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2011年3月11日，日本发生里氏9.0级特大地震，并引发巨大海啸和核电站危机，重创日本。本文介绍地震、海啸及核泄漏等相关知识。
①致命地震海啸②核泄露危机③“超级月亮”惹的祸？
逆断层地震
在会聚板块边界（简称会聚边界）的俯冲带，当一个地壳板块被强力潜没到另一个板块下面时，就会发生逆断层地震。由于板块边缘略微倾斜导致大段被卡住，这类地震成为地球上最大的地震，矩震级能超过9级。自1900年以来，地球上所有六次矩震级在9级或以上的地震都是逆断层地震。没有其他已知类型的构造活动能产生如此规模的地震。
日本标准时间2011年3月11日14时46分（北京时间13时46分），日本东北部地区太平洋近海地震发生，为里氏9.0级逆断层地震，震中位于日本仙台市以东130千米的海底，震源深度约20千米。
这次巨大地震引发日本太平洋沿岸及至少20个国家的海啸和撤离警告，其中包括北美洲和南美洲的整个太平洋海岸。地震发生后一小时内，最高达37.9米的海啸巨浪越过防波堤重创日本，海浪深入内陆多达10千米。其他多个国家则遭遇较小海浪袭击。
这次地震是日本有史以来发生的最强烈地震，也是现代地震记录于1900年开始以来全球五大地震之一。这次强震对日本造成广泛破坏，不仅导致大量人员伤亡（截至4月5日，确认已造成12431人遇难，15153人失踪），而且严重毁坏房屋、公路和铁路，在许多地方引发大火，数百万人一度缺水断电，福岛核电站的多个核反应堆部分熔毁，周围地区人员紧急撤离，日本进入全国紧急状态。地震造成的总经济损失估计在1220亿～2350亿美元之间。
这次地震的巨大能量甚至将日本本州岛向东移动了2.4米，使地球的自转轴移动了25厘米。由于地球自转速度加快，地球质量重新分布，使得一天的长度减少了1.8微秒。九州一座火山在地震两天后喷发。这座火山曾于2011年1月喷发，目前尚不清楚它的新近喷发是否与这次地震有关。而据日本气象厅3月26日透露，地震后，日本全国至少有13座活火山周边地震活动趋于活跃。
本文旨在帮助你了解有关地震、海啸以及核泄漏的一些基本常识。
①致命地震海啸
地震发生后海啸接踵而至，对所经之处的一切带来毁灭性破坏。
日本位于环太平洋火山地震带上，是地震多发国。日本人一直非常注重建筑物的抗震性，因此这次地震虽然很强烈，但地震本身并未给日本造成重创。事实上，这次给日本造成重大损失的是地震引发的严重海啸和核泄漏事故。
发生于2004年的印度洋地震、海啸和飓风也造成了惨重损失，其中海啸是最主要的杀手。而这次日本地震海啸的地域性要强得多，造成的破坏也大得多。海啸巨浪袭击了日本东海岸，几小时内抵达夏威夷，包括南美洲、加拿大、美国阿拉斯加在内的太平洋地区，以及包括俄勒冈州在内的美国部分沿海地区都发布了海啸预警。在日本，海啸巨浪所到之处，汽车、飞机和建筑物横遭扫荡。海啸导致日本的一些村镇全盘消失，受创最严重地区甚至出现三层楼高的极强巨浪。
海啸是怎样发生的？
海啸一词在日语中为“津波”，意为“港口巨浪”。海啸是由一个水体中大量水的移位造成的，这个水体通常指海洋，但也指大型湖泊，迄今大约80%的海啸都出现在太平洋。海啸在日本很常见，已经记录到的在日本发生的海啸多达190多次。由于海啸巨浪所涉及的水量和能量巨大，所以海岸地区常常遭遇海啸的毁灭性影响。
地震、火山爆发及其他水下爆炸（包括水下核装置引爆）、山体滑坡、陨星撞击和水面上下的其他大规模扰动都可能引发海啸。古希腊史学家希罗多德是第一个记录与海底地震相关的海啸的人，但对于海啸本质的了解实际上是从20世纪才开始的，而且人类对海啸的认识至今算不上很充分。
当海床陡然变形，使上面的海水竖直移位时，就可能发生海啸。构造地震（例如这次日本地震）是与地壳变形有关的地震，当海底下面发生这样的地震时，变形区域上面的海水就被从平衡位置移位。具体地说，当与会聚边界有关的冲断层突然移动时就可能产生海啸，这是因为与这种移动有关的竖直分力导致海水移位。虽然一般断层上面的运动也会引起海床移位，但这类事件的规模一般都太小，不足以引发强海啸。
海啸以两种巨大力量造成破坏：水墙高速前进时携带的粉碎性力量和大水体砸向陆地时携带的毁灭性力量。就算浪头看起来并不大，其力量仍可能具有摧枯拉朽之威。平常风浪的浪宽（从一个浪尖到另一个浪尖之间的宽度）约为100米，高约2米，而在深海，海啸的浪宽可达约200千米。海啸巨浪在深海的穿行速度每小时超过800千米，但由于巨大的浪宽，海啸巨浪在任何地点的一次摆动（一个周期）都要花20~30分钟才能完成，浪高只有约1米，这就使得在深海探察海啸十分困难，船只也很少能注意到海啸的经过。
当海啸到达岸边时，水变得越来越浅，浅水作用压缩海浪，海浪速度降低到每小时80千米以下，浪宽则减小至不到20千米，浪高却大大增加。由于海啸巨浪仍具有很宽的浪宽，所以海啸往往要花几分钟才会达到最高峰。除了非常巨型的海啸外，到达的海浪不会破裂，而是看起来很像迅速的潮涌。邻近很深水域的开阔海湾和海岸线还可能进一步将海啸变形成阶梯状波浪。
海啸浪尖到达岸上时所造成的海面暂时性升高被称为“高涨”，位于一个参考海平面之上的高涨程度以米为计量单位来表示。一次大型海啸可能会在几小时内先后到达多重巨浪，其中第一波到达岸上的巨浪或许并不具有最大的高涨。
能预警海啸吗？
如果海啸登陆的第一部分是波谷而非浪尖，那么沿着海岸线的海水就会剧烈回退，暴露出通常被淹没的区域。因此，海水回退可以作为海啸的一种预警信号。许多海啸幸存者报告说，他们在观察到海水回退的同时还听到“吸气声”，于是立即往高处跑，从而逃过一劫。2004年，英国10岁小女孩蒂丽·史密斯及其父母和妹妹在泰国普吉岛度假，印度洋海啸发生时，当时刚从学校地理课上学到海啸知识的蒂丽观察到海水回退，于是对父母说可能马上要来海啸。她的父母立即警告其他人逃命。几分钟后，大海啸来袭，而数十条生命因蒂丽得以保全。不过，由于海水回退有时可能超过数百米，那些不知道危险就在眼前的人们会待在海水退却处捡拾露出水面的鱼，因而丧生。
地质学家、海洋学家和地震学家分析地震，基于很多因素来决定是否发布海啸预警。海啸临近时会出现一些预警信号，地震后自动系统也可能立即提供海啸预警，其中最成功的系统之一是附着于浮子的海底压力感应器，它持续监测上方水体的压力。然而，海啸事实上还是无法被精准预测，即使地震的震级和震源都被确定。
在海啸高风险地区，通常运用海啸预警系统来警告人们在海啸到达前逃离。在易于遭遇太平洋海啸的美国西海岸，预警标识上指明了逃生路线。在日本，国民都得到了良好的地震与海啸教育，海啸预警标识遍布海岸线，周围山头上则布设海啸警报器。
科学家还利用电脑模型对海底压力感应器的实时读数和海底形状及海岸地貌进行分析，通常能够在海啸到达前几分钟发出预警。电脑模型还能对海啸大浪的高度作出估计。另外，动物学家猜测，一些动物能听到来自地震或海啸的次声波，因而或许可以通过动物行为来预测地震和海啸。不过，这方面的证据具有争议性而未被广泛接受。
能阻止海啸吗？
虽然预警海啸在一定程度上可行，但要想阻止海啸却基本上是不可能的。日本是迄今海啸预防体系最完备的国家，日本从1896年的一场海啸灾难后就开始进行海啸科学研究，并采取了海啸反制举措。日本建设了许多高达4.5米的防波堤来保护沿岸人口密集区，还建了防潮水闸、水道来分流海啸潮水。不过，这些举措的有效性也遭到了质疑，因为海啸常常翻过这些屏障。例如，1993年7月，一次袭击日本的海啸浪高最高达到30米，使一个完全由海啸墙包围的港口镇遭受重创，镇上所有的木头结构建筑尽毁。虽然防波堤使海啸减速并降低了浪高，但仍未能阻止海啸的破坏。
