第三篇 十五 燙手的遺產

就像是連鎖反應,一切都發生得太快。1938年,一位名為安里科·費米的物理學家從法西斯當道的義大利來到斯德哥爾摩領取諾貝爾獎:表彰他在中子與原子核研究上的貢獻。事後他並未返鄉,而是跟他的猶太妻子一起逃到美國。

同年,有消息走漏說兩名德國化學家以中子爆裂了鈾原子。他們的成果證實了費米先前的實驗推論,當中子裂解原子核時,會釋放出更多的中子。而每個中子都會像次原子的霰彈獵槍一樣四處飛散,只要有足夠的鈾在旁邊,它們就會找到足夠的原子核來摧毀裂解。這是一個連鎖反應,過程中會釋放出很多能量。他懷疑,納粹德國正在研究這項技術。

1942年12月2日,費米跟他的美國新同事在芝加哥大學體育館地下室的壁球場,製造了一次受到妥善的受控鍵式核反應。這個原始的反應堆是堆成蜂巢形的石墨磚,旁邊加上一點鈾。他們插入一根包著鎘的棍子來吸收中子,藉以緩和鈾原子呈幾何級數增加的爆裂速度,讓鈾原子的反應不至於失去控制。

不到三年,他們在新墨西哥沙漠里所做的實驗,卻正好相反。這次的試驗要讓核子反應完全失控,釋放出無限的能量。短短一個月間,同樣的事又重複了兩次,分別在兩座日本城市的上空。十餘萬人當場死亡,而且在爆炸過了很久之後,死亡還在持續發生。此後,人類種族就對核分解的雙重致命危機感到既恐懼又著迷,這代表了全面的毀滅再加上接踵而至的緩慢折磨。

如果人類明天就離開這個世界,而我們還沒把自己炸得粉身碎骨的話,我們會留下大約三萬個完整的核子彈頭。其中任何一個在我們離開之後會引爆的概率幾乎等於零,因為普通鈾彈里能夠裂變的物質被分隔成好幾個區塊,這些區塊必須在某個速度下精確地相互撞擊,才會達到引爆所需的臨界質量,而這在自然的情形下是不會發生的。不論是丟摔重擊、拋進水裡或在鈾彈上面滾動大石頭,都不會有事。就算是幾乎不可能的情況發生,某個變質的鈾彈里磨光的濃縮鈾表面真的彼此接觸了,除非當時是以子彈般的速度碰撞,否則它們也只是發出「嘶」的一聲就沒有下文了,不過還是會有麻煩就是了。

至於鈈武器,則包含一個可裂變球,必須以正好兩倍以上的密度加壓才會爆炸,否則它就只是個有毒的燈罷了。然而,真正會發生的是核彈外殼會腐朽,使得核彈中的炙熱核心暴露在外。因為鈈-239的半衰期是兩萬四千一百一十年,即使洲際彈道飛彈的外殼在五千年後徹底分解,核子彈頭裡大約四點五到九千克重的鈈大部分都沒有衰變。鈈會散發出α粒子,這種由質子與中子組合而成的粒子質量很大,動物皮毛或較厚的皮膚就可以隔絕,不過若是有任何生物不幸吸入,後果就相當嚴重(以人體來說,只要吸入百萬分之一克就可能導致肺癌)。過了十二萬五千年之後,剩下來的鈈或許不到四百五十克重,但仍含有大量的致命物質。可能要等到二十五萬年後,它才會完全消失在地球自然環境里的輻射中,恢複正常的輻射值。

即使到了那個時候,不管地球上還有什麼生物存活,它們還是得面對四百四十一座核能發電廠所遺留下來的致命殘渣。

像鈾這種不穩定的大型原子在自然衰變或人工裂解時,都會釋放出帶電粒子或類似X光的電磁射線,二者都可能改變活細胞與DNA。如果這些變形的細胞或基因進行再生或複製,就會產生另外一個連鎖反應,稱為癌症。

自然環境中本來就有輻射存在,因此有機體會經由天擇、演化,甚至是屈服,來適應環境。每當我們提高自然環境里的輻射值,就等於是強迫活體組織予以反應。不過,人類利用核分裂來做炸彈,又用來發電的二十年前,就已經不小心縱放了一個電磁精靈,我們一直到六十年後才發現這個失誤所造成的後果。那一次,我們並不是讓輻射跑出去,而是讓輻射鑽進來了。

這個輻射就是紫外線。跟原子核釋放出來的伽馬射線相比,紫外線的能量很低,卻突然達到地球上出現生命以來前所未見的強度,而且還在持續增加。雖然我們希望在接下來的半個世紀中能夠予以矯正,但人類如果提早下場的話,這種高強度的紫外線會維持很長的一段時間。

紫外線形塑了我們現在所見的世界。不過說也奇怪,紫外線自己也創造了臭氧層,也就是我們賴以避免曝晒過多紫外線的防護罩。回到盤古開天的年代,地球表面還是一片原始的濕黏物質,紫外線毫無阻攔地灑落在這片大地上。在某個關鍵時刻,也許是閃電點燃了星火,第一個具有生命特質的混合分子成形了。在紫外線的高能量照射下,這些有生命的細胞迅速突變,並不斷將無機化合物代謝轉換為有機化合物。最後,有一個細胞對原始空氣中的二氧化碳與陽光產生反應,呼出一種新的物質——氧氣。

