風車 的 歷史 比 電力 要 早 許多 ， 甚至 超過 千 年 。 不過 ， 從 自然界 得到 能量 ， 並 將 它們 轉換成 不同 形式 的 能量 供 人們 使用 ， 這樣 的 原則 是 完全 一樣 的 ， 不論 是 在 十三世紀 的 中國 、 更 早 之前 的 伊朗 ， 或是 十二世紀 的 歐洲 。 在 這些 地方 ， 風力 被 用來 協助 人們 做 一些 最 費力 的 勞務 ： 從 井 裡 汲取 飲用水 、 農業 灌溉 、 用 兩 塊 大 磨石 來 碾磨 穀物 以 製造 麵粉 等等 。 風車 的 運轉 就 是 要 靠 風力 ， 不論 它 是 不 是 被 用來 發電 。 作為 電 的 供應 來源 ， 風能 隨處 都 有 ， 不用 擔心 會 用盡 ， 而且 不會 排放 溫室 氣體 。 2009年 ， 全 世界 靠 風力 產生 的 能量 是 三百四十兆瓦 小時 （ 一兆瓦 小時 〔 terawatt-hour 〕 就 是 一兆 個 瓦特 ， 連續 一 小時 ） ， 它 大約 是 世界 耗電量 的 2％ 。 而 風力 發電 成長 得 很 快 ， 事實 上 在 過去 三 年 內 ， 風力 的 發電量 已經 增為 兩 倍 。 那麼 核能 呢 ？ 核能 比 我們 一般 所 知道 的 還要 多 得多 。 事實 上 它 每 天 都 出現 在 我們 四周 。 窗戶 玻璃 裡 就 含有 放射性 的 鉀 -40 ， 它 的 半衰期 是 十二億 年 ， 而 它 的 衰變 所 產生 的 能量 是 地核 的 熱源 之 一 。 大氣層 中 所有 的 氦 ， 都 是 地球 上 的 天然 同位素 衰變 後 所 產生 的 。 我們 稱為 「 α 衰變 」 （ alpha decay ） 的 那 個 過程 ， 事實 上 就 是 從 一 個 較 大 的 不 穩定 原子核 釋放出 一 個 氦 原子核 。 我 有 一 套 非常 特別 、 數目 非常 多 的 嘉年華 （ Fiestaware ） 餐具組 。 嘉年華 是 一 家 美國 的 餐具 公同 ， 他們 從 1930年代 開始 設計 及 製造 餐具 ， 包括 餐盤 、 碗 、 碟子 及 杯子 。 我 喜歡 帶 一些 這 種 盤子 到 教室 給 學生 們 看 。 其中 ， 橘色 的 （ 它們 被 稱為 「 嘉年華紅 」 ） 盤子 裡 含有 氧化鈾 （ uranium oxide ） ， 氧化鈾 是 陶瓷 上釉 時常 用 的 材料 。 我 若 拿 一 塊 盤子 靠近 一 個 蓋格 計數器 ， 它 就 開始 快速 地 發出 「 嗶嗶 」 聲 。 盤子 裡 的 鈾 有 放射性 ， 它 會 發出 伽瑪 射線 ， 這 是 因為 裡面 發生 了 我們 所謂 的 「 核分裂 」 （ fission ） ， 這 和 引發 核子 反應爐 運作 的 過程 是 相同 的 。 在 做 過 這 個 示範 後 ， 我 總是 會 邀請 學生 來 我 家 吃飯 ， 但 奇怪 的 是 從來 沒 人 願意 來 。 哈 ！ 核 分裂 ， 也 就 是 重 原子核 的 分裂 ， 會 產生 大量 的 能量 ， 不論 那 是 在 核子 反應爐 裡 （ 在 那裡 ， 鈾 -235 分裂 的 連鎖 反應 會 受到 控制 ） ， 或是 在 原子彈 裡 （ 在 那裡 ， 連鎖 反應 未 受到 控制 ， 並且 會 產生 毀滅性 的 後果 ） 。 一 座 每 秒 產生 十億 焦耳 （ 即 109 瓦特 ， 或 一千百萬 瓦特 〔 megawatt 〕 ） 的 核電廠 ， 一 年 會 消耗 1027 個 鈾 -235 的 原子核 ， 而 那 只 相當於 大約 四百 公斤 的 鈾 -235 。 