31日，日本福岛第一核电站附近，检测人员正在驳船上提取海水样本。（图片来源：Japan Maritime Self-Defence Force via Reuters）

　　新浪环球地理讯 北京时间4月2日消息，据美国国家地理网站报道，3月11日，日本发生大地震并引发海啸，双重打击导致位于东岸的福岛第一核电站发生严重事故。专家们表示，如果福岛核电站的放射性物质继续流入海洋，海洋生物的生存将面临威胁。根据美国《纽约时报》报道，过去一周时间里，研究人员对核电站附近提取的海水样本进行检测后发现，包括铯137和碘131在内的放射性同位素浓度升高。

　　辐射可导致变异

　　陆地和海洋的所有生物都暴露在天然水平的电离辐射环境下，高频辐射足以改变DNA。这种基因损伤绝大多数可以治愈，但由于人造辐射的存在，动物更难修复它们受损的基因。日本核安全官员在接受美国媒体采访时表示，日本海水样本的辐射水平过去4天内处于波动状态，30日的碘浓度达到法定限值的3355倍。

　　这是迄今为止检测发现的最高水平，说明更多放射性物质流入海洋，但这种情况如何发生仍是一个未知数。据《纽约时报》报道，3月28日的海水样本检测结果显示，铯的浓度达到安全限值的20倍。

　　纽约莱曼学院海洋与江河口研究所负责人约瑟夫·拉什林表示，海水中的辐射能够以一系列方式威胁海洋动物的生存，放射性物质可直接导致海洋动物死亡，后代发生基因变异或者污染它们的食物链。他说：“核辐射将导致一些海洋动物死亡，其他一些动物将遭受基因损伤。辐射的主要影响是改变动物的基因和影响它们的繁育能力。”

　　放射生态学家沃德·维克勒指出，碘浓度和铯水平达到一定程度后，所对应的辐射剂量将导致海洋动物死亡或者影响它们的生育能力。维克勒是美国科罗拉多州立大学的名誉教授，他在电子邮件中指出：“我非常怀疑受损核电站泄露的放射性物质对日本沿海大范围内的海洋生物产生的直接影响可以被观测到。”

　　他指出，利用法定限值测量海洋动物遭受的损伤现在已经没有太大意义。为了准确评估海洋动物面临的威胁，科学家必须了解福岛核电站附近海水、鱼类以及其他海洋动物面临的真实的放射性碘浓度。

　　对小型动物威胁最大

　　维克勒指出，福岛核电站附近的放射性污染水平将继续升高，对当地海洋动物的生存造成伤害。他说：“如果这种事情发生，最可能的影响就是破坏当地鱼类的繁育能力。”海洋动物的卵和幼体对辐射较为敏感，放射性原子能够取代动物体内的其他原子，所导致的辐射暴露将改变它们的DNA。

　　莱曼学院的拉什林指出，绝大多数变异动物无法幸存，一些动物还会将变异遗传给下一代。无论哪一种情况，辐射暴露都会影响海洋动物的长期生存能力。拉什林认为，在所有海洋动物中，最易遭受损伤的是水母、海葵、海蠕虫等软体动物，它们吸收辐射的速度超过有壳动物。但维克勒指出鱼类同样可能面临最大威胁。他说：“我希望当地鱼类生育能力遭受的任何暂时性损伤都会因周围海域未受影响的个体的迁入抵消，进而降低影响程度。”

　　除了影响生育能力外，放射性物质同样会灼伤经过的鱼类，它们受到的影响就像在灼热的水中生存一样。拉什林表示，金枪鱼和旗鱼等太平洋捕食者已经因过度捕捞面临生存威胁，这一可怕的事实加之目前的核辐射导致问题更为复杂。他说：“让我感到忧虑的是，现在已到了产卵季节，如果核辐射影响幼仔的生存，问题将更为严重。”

　　辐射将污染食物链

　　佛罗里达州大学化学海洋学家和环境放射性专家比尔·伯奈特表示：“在短期内，辐射将对海洋生物的生存产生不利影响，这一点是毫无疑问的。好消息是，碘的半衰期只有8天。因此，如果能够遏制住放射性物质泄露，这只是一个短期问题。但福岛核电站泄露的铯的潜在影响更大，因为铯的衰变时间长达30年。”

　　拉什林表示，如果海洋动物摄入受到照射的植物和小型猎物，海洋食物链将受到污染。尤为值得关注的是，海藻等植物能够快速吸入碘。德克萨斯州理工大学毒物学家罗恩·肯达尔表示，在地震和海啸袭击中，日本东北部城市遭到严重破坏，铅等有毒金属可能进入土壤和水。

　　此前的研究显示，有毒金属会与辐射产生相互作用，抑制脊椎动物的免疫系统，导致它们更易患病。由于破坏范围较大，环境和人类健康均面临较大威胁。“这让我联想到遭到卡特里娜飓风袭击的新奥尔良。在我看来，日本的核事故导致问题更为复杂。”

　　海洋可以自我修复

　　科罗拉多州大学的维克勒指出，海洋拥有惊人的能力，可冲淡辐射。他说：“此外，海洋同样富有弹性，随着时间的推移，形势的改善以及放射性物质的衰变和驱散，受影响海域将逐步恢复。需要提醒的是，我们并没有太多机会研究大量放射性物质流入海洋生态系统所能产生的影响。”迄今为止，最完善的相关数据来自于上世纪五六十年代的核武器试验。

　　德州理工学院的肯达尔指出，辐射对海水的影响，我们了解的并不多。他说：“辐射就像是毒药。放射性物质浓度越高，潜在的危害越大，我们需要进行严密监视。”拉什林指出：“如果只是一次性的，问题并不存在。”如果辐射泄露在几个月内继续发生，日本的海洋生物便将面临更大威胁。海岸线毕竟不是切尔诺贝利核电站，我们无法修建混凝土外壳，封闭整个区域。(秋凌)

迷你越南大肚猪在沙发上休憩，一副主人派头

两只同为8个月大的鸡，体重却差异巨大，这是基于体型养殖实验的成果

研究人员把狐狸抱在怀中，这里狐狸经过多代繁殖后，变得像狗一样与人友好

　　撰文：埃文· 拉特利夫 EVAN RATLIFF

　　摄影：文森特· J。穆西 VINCENT J. MUSI

　　翻译：陈昊

　　“你好啊！今天过得怎么样？”柳德米拉 · 楚特一面弯腰打开标有“马夫里克”字样的铁丝笼子，一面说道。我们身处西伯利亚南部新西伯利亚市郊的一座牧场上，站在两大排形状类似的笼子中间。这位76岁的生物学家问候的对象并不是我，而是笼子里毛茸茸的住客。尽管我不通俄语，也能听出她话语中充满母性的关爱之情，养狗的人跟自己的宠物说话时就是这种语气。

　　楚特问候的对象马夫里克大小与喜乐蒂牧羊犬相仿，披着栗黄色的皮毛，前胸一片雪白。它也扮演起自己的角色以示回应： 摇尾巴，打滚，急切喘息以引起主人的注意。狭长的开放式大棚两侧的其他笼子里，几十只犬科动物同时骚动起来。“如你所见，” 楚特在一片喧闹声中说道，“它们都希望与人类接触。”而今天，得宠的幸运儿是马夫里克。楚特抱起它递给我，小家伙趴在我怀里，轻咬我的手，像只哈巴狗般温顺。