海岸线植被覆盖等自然因素或许能抵消一部分海啸影响。在2004年印度洋大海啸中，海啸所经路线上的一些地区竟然几无损失，原因就是这些地方的大量椰树和红树林吸收了海啸能量。其中最惊人的一个例子是，印度南部泰米尔纳德邦的一个村子在这次海啸中损失很小，没死几个人，之所以能逃过一劫，正是因为海啸巨浪被沿岸的一大片树林抵挡了。这片由80244棵树组成的树林是2002年当地人为进入吉尼斯世界纪录而特意种植的。虽然树木需要生长多年才能达到反制海啸的规模，但与人工屏障相比，成本更低，而且更有效、更耐用。
恐怖海啸
这场巨大海啸波及整个太平洋，智利的太平洋海岸段是最远离日本的太平洋地区之一，两者间距离为大约17000千米，但智利仍然受到这场海啸波及，出现2米高的海啸大浪。图为海啸袭击日本的现场。
海啸是怎样袭击日本的？
1.日本当地时间2011年3月11日14时46分，9.0级地震袭击日本，震源深度为海平面以下大约32千米，震中距离仙台市海岸大约130千米。这次日本有史以来的最大地震将大量能量传递给了海水。
2.地震所在海底距离海面有好几千米，能量迫使深海海水向海面上涌，这一效应在海面不算明显，但与此同时，高能海水开始在海面下朝着海岸涌动。
在如此距离，高能海水水体对船舶来说是相对安全的。
3.高能海水以堪比喷气式飞机的速度穿越海底，随着它离海岸越来越近，高能海水水体因受到倾斜的海底挤压而形成巨浪。
5.15时55分，目击者报告说最大的海啸袭击了日本仙台市，水墙高20米以上。海啸巨浪包藏的巨量高能海水，给大约2100千米海岸线上的数十个城镇带来毁灭性洪水。
4.随着挤压继续，海浪被推得越来越高，同时减速。随着水深下降，浪高却在持续增加。当浪高与它下面的水深大约相等时高能水墙就会碎裂，这通常发生在离岸几米处。
防波堤
这是位于日本的一段防波堤。防波堤可由多种材料制成，最常见的是钢筋混凝土、大石头、钢或金属筐，附属材料包括乙烯基树脂、木头、铝、玻璃纤维复合材料，以及由黄麻和椰壳纤维制成的可生物降解的大沙袋。现代混凝土防波堤一般设计为有一定的曲度，目的是把波浪的能量反射回海洋。假如设计不完善，海浪就会不断侵蚀防波堤的根基，由此就不得不经常性地对防波堤进行修补加固。
防不胜防
图为日本宫城县的一处海啸警告设施，该县在这次地震中受损严重。事实上，在海岸距离震中很近的情况下，没有任何预警系统能预防陡然发生的海啸。例如，1993年7月12日，地震引发的海啸突袭日本北海道奥尻（音kāo）岛，至少200人遇难。那次地震后仅3～5分钟海啸就到达，许多地震幸存者还没来得及逃到高处就被海啸大浪夺命。
海啸炸弹
海豹计划，也称海啸炸弹，是新西兰军方发展的一种旨在创制毁灭性海啸的武器，这种武器于1944～1945年在奥克兰附近海域接受测试。当时，美英两国防务高层急于观察它的效果，认为它和原子弹一样重要。这项测试只使用了小规模爆炸，从未进行过大规模测试。据说在使用核载荷的情况下，海啸炸弹能对敌方沿岸城市造成重创。该计划在经过了7个月共4000次爆炸，但没能产生一次真正意义上的海啸的情况下停止。这项绝密计划直到1999年才被解密。1968年由美国海军资助的一项研究暗示，海啸炸弹之所以难以达到预想效果，是因为其制造的海浪能量在海浪破碎于大陆架上之时就被耗散，根本到达不了海岸。
板块碰撞引发日本超级地震
地球表面被分成七个主要板块和多个小板块，它们“骑”在地壳下面的半熔融岩层上，每年移动几厘米。随着板块运动，它们互相拉开或碰到一起，引发地震。这次日本地震发生于太平洋板块潜没（俯冲）至日本本州岛北部所坐落板块以下的位置。太平洋板块以每年8～9厘米的速度潜没到本州岛坐落的板块下面，在此过程中释放大量能量。这种移动会把上面的板块往下拉，直到应力累积得足以导致地震。
日本仙台海岸断裂了130千米，断裂深度只有32千米，海床则弹起好几米，从而导致地震。一般而言，要发生9.0级巨大地震，断裂长度至少要达到480千米，这需要一条长而且相对直的断层线。由于此次地震发生区域的板块边缘和俯冲带并不是那么直，所以通常不会发生超过8.5级的地震，难怪就连一些地震学家也对此次地震的震级之高感到惊讶。甚至远在南极洲，来自此次地震的地震波也导致维廉冰流侧滑了大约0.5米。
这次地震的震源区从日本岩手县海域一直延伸到茨城县海域，据估计，地震可能已导致从岩手到茨城的地下断裂带破裂长达500千米，宽达200千米。有专家估计，400千米长的海岸线在这次地震中垂直下落0.6米，使得海啸能更快、更远地袭击陆地。太平洋板块本身可能向西移动了20米，但离断裂点越远实际的位移越小。还有专家估计，太平洋板块在此次地震中的滑移量可能多达40米，涉及面积长300～400千米，宽100千米。如果被证实，这将成为与地震有关的有记录的断层最大位移之一。
海沟地震
1.海洋板块潜没到陆地板块下面。
2.陆地板块边缘被下拉，压力随着时间逐渐累积。
3.当压力足够大时，陆地板块边缘回弹，引发地震、海啸。
日本地震的前后
从3月9日起，开始前震，最大为7.2级。3月11日当天，发生三次大于6.0级的前震。
最新研究认为，此次日本大地震使位于震源东端的海底地盘隆起约5米，而通常由7级地震引起的地盘隆起约为1米，因此这一大幅隆起被认为导致了大海啸。
环太平洋火山地震带
有时也简称环太平洋火山带，是指太平洋海盆中发生大量地震和火山喷发的一片区域。这个长40000千米的马蹄形地带中，几乎连续分布着一系列的海沟、火山岛弧（从空中看，是与弧状山区平行的火山链）和火山带（一大片火山活动活跃的地区）。环太平洋火山地震带上有452座火山，占到全球活火山和休眠火山总数的75%。全球大约90%的地震和大约80%的巨大地震都发生在这个地震带上。环太平洋火山地震带是地壳板块运动和碰撞的直接后果，其中太平洋板块沿着堪察加半岛弧的潜没经过日本，这便是日本火山爆发和地震频繁的根本原因。
地震预测与预警
日本大地震发生后，网络上有一则消息开始广泛流传，声称日本提前10秒钟预测到了这次地震，并向公众发出了警报。事实上，日本大地震前发布的并不是地震预测，而是地震预警，这两者存在本质的区别。
全球每年要发生大约500万次地震，其中大多数是人们感觉不到的，但也有不少破坏性的地震给人类带来了灾难。地震预测的提出就是针对破坏性地震的。所谓“地震预测”，即在地震发生前做出预报。完整的地震预测应该提前告诉人们地震发生的时间、地点、震级和概率。然而，由于人类至今对地震成因的认知还很有限，科学家现在还不能观测到地球内部的所有活动，对地震的酝酿过程缺乏可靠观测数据，因此还不能准确预测地震，而只能对未来发生地震的可能性作出估计。
相对于地震预测，地震预警是在地震发生后进行的。地震是地球内部断层破裂，岩体相对移动时快速释放能量造成的振动，地震会产生地震波，包括体波和表面波两类。体波在地球内部传递，又分为纵波（P波）和横波（S波）；表面波只在近地表传递，由浅源地震引起的表面波最为明显。地震预警正是基于这三种波的传递速度差实现的。地震学家在地下安装地震探测仪器，当地震发生后，传递速度最快的P波被仪器探测到，地震探测仪器通过电磁波向连接的计算机发出信号，计算机立即计算出震源、震中和震级等基本参数，然后通过电视和广播向人们发出通知。在这个过程中，由于探测仪器发出的电磁波比地震波传播得更快，所以电磁波可能和P波同时甚至可能更快地到达地面。而具有破坏力的S波和表面波的传递速度较慢，通常会在P波之后几秒甚至几十秒才到达地面。因此，从发出地震预警，到破坏性地震波到达，这之间存在一个很短的时间，也叫“应急时间”。
