科學人雜誌 1月號/2024：新世紀核武

特別收錄 / 編輯的話：

核武的威脅，是來自科學，還是來自人性？

戴上手套，我從反應爐的爐心旁緩緩拉上來實驗樣本，撕開紅色膠帶，取下三個10元硬幣大小的樣本交給同學，去測量放射性強度。下樓來到監測儀器前，我腳一踏上去，警報就大響，防護人員從屋裡衝出來，那一刻，我知道我受到核污染了……

文／孫維新

在台大物理系大四那年，我選修了「反應器物理」這門課，希望學點核分裂的科學原理和實際應用，這門課的開課教師是來自台電公司的鄧光新教授，鄧教授濃眉大眼、身材厚實，常一早在校園裡練兵器健身，我有時到得早，在校園裡和他迎面相遇，總會看他背著一把大刀，刀把尾端飄著紅綠布條，堅定而自信地邁步往前，就像是從抗戰海報中走出來的29軍大刀隊。

這門課除了課堂講授，鄧老師也安排了校外實習，每週五中午，修課同學要到總統府後門去搭交通車，前往位在龍潭的中山科學院，使用一座小型的核子反應爐做實驗，這個設備只能產生60千瓦的能量，功率很低，所以正式名稱就叫做「零功率反應爐」，但能實際接觸到反應爐就已經讓人興奮不已了。

這是一座室內的「輕水式反應爐」，大約有三層樓高，做實驗的同學可以走上爐頂的艦橋，踩在格狀的鐵網上，低頭看到水體深處正在運作的爐心！我第一次站在艦橋上往下看的時候，真的驚呆了，爐心周遭被一團如夢似幻的藍光包裹著，那團藍光就是「切侖科夫輻射」（Cherenkov radiation），以前只在書上看過，沒想到現在能親眼得見，的確無比震撼！

後來我在大學上課，解釋這個現象給同學聽：切侖科夫輻射是當粒子運動的速度超過光速時，所釋放出來的輻射。同學說了：「老師，愛因斯坦不是說光速是最快的速度嗎？怎麼粒子的運動還能快過光速？」要注意，愛因斯坦當年說的是「真空中的光速」，水中的光速是真空中的光速除上水的折射率4/3，而從爐心射出的中子在進入周遭的水體那一瞬間，速度短暫地超過了水中已經打了折扣的光速，才會出現這一團夢幻藍光！

欣賞完了美景，回到實際工作，我們要做的實驗其實很簡單，那一回就是將三個10元硬幣大小的樣本用紅色膠帶貼在一根直尺上，用繩子從艦橋上緩緩將直尺墜入水中，降到爐心旁邊，等樣本被爐心射出的中子撞擊一定時間之後，產生了放射性，再拉上來取下樣本拿到實驗室去測量放射性強度。
當時我負責取樣本，戴了手套拉上直尺，小心翼翼地將紅色膠帶撕開，隨手黏在地上，將取下的樣本交給旁邊同學拿到實驗室去，再把用完的手套膠帶收集起來，放到核廢棄物的防護箱中，工作就算完成。

取完樣本後原想跟著同學到實驗室去看結果，但我想到了實驗守則的要求：取完樣本一定要下樓在儀器上測量有無污染。雖然我感覺不到一絲異狀，身體正常毫無問題，但想著還是遵守規範，下得樓來走到牆邊，靠牆的地面上有個小平台，上面有兩個腳印踏板，面前牆上有兩個長方形的小洞，分別用來測量腳和手的放射性。就在我踩上踏板，手還沒放入牆上的洞中，整棟樓的警報器就大響！防護人員從房間裡衝出來，我想著這下完蛋，遭到核污染了！

防護人員讓我兩腳前後上下小平台，也輪流把兩手伸入牆上的洞中，確定是左腳鞋底有污染，我猜想是在取樣本時不小心踩到了黏在地上的紅色膠帶。這些紅色膠帶和樣本同時被中子撞擊，因此也同樣具有短暫的放射性。