　　而实际上，马夫里克根本不是狗，而是一只狐狸。在丛生的杂草和周围桦树林的掩蔽下，它与几百只同类生活在锈迹斑斑的金属大门后的天地中，是世界上唯一经人类驯化的银狐群。(实际上银狐多为银色或灰色，像马夫里克这种栗色的较少见。)我所说的“驯化”并不是指捕获后驯服，而是指生来就做家养，像虎斑猫和拉布拉多猎犬一样听话。对这些狐狸进行研究的康奈尔大学研究员安娜 · 库克尔科娃说：“在我看来，它们与金毛猎犬非常相像，金毛一般不知道人有好坏之分，也不知道除了它们见过的人，还有没见过的。”这些狐狸把任何人都当做可能成为伙伴的人选，这种行为是某些人眼中有史以来最杰出的繁殖实验的产物。

　　这场实验开始于半个多世纪以前，那时候，楚特还是名研究生。在生物学家德米特里 · 别利亚伊夫带领下，细胞及遗传学研究所的研究员们从各皮草养殖场找来130只狐狸，之后，他们开始对这些狐狸进行养殖，希望再现从狼到狗的演化过程，这一转变开始于1.5万多年前。

　　每繁殖出一代狐狸幼崽，别利亚伊夫与同僚便测试它们对人类接触的反应，挑选出与人最亲近的个体进行下一代的繁殖。到了20世纪60年代中期，实验进展已超出他的预料，他们培育出像马夫里克那样的狐狸，不仅对人类没有恐惧感，还积极与人建立亲密关系。小组成员甚至对另外两个物种——貂和鼠也进行了同样的实验。“别利亚伊夫的一项杰出成就在于他所用的时间之短。”犹他大学从事犬类遗传学研究的生物学家戈登 · 拉尔克说，“如果你告诉我，狐狸会走到笼子前面来嗅嗅你，我会说这是意料之中的事。但如果说它们会变得对人类如此友好，而且是在如此 短的时间里……天哪。”

　　如同奇迹一般，别利亚伊夫把数千年的驯化过程压缩到了几年的时间里。但他的目的并不是单单为了证明自己可以培养出与人友好的狐狸。他预感自己能够利用它们解开动物驯化的分子之谜。人们知道，驯养的动物具备一些共有的特点，这一点在达尔文的《动物和植物在家养下的变异》中有记载。与它们未经驯服的祖先相比，这些动物通常体型更小、耳朵更松软、尾巴更加卷曲。这些特征往往使动物显得更加年幼，十分讨人类的喜欢。有的家养动物皮毛上有斑点(科学术语称之为花斑色)，而它们生活在野外的祖先则为纯色。诸如此类的特点有时被称作家养动物的表型，在许多物种当中都有不同形式的存在，从狗、猪、牛到一些非哺乳动物，比如鸡，甚至还有几种鱼。

　　别利亚伊夫猜想，随着狐狸逐渐驯化，它们也会显现出家养动物的表型。他猜对了：完全根据狐狸与人相处的融洽程度挑选个体进行繁殖，看似不仅转变了它们的脾性，还改变了它们的外貌。仅繁殖了九代之后，研究人员就发现幼崽出生时耳朵变得更加松软下垂，花斑色也出现在皮毛上。这时，狐狸群见到人类已经开始呜呜叫着摇尾巴，这种行为在野生狐狸身上是前所未见的。

　　别利亚伊夫推测，导致这些变化的是一系列基因，这些基因使动物倾向于驯良——可被驯化的任何一个物种可能都具有这种表型。如今，在这座狐狸畜养场中，库克尔科娃和楚特正努力寻找这些基因。其他地区的研究人员则埋头于猪、鸡、马以及其他家养物种的DNA，希望找到把它们与祖先区分开来的遗传学差异。这场研究旨在解答一个生物学上的基本问题：“由野生到家养这一巨大转变是如何实现的？”瑞典乌普萨拉大学基因组生物学教授莱夫· 安德松问道。该问题的答案不仅可以帮助我们理解人类驯化动物的方式，还有助于我们认识人类又是如何驯服了自身的野性。

　　支配植物和动物的行为或许可称作人类历史上影响力最大的事件。除了农业耕作，人类还掌握了对家养动物进行饲养和管理的能力(狼可能是最早被驯化的动物，但鸡、牲口等提供食物的物种则最为重要)，从而改变饮食结构，为定居生活乃至国家的繁荣铺平了道路。同时，由于人类在饲养过程中与动物近距离接触，导致疾病的传播，从而塑造出当今的社会形态。

　　然而这一切发生的过程仍让人难以捉摸。动物骨骼和石刻有时会向我们透露各个物种开始与人类比邻而居的时间和地点，然而更难破解的是这一过程究竟如何发生。是几只野猪跑到人类聚居区附近，捡食人类残羹，然后逐渐变成我们的盘中餐？是人类直接从野外捕得红原鸡(现代家鸡的祖先)，或者是原鸡首先主动接触人类？地球上148种大型哺乳动物中，为何只有15种得到了驯化？人类驯养马的历史已经数千年，但尽管我们努力尝试，却一直无法把它们的近亲斑马驯为家养，这又是何原因？

　　事实上，科学家为如何准确定义驯化的概念就已经伤透脑筋。众所周知，动物经过训练可以与人类近距离共生。对野外捕获的老虎幼崽进行人工喂养，由于从小形成对喂养者的记忆，所以老虎长大后会把他们视若家人。但这只老虎的后代在出生时，仍然会处于祖先那样的野蛮状态。与之相反，驯化并不是通过训练把动物个体转化至服从的状态，而是让动物在与人类多代共生的过程中，形成整个种群世代具备的驯良品质，该物种许多乃至大部分的野生本能就此丧失。换句话说，驯化的过程主要在于基因。

　　然而，家养与野生之间的界限经常十分模糊。越来越多的证据表明，历史上，家养动物在它们自身的驯化过程中发挥了巨大的作用，在我们介入之前就开始主动适应人类。英国杜伦大学遗传与驯养学专家格雷格 · 拉森说：“开始的时候，极有可能在很长时期内，对大多数动物造成驯化作用的往往是人类的无心之举。”驯化一词“意味着人类有意识地对动物进行管理”，他说，“但实际情况要复杂得多，也有趣得多。

　　狐狸养殖场的实验在破解这个复杂问题的过程中扮演了重要角色，而这场实验的开端更是非比寻常。20世纪中期，在斯大林治下的前苏联，以臭名昭著的罗菲姆· 李森科为首的生物学界禁止对孟德尔遗传学进行研究。但德米特里· 别利亚伊夫与他的兄长尼古拉(两人都是生物学家)则对这门学科蕴含的无限可能十分着迷。“是兄长的影响使他对遗传学产生独特兴趣。”楚特如此描述自己的导师，“但那时候，人们认为遗传学是伪科学。”兄弟二人不顾禁令，继续从事遗传学实验，导致别利亚伊夫丢掉工作，尼古拉的命运则更加悲惨：他被投进劳改所，并最终死在那里。