在应急时间内，人们可以做些什么来避免或者减轻地震带来的伤害呢？收到地震预警的人们应该立即停止高速列车运行，关闭或保护石油、天然气和核电站等重要设施，从电梯里撤离，迅速找到最近的安全地带，等等。地震预警就是在和地震波赛跑，能赢得的应急时间越多，越能减轻损失。2000年，有地震学家从理论上推算了地震预警可能减少的人员伤亡：如果应急时间为3秒，可以减少14%人员伤亡；应急时间为10秒，可以减少39%人员伤亡；若应急时间达到60秒，则可以使人员伤亡减少95%。
当然，地震学家能够给出的应急时间是极其有限的，这是由地震预警系统的原理所决定的。越靠近震源的地区，获得的应急时间越短，而这里正是地震影响最严重的地区；相反，越远离震源的地区，虽然受到的影响更小，却能获得更长的应急时间。例如2008年中国汶川大地震，离震中不到20千米的映秀镇，电磁波到达地面的时间与破坏性地震波到达的时间相差无几，基本没有可能获得应急时间。
此外，部署地震预警系统也十分复杂，需要综合考虑科技、经济和社会等因素。由于耗资巨大，一般在地震发生频繁且经济实力雄厚的小区域内才可能建立较完善的地震预警系统，目前世界上只有日本、中国台湾、墨西哥和美国加州建立了地震预警系统。日本的投入最大，系统性能也最好，当地震发生后，预警系统会通过电视、广播、警报器、手机等覆盖全社会，对国民发出警报，使灾难的影响尽量减少。
所以，在网络上流传的日本地震在震前10秒就预测到的说法是完全错误的，10秒只是地震预警系统发挥作用，给人们提供的应急时间。
地震与大火
每次大地震之后总会有大火发生，图为此次日本地震后出现的火情。地震后失控的大火破坏性很大，例如，1906年美国旧金山发生7.7级以上的巨大地震，据估计最终多达90%的财产损失都是由地震引发的大火导致。当时，煤气总管在地震中破裂引发了超过30场大火，烧了四天四夜，最终摧毁了490个街区总共25000幢建筑物。此次日本地震中有炼油厂管道受损后引起大火，损失也很严重。
会聚边界
在板块构造理论（或称板块构造假说）中，会聚边界也称为破坏性板块边界，是指一个变形活跃的地区，两个或更多岩石圈构造板块在这里相向运动及碰撞。在压力和摩擦作用下，板块材料在地幔中熔化，在会聚边界附近地震和火山很常见。当两个板块互相朝着对方移动时，它们要么形成一个俯冲带，要么发生大陆碰撞，但究竟发生哪种情况取决于这两个板块的性质。在俯冲带，潜没板块（即俯冲板块，通常为海洋地壳）移动到另一板块下方。这后一板块可由海洋地壳构成，或者由大陆地壳构成。在两个大陆板块碰撞过程中，会形成大型山脉如喜马拉雅山。
浅水作用
在流体力学中，浅水作用指表面波进入浅水区时波高明显增加的现象。当海浪进入浅水区时会减速。在稳定态条件下，波浪宽度减少，而能量流必须保持恒定，于是群速（也就是波浪能量的传输速度）的降低通过浪高（和波浪能量密度）的增加得以补偿。
②核泄露危机
由地震、海啸引发的日本福岛核电站事故，凸显核电站的安全问题。
因地震和海啸引发的日本福岛第一核电站事故的处理将长期进行，而其严重性让人们对核反应堆的安全问题有了更多的担忧：核反应堆是怎么一回事？它很危险吗？什么是核泄漏？它会对人类和环境产生什么样的影响？我们应该采取哪些措施应对核泄漏？
以下我们首先介绍核反应堆的基本原理，然后介绍在福岛第一核电站究竟发生了什么。
核电站是怎样运行的？
简言之，核电站以核反应堆代替普通火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生核反应产生热量，加热水并使水汽化成水蒸气，然后通过管路进入汽轮发电机发电。之后，水蒸气经冷却重新变为液态，再次被送到核反应堆中进行加热，如此循环往复。核电站的奥妙在于核反应堆。以福岛第一核电站为例，让我们来看看核反应堆究竟是怎样工作的。
福岛第一核电站是日本东京电力公司的第一座核能发电站，从1971年开始运行，至今已建成六个机组，总发电量为4.7兆千瓦，是全世界25个发电量最大的核发电站之一。福岛第一核电站的六个机组全部采用“沸水反应堆”（也叫“轻水堆”），使用的核燃料是氧化铀，其基本原理是铀发生核裂变，也就是一个原子核分裂成几个原子核。只有一些质量非常大的原子像铀、钍等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出2～3个中子，这些新的中子再击中其他铀原子，产生更多的中子，这样无限制地进行下去，这个过程被称作链式反应。原子核在发生核裂变的同时释放出巨大的能量，被称为原子核能，俗称原子能。
福岛第一核电站采用的氧化铀被制成宽、高各1厘米的小陶瓷块，熔点为2800℃，物理化学性质很稳定。这些小陶瓷块被装进一个用锆锡合金制成的长筒中密封起来，形成一个燃料棒。锆锡合金具有良好的密封性，但在温度超过其熔点1200℃后会发生损毁。这是将具有放射性的核燃料与外界隔绝开来的第一层防护罩。
多个燃料棒被聚集起来放入反应堆，形成堆芯，放置在压力仓（也叫压力壳）中。压力仓由高强度金属制成，厚约20厘米，能承受15500千帕以上的压力。这是第二层防护罩。
反应堆作为科技进步的产物，它能够实现人类对核裂变反应的控制，而其控制工具是控制棒。控制棒由能够大量吸收热和中子的材料制成。控制棒在正常情况下不会用到，但在发生意外时，控制棒会立即插入堆芯，大量吸收中子，使链式反应停止。不过，铀原子在核裂变过程中还会产生一些放射性副产品，如铯和碘同位素，这些元素会逐渐衰变直至失去放射性，在衰变过程中会产生热量，被叫做衰变热。衰变热产生的热量只相当于反应堆正常运转时产生热量的3%，但会在反应堆关闭后继续存在一段时间。在这段时间里，水循环冷却系统在供电设备的驱动下继续工作，带走衰变产生的余热，直到堆芯完全冷却。
完成核反应所需的所有设备，包括堆芯、压力壳、控制棒、各种管道、水泵和水循环系统等，都被封装在一个由钢筋混凝土制成的巨大球体中。这就是第三层防护罩（也叫安全壳），其作用只有一个，就是当反应堆堆芯遇到事故发生熔毁时，将反应堆的所有设备都密封在其中，以防止放射性物质逸出。在安全壳外面，就是我们在电视画面中看到的反应堆厂房。
以上介绍的是核电站的工作原理及核反应堆的组成。那么，福岛第一核电站的核泄漏是怎样发生的呢？
核泄漏是怎样发生的？
当地震袭来时，福岛第一核电站的所有反应堆在数秒钟内自动关闭，控制棒插入堆芯，链式反应停止，冷却系统继续带走余热。可是，地震摧毁了核反应堆外部的电力供应系统，而冷却系统是依靠电力驱动的。这时，应急柴油发电机启动，为冷却系统提供所需的电力。然而，一小时后，海啸来了，比设计标准更大的海啸将柴油发电机组摧毁。反应堆操作人员立即将反应堆切换到使用紧急电池供电。紧急电池在使用八小时后耗尽，这时人们发现，用卡车运来的移动式柴油发电机的接口与反应堆冷却系统的接口不兼容，无法使用。
前面说过，在链式反应停止后，反应堆会继续产生余热，并依靠冷却系统将其带走。一旦冷却系统停止工作，这些热量就会在堆芯积聚，使堆芯温度升高。随着堆芯温度的不断升高，氧化铀陶瓷块的温度超过锆锡合金的熔点温度，堆芯熔化，放射性物质暴露在压力壳中。与此同时，冷却液在高温下大量蒸发，导致堆芯周围的水位急剧下降，使堆芯露出水面。积聚的热量还会使反应堆内的压力增大，使得专门用于包裹熔毁堆芯的安全壳面临超压的危险。一旦安全壳损坏，放射性物质就可能外泄，酿成巨大的核安全事故。3月11日晚，日本政府宣布进入“核能紧急事态”。
此后，抢险人员通过向反应堆人工注入掺硼的海水以给反应堆降温，硼具有减慢核裂变反应速度的作用。可是，注入海水的冷却速度赶不上反应堆温度上升的速度，堆芯周围的水位开始因蒸发而下降，部分堆芯暴露在水面以上并开始熔毁，有放射性物质释放到压力壳中，并使压力壳中的压力不断加大。为了保护压力壳，操作员旋松压力壳阀门以释放压力壳内的压力。就在这一过程中，安全壳外部、厂房内部发生了爆炸——压力壳中的高温使得水蒸气与锆锡合金产生反应，生成大量氢气，这些氢气随着水蒸气由旋松的阀门排放到厂房内，与厂房内的氧气接触发生爆炸。不过，爆炸并未伤及坚固的核反应堆，只是炸毁了外部厂房，也即我们在电视画面中看到的已经露出钢筋的损毁建筑物。