這讓紫外線找到了新的目標,專門攻擊成雙成對的氧原子,即氧分子,硬生生地將它們拆散。落單的氧原子會立刻黏附到周圍的氧分子上,也就形成了臭氧(O)。不過,紫外線也很輕易地將臭氧里多出來的原子拆開,使之又回到氧氣的形式,而失散的氧原子又會以同樣快的速度黏上另外一個氧分子,再度形成臭氧,直到吸收了更多的紫外線,再度被甩出來為止。

慢慢地,大約在距離地球表面十六千米的高空,形成一種均衡狀態。臭氧持續吸收紫外線,不斷形成,然後又不斷拆解重組,使得紫外線不會照射到地面上。隨著臭氧層日益穩定,地球上受其保護的生命也開始穩定下來。最後演化出一些再也無法忍受原先紫外線轟炸強度的物種,人類就是其中之一。

可是到了20世紀30年代,人類開始破壞從生命肇始至今一直維持衡常不變的臭氧平衡,也就是我們開始使用氟利昂的時候。氟利昂是一種氟氯化碳,也是冰箱所需要的一種人造氯化合物。這種物質看似穩定無害,於是我們就放進噴霧罐里或哮喘藥物吸入器里,又或者加入聚苯乙烯來製造免洗咖啡杯或運動慢跑鞋。

1974年,加州大學歐文分校的化學家薛伍德·羅蘭與馬利歐·莫里那產生懷疑,既然氟氯化碳這麼安定,不跟其他任何東西結合在一起,那麼在這些冰箱與合成物質分解之後,它們都跑到哪裡去了呢?最後,他們認定到目前為止,所有牢不可破的氟氯化碳都飄到平流層,在那裡找到旗鼓相當的剋星,即強烈紫外線。這個分子殺手會釋放出氟氯化碳里的純氯,而純氯又會惡意吞噬失散的氧原子,但地球就是靠這些氧原子形成的臭氧保護才不會受到強烈的紫外線侵害。

當時沒有人注意到羅蘭與莫里那的理論,直到1985年,在南極做研究的英國學者喬·法曼發現天空破了一個洞。原來這幾十年來,我們一直讓紫外線過濾層浸泡在純氯之中,不停融解這個防護罩。此後,全世界各國展開前所未有的合作,分段廢止啃噬臭氧層的化學物質。這種跨國努力固然有其成效,不過未來仍是喜憂參半。臭氧層的破壞已經減緩,但氟氯化碳的黑市買賣卻蓬勃發展,而且一些開發中國家,仍會合法生產氟氯化碳因應「基本家用需求」。就連我們目前使用的替代品,氫氯氟烴(HCFC),也不過是比較溫和的臭氧殺手罷了,它仍然是一種要逐漸廢止的產物。問題是,還有什麼其他替代品嗎?恐怕一時還難以回答。

除了破壞臭氧層的問題,無論是氟氯化碳或氫氯氟烴,還有最常見的無氯替代品氫氟烴(HFC),都會製造二氧化碳,讓日益惡化的全球暖化加快好幾倍。當然,如果人類的所有活動都停止,這些念起來佶屈聱牙的物質也會一併停用,可是我們對天空所造成的傷害會維持很久。目前最好的前景,就是希望這些破壞物質耗盡之後,南極上空的破洞以及其他地區變薄的臭氣層能在2060年之前復原。但前提是我們能找到安全的替代品來取代氟氯化碳,也能在現有的氟氯化碳還沒有揮發到高空之前就先予以清除。然而,要摧毀一個本來就設計成無可摧毀的東西,代價很高,需要精緻耗能的工具,例如氬等離子弧(argon plasma arc)和旋轉窯,這些都不是唾手可得的東西。

目前的情況是,仍有數百萬噸的氟氯化碳在被使用,或在老舊的設備里陰魂不散,或暫時儲存在罐子里,尤以發展中國家為盛。如果我們消失了,數百萬台使用氟氯化碳或氫氯氟烴的汽車冷氣,以及比這個數字再多上數百萬台的家用與商用冰箱、冷凍櫃、冷凍車廂,還有家庭用與工業用的冷氣設備,最後都會爆裂,釋放出20世紀所犯下的大錯——氯氟化碳,並會陰魂不散。

它們全會飄到平流層,於是漸有起色的臭氧層會再次發病。因為人類不會突然消失,所以運氣好的話,這會是一種長期病,而不是來勢洶洶、會出人命的急症。否則在我們身後倖存的動植物,又得選擇能夠忍受紫外線的基因特質,或是以突變來抵禦輻射的炮火攻擊。

半衰期為七億零四百萬年的鈾-235,在自然界的鈾礦含量里只佔了微不足道的一小部分,還不到百分之零點七,

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