　　别利亚伊夫仍然秘密致力于遗传学研究，把自己的工作伪装成动物生理学研究。令他尤其痴迷的问题是，从狼演化而来的狗怎么能够产生出如此之多的品种。他心中明白，答案一定在分子中。但20世纪50年代时，即便是在苏联以外的国家，对动物基因组进行测序的技术也只是一个遥不可及的梦。于是别利亚伊夫决定自己再现历史。同为犬科并且与狗是近亲的银狐从未被驯化过，看起来是个绝佳的选择。

　　1958年，柳德米拉 · 楚特身为研究生的第一项任务，是前往各个皮草养殖场，挑选最温顺的狐狸作为别利亚伊夫的第一代实验对象。1953年斯大林去世后，对遗传学研究的封禁逐渐放松，于是别利亚伊夫在位于西伯利亚的细胞及遗传学研究所建起实验室。他仍然小心翼翼地把活动伪装成生理学研究的样子，对基因之事只字不提。楚特回想起苏维埃领袖尼基塔·赫鲁晓夫来研究所视察的时候，有人听见他说：“什么，那帮遗传学家还在这呢？不是已经消灭了吗？” 别利亚伊夫的上司运用谨慎的政治策略，同时赫鲁晓夫身为记者的女儿还撰写了一批褒奖遗传学的文章，在这些庇护下，狐狸养殖场的实验静悄悄地展开了。

　　1964年时，第四代狐狸已经开始实现研究人员的愿望。楚特仍然记得第一次有狐狸见到她摇尾巴的时刻。没过多久，其中最驯良的一些狐狸已经与狗极为相像，会跳到研究员怀里舔他们的脸。有时候，这些动物的驯化程度让研究员都惊讶不已。20世纪70年代时，有一次，一名工作人员把一只狐狸暂时带回家当宠物喂养，楚特去找他时，发现他正带着狐狸散步，而且没有拴绳子。“就跟遛狗一样。我对他说：‘别这样，会弄丢的，这可是研究所的财产！’”她回忆道，“他说：‘等一下。’然后吹了声口哨，喊道：‘可乐！’狐狸马上就跑了回来。”

　　与此同时，更多的狐狸开始显现出驯养动物的表型：松软下垂的耳朵在生长期中出现的时间更长，而且皮毛上出现典型的白色斑点。“20世纪80年代初期，我们观察到它们外表上出现巨大改变。”楚特说。1972年，研究范围扩展至鼠类，之后又加入貂和水獭。水獭难以繁殖，于是实验最终告吹，但科学家对另外两个物种的行为塑造获得了成功。

　　正当遗传学技术渐趋成熟，别利亚伊夫的终极目标(找到驯化行为与动物DNA之间的联系)有了实现的可能性时，实验项目却陷入了困境。前苏联解体，科学经费缩减，研究人员除了维持狐狸群的生存，别的已经做不了什么。1985年别利亚伊夫去世后，楚特接管研究，竭力募集资金。然而到了21世纪初，她面临被迫关闭实验室的危险。

　　大约是同一时期，生于俄国的康奈尔大学分子遗传学博士后安娜 · 库克尔科娃从报道中得知这一项目的困境。多年来她一直对这座狐狸养殖场怀有浓厚兴趣，如今她决定把自己的研究重点转移到这项实验上来。在犹他大学戈登·拉尔克的协助和美国国立卫生研究院的资金支持下，她与楚特并肩战斗，力图完成别利亚伊夫未竟的事业。

　　事实上，新西伯利亚养殖场中的狐狸并不都像马夫里克那样友好。马夫里克与驯良的伙伴们住所门口的小路对面，还有一座类似的棚子，里面摆满了铁丝笼，笼子里关着研究员们所谓的“攻击性狐狸”。为研究驯良动物的生物学特性，科学家们需要建立一个绝对野性难驯的动物小组，以便与友好的狐狸形成对比。研究人员根据攻击性狐狸幼崽行为中所含敌意程度对它们进行评级，把攻击性最强的用来繁殖下一代。与摇尾乞怜的马夫里克相比，这里的狐狸就像是它邪恶的同胞兄弟，与恐怖片中如出一辙：一旦有人类靠近，它们就露出牙齿嘶鸣，啃咬笼子栏杆。

　　“我要向你介绍这只狐狸。”楚特指着旁边一头咆哮的生灵说道，“可以看出它的攻击性有多强。这只母狐狸是攻击性的母亲所生，之后由驯良的母亲养大。”这一调换偶然证明了一个观点：狐狸对人类反应如何，更多在于天生，而不是后天环境。“在这里，”她说，“导致狐狸行为发生变化的是遗传特征。”

　　然而，想要弄清基因究竟是如何导致了驯化程度上的差异，却十分棘手。首先，研究人员需要找到负责控制友好和攻击性行为的基因，而这些行为特点，实际上是多种具体特点的综合，包括恐惧、鲁莽、服从、好奇等等。必须把这些特点区分开来，分别衡量，找到它们与某种基因或者基因组之间的联系。一旦找到这些基因，研究人员便可进行测试，看这些影响行为的基因，是否同时也是导致松软耳朵、花斑色皮毛等驯化物种特点的诱因。

　　而现在，库克尔科娃正致力于第一步：把驯良的行为与基因联系起来。每年夏末，她便从康奈尔大学来到新西伯利亚，对这一年新生的幼崽进行评估。她利用客观标准对狐狸的体态、叫声等进行测量，所得数据记入狐狸群的家谱——对驯良、攻击性和“交叉”组(父母分别来自两组)狐狸情况的记录。

　　然后，美俄合作的研究小组从参与实验的每只狐狸血样中提取DNA进行检测，寻找两组狐狸基因组中的明显差异。研究小组报告称他们发现在两个DNA区段中，两组狐狸之间存在巨大差异，其中可能含有与驯化行为相关的关键基因。越来越多的证据显示出，驯化行为并不是由单一基因驱动，而是由一套基因的改变而导致。

艺术概念图，展现了一颗与地球类似的行星。（图片提供：Kepler/NASA）

　　新浪环球地理寻 北京时间4月1日消息，据美国国家地理网站报道，美国科学家进行的一项新研究发现，银河系可能至少拥有20亿颗类地行星。研究论文作者指出，但我们没有必要马上对这些世界进行“殖民”，因为这一数量实际上远远低于很多科学家的预计，我们很难在银河系寻找到“第二地球”。

　　数量相对稀少

　　这一估计立基于美国宇航局开普勒太空望远镜的观测数据，在设计上，开普勒望远镜用于搜寻在恒星前方穿过的行星。根据这架望远镜的观测数据，研究论文作者认为银河系的类日恒星中最多只有2.7%拥有所谓的类地行星。

　　宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的科学家、研究论文合著者乔·卡坦扎利特表示：“银河系的类日恒星数量大约在1000亿颗左右，其中只有2%左右拥有类地行星。也就是说，银河系的类地行星数量在20亿颗上下。宇宙中与银河系类似的星系有500亿个左右，如果每一个都拥有20亿颗类地行星，就太令人不可思议了。”

　　卡坦扎利特和另一位合著者——同样来自喷气推进实验室的迈克尔·肖指出，这一数字似乎非常巨大，但他们的研究结果显示类地行星实际上“相对稀少”。如果事实果真如此，这也就意味着科学家应该为未来研究类地行星化学信号的任务锁定适当的恒星目标。通过研究化学信号，科学家能够确定行星是否拥有氧气、液态水或者生命迹象。