福岛第一核电站发生爆炸引起了人们的恐慌，更有人将其与威力巨大的核弹爆炸联系了起来。那么，在核泄漏和核弹爆炸之间有着什么样的区别呢？区别很大。虽然核反应堆和核弹的原料都是铀，但两者使用的铀的浓度相差巨大。从地下开采出的天然铀矿含有99.3%的铀238（238U）和0.7%的铀235（235U），其中只有铀235能够发生链式反应。生产核弹时，需要付出昂贵的代价从天然铀中提炼出浓度在90%以上的铀235。这样，当核弹的链式反应被开启时，中子的倍增使得裂变在极短的时间内发生：百万分之一秒内，中子倍增的过程可以发生81次，引起“2”后面跟24个“0”那么多的铀核发生分裂，释放巨大的能量。而反应堆中一般只需要3%左右浓度的铀235，其链式反应是慢速的，没有倍增的过程，反应不会加速，能量以不变的速率释放出来，并且反应速度还能受到控制。
尽管这样，这次福岛核电站发生的氢气爆炸还是带出了一些放射性物质，也就是铀原子核裂变过程中产生的放射性副产品铯和碘同位素。这些物质随着水蒸气逸出到厂房内，然后随着爆炸散布到空气中，成为引起核恐慌的核辐射因素。
核泄露的影响有多大？
需要指出的是，在日常生活中核辐射可谓无处不在，我们无须谈“核”色变。辐射分为电离辐射和非电离辐射两类。α射线、β射线、γ射线、 X射线、质子和中子等属于电离辐射，红外线、紫外线、微波和激光等属于非电离辐射。人们主要关心的是电离辐射可能产生的健康影响及其防护。通常将电离辐射简称为辐射或辐射照射。辐射存在于整个宇宙空间，事实上，食物、房屋、天空大地、山水草木乃至人体内都存在着辐射。
辐射无色、无味、无声，看不见、摸不着，但可用仪器进行探测和度量。度量辐射剂量的单位是希沃特(Sv)，简称希，1希等于1000豪希，1毫希等于1000微希。我们坐一次长途飞机所受到的辐射剂量约为0.2毫希，接受一次X光检查约为1.2毫希，一次胸部X光扫描约为6.9毫希，核工业人员的辐射剂量限量是每年20毫希。当辐射剂量达到每年100毫希时，会增加患癌症的概率。当短时辐射剂量达到2000毫希时，会出现射线疾病症状，如呕吐、腹泻、内出血、骨髓和骨密度遭到破坏，红细胞和白细胞极度减少。当短时辐射剂量达到4000毫希时，人就会死亡。
辐射是如何损伤人体健康的呢？当足够浓度的辐射粒子射入人体后，会打到组成人体细胞的分子，把分子结构破坏，这会产生三种结果：其一，细胞受损坏掉，被人体分解、吸收、重新利用，不会造成很大伤害；其二，打到生殖细胞，改变染色体DNA（基因）的结构，导致生育的后代畸形；其三，打到体细胞，体细胞DNA发生变化，如果这种变化不能修复并且细胞仍然存活，就有可能出现细胞不受控制地复制的情况，就成了癌细胞。
那么，福岛第一核电站的核泄漏事故的影响有多大呢？以3月15日为例，当天在东京检测到的辐射剂量为每小时0.809微希,换算为每年7.08684毫希。也就是说，即使在那样的环境中在东京生活一年，所受的辐射只略大于做一次胸部X光扫描，不会对人体造成伤害。但是， 同一天，在福岛第一核电站机组周边检测到的辐射剂量最高达到了每小时400毫希，属于会对人体产生损害的浓度，因此日本政府要求核电站附近20千米范围内的居民撤离，30千米内范围内的居民留在家中。
这些因核泄漏产生的放射性物质飘散到大气中，形成核辐射气体，被叫做放射性烟羽。放射性烟羽会随风扩散。3月18日，据国际监测站网络的数据显示，低浓度的辐射微粒正从核电站朝东飘散，数日内抵达北美，之后将越过大西洋抵达欧洲，最终整个北半球都将探测到辐射尘。不过，放射性烟羽的辐射剂量非常低，对人体不会造成伤害。
根据《国际核事件分级表》（INES），截至3月20日，福岛第一核电站事故被认定为5级事故。INES是由国际原子能机构和经济合作与发展组织核能机构共同制订的，目的是以协调一致的方式迅速向公众通报有关核事件和放射事件的安全重要性。INES将核事件分为7个级别：1～3级为“事件”，4～7级为“事故”。到现在为止，核事故最高被定为7级，即1986年发生于前苏联乌克兰的切尔诺贝利核事故，描述是：大量放射性元素被释放到环境中，不断恶化的健康和环境问题需要履行既定或因应对策。福岛核电站事故所处的5级的描述是：核反应堆严重受损；装置内泄漏大量放射性元素，公众有可能受到大剂量辐射照射。可能由重大临界事故或火灾导致。
福岛第一核电站在地震后因外电源停电导致故障，1至4号反应堆发生氢气大爆炸，炸毁了反应堆外的防护建筑物。图为核电站被炸毁后的景象。
日本福岛第一核电站事故情况（截至3月31日）
3月11日地震发生后，核电站1至6号机组全部自动关闭，但接踵而至的海啸导致反应堆冷却系统发生故障。日本政府宣布进入“核能紧急事态”，要求核电站附近居民撤离到核电站半径3千米以外地区避难。
3月12日1号机发生氢气爆炸。核电站周围的辐射水平开始升高。居民的撤离范围扩大到10千米，最终为20千米。
3月13日8时33分，在核电站场地内检测到辐射剂量为每小时1204.2微希。福岛第一核电站事故被定级为第4级。
3月14日3号机发生氢气爆炸。9时左右，在核电站正门检测到中子射线，在核电站场地内检测到辐射剂量为每小时3130微希。
3月15日2、4号机相继发生氢气爆炸，4号机起火。10时22分左右，在2、3号机附近检测到辐射剂量为每小时400毫希。要求附近20千米范围内的居民撤离，30千米内范围内的居民留在家中。
3月16日12时30分，核电站正门附近检测到辐射剂量为每小时10.9毫希。
3月17日17时，观测到5、6号机乏燃料池的水温分别为64.5℃和64℃（通常为20～40℃）。
3月18日福岛第一核电站事故等级提升至第5级。17时，3号机附近检测到辐射剂量为每小时150毫希。
3月19日1时50分，在3号机北边检测到辐射剂量为每小时3181微希。9时，在核电站西门附近检测到辐射剂量为每小时364.5微希。
3月28日在1至3号机组厂房外发现高辐射积水，辐射剂量最高达每小时1000毫希以上，同时在核电站厂区土壤中检测出放射性钚。
3月30日在1至4号反应堆排水口附近海水中检测到碘131，含量是法定浓度的4385倍。1至3号反应堆的压力容器和安全壳被认为已经破损。
3月31日对1号机组涡轮机房附近地下水进行的检测发现，地下水中放射性物质浓度超标1万倍。
全球核电站事故一览
1957年9月29日：前苏联的核工厂“车里雅宾斯克65 号”的核废料仓库发生大爆炸。
1957年10月7日：英国温德斯凯尔的一个核反应堆发生火灾。
1961年1月3日：美国爱荷华州的一座实验室里发生核反应堆爆炸。
1967年夏天：前苏联 “车里雅宾斯克 65 号”储存核废料的“卡拉察湖”干涸。
1971年11月9日：美国明尼苏达州的一座核反应堆的废水超库存。
1979年3月28日：美国三里岛核反应堆发生冷却水和放射性颗粒外逸。
1979年8月7日：美国田纳西州浓缩铀外泄。
1986年1月6 日：美国俄克拉荷马一座核电站发生爆炸。
1986年4月26 日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸。
2011年3月13日： 9.0级地震导致日本福岛第一核电站发生严重核泄漏事故。
切尔诺贝利核事故
切尔诺贝利核事故是发生在前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站的一次核泄漏事故，是历史上最严重的核电站事故，也是《国际核事件分级表》中唯一的7级事件。
