂一點科學，將輕易迷失在專家學者的爭論中，無法做出正確的決斷。

想成為世界領袖？你得從現在開始培養「能源」直覺。

想看懂趨勢、預測潮流？了解能源真相讓你不再人云亦云！



想解決能源危機，復甦景氣，拯救全球暖化，你要能夠揭開迷霧，直探能源問題核心



柏克萊加州大學知名物理學教授理查．繆勒，暨大受好評《給未來總統的物理學》後，

再次從科學面向出發，深入能源問題背後的真相，

打破政客與媒體大肆渲染的種種誤導，向未來領袖們提出說明與建言。



福島核災、墨西哥灣漏油……

在我們大量使用能源之際，也可能會受到能源反噬，

該如何防範？我們是否還有其他替代性能源選擇？

下一個能源開發重點又會落在哪裡，

蘊藏豐富的天然氣？只要有日照就取之不盡的太陽能？

除了積極發展替代性能源，節省能源是否也具可行性？

而因為過度開發能源所導致全球暖化、氣候異常，

我們又該如何面對？

身為未來領袖，在上任前你就必須準備好解套方案！



請問總統先生：

◎萬一發生大地震，核能發電廠會宛如車諾比般大爆炸嗎？

◎持續施行節能減碳政策，真的能有效減少二氧化碳排放量，減緩全球暖化的腳步嗎？

◎大陽能、地熱、風力等替代性能源何時才能大規模量產？是否能夠真正解決能源問題？

◎電動車是否具有發展潛力語言學校評價 鶯歌？能夠成為未來運輸主力嗎？

………這些問題，都需要能源科學來解答。



報告總統先生，

這是您就任時最重要的一份「能源報告」：

總統先生，如今的重要能源決策，都脫不了頂尖的科學研究發展。



如果您只嫻熟政治議題，卻不懂科技，那麼您又該如何下達決策，裁定關於是否興建核能發電廠、天然氣開發、太陽能、風力，或是否大力推展電動車等重要事項？



如果您不了解能源災害相對應的科學評估，那麼您該如何向人民保證，將來不為能源引起的經濟或生活問題所苦？



※ ※ ※



身為世界公民，你需要培養更多智性上的好奇心與深厚的科學知識，

不只現任總統要看，想要教育優秀下一代，想要選出好總統的人更應該看！

這是你從未有過的總統級待遇！由世界最頂尖的物理科學家，

替你簡報一堂未來世界級領袖一定要知道的能源課。

你將跟總統一起聽到，一個總統若要在最短時間學到最有用的能源科學知識，

那會是什麼？而原來有這麼多的國策施政與重大危機，竟都與能源息息相關！

作者介紹



理查．繆勒 (Richard A. Muller)





★ 柏克萊加州大學享譽盛名的物理學教授，以及隸屬美國能源部的「勞倫斯伯克利國家實驗室」（Lawrence Berkeley National Laboratory）高級研究員。



★ 他得過俗稱「天才獎」的麥克阿瑟獎（MacArthur Fellowship，得獎人本身需要具有特別的原創性、過去有顯著的成就且未來具有更大的前瞻性。）



★ 這本書衍生自他為非科學領域學生開設的著名獲獎課程。



譯者介紹











顏誠廷



台大化工博士，譯有《物理之書》等書。

序

前言



I 能源災難

1 福島核災

2 墨西哥灣漏油事件

3 全球暖化與氣候變遷



II 能源面貌

4 天然氣－─意外之財

5 液態能源安全

6 頁岩油

7 能源生產力



III 替代能源

8 太陽能發電

9 風力發電

10 能源儲存

11 蓬勃發展的核能發電

12 核融合

13 生質燃料

14 合成燃料與高科技化石燃料

15 替代能源中的替代能源：氫能、地熱、潮汐和波浪發電

16 電動車

17 天然專業1對1英語補習班 台南氣車

18 燃料電池

19 潔淨煤



IV 什麼是能量？



V 給未來總統的建言



附注

吳健雄學術基金會執行長、台灣師大物理系名譽教授／林明瑞

台灣大學物理系教授／高涌泉

中國廣播公司董事長／趙少康

福島核災





熔毀



2011年3月11日，巨大的地震侵襲了日本，震度規模達9.0，威力是1906年舊金山大地震的30倍。更糟的是，這次地震攪動海洋並催生了一個怪物──高達30英呎（相當於三層樓高）的海嘯，海嘯襲擊了海岸線，灌進內陸，死亡人數超過1萬5000人死亡，並摧毀超過10萬棟建築。