　　如何确定适居行星？

　　自2009年以来，开普勒望远镜便开始观测天鹅座附近的太空区域，对这一区域内的15.6万颗恒星发出的光线进行观测。借助于所携带的仪器，这架望远镜可以确定恒星的亮度是否周期性变暗。发生这一现象说明存在绕恒星轨道运行的天体。截至2011年2月，开普勒望远镜已经发现了15颗新行星以及1235颗“行星候选者”，其中包括迄今为止在太阳系外发现的体积最小的行星。

　　天鹅座附近区域可以被当成一个代表性样本，根据这个样本推测银河系的类地行星数量。为了推断可能的“第二地球”数量，卡坦扎利特和迈克尔首先根据“开普勒”获取的两种信息判定类地行星，一个是行星的体积，另一个是行星与所绕恒星之间的距离。

　　卡坦扎利特说：“1993年一项著名的研究计算了所谓的适居区的类内类间距离。这一区域既不太热，也不太冷，允许行星表面存在液态水。最近有科学家指出这些界限有些保守，距离也许可以再近或者再远一点。由于温室气体的存在，行星即使距离再远一点，仍是一个较为温暖的世界，由于云层存在——此前的模型并未将其考虑在内——即使再近一点，表面仍可保持凉爽。”拥有一条类似地球的轨道似乎最为理想。他说：“如果行星与所绕恒星间的距离低于地日距离，你就会被烤焦，水则变成蒸汽；如果过远，水则冻成冰。”

　　接下来，卡坦扎利特和迈克尔将目光转向行星的体积，并以地球半径(行星中心与表面之间的距离)作为参照。卡坦扎利特说：“人们普遍认为体积最小的适居行星体积应为0.8个地球半径，或者说质量大约相当于地球的一半。原因在于：如果质量过低，行星无法保持氧气的存在。达到2个地球半径的便已是最大的类地行星。如果质量过大，行星便开始聚集氢气，就像海王星或者天王星一样，与此同时，大气压也让人无法呼吸。”

　　通过数学模型，卡坦扎利特和迈克尔根据体积和半长轴对“开普勒”发现的行星和行星候选者进行制图。行星的半长轴是指行星与所绕恒星间的平均距离，能够揭示出行星是否处在适居区。数学模型同样将这样一个事实考虑在内，开普勒望远镜只能观测到以我们能够观察到它们在恒星前方穿过的方式排列的行星。可能存在我们未能观察到的其他行星，原因就在于它们的轨道倾斜。为此，研究小组利用此前的系外行星数据，评估这些无法观察到的行星存在的可能性。

　　研究结果显示，根据传统的适居区边界，1.4%的类日恒星拥有类地行星。如果扩大适居区的边界，则有2.7%的类日恒星拥有类地行星。研究发现于3月刊登在arXiv.org上，同时递交《天体物理学杂志》。基于这些数据，研究论文作者得出结论，开普勒将最终在所观测区域发现12颗类地行星。在已发现的候选天体中可能就有4颗类地行星。

　　类地行星普查并不完善？

　　其他行星搜寻者表示，现在就判定存在多少“第二地球”还为时尚早。麻省理工学院行星科学家、开普勒项目成员萨拉·肖格指出：“这项研究完全低估了类地行星的可能数量。”计算银河系类地行星数量不得不立基于大量假设，“开普勒”的任务刚刚开始，所获得的观测数据并不完整。她说：“如果对美国进行人口普查，你应该去加利福尼亚州，敲开每一扇门，这样才能推断出其他地区的人口数量。这也是开普勒望远镜正在做的工作。”

　　此项新研究仅仅建立在对外公布的“开普勒”最初4个月的观测数据基础之上，这就如同在加州进行人口普查时只统计儿童人数，而后推断整个美国的人口数量。开普勒望远镜至少要进行3年半的行星凌日数据收集工作，允许科学家在以后进行更为完整的行星普查。肖格说：“如果开普勒望远镜能够在未来几年找到这个问题的答案，我更愿意等待，而不是进行推断。”

　　类地行星数量可能低估

　　另一个不得不考虑的问题是，根据开普勒望远镜获取的数据，我们无法判断一颗给定行星是否就是类地行星。单从体积判断，不足以确定适居性。肖格说：“地球和金星的体积和质量相当，并且都处于太阳系的适居区，但金星并不是一颗适于居住的星球。在我看来，类地行星必须拥有与地球类似的质量、体积和轨道并且表面有液态水存在。在进行大气研究前，我们无法得出准确的结论。开普勒望远镜只发现了与地球体积相当的行星，我们永远不能将其称之为‘类地行星’。”

　　卡坦扎利特表示早期的研究需要进行一些推测，但推测也能产生积极作用，因为“最合理的估计”能够帮助天文学家设计适当的任务，以在未来确定一颗给定的行星是不是“第二地球”。他说：“一些人认为类地行星数量可能超出预计。肖格的观点可能是正确的，我们得出的新估计可能过低，但是否真的如此现在还是一个未知数。”

　　一个能够改变卡坦扎利特所得估计的因素是，开普勒望远镜并不能观测到一些行星的凌日现象。他说：“我们做出这样的假设，即在对15.6万颗恒星进行观测时，开普勒望远镜能够观测到所有拥有类地行星半径和轨道距离的较小行星。如果开普勒望远镜无法做到这一点，我们便低估了类地行星的数量。在开普勒任务结束后，我们将采用同样的方式对所有开普勒数据进行研究，以得出一个更为准确的数字。”(孝文)

　　新浪环球地理讯 北京时间3月31日消息，据美国国家地理网站报道，日本福岛第一核电站事故让那些严重依赖核电的国家重视面临的地震风险。研究发现，世界上几个核能大国面临的地震威胁有很大不同。

　　1.美国沿海成关注焦点

美国沿海成关注焦点

　　美国核电年发电量：7987亿千瓦时

　　尽管美国自1979年三哩岛核事故发生以来再未建设新的核电站，但它无疑是世界上最大的核电生产大国。美国的104座核反应堆生产的电能，比法国和日本的核电总产量还要多。但是由于美国的用电量很大，这些核电站提供的电量仅占美国电能总产量的20%。看一看美国的地震风险图，难怪在日本大地震后，加利福尼亚州的两座核电站会成为美国政府最关注的对象。圣克莱门特的圣奥诺弗雷和阿维拉海滩的代阿布洛峡谷(Diablo Canyon)都位于活断层带附近。

　　西北大学地球和行星科学系地震学家赛斯·斯坦表示，美国西部这一地区正好位于北美构造板块与太平洋板块交界处，其地震风险大约比美国东部地区高5倍。他是最近出版的《灾难延时(Disaster Deferred)》一书的作者，这本书描写了新科学是如何改变人们对美国中西部地区的地震风险的看法的。正如书上所说，该国中部和东部地区存在一些地震风险，美国的大多数核反应堆都建在这里。南卡罗来纳州的查尔斯顿、马萨诸塞州的波士顿和密苏里州的新马德里附近都曾发生过地震。

　　福岛核事故发生很久以前，美国能源及核能管理者和非营利组织——美国电力研究院已经开始对美国中东部地区的地震风险进行重新评估。评估结果有望在今年底得出。美国地震多发地带阿拉斯加州没有核电站。