切尔诺贝利核电站位于乌克兰普里皮亚季镇附近，始建于1970年代后期，到事故发生时已建成四个反应堆，提供总量达4千兆瓦的电能。核电站的四座反应堆都属于压力管式石墨慢化沸水反应堆。这种反应堆也把水当作冷却剂，但和沸水反应堆不同的是，它把石墨当作慢化剂，可以实现不停堆更换燃料。
1986年4月25日夜间，核电站的第4号反应堆按照计划停机检修，在停机之前，要做一次紧急堆芯冷却装置的测试实验。
4月26日凌晨1点，实验准备工作开始进行。为了在反应堆低功率的状态下进行测试，按照要求，操作员要将反应堆的能量输出功率从正常的3.2吉瓦特减少至700兆瓦特。可是，由于实验开始的时间被延迟了，操作员为了尽快降低输出功率，快速地将输出功率下降到只有30兆瓦特，结果导致反应堆中的核裂变物氙135大量增加。为了解决这个问题，操作员从反应堆中拔除了至少204支控制棒，使反应堆中只剩下7支控制棒，而安全章程规定该反应堆中的控制棒不得少于15支。接下来，涡轮发电机推动水泵启动，水的流量也超出安全章程的限制（水也会吸收中子，水流量过大也需要撤除控制棒）。这一连串的操作错误，为灾难的发生埋下了祸根。
1点23分04秒，实验正式开始。随着水泵的电力关闭，水流速度减低，反应堆堆芯的蒸汽开始增加。1点23分40秒，也就是在实验开始后短短36秒时，操作员按下了“紧急停堆”按钮，这意味着事态已经变得十分危险，需要将全部控制棒插入到反应堆中。不幸的是，控制棒在设计上存在缺陷，在插入堆芯时发生了严重变形，结果在进入管道时被卡住，致使核反应无法停止。7秒钟后，反应堆的输出功率急剧上升至30吉瓦特，达到额定功率的约十倍。紧接着，燃料棒开始熔化，蒸汽压力迅速增加，最终导致蒸汽爆炸。爆炸摧毁了反应堆顶部设施、冷却管道及厂房房顶。更不幸的是，在修建这座核电站时，为了减少费用，反应堆外只建了一层防护罩。因此，当爆炸炸毁了这层防护罩后，反应堆堆芯直接暴露在大气中，当时堆芯中央一道强烈的蓝白光柱射向夜空，那是暴露的放射性物质发出的切伦科夫射线。接下来，极端高温的反应堆燃料和作为慢化剂的石墨与大气中的氧气接触，引起了石墨大火。顿时，厂房周围反应堆残骸四溅，大量放射性物质被释放到大气中并迅速扩散开来，这时厂房屋顶的辐射剂量达到了20万毫希，而核辐射的短时辐射剂量只要达到4000毫希，人就会死亡。参加现场抢险的消防队员在持续灭火一小时后，开始出现头晕和呕吐症状，当班指挥在两周后不治身亡，28名消防员中只有16名活到了事故后20周年。这次核事故所释放的辐射剂量为“二战”期间投在广岛的原子弹的400倍以上。
估计爆炸瞬间约有50吨核燃料化作烟尘进入大气层，另有70吨核燃料和900吨石墨崩溅到反应堆周围，引起30余处大火。苏联政府派出大量消防队员、军人、直升机飞行员、核电专家和工人，努力控制大火。核反应堆大火十天后才被扑灭。直升机直接飞进放射性烟尘，从空中向暴露的反应堆残骸倾倒了近2000吨碳化硼和沙子后，反应堆内的核裂变反应才最终停止。之后，在4号反应堆外面修建了钢筋混凝土石棺，并用直升机吊放了35吨重的顶盖将其彻底封闭。
事故发生时，有200多人当即被送往医院，其中31人死亡，其中28人死于过量核辐射。苏联政府很快撤离了核电站附近的13.5万居民。核物质泄漏形成的放射性烟羽，飘过白俄罗斯、乌克兰和欧洲大部分地区。在事故发生后两年内，有30万到60万“清理人”被派到距离反应堆30千米以内的范围清除辐射污染物，他们在清理过程中也受到了非常高剂量的辐射。
核电站方圆30千米内的区域被划定为“疏散区域”，区域内的33.6万居民被迁往其他地方居住，但核辐射影响的范围却远远大于这个区域。在被污染地区，由于喝了当地生产的、被辐射污染而含有放射性物质碘131的牛奶，儿童患甲状腺癌的比例快速上升。除了碘131对人体甲状腺造成伤害外，锶90和铯137也对污染区内的数百万人的健康造成伤害。有科学家担忧，这两种物质可能已被土壤吸收，可能产生长达几个世纪的影响。根据联合国和世界卫生组织等团体在2005年的报告，这次灾难造成的死亡人数将达到4000人，而在2006年的报告中指出，可能还有另外5000多名受害者将死于辐射，所以死亡人数将超过9000人。预计在未来几十年内，该地区死于癌症的人数还会增加。
让科学家感到吃惊的是，相比之下，野生动物的命运似乎要好得多。在人类撤离以后，动物们搬了进去，逐渐形成了物种丰富的生物群，隔离区成了野生动物的天堂，如今它们的数量倍增，还出现了当地几十年中都没有见过的种类如猞猁和大雕。事故刚发生时，动物们也饱受辐射之苦，在污染严重地区，很多动物死亡或停止繁殖。在核电站方圆6千米范围内，很多马因甲状腺衰竭相继死亡，老鼠胚胎死亡，牛也因为甲状腺受到损伤而发育不良。而现在，它们的后代都惊人正常——它们的体内因吸收了放射性物质而变得具有放射性，但除了对于人类来说它们已经不能食用外，其他方面却很健康和正常。特别是一直生活在污染区内的老鼠已经完全适应了环境，寿命和普通老鼠差不多。在4号反应堆的巨型石棺上，已经有很多鸟儿搭建起鸟巢，椋鸟、鸽子、燕子、红尾鸟，都在石棺上生活和繁殖后代。野生动物在那里繁殖生息，除了重新回归的物种，还有欧洲野牛和普氏野马等新物种出现，甚至连熊也来了。科学家找到了充分的证据来证明这些动物的基因发生了变化，但没有发现它们的生理机能和繁殖能力受到影响。一些激进的环保主义者认为，对这些野生动物来说，核辐射的影响远远小于人类给它们带来的影响，没有除草剂和杀虫剂，没有工业，没有交通，湿地也没有被破坏，野生动物们会在那里幸福地定居下去，生生不息。
如何防护核辐射
当遭遇重大核事故时，最有效的防护措施是什么？进入空气被放射性物质污染严重的地区时，要对五官严防死守。例如用手帕、毛巾、布料等捂住口鼻，减少放射性物质的吸入。避免淋雨。尽量减少裸露部位，穿长衣(白色为好)，穿戴帽子、头巾、眼镜、雨衣、手套和靴子等。脖子（甲状腺）部位尤其重要。如果你估计自己已经暴露于核辐射中，就要更换衣服和鞋子，将暴露过的衣物放在塑料袋中密封并放到偏僻处，并彻底洗一次澡。如果要求撤离，注意保持窗户和通风口关闭，使用再循环空气。如果留在室内：关闭空调、换气扇、锅炉和其他进风口。在车上保持车窗和通风口封闭，并采用车内循环空气。如果可能，进入地下室或其他地下区域。如非绝对必要，不要使用电话。注意随时携带一个用电池的收音机收听具体指令。将食品放在密闭容器内或冰箱里。事先没有封闭的食物应当先清洗再放入容器。不要饮用海水淡化水。尽可能缩短被照射时间；尽可能远离放射源；注意屏蔽，利用铅板、钢板或墙壁挡住或降低照射强度。
①致命地震海啸②核泄露危机③“超级月亮”惹的祸？
逆断层地震
在会聚板块边界（简称会聚边界）的俯冲带，当一个地壳板块被强力潜没到另一个板块下面时，就会发生逆断层地震。由于板块边缘略微倾斜导致大段被卡住，这类地震成为地球上最大的地震，矩震级能超过9级。自1900年以来，地球上所有六次矩震级在9级或以上的地震都是逆断层地震。没有其他已知类型的构造活动能产生如此规模的地震。
日本标准时间2011年3月11日14时46分（北京时间13时46分），日本东北部地区太平洋近海地震发生，为里氏9.0级逆断层地震，震中位于日本仙台市以东130千米的海底，震源深度约20千米。
这次巨大地震引发日本太平洋沿岸及至少20个国家的海啸和撤离警告，其中包括北美洲和南美洲的整个太平洋海岸。地震发生后一小时内，最高达37.9米的海啸巨浪越过防波堤重创日本，海浪深入内陆多达10千米。其他多个国家则遭遇较小海浪袭击。