然而 自然界 的 鈾 中 ， 只有 0.7％ 是 鈾 -235 （ 99.3％ 是 鈾 -238 ） 。 因此 ， 核電廠 所 使用 的 是 濃縮鈾 （ enriched uranium ） ； 濃縮 的 程度 因 核電廠 而 異 ， 但 一般 的 數值 是 5％ 。 也就是說 ， 他們 所 使用 的 鈾 燃料棒 含有 5％ 的 鈾 - 235 ， 而 非 0.7％ 。 因此 ， 一 座 一千百萬 瓦特 的 核電廠 每 年 會 消耗掉 八千 公斤 的 鈾 ， 其中 大約 四百 公斤 是 鈾 -235 。 相較 之下 ， 一 座 一千百萬 瓦特 的 化石 燃料 發電廠 每 年 會 消耗 五十億 公斤 的 煤 。 鈾 的 濃縮 要 花 相當 多 的 錢 ； 它 是 用 數以千計 的 離心機 來 處理 的 。 武器 等級 的 鈾 必須 被 濃縮到 至少 含 85％ 的 鈾 -235 。 你 現在 或許 能 理解 ， 為什麼 全 世界 都 很 擔心 那些 無端 將 鈾 濃縮到 一 個 不明 高濃度 的 國家 。 在 核電廠 中 ， 受到 控制 的 連鎖 反應 所 產生 的 熱 ， 會 把 水 轉換成 蒸氣 ， 而 蒸氣 再 推動 蒸氣 渦輪 來 產生 電 。 一 座 核能 電廠 把 核能 轉換成 電能 的 效率 大約 是 35％ 。 如果 你 讀到 報導 ， 說 一 座 核電廠 的 功率 是 一千百萬 瓦特 ， 你 並 不 知道 它 是 指 一千百萬 瓦特 的 總功率 （ 其中 三分 一 被 轉換成 電能 ， 三分之二 以 熱 的 形式 散失 ） ， 或者 它 是 指 所有 的 電能 ， 如果 是 後者 的話 ， 那麼 那 座 核電廠 的 總功率 就 會 大約 是 三千百萬 瓦特 。 這 差別 很 大 ！ 我 某 天 在 新聞 中 看到 伊朗 即將 啟動 一 座 可以 生產 一千百萬 瓦特 電力 的 核電廠 。 （ 這裡 的 語言 就 寫 得 很 清楚 ！ ） 近 幾 年 來 大家 對 全球 暖化 議題 日益 關切 ， 所以 核能 發電 的 選項 再次 成為 潮流 ； 和 燃燒 化石 燃料 的 發電廠 比較起來 ， 核電廠 並 不會 製造 太多 溫室 氣體 。 美國 目前 已經 有 超過 一百 座 核電廠 ， 它們 的 發電量 占 消耗量 的 20％ 。 在 法國 ， 這 個 比率 是 75％ 。 整 個 世界 來 說 ， 全球 所 消耗 的 能量 中 有 15％ 是 由 核電廠 產生 。 不同 的 國家 有 不同 的 核能 政策 ， 但是 要 建造 更多 核能 發電廠 就 需要 更多 的 政治 遊說 ， 因為 人們 擔心 三浬 島 、 車諾比 及 日本 福島 等 惡名昭彰 的 核安 事件 再次 發生 。 此外 ， 核電廠 的 造價 非常 昂貴 ： 在 美國 ， 估計 每 座 核電廠 造價 約 五十 到 一百億 美金 ； 在 中國 ， 則 約 需 二十億 美金 。 最後 ， 核電廠 那些 帶放射性 的 廢料 的 儲放 ， 仍然 是 一 個 巨大 的 技術 與 政治 問題 。 地球 上 仍然 有 大量 的 化石 燃料 ， 但是 我們 消耗 它們 的 速度 遠 比 自然界 創造 它們 的 速度 快 。 世界 上 的 人口 持續 在 成長 ， 而 在 許多 大型 的 開發中 國家 ， 例如 中國 和 印度 ， 能量 密集 的 工業 正 以 飛快 的 速度 在 發展 著 。 所以 我們 真的 沒有 辦法 逃避 這 個 問題 。 我們 有 非常 嚴重 的 能源 危機 。 該 怎麼 做 ？ 嗯 ， 有 一 件 重要 的 事 是 ， 我們 要 開始 更加 注意 自己 每 天 用掉 多少 能量 ， 並 試 著 減少 它 。 我 想 ， 我 自己 消耗 的 能量 算是 很少