　　2.法国非常信任核能

法国非常信任核能

　　法国核电年发电量：3893亿千瓦时

　　在法国蒙特利马尔附近的隆河谷(Rhone Valley)，克律亚斯(Cruas)核电站的冷却塔上的风力涡轮机并不是令这里变得与众不同的唯一一个建筑物。20世纪90年代初期建设的这座核定站，是世界上唯一两座具有隔震系统(seismic base isolation，地基处安装的弹性装置，可以吸收震动)的核电站之一。每座反应堆下有1800多个 橡胶支座，每个 橡胶支座厚达几英寸。另一座这种核电站位于南非开普敦附近。

　　尽管法国核电站的产电总量不及美国核电总产量的一半，但是没有哪个国家像法国一样，这么依赖核电。法国80%的电能产自该国19座核电站的58个核反应堆。斯坦表示，法国的地震风险不是太大。即使是最活跃地区，其地震风险也仅相当于美国的中东部地区。

　　尽管克律亚斯核电站拥有特殊的地震防护系统，但是它并不位于法国地震最活跃的地方。该国的地震活跃区位于法-德边界的莱茵河谷。斯坦表示，沿着这条河谷的断层系统给法国、德国、比利时和荷兰带来地震风险。距离这一区域最近的核电站是位于莱茵河上的费森海姆核电站，它是法国最老的核电站。从全球地震危险性评估计划绘制的图上，可以了解全球的地震风险情况。斯坦表示，这是10年前开始进行的一项计划，旨在协调不同国家测量地震风险的方法，对世界范围的地震风险予以评估。

　　3.日本从风险到灾难

日本从风险到灾难

　　日本核电年发电量：2658亿千瓦时

　　尽管现在日本福岛第一核电站事故被认为是世界上最严重的一次核事故，但它曾是这个严重缺少能源的国家的一个核电典范。日本在战时是唯一一个遭受核弹袭击的国家，然而20年后该国进入所谓的“和平原子能”状态，利用核能促进经济增长。由于没有国产化石燃料，日本被迫从国外进口所需的所有石油、煤和天然气，面对这种情况，日本把核电站视为一种可以产生大量电能的方法。自1966年该国的第一座商业核电站开始运营至今，日本已经建成54座核反应堆，其中包括世界最大反应堆——位于日本西海岸新泻县的柏崎刈羽核电站。

　　核能发电满足了日本三分之一的电能需求，在福岛核事故发生以前，该国打算把核电产电量在国家电能总产量中所占的比例，由2017年的40%提高到2030年的50%。日本位于4个重要构造板块的交界处，是世界上最有可能发生地震的国家。而且在日本这个地震多发区居住着1.265亿人。斯坦表示，阿拉斯加州的地震风险与此类似，但是该州的人口不超过70万。

　　当然，日本的所有核电站都位于地震多发带。核工业代表和核电站反对者很快指出，海啸后柴油机备用系统出现故障(并不是海啸造成的)直接引发福岛核事故。核工业官员曾指出，这座核电站经历有史以来最强的一次地震后幸存下来，它的表现跟计划的一样。在自然灾害和其他规模更小的灾难面前，断电是更常见的风险因素。例如美国忧思科学家联盟的核安全项目主管大卫·洛克博姆表示：“我们的电站无法承受飓风或海啸的袭击，我们更易受到断电和失去备用设备的影响，无论这是由墨西哥湾的飓风、东部地区的冰暴引起的，还是由克利夫兰的树木导致的。”

　　新浪科技讯 北京时间3月30日消息，据美国国家地理网站报道，1999年至2003年，科学家曾在泰国、老挝、越南和柬埔寨搜寻绿蝮蛇踪迹，而后在实验室对捕获的标本进行分析，通过身体特征确定它们是否是新物种。在东南亚，他们发现了一种新种蛇类，被称之为“红眼绿蝮蛇”。但由于只能根据一些标本加以了解，他们对这种蛇知之甚少。

　　1.红眼蝮蛇

红眼蝮蛇（图片来源：Jeremy Holden）

　　一幅未标明日期的照片，一条蛇缠绕在树枝上。这是在东南亚新发现的一种蛇类，名为“红眼绿蝮蛇”(学名“Cryptelytrops rubeus”)。红眼绿蝮蛇主要分布在胡志明市附近的森林以及越南南部、柬埔寨Langbian高原东部低矮的丘陵地区。

　　研究论文合著者、英国班戈大学分子生物学家安尼塔·马尔霍特拉表示：“我们只能从一些标本身上了解这一物种，世界上见过这种蛇的人并不多。说老实话，我们对它们知之甚少。”马尔霍特拉和同事同样发现了与红眼绿蝮蛇非常类似的蛇，长着令人吃惊的黄眼睛，被称之为“豆蔻山绿蝮蛇”。在1月23日出版的《动物分类学》杂志上，科学家对这两种蛇进行了描述。

　　2.外出就餐

外出就餐（图片来源：Jeremy Holden）

　　一幅未标注日期的照片，青蛙可能体型太大，让红眼绿蝮蛇难以下咽，在这幅照片拍摄后不久，它便选择放弃。现在还不清楚这条红眼绿蝮蛇到底是因为受闪光灯影响还是因为青蛙体型太大无法吞下而选择放弃。

　　科学家表示，这种新发现的蛇喜欢吃什么食物还是一个不解之谜。研究论文合著者马尔霍特拉说：“我们很难获得有关这种蛇食物偏好的信息。蛇的消化能力很强，粪便中只含有少量极难消化的东西，例如哺乳动物的毛发、鳞片以及爬行动物的爪子。青蛙很容易消化，最后什么也不会留下。”

　　3.与叶子融为一体

与叶子融为一体（图片来源：Peter Paul van Dijk）

　　照片于2000年5月在越南丛林拍摄，一条红眼绿蝮蛇与周围环境融为一体，绝对是一个伪装高手。这种蛇生活在树上的一个重要原因是，它们拥有很强的消化能力，经常吃的滚瓜肚圆，这成为它们向高处行进的一个障碍。

　　但研究论文合著者马尔霍特拉表示，这种新发现的蛇也会在地面上生活，并且经常在地面上觅食。“它们通常在溪流附近出没，因此有人认为青蛙是它们的一个主要食物。我们知道其他与其存在血缘关系的蛇主要以小型哺乳动物为食，它们应该拥有非常相似的生态学特征。”

　　4.眼睛好似宝石

眼睛好似宝石（图片来源：Peter Paul van Dijk）

　　照片于2000年5月在越南南部的Cat Tien国家公园拍摄，一条红眼绿蝮蛇抬起头，盯着照相机镜头。马尔霍特拉指出，这家公园生活着新发现的红眼绿蝮蛇，在面临较大压力的森林地区，它们的栖息地面积很小。

　　现在还不清楚红眼绿蝮蛇是否能够很好地适应其他栖息地，因此现在还无法将这种蛇列为濒危物种。马尔霍特拉和同事希望它们不会沦为罕见动物收藏者的牺牲品。她说：“红眼绿蝮蛇可能很容易受到伤害，因为它们是非常美丽的动物。”(孝文)

　　新浪环球地理讯 北京时间3月30日消息，据美国国家地理网站报道，美国国家地理网站刊登了过去一周的最佳太空图片，集中展现了第谷超新星残余、银河系“市中心”以及太阳表面喷射“火环”等壮观景象。

　　1.断电中的日本

断电中的日本(图片来源：DMSP/USAF/NOAA)