这次地震是日本有史以来发生的最强烈地震，也是现代地震记录于1900年开始以来全球五大地震之一。这次强震对日本造成广泛破坏，不仅导致大量人员伤亡（截至4月5日，确认已造成12431人遇难，15153人失踪），而且严重毁坏房屋、公路和铁路，在许多地方引发大火，数百万人一度缺水断电，福岛核电站的多个核反应堆部分熔毁，周围地区人员紧急撤离，日本进入全国紧急状态。地震造成的总经济损失估计在1220亿～2350亿美元之间。
这次地震的巨大能量甚至将日本本州岛向东移动了2.4米，使地球的自转轴移动了25厘米。由于地球自转速度加快，地球质量重新分布，使得一天的长度减少了1.8微秒。九州一座火山在地震两天后喷发。这座火山曾于2011年1月喷发，目前尚不清楚它的新近喷发是否与这次地震有关。而据日本气象厅3月26日透露，地震后，日本全国至少有13座活火山周边地震活动趋于活跃。
本文旨在帮助你了解有关地震、海啸以及核泄漏的一些基本常识。
①致命地震海啸
地震发生后海啸接踵而至，对所经之处的一切带来毁灭性破坏。
日本位于环太平洋火山地震带上，是地震多发国。日本人一直非常注重建筑物的抗震性，因此这次地震虽然很强烈，但地震本身并未给日本造成重创。事实上，这次给日本造成重大损失的是地震引发的严重海啸和核泄漏事故。
发生于2004年的印度洋地震、海啸和飓风也造成了惨重损失，其中海啸是最主要的杀手。而这次日本地震海啸的地域性要强得多，造成的破坏也大得多。海啸巨浪袭击了日本东海岸，几小时内抵达夏威夷，包括南美洲、加拿大、美国阿拉斯加在内的太平洋地区，以及包括俄勒冈州在内的美国部分沿海地区都发布了海啸预警。在日本，海啸巨浪所到之处，汽车、飞机和建筑物横遭扫荡。海啸导致日本的一些村镇全盘消失，受创最严重地区甚至出现三层楼高的极强巨浪。
海啸是怎样发生的？
海啸一词在日语中为“津波”，意为“港口巨浪”。海啸是由一个水体中大量水的移位造成的，这个水体通常指海洋，但也指大型湖泊，迄今大约80%的海啸都出现在太平洋。海啸在日本很常见，已经记录到的在日本发生的海啸多达190多次。由于海啸巨浪所涉及的水量和能量巨大，所以海岸地区常常遭遇海啸的毁灭性影响。
地震、火山爆发及其他水下爆炸（包括水下核装置引爆）、山体滑坡、陨星撞击和水面上下的其他大规模扰动都可能引发海啸。古希腊史学家希罗多德是第一个记录与海底地震相关的海啸的人，但对于海啸本质的了解实际上是从20世纪才开始的，而且人类对海啸的认识至今算不上很充分。
当海床陡然变形，使上面的海水竖直移位时，就可能发生海啸。构造地震（例如这次日本地震）是与地壳变形有关的地震，当海底下面发生这样的地震时，变形区域上面的海水就被从平衡位置移位。具体地说，当与会聚边界有关的冲断层突然移动时就可能产生海啸，这是因为与这种移动有关的竖直分力导致海水移位。虽然一般断层上面的运动也会引起海床移位，但这类事件的规模一般都太小，不足以引发强海啸。
海啸以两种巨大力量造成破坏：水墙高速前进时携带的粉碎性力量和大水体砸向陆地时携带的毁灭性力量。就算浪头看起来并不大，其力量仍可能具有摧枯拉朽之威。平常风浪的浪宽（从一个浪尖到另一个浪尖之间的宽度）约为100米，高约2米，而在深海，海啸的浪宽可达约200千米。海啸巨浪在深海的穿行速度每小时超过800千米，但由于巨大的浪宽，海啸巨浪在任何地点的一次摆动（一个周期）都要花20~30分钟才能完成，浪高只有约1米，这就使得在深海探察海啸十分困难，船只也很少能注意到海啸的经过。
当海啸到达岸边时，水变得越来越浅，浅水作用压缩海浪，海浪速度降低到每小时80千米以下，浪宽则减小至不到20千米，浪高却大大增加。由于海啸巨浪仍具有很宽的浪宽，所以海啸往往要花几分钟才会达到最高峰。除了非常巨型的海啸外，到达的海浪不会破裂，而是看起来很像迅速的潮涌。邻近很深水域的开阔海湾和海岸线还可能进一步将海啸变形成阶梯状波浪。
海啸浪尖到达岸上时所造成的海面暂时性升高被称为“高涨”，位于一个参考海平面之上的高涨程度以米为计量单位来表示。一次大型海啸可能会在几小时内先后到达多重巨浪，其中第一波到达岸上的巨浪或许并不具有最大的高涨。
能预警海啸吗？
如果海啸登陆的第一部分是波谷而非浪尖，那么沿着海岸线的海水就会剧烈回退，暴露出通常被淹没的区域。因此，海水回退可以作为海啸的一种预警信号。许多海啸幸存者报告说，他们在观察到海水回退的同时还听到“吸气声”，于是立即往高处跑，从而逃过一劫。2004年，英国10岁小女孩蒂丽·史密斯及其父母和妹妹在泰国普吉岛度假，印度洋海啸发生时，当时刚从学校地理课上学到海啸知识的蒂丽观察到海水回退，于是对父母说可能马上要来海啸。她的父母立即警告其他人逃命。几分钟后，大海啸来袭，而数十条生命因蒂丽得以保全。不过，由于海水回退有时可能超过数百米，那些不知道危险就在眼前的人们会待在海水退却处捡拾露出水面的鱼，因而丧生。
地质学家、海洋学家和地震学家分析地震，基于很多因素来决定是否发布海啸预警。海啸临近时会出现一些预警信号，地震后自动系统也可能立即提供海啸预警，其中最成功的系统之一是附着于浮子的海底压力感应器，它持续监测上方水体的压力。然而，海啸事实上还是无法被精准预测，即使地震的震级和震源都被确定。
在海啸高风险地区，通常运用海啸预警系统来警告人们在海啸到达前逃离。在易于遭遇太平洋海啸的美国西海岸，预警标识上指明了逃生路线。在日本，国民都得到了良好的地震与海啸教育，海啸预警标识遍布海岸线，周围山头上则布设海啸警报器。
科学家还利用电脑模型对海底压力感应器的实时读数和海底形状及海岸地貌进行分析，通常能够在海啸到达前几分钟发出预警。电脑模型还能对海啸大浪的高度作出估计。另外，动物学家猜测，一些动物能听到来自地震或海啸的次声波，因而或许可以通过动物行为来预测地震和海啸。不过，这方面的证据具有争议性而未被广泛接受。
能阻止海啸吗？
虽然预警海啸在一定程度上可行，但要想阻止海啸却基本上是不可能的。日本是迄今海啸预防体系最完备的国家，日本从1896年的一场海啸灾难后就开始进行海啸科学研究，并采取了海啸反制举措。日本建设了许多高达4.5米的防波堤来保护沿岸人口密集区，还建了防潮水闸、水道来分流海啸潮水。不过，这些举措的有效性也遭到了质疑，因为海啸常常翻过这些屏障。例如，1993年7月，一次袭击日本的海啸浪高最高达到30米，使一个完全由海啸墙包围的港口镇遭受重创，镇上所有的木头结构建筑尽毁。虽然防波堤使海啸减速并降低了浪高，但仍未能阻止海啸的破坏。
海岸线植被覆盖等自然因素或许能抵消一部分海啸影响。在2004年印度洋大海啸中，海啸所经路线上的一些地区竟然几无损失，原因就是这些地方的大量椰树和红树林吸收了海啸能量。其中最惊人的一个例子是，印度南部泰米尔纳德邦的一个村子在这次海啸中损失很小，没死几个人，之所以能逃过一劫，正是因为海啸巨浪被沿岸的一大片树林抵挡了。这片由80244棵树组成的树林是2002年当地人为进入吉尼斯世界纪录而特意种植的。虽然树木需要生长多年才能达到反制海啸的规模，但与人工屏障相比，成本更低，而且更有效、更耐用。
恐怖海啸
这场巨大海啸波及整个太平洋，智利的太平洋海岸段是最远离日本的太平洋地区之一，两者间距离为大约17000千米，但智利仍然受到这场海啸波及，出现2米高的海啸大浪。图为海啸袭击日本的现场。
海啸是怎样袭击日本的？
1.日本当地时间2011年3月11日14时46分，9.0级地震袭击日本，震源深度为海平面以下大约32千米，震中距离仙台市海岸大约130千米。这次日本有史以来的最大地震将大量能量传递给了海水。
2.地震所在海底距离海面有好几千米，能量迫使深海海水向海面上涌，这一效应在海面不算明显，但与此同时，高能海水开始在海面下朝着海岸涌动。
在如此距离，高能海水水体对船舶来说是相对安全的。