這次海嘯最知名的受害者之一是福島第一原子力發電所，一座設置於海岸，以便從海中就近取得冷卻水的核電廠（圖I.1）。兩名發電廠員工在地震中喪生，還有一名員工死於海嘯，據信當時的海嘯高度達50英呎。但是在接下來的幾小時、幾週以及幾個月裡，人們越來越擔心這座受損的核電廠最終會造成數千、數萬甚至更多的受害者。這座核電廠在設計時已經把大規模地震納入考量，並且也安然度過地震，但是沒有人想到會發生50英呎高的海嘯。核子反應器受到嚴重的破壞，當中存放的鈾會像原子彈一樣的爆炸嗎？





答案是否定的。無論是海嘯、小行星的撞擊，甚或是核電廠整個落入恐怖分子的手中，福島的核子反應器都不會像核彈一樣爆炸。最根本的理由與工程無關，而是基於設計核子反應器所使用的物理。光有鈾是無法讓核子反應器像核彈一樣地爆炸的；如果不是這樣，許多國家以及恐怖組織早就擁有核子武器了。





核彈和核子反應器使用的都是核連鎖反應，在這個反應中，一個輕鈾（U-235）原子分裂所釋放出巨大能量相當於一個TNT（譯註： Trinitrotoluene，三硝基甲苯，即黃色炸藥）分子所釋放能量的2000萬倍。核分裂反應中也會釋放出一些中子，中子是存在於原子核中的微小粒子，當這些中子與其他的U-235原子產生碰撞時，就會造成原子分裂，而產生更多的中子。中子的數量會在每一級反應中倍增，經過大約80級反應後（大約只需要數百萬分之一秒），就可以讓1磅的鈾分裂，並且釋放出相當於2000萬磅（或是1萬噸）TNT爆炸所產生的能量。分裂後的原子核以熱的方式釋放出能量，使得這些原子殘骸的溫度超過1000個太陽。物質被蒸發、離子化，轉變成大量的高壓電漿然後爆發，將一切破壞殆盡。





要產生如核彈般的核反應，必須使用純度非常高的鈾235。但是一般核子反應器所使用的燃料棒中只含有4%的鈾235，其他部分則是較重的鈾238，鈾238也會吸收中子，但是其核分裂反應並無法形成可持續的連鎖反應。由於鈾238的存在，必須要藉由某種方法才能維持連鎖反應的進行。這個方法是費米（Enrico Fermi）在二戰期間所發明的，他把鈾和碳或水混合再一起，當碳或水的量足夠時，中子在撞擊到鈾238之前會先與這些分子產生碰撞而失去部分能量，減緩速度成為慢中子。鈾238的一個特別且重要的特性就是它並不會吸收這些慢中子，只會把它們彈開。這些慢中子最後與會鈾235產生碰撞，讓連鎖反應持續下去。核子反應器會設計成平均只有一個中子能觸發核分裂反應，讓能量釋放的速率維持穩定。





緩慢的中子可以避免發生大爆炸。當連鎖反應因為某些地方出錯而出現失控的情形時，便稱為反應性事故。這時能量會開始累積，然而由於中子的速度非常緩慢，因此發生爆炸所需的時間也很長。當能量密度達到TNT的等級時，反應器會被炸開而中斷進一步的連鎖反應。此時所釋放的能量與TNT相當，只有原子彈所釋放能量的2000萬分之一。





1986年的車諾比核子反應器，就是因為失控的連鎖反應所造成的反應性事故而發生如炸藥般的爆炸。爆炸後的情形如圖I.2的照片所示。爆炸的威力的確足以摧毀大部分的反應器建築，但是也僅止於此。這次事...