　　一幅伪色卫星照片，展现了3月11日日本发生大地震并引发海啸之后的断电情况。科学家将2010年美国空军国防气象卫星计划获取的数据与灾难发生当日的数据进行了比较。黄色区域未发生断电，红色区域则处于黑暗之中。断电区域主要集中在从东京北部郊区到北部港口城市仙台之间的地区。仙台是距离震中最近的地区。

　　2.第谷超新星残余

第谷超新星残余(图片来源：CXC/NASA)

　　一幅合成图片，来自于美国宇航局的钱德拉X射线望远镜，展现了被称之为“第谷超新星残余”的天体，很有点向“三月疯狂”比赛致敬的味道。这个膨胀的碎片云是距离地球大约1.3万光年的一颗恒星爆炸后的产物。爆炸产生的光线于1572年到达地球。即使在白天，这颗天体短时间内也可以用肉眼观察到。

　　图片中的红色区域为低能X射线，蓝色区域为高能X射线。此外，图片也第一次揭示出明亮的X射线条纹，也就是右侧白色区域，支持了超新星是高速粒子，即宇宙射线源泉这一理论。

　　3.银河系“市中心”

银河系“市中心”(图片来源：Caltech/NASA)

　　形象地说，图片展示的区域就是银河系的“市中心”，存在着数千颗恒星。在可见光条件下，这一区域异常明亮，让观测里面发生的事情几乎成为一种不可能。但在美国宇航局斯皮策太空望远镜拍摄的照片中——例如这幅于3月18日公布的照片——我们却可以洞察这一区域内的活动。照片中，卷须状温暖气体(黄色-红色)和富含碳的尘埃(绿色)像窗帘一样穿过银河系的中心。在银河系的中心，明亮的白色恒星团环绕一颗看不见的超大质量黑洞。

　　4.你好，海伦

你好，海伦(图片来源：NASA)

　　这幅新公布的照片由美国宇航局的“卡西尼”号飞船拍摄，土星的小卫星——土卫十二“海伦”好似一朵单色花悬挂在漆黑的太空中。这颗卫星的直径只有21英里(约合33公里)，与土卫四“狄俄涅”共享一条轨道。土卫十二和土卫四是仅在土星周围发现的“特洛伊卫星”之一。

　　5.火环

火环(图片来源：SDO/NASA)

　　3月19日，美国宇航局的太阳动力学观测卫星拍到的太阳表面向外喷射一个等离子圆环的壮观景象。这种等离子环被称之为“日珥”，是被磁场束缚在太阳表面的带电气体云。但这种束缚并不稳定，日珥最终会逃脱，获得自由，喷向太空。

　　6.鹿豹座CY星

鹿豹座CY星(图片来源：WISE/NASA )

　　照片由美国宇航局的广域红外探测器拍摄，展现了炙热而明亮的恒星鹿豹座CY星。由于被封在含金属的尘埃颗粒云内，这颗恒星发出红色光芒。恒星发出的强紫外线辐射刺破主要由多环芳烃(绿色，与地球上的煤烟类似)构成的尘埃壳。富含碳的尘埃带好似一条温暖的毯子，里面遍布微红色天体团。新恒星正在这条“毯子”内形成。(孝文)

　　4.变黑的鸟

变黑的鸟

　　据英国英国皇家保护鸟类协会的理查德·卡斯伯特在一项声明中说，石油泄漏事故不仅会危及北凤冠企鹅，而且会对数百万只在此筑巢的海鸟和其他野生生物产生影响。他发出警告说，如果搁浅船只上的老鼠逃窜到该岛上，这无疑是雪上加霜，它将会引发“双重灾难”，因为这座岛上没有老鼠。卡斯伯特说：“要是老鼠在南丁格尔岛上立住了脚，它们将对这里造成毁灭性摧残。” 特里斯坦-达库尼亚群岛环保局已经在触礁船只附近放置了大量捕鼠器。卡斯伯特说：“希望这能阻止任何老鼠逃上岸。”

　　5.油污迫使海鸟逃上岸

油污迫使海鸟逃上岸

　　据特里斯坦-达库尼亚群岛政府网站上说，到了3月份，北凤冠企鹅已经结束繁殖周期和换羽过程，正准备游向大海深处觅食。但是沃诺克表示，由于企鹅“感觉很冷”，沾满油污的它们正在努力逃上岸。油渍就像“紧身潜水衣上的破洞，鸟类的羽毛相互紧扣在一起，油污打乱了这个机制，使其分开，因此冷水更容易穿透羽毛，沾到皮肤上”。北凤冠企鹅的天然防水层消失，还使它们的体温更容易降低。

　　6. 南丁格尔岛上的触礁船只

南丁格尔岛上的触礁船只

　　据特里斯坦-达库尼亚群岛政府网站上说，总重大约是7.53万吨的货船“M.S. Oliva”号在把大豆从巴西运往新加坡的途中，在南丁格尔岛触礁。该网站上说，由于该船受损情况严重，无法修复，这艘船“将会慢慢被海浪冲散，最终沉入大海”。由它引发的生态灾难可能还会对大螯虾产业产生严重影响，这一产业是世界上最与世隔绝的这个孤岛社会群体的经济支柱。埃文斯表示，距离该地最近的城市是南非开普敦，乘船需要6天才能到达。卡斯伯特在声明里说：“这只失事货船将对这些偏远小岛上的野生生物和渔业经济基础产生严重影响。”

　　7.沾满油污的大量企鹅

沾满油污的大量企鹅

　　这个月南丁格尔岛发生货船触礁事故后，海岸周围出现大量浑身沾满油污的北凤冠企鹅。据世界自然保护联盟说，这种企鹅喜欢聚在一起繁殖后代，它们把巢筑在悬崖顶上，有时是在内陆。每年冬季快要结束时，北凤冠企鹅会成群结队聚集到一起，9月开始产卵，12月和1月份小企鹅开始独立生活。凤冠企鹅主要吃磷虾、其他甲壳类动物、鱿鱼、章鱼和鱼。(孝文)

　　新浪环球地理讯 北京时间3月29日消息，据美国国家地理网站报道，最近，一艘货船在特里斯坦-达库尼亚群岛南丁格尔岛触礁，大约1500吨燃油泄漏到海水里，形成长达8英里(13公里)的油膜，这对生活在这里的濒临灭绝的北凤冠企鹅造成严重影响，很多企鹅浑身沾满油污，甚至有些已经死亡。除此以外，这次事故可能还会对这里的海洋生态环境产生致命影响。

　　1. 南丁格尔岛沾满油污的企鹅

南丁格尔岛沾满油污的企鹅（图片提供：Andrew Evans, National Geographic）

　　3月23日，一只身上沾满油渍的北凤冠企鹅(northern?rockhopper penguin)，据英国英国皇家保护鸟类协会说，一周前一艘货船在南大西洋南丁格尔岛触礁，大约有1500吨燃油漏出。该岛是英国特里斯坦-达库尼亚群岛的组成部分，其上生活着多达20万只北凤冠企鹅，这一数字占世界北凤冠企鹅总数的一半。由于这种企鹅的数量在过去30年间莫名迅速下降，因此世界自然保护联盟(IUCN)将其归类为濒危物种。