後來上課時，我講到這段歷程，就問學生當時我該怎麼辦？學生咬牙切齒，說：「老師，壯士斷腕！」沒那麼嚴重啦，防護人員說這只是輕微的鞋底污染，交給我一包洗衣粉和一把刷子，告訴我外面草地上有水龍頭，自己去把鞋底刷刷就好了。等我刷完鞋底回來，再上下平台測量手腳，確定已經量不出放射性，這個小小的核污染事件就結束了。

後來我回想，如果當時我沒下樓去做檢測，就不會知道自己鞋底有核污染，這個污染會被我帶上交通車，再帶回家中，凡走過的，必留下痕跡。
但我這個經歷還真的是微不足道，如今每個人都正在經歷核污染，從空氣到土壤再到地下水，全球皆然，無人倖免。

在此轉述一個李家維教授說過的小故事，家維兄的故事常發乎日常生活之中，總是富含科學知識和人生哲理，這次是和「喝酒」有關的。

有回家維兄參加了一場企業家聚會，主人好客，所以高朋滿座，冠蓋雲集，有好些古物蒐藏名家到場，其中有位C君蒐藏不少，但他總覺得別人的東西都是假的，只有他自己的藏品才是真的。此時主人拿出一瓶好酒款待賓客，光看瓶子就已經是古色古香價值連城，反過來瓶底印著「大明成化年製」，「成化」是明憲宗朱見深的帝號，公元1470年前後在位20年，這樣看來這瓶酒少說也已經550年了，足見主人誠意。但酒端到C君前面他硬是不喝，說這是假的！主人面子上下不來，家維兄身為具備科學知識的仲裁者，便出面打圓場，說科學可以解決爭議，他在清華大學有實驗室，是真是假一測便知。家維兄還真的帶了些酒樣回學校，後來家維兄就說了：C君不喝是對的！

有機物質可以用「碳14」的衰變來測定年代，我們這個「碳基世界」的碳主要是碳12，同位素碳14僅佔微小比例，但碳14會衰變，原子核會放出一個電子（即「β衰變」），將一個中子轉為質子，讓這個原子核自己往前進了一格，成為氮14。碳14的半衰期是5730年，只要檢驗物質中還存在多少碳14，就知道這個物質是多久以前的東西，「碳14定年法」對五萬年之內的物質基本都能準確定出年代。

家維兄說，經過檢測，這瓶酒中碳14的量大到不合理，理論上碳14只會越來越少，怎麼會更大？原來從1945年7月16日人類第一枚核彈試爆成功開始，大量的核試爆將許多放射性同位素拋到大氣層中，澈底破壞了原先自然界的同位素比例，因此1950年代之後碳14定年法就不再準確，檢測值很高就意味著這瓶酒是1950年以後的產物，從來沒有想到大明成化年離現在這麼近！

這一期的《科學人》雜誌以多篇報導闡述了美國中北部大量的陸基核飛彈發射場的設置始末，美國現在也來到了必須更新這些超過50年的飛彈和它們的發射井的階段。過去幾十年這些陸基核子彈頭的設置，已經對周遭的土地和人民造成了不可回復的污染，到今天美國政府還持續在賠償，而現在這些彈頭和發射井要更新的天價費用和持續累積的土地污染，更是對美國全民的嚴苛考驗。

1945年7月16日那一天清晨，在新墨西哥州的荒原上，太陽昇起了兩次。從那時開始，一直到2020年，世界八個擁有核武的國家總共進行了2056次的核試爆（美國1030、蘇聯715、法國210、英國45、中國45、北韓6、印度3、巴基斯坦2），讓大量的放射性元素進入了大氣和土壤中，全球已無淨土。我們每天呼吸的空氣、飲用的水，和地上種出來的莊稼，都包含了原子核能量解放的因（科學），和人類彼此猜疑、威脅，和嚇阻的果（人性）。

因果循環，下一句就不好說了。