3.高能海水以堪比喷气式飞机的速度穿越海底，随着它离海岸越来越近，高能海水水体因受到倾斜的海底挤压而形成巨浪。
5.15时55分，目击者报告说最大的海啸袭击了日本仙台市，水墙高20米以上。海啸巨浪包藏的巨量高能海水，给大约2100千米海岸线上的数十个城镇带来毁灭性洪水。
4.随着挤压继续，海浪被推得越来越高，同时减速。随着水深下降，浪高却在持续增加。当浪高与它下面的水深大约相等时高能水墙就会碎裂，这通常发生在离岸几米处。
防波堤
这是位于日本的一段防波堤。防波堤可由多种材料制成，最常见的是钢筋混凝土、大石头、钢或金属筐，附属材料包括乙烯基树脂、木头、铝、玻璃纤维复合材料，以及由黄麻和椰壳纤维制成的可生物降解的大沙袋。现代混凝土防波堤一般设计为有一定的曲度，目的是把波浪的能量反射回海洋。假如设计不完善，海浪就会不断侵蚀防波堤的根基，由此就不得不经常性地对防波堤进行修补加固。
防不胜防
图为日本宫城县的一处海啸警告设施，该县在这次地震中受损严重。事实上，在海岸距离震中很近的情况下，没有任何预警系统能预防陡然发生的海啸。例如，1993年7月12日，地震引发的海啸突袭日本北海道奥尻（音kāo）岛，至少200人遇难。那次地震后仅3～5分钟海啸就到达，许多地震幸存者还没来得及逃到高处就被海啸大浪夺命。
海啸炸弹
海豹计划，也称海啸炸弹，是新西兰军方发展的一种旨在创制毁灭性海啸的武器，这种武器于1944～1945年在奥克兰附近海域接受测试。当时，美英两国防务高层急于观察它的效果，认为它和原子弹一样重要。这项测试只使用了小规模爆炸，从未进行过大规模测试。据说在使用核载荷的情况下，海啸炸弹能对敌方沿岸城市造成重创。该计划在经过了7个月共4000次爆炸，但没能产生一次真正意义上的海啸的情况下停止。这项绝密计划直到1999年才被解密。1968年由美国海军资助的一项研究暗示，海啸炸弹之所以难以达到预想效果，是因为其制造的海浪能量在海浪破碎于大陆架上之时就被耗散，根本到达不了海岸。
板块碰撞引发日本超级地震
地球表面被分成七个主要板块和多个小板块，它们“骑”在地壳下面的半熔融岩层上，每年移动几厘米。随着板块运动，它们互相拉开或碰到一起，引发地震。这次日本地震发生于太平洋板块潜没（俯冲）至日本本州岛北部所坐落板块以下的位置。太平洋板块以每年8～9厘米的速度潜没到本州岛坐落的板块下面，在此过程中释放大量能量。这种移动会把上面的板块往下拉，直到应力累积得足以导致地震。
日本仙台海岸断裂了130千米，断裂深度只有32千米，海床则弹起好几米，从而导致地震。一般而言，要发生9.0级巨大地震，断裂长度至少要达到480千米，这需要一条长而且相对直的断层线。由于此次地震发生区域的板块边缘和俯冲带并不是那么直，所以通常不会发生超过8.5级的地震，难怪就连一些地震学家也对此次地震的震级之高感到惊讶。甚至远在南极洲，来自此次地震的地震波也导致维廉冰流侧滑了大约0.5米。
这次地震的震源区从日本岩手县海域一直延伸到茨城县海域，据估计，地震可能已导致从岩手到茨城的地下断裂带破裂长达500千米，宽达200千米。有专家估计，400千米长的海岸线在这次地震中垂直下落0.6米，使得海啸能更快、更远地袭击陆地。太平洋板块本身可能向西移动了20米，但离断裂点越远实际的位移越小。还有专家估计，太平洋板块在此次地震中的滑移量可能多达40米，涉及面积长300～400千米，宽100千米。如果被证实，这将成为与地震有关的有记录的断层最大位移之一。
海沟地震
1.海洋板块潜没到陆地板块下面。
2.陆地板块边缘被下拉，压力随着时间逐渐累积。
3.当压力足够大时，陆地板块边缘回弹，引发地震、海啸。
日本地震的前后
从3月9日起，开始前震，最大为7.2级。3月11日当天，发生三次大于6.0级的前震。
最新研究认为，此次日本大地震使位于震源东端的海底地盘隆起约5米，而通常由7级地震引起的地盘隆起约为1米，因此这一大幅隆起被认为导致了大海啸。
环太平洋火山地震带
有时也简称环太平洋火山带，是指太平洋海盆中发生大量地震和火山喷发的一片区域。这个长40000千米的马蹄形地带中，几乎连续分布着一系列的海沟、火山岛弧（从空中看，是与弧状山区平行的火山链）和火山带（一大片火山活动活跃的地区）。环太平洋火山地震带上有452座火山，占到全球活火山和休眠火山总数的75%。全球大约90%的地震和大约80%的巨大地震都发生在这个地震带上。环太平洋火山地震带是地壳板块运动和碰撞的直接后果，其中太平洋板块沿着堪察加半岛弧的潜没经过日本，这便是日本火山爆发和地震频繁的根本原因。
地震预测与预警
日本大地震发生后，网络上有一则消息开始广泛流传，声称日本提前10秒钟预测到了这次地震，并向公众发出了警报。事实上，日本大地震前发布的并不是地震预测，而是地震预警，这两者存在本质的区别。
全球每年要发生大约500万次地震，其中大多数是人们感觉不到的，但也有不少破坏性的地震给人类带来了灾难。地震预测的提出就是针对破坏性地震的。所谓“地震预测”，即在地震发生前做出预报。完整的地震预测应该提前告诉人们地震发生的时间、地点、震级和概率。然而，由于人类至今对地震成因的认知还很有限，科学家现在还不能观测到地球内部的所有活动，对地震的酝酿过程缺乏可靠观测数据，因此还不能准确预测地震，而只能对未来发生地震的可能性作出估计。
相对于地震预测，地震预警是在地震发生后进行的。地震是地球内部断层破裂，岩体相对移动时快速释放能量造成的振动，地震会产生地震波，包括体波和表面波两类。体波在地球内部传递，又分为纵波（P波）和横波（S波）；表面波只在近地表传递，由浅源地震引起的表面波最为明显。地震预警正是基于这三种波的传递速度差实现的。地震学家在地下安装地震探测仪器，当地震发生后，传递速度最快的P波被仪器探测到，地震探测仪器通过电磁波向连接的计算机发出信号，计算机立即计算出震源、震中和震级等基本参数，然后通过电视和广播向人们发出通知。在这个过程中，由于探测仪器发出的电磁波比地震波传播得更快，所以电磁波可能和P波同时甚至可能更快地到达地面。而具有破坏力的S波和表面波的传递速度较慢，通常会在P波之后几秒甚至几十秒才到达地面。因此，从发出地震预警，到破坏性地震波到达，这之间存在一个很短的时间，也叫“应急时间”。
在应急时间内，人们可以做些什么来避免或者减轻地震带来的伤害呢？收到地震预警的人们应该立即停止高速列车运行，关闭或保护石油、天然气和核电站等重要设施，从电梯里撤离，迅速找到最近的安全地带，等等。地震预警就是在和地震波赛跑，能赢得的应急时间越多，越能减轻损失。2000年，有地震学家从理论上推算了地震预警可能减少的人员伤亡：如果应急时间为3秒，可以减少14%人员伤亡；应急时间为10秒，可以减少39%人员伤亡；若应急时间达到60秒，则可以使人员伤亡减少95%。
当然，地震学家能够给出的应急时间是极其有限的，这是由地震预警系统的原理所决定的。越靠近震源的地区，获得的应急时间越短，而这里正是地震影响最严重的地区；相反，越远离震源的地区，虽然受到的影响更小，却能获得更长的应急时间。例如2008年中国汶川大地震，离震中不到20千米的映秀镇，电磁波到达地面的时间与破坏性地震波到达的时间相差无几，基本没有可能获得应急时间。
此外，部署地震预警系统也十分复杂，需要综合考虑科技、经济和社会等因素。由于耗资巨大，一般在地震发生频繁且经济实力雄厚的小区域内才可能建立较完善的地震预警系统，目前世界上只有日本、中国台湾、墨西哥和美国加州建立了地震预警系统。日本的投入最大，系统性能也最好，当地震发生后，预警系统会通过电视、广播、警报器、手机等覆盖全社会，对国民发出警报，使灾难的影响尽量减少。