　　据英国英国皇家保护鸟类协会和特里斯坦-达库尼亚群岛的政府网站上说，搁浅2天后，即3月18日，马耳他注册轮船“M.S. Oliva”号在风浪的冲击下出现裂缝，油层扩展8英里(13公里)。然而，3月23日事态变得更加严重。大约6.53万吨未经加工的大豆也散落到海洋里，目前还不清楚这种植物会对脆弱的海洋生态环境产生什么影响。据政府网站上说，数百只沾满油污的鸟被冲上岸，估计已有多达2万只海鸟受到影响。世界自然保护联盟官员特雷弗·格拉斯在一项声明中说：“南丁格尔岛的事故现场非常恐怖。”据该网站上说，这次“生态大灾难”可能还会对附近的联合国世界遗产所在的岛屿产生影响。

　　2.营救企鹅

营救企鹅（图片提供：Andrew Evans, National Geographic）

　　特里斯坦-达库尼亚群岛环保局派遣一些营救人员，前去营救和清理沾满油污的企鹅。迄今为止他们已经收集了750只企鹅，这些企鹅将会被送往特里斯坦-达库尼亚群岛，在那里接受治疗和护理，慢慢恢复健康。上周，来自南非海鸟保护基金会的更多鸟类营救专家抵达该地。《国家地理旅游者》杂志的特约编辑安德鲁·埃文斯恰巧在工作期间到访了南丁格尔岛。他说：“我们正打算去其他地方，半道上突然接到消息，得知一艘货轮在南丁格尔岛触礁了。”埃文斯在这座岛上对事故现场进行了1天调查，毫不夸张地说，他“看到数百只北凤冠企鹅沾满油污。我还看到一些海豹幼仔的皮肤上沾满油渍。这种场面令人触目惊心。”

　　3.早期石油泄漏受害者

早期石油泄漏受害者

　　3月23日在拍摄这些照片前，一些北凤冠企鹅已经死亡，它们的死亡原因可能是接触了从南丁格尔岛漂来的燃油。埃文斯说：“我看到一些企鹅正在用嘴巴清理羽毛上的油污。有些企鹅全身沾满了油污，有些是腹部沾上了油渍。” 常务董事尼尔斯·沃诺克表示，与原油相比，经过加工的燃油在发生泄漏事故时具有好的一面，也有不好的一面。积极方面是，燃油比原油蒸发速度更快。然而消极方面是，从短期来看，燃油对鸟类的毒害比原油更大，这是因为燃油更轻，更容易渗入到鸟儿的皮肤里。据沃诺克说，一旦渗入到皮肤里，任何一种油都会损害鸟类的内脏。更糟糕的是，身上沾上油污的鸟儿在用嘴巴清理羽毛时，偶尔会吞下有毒物质。

　　新浪环球地理讯 北京时间3月28日消息，据美国国家地理网站报道，美国国家地理网站刊登了3幅新照片，展现了海啸发生前后日本福岛县的一处海滩。不久前，日本东北部发生9级地震并引发海啸，造成巨大人员财产损失。

　　1.海啸来临前的平静

海啸来临前的平静

　　照片由一名在海岸工作的研究员拍摄，展现了海啸来临前平静的海滩。海啸并不是单一的潮汐波，而是由一系列潮汐波构成或者叫波列。在海啸灾难中，最初的海浪并不一定最具有破坏性。海啸可能更像是快速上升的潮汐，而不是一系列巨大的海浪。

　　2.巨大的水墙

巨大的水墙

　　3月11日，福岛县的一处海滩遭海啸袭击，可怕的力量让一辆货车(右下)无处躲藏。在进入沿岸附近的浅水域时，海啸的速度减缓。顶部的海浪移动速度超过底部，导致海平面大幅上升，同时伴随海下区域剧烈涌动，将人卷入海底，撕碎沿途的物体。

　　3.沙滩被海啸吞噬

沙滩被海啸吞噬

　　照片由一名研究员3月11日拍摄，最近对外公布，可怕的海啸漫过树梢，海滩早已经面目全非。在第一波海浪过后，海啸的危险性可持续几个小时。袭击海滩的海浪高度存在巨大差异。(孝文)

　　3月22日，身穿防护服的工作人员向福岛第一核电站受损的4号反应堆注水，以进行冷却。新核电站设计依靠集成的被动安全系统在发生断电故障时进行冷却，但这种核电站的发展较为缓慢。

　　新浪环球地理讯 北京时间3月28日消息，据美国国家地理网站报道，世界正处在核能大规模扩张的边缘，面对刚刚发生的日本福岛第一核电站危机，我们不得不提出这样的疑问，新建造的反应堆在出现电力故障时的安全性能否超过福岛核电站？这个问题的答案似乎是“未必”。福岛核电站是日本历史最为悠久的核电站之一，电力故障导致反应堆温度升高到危险程度并引发核危机。

　　被动安全系统“少见”

　　采用被动安全系统的反应堆能够应对类似日本福岛核电站发生的事故，即断电导致无法泵水冷却放射性燃料和乏燃料。然而，全世界在建的65座核电站中只有4座采用这种设计。(美国佐治亚州和南卡罗来纳州的4座反应堆仍处在现场准备阶段，等待政府批准。)

　　全世界在建的核电站中有47座反应堆采用第二代设计，与上世纪70年代建造的福岛核电站相同，没有集成被动安全系统。核电站运营商指出，即使最初设计时没有集成被动安全系统，现有反应堆或者在建反应堆也可添加这种系统或者采取其他改进措施。美国工业贸易组织核能研究所表示，南加利福尼亚州沿岸的圣奥诺弗雷核电站进行了改进，允许操作人员使用一个地心引力驱动的系统，在断电情况下保证水循环以冷却核电站。

　　但类似这样的改进仍存在局限性。核能研究所战略计划执行理事阿德里安·海默尔表示：“需要为核电站准备大量水，一旦发生地震，蓄水池将受到何种影响？”这也就是为什么要在最初的设计阶段采用被动安全系统。

　　全世界有哪些核电站通过采用引力驱动系统或者其他安全措施加以改进？我们没有任何现成的参考资料。集成被动安全系统的新核电站发展较为缓慢。核电站需要很长时间获得政府批准，筹集资金，完成规划和最终的建造。在当前这个技术飞速发展的时代，核电站的“慢节奏”显得有些怪异。当前的很多核电站采用了大量三四十年前研发的基本技术。

　　第二代仍唱主角

　　在日本福岛第一核电站的6座反应堆中，有5座采用通用电气公司一项名为“BWR-3”(一种沸水反应堆)的设计以及Mark 1安全壳系统。全世界有多达92座核电站在建造时采用沸水反应堆设计，其中有32座装有Mark 1安全壳系统。与在发展核能方面走在世界前列的美国和法国的所有核电站一样，福岛反应堆也是第二代反应堆。伦敦世界核能协会表示，第一代反应堆在上世纪50年代和60年代研发。英国是唯一一个仍运营第一代反应堆的国家，例如北威尔士的维尔法核电站。

　　海默尔表示，1979年的三里岛核危机迫使人们对核电站设计的风险性和安全性重新进行评估。他说：“如果发生断电事故应如何应对？你必须做到在燃料遭到破坏前恢复供电。”利用地心引力驱动冷却水进入反应堆容器便是在出现福岛断电故障时的一种应对方式。想像一下，将一个蓄水池安装在屋顶，打开水龙头时利用地心引力让水通过管道进入厨房的水池。

　　在反应堆内，燃料产生的热量会加热空气和水，导致它们通过管道进入热交换器。海默尔表示，如果发生断电事故，一切都会停止运转，出现类似福岛核电站那样冷却系统失灵的情况。被动安全系统可以为核电站操作人员争取时间，寻找足以为一系列电池充电的大型发电机，重新启动水泵，将水泵进反应堆水池。

　　三代-plus是发展方向

　　在全世界运营的442座核电站中，只有15座采用第三代反应堆。第三代反应堆在设计上集成了被动安全系统。日本和韩国各有4座第三代反应堆，加拿大、中国和罗马尼亚各有2座，阿根廷有1座。日本、中国大陆、台湾、韩国、芬兰、法国和俄罗斯在建的第三代反应堆共有14座。

　　根据核能研究所提供的资料，当前第三代反应堆投入运营时间在1982年至2007之间，并非处在核技术的前沿。下一代反应堆将是第三代-plus反应堆，在发生事故时完全依靠被动安全系统。利用地心引力、天然对流而不是电网、柴油驱动或者电池提供备用电力，是应对核电站冷却系统面对挑战时采取的关键举措。世界核能协会指出，被动安全系统不依赖于各组件的正常运行、备用电力和操作人员控制，而是单纯地依靠物理现象。海默尔说：“一些完全采用被动安全系统的设计至少能够在失去交流电供电或者额外冷却水72小时内正常运转。”

　　世界上首批4座第三代-plus反应堆正在中国建造。浙江省三门核电站的反应堆预计可在2013年投入运营。美国也将建造4座第三代-plus反应堆，现正处于现场准备阶段。其中有2座位于佐治亚州韦恩斯伯勒附近的南方公司沃格特勒核电站，另外2座位于南卡罗莱纳州詹肯斯维勒附近南卡罗莱纳州电力与天然气公司的维吉尔·萨默尔核电站。

　　所有8座第三代-plus反应堆均采用西屋电气公司的AP1000设计，即循环冷却钢结构安全壳周围的外部空气，借助地心引力驱动安全壳顶部蓄水池中的水。西屋电气发言人斯科特·肖表示，这一系统可进行长达72小时的冷却。在此之后，一台小型柴油发电机将提供电力，将现场储存设施里的水泵入反应堆芯和乏燃料池，每分钟输送的水量达到100加仑(约合378升)，可连续泵水4天。借助于AP1000，西屋电气得以从第二代反应堆升级为第三代-plus。

　　未雨绸缪应对断电

　　忧思科学家联盟核安全计划负责人大卫·洛奇鲍姆表示，被动安全系统赋予工作人员更多时间处理事故，通常情况下，更多的时间意味着能够在面对挑战时取得更大成功。但忧思科学家联盟仍对正常冷却系统失灵时间超过72小时的形势感到忧虑。他说：“这个时候，你仍然要面对如何恢复向水池泵水的问题。”在发生类似福岛核电站这样的事故时，72小时可能远远不够。海默尔表示这一系统可以借助消防车和水泵补充水。但对于福岛核电站的第二代反应堆，这种方式并不奏效，因为冷却仍依靠核电站自身管道系统能否正常运转。

　　海默尔称，另一种第三代-plus反应堆设计是通用电气-日立核能合资公司的ESBWR(经济简化型沸水堆的英文首字母缩写)，采用引力驱动系统让反应堆芯保持被冷却水覆盖的状态。在日本大地震和海啸发生前，这一设计已在美国获得批准，9个月内便可生效。3月9日，也就是大地震发生前2天，美国核管理委员会发布了ESBWR的最终安全评估报告和最终设计批准书，原定于秋季正式生效。海默尔说，但随着福岛核电站危机的发生，生效时间将很难预测。通用电气-日立公司发言人迈克尔·特图安希望公司能够在秋季获得核管理委员会认证。ESBWR是他们采用被动安全系统的第一款反应堆设计。

　　特图安表示，在等待政府批准时，ESBWR将在印度建造，印度政府选择了两个地点。“我们负责一处，西屋负责另一处。”在美国，底特律爱迪生电力公司早在2008年便选择了通用电气的ESBWR设计，作为伊利湖湖岸费尔米2号核电站的新反应堆。

　　海默尔说，福岛核电站的备用系统未能在海啸袭击中幸免，ESBWR和西屋AP1000等新型反应堆能够更好地应对这种灾难。它们并不依靠发动机起动。福岛核电站的工作人员需要控制很多阀门，一些新系统只有两三个阀门。基于堆芯损伤频率量度——计算事故导致反应堆燃料熔化的可能性——先进的被动设计能够让沸水反应堆的安全性比主动系统高出10到100倍。

　　强化型排放口

　　面对大量运营中以及建造中的第二代反应堆，监管人员和操作人员经常将目光聚焦在如何进行改进以提高旧设计的安全性上。在3月美国环境与公共委员会举行的听证会上，核管理委员会主席格雷戈里·杰兹克将迄今为止的核反应堆运营与升级和改造有着20年之久的飞机系统相比较。他说：“我们进一步了解自己在哪些方面出了差错。”

　　海默尔表示，美国的所有沸水反应堆均采用与福岛反应堆类似的设计，自上世纪90年代便采用所谓的“强化型排放口”。排放口允许反应堆将蒸汽和压力直接释放到大气中，同时借助过滤器过滤掉放射性物质。在较为老式的设计中，强化型排放口并不安装在反应堆，而是在反应堆所在建筑内。氢气会在反应堆所在建筑内不断聚集。

　　核能研究所力图从日本官员口中获得一个准确答案，即发生事故的福岛反应堆是否装有强化型排放口。“他们有很多事情处理，不太可能有时间向我们提供相关信息。”福岛6座反应堆中有4座发生爆炸，说明氢气在反应堆所在建筑内聚集。

　　三管齐下改进抑压池

　　Mark 1安全壳系统的安全性正面临越来越严格的审查。3月16日，通用电气公布了一份文件，强调这项有着40年历史的技术一直“不断进化”。通用电气设计了一个“抑制”系统，用于降低环绕反应堆芯底部的油炸圈饼形抑压池内的压力。抑压池内的蒸汽泡沉入水下，帮助消除热量。通用电气表示，抑制系统能够将大汽泡分裂成小汽泡，进而快速冷凝，起到降压作用。

　　在抑压池内，通用电气还安装了偏转装置，在设计上用于抑制和消除蒸汽进入抑压池并提高水位时产生的压力波。通用电气表示，他们同样强化了鞍座式结构——用于支撑抑压池的类似于腿的结构。美国核管理委员会要求对美国采用Mark 1系统的核电站抑压池进行这种加固，同时改进排放系统。特图安说：“我们与海外客户分享这项计划，但我不知道他们是否进行这种改进。”

　　忧思科学家联盟核能与气候变化项目负责人艾伦·凡科表示：“我们将从福岛核事故身上获得很多我们必须吸取的教训，虽然目前还不清楚这些教训具体是什么。”洛奇鲍姆说，福岛核电站可能并没有采取有效的安全措施，又或者采取了安全措施但未能起作用，不管是哪一种情况，我们都必须改进安全措施。“在遇到十字路口时，人们应该选择正确的方向，或者找到新的十字路口，引导自己走上正确的方向。” (秋凌)