所以，在网络上流传的日本地震在震前10秒就预测到的说法是完全错误的，10秒只是地震预警系统发挥作用，给人们提供的应急时间。
地震与大火
每次大地震之后总会有大火发生，图为此次日本地震后出现的火情。地震后失控的大火破坏性很大，例如，1906年美国旧金山发生7.7级以上的巨大地震，据估计最终多达90%的财产损失都是由地震引发的大火导致。当时，煤气总管在地震中破裂引发了超过30场大火，烧了四天四夜，最终摧毁了490个街区总共25000幢建筑物。此次日本地震中有炼油厂管道受损后引起大火，损失也很严重。
会聚边界
在板块构造理论（或称板块构造假说）中，会聚边界也称为破坏性板块边界，是指一个变形活跃的地区，两个或更多岩石圈构造板块在这里相向运动及碰撞。在压力和摩擦作用下，板块材料在地幔中熔化，在会聚边界附近地震和火山很常见。当两个板块互相朝着对方移动时，它们要么形成一个俯冲带，要么发生大陆碰撞，但究竟发生哪种情况取决于这两个板块的性质。在俯冲带，潜没板块（即俯冲板块，通常为海洋地壳）移动到另一板块下方。这后一板块可由海洋地壳构成，或者由大陆地壳构成。在两个大陆板块碰撞过程中，会形成大型山脉如喜马拉雅山。
浅水作用
在流体力学中，浅水作用指表面波进入浅水区时波高明显增加的现象。当海浪进入浅水区时会减速。在稳定态条件下，波浪宽度减少，而能量流必须保持恒定，于是群速（也就是波浪能量的传输速度）的降低通过浪高（和波浪能量密度）的增加得以补偿。
②核泄露危机
由地震、海啸引发的日本福岛核电站事故，凸显核电站的安全问题。
因地震和海啸引发的日本福岛第一核电站事故的处理将长期进行，而其严重性让人们对核反应堆的安全问题有了更多的担忧：核反应堆是怎么一回事？它很危险吗？什么是核泄漏？它会对人类和环境产生什么样的影响？我们应该采取哪些措施应对核泄漏？
以下我们首先介绍核反应堆的基本原理，然后介绍在福岛第一核电站究竟发生了什么。
核电站是怎样运行的？
简言之，核电站以核反应堆代替普通火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生核反应产生热量，加热水并使水汽化成水蒸气，然后通过管路进入汽轮发电机发电。之后，水蒸气经冷却重新变为液态，再次被送到核反应堆中进行加热，如此循环往复。核电站的奥妙在于核反应堆。以福岛第一核电站为例，让我们来看看核反应堆究竟是怎样工作的。
福岛第一核电站是日本东京电力公司的第一座核能发电站，从1971年开始运行，至今已建成六个机组，总发电量为4.7兆千瓦，是全世界25个发电量最大的核发电站之一。福岛第一核电站的六个机组全部采用“沸水反应堆”（也叫“轻水堆”），使用的核燃料是氧化铀，其基本原理是铀发生核裂变，也就是一个原子核分裂成几个原子核。只有一些质量非常大的原子像铀、钍等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出2～3个中子，这些新的中子再击中其他铀原子，产生更多的中子，这样无限制地进行下去，这个过程被称作链式反应。原子核在发生核裂变的同时释放出巨大的能量，被称为原子核能，俗称原子能。
福岛第一核电站采用的氧化铀被制成宽、高各1厘米的小陶瓷块，熔点为2800℃，物理化学性质很稳定。这些小陶瓷块被装进一个用锆锡合金制成的长筒中密封起来，形成一个燃料棒。锆锡合金具有良好的密封性，但在温度超过其熔点1200℃后会发生损毁。这是将具有放射性的核燃料与外界隔绝开来的第一层防护罩。
多个燃料棒被聚集起来放入反应堆，形成堆芯，放置在压力仓（也叫压力壳）中。压力仓由高强度金属制成，厚约20厘米，能承受15500千帕以上的压力。这是第二层防护罩。
反应堆作为科技进步的产物，它能够实现人类对核裂变反应的控制，而其控制工具是控制棒。控制棒由能够大量吸收热和中子的材料制成。控制棒在正常情况下不会用到，但在发生意外时，控制棒会立即插入堆芯，大量吸收中子，使链式反应停止。不过，铀原子在核裂变过程中还会产生一些放射性副产品，如铯和碘同位素，这些元素会逐渐衰变直至失去放射性，在衰变过程中会产生热量，被叫做衰变热。衰变热产生的热量只相当于反应堆正常运转时产生热量的3%，但会在反应堆关闭后继续存在一段时间。在这段时间里，水循环冷却系统在供电设备的驱动下继续工作，带走衰变产生的余热，直到堆芯完全冷却。
完成核反应所需的所有设备，包括堆芯、压力壳、控制棒、各种管道、水泵和水循环系统等，都被封装在一个由钢筋混凝土制成的巨大球体中。这就是第三层防护罩（也叫安全壳），其作用只有一个，就是当反应堆堆芯遇到事故发生熔毁时，将反应堆的所有设备都密封在其中，以防止放射性物质逸出。在安全壳外面，就是我们在电视画面中看到的反应堆厂房。
以上介绍的是核电站的工作原理及核反应堆的组成。那么，福岛第一核电站的核泄漏是怎样发生的呢？
核泄漏是怎样发生的？
当地震袭来时，福岛第一核电站的所有反应堆在数秒钟内自动关闭，控制棒插入堆芯，链式反应停止，冷却系统继续带走余热。可是，地震摧毁了核反应堆外部的电力供应系统，而冷却系统是依靠电力驱动的。这时，应急柴油发电机启动，为冷却系统提供所需的电力。然而，一小时后，海啸来了，比设计标准更大的海啸将柴油发电机组摧毁。反应堆操作人员立即将反应堆切换到使用紧急电池供电。紧急电池在使用八小时后耗尽，这时人们发现，用卡车运来的移动式柴油发电机的接口与反应堆冷却系统的接口不兼容，无法使用。
前面说过，在链式反应停止后，反应堆会继续产生余热，并依靠冷却系统将其带走。一旦冷却系统停止工作，这些热量就会在堆芯积聚，使堆芯温度升高。随着堆芯温度的不断升高，氧化铀陶瓷块的温度超过锆锡合金的熔点温度，堆芯熔化，放射性物质暴露在压力壳中。与此同时，冷却液在高温下大量蒸发，导致堆芯周围的水位急剧下降，使堆芯露出水面。积聚的热量还会使反应堆内的压力增大，使得专门用于包裹熔毁堆芯的安全壳面临超压的危险。一旦安全壳损坏，放射性物质就可能外泄，酿成巨大的核安全事故。3月11日晚，日本政府宣布进入“核能紧急事态”。
此后，抢险人员通过向反应堆人工注入掺硼的海水以给反应堆降温，硼具有减慢核裂变反应速度的作用。可是，注入海水的冷却速度赶不上反应堆温度上升的速度，堆芯周围的水位开始因蒸发而下降，部分堆芯暴露在水面以上并开始熔毁，有放射性物质释放到压力壳中，并使压力壳中的压力不断加大。为了保护压力壳，操作员旋松压力壳阀门以释放压力壳内的压力。就在这一过程中，安全壳外部、厂房内部发生了爆炸——压力壳中的高温使得水蒸气与锆锡合金产生反应，生成大量氢气，这些氢气随着水蒸气由旋松的阀门排放到厂房内，与厂房内的氧气接触发生爆炸。不过，爆炸并未伤及坚固的核反应堆，只是炸毁了外部厂房，也即我们在电视画面中看到的已经露出钢筋的损毁建筑物。
福岛第一核电站发生爆炸引起了人们的恐慌，更有人将其与威力巨大的核弹爆炸联系了起来。那么，在核泄漏和核弹爆炸之间有着什么样的区别呢？区别很大。虽然核反应堆和核弹的原料都是铀，但两者使用的铀的浓度相差巨大。从地下开采出的天然铀矿含有99.3%的铀238（238U）和0.7%的铀235（235U），其中只有铀235能够发生链式反应。生产核弹时，需要付出昂贵的代价从天然铀中提炼出浓度在90%以上的铀235。这样，当核弹的链式反应被开启时，中子的倍增使得裂变在极短的时间内发生：百万分之一秒内，中子倍增的过程可以发生81次，引起“2”后面跟24个“0”那么多的铀核发生分裂，释放巨大的能量。而反应堆中一般只需要3%左右浓度的铀235，其链式反应是慢速的，没有倍增的过程，反应不会加速，能量以不变的速率释放出来，并且反应速度还能受到控制。
尽管这样，这次福岛核电站发生的氢气爆炸还是带出了一些放射性物质，也就是铀原子核裂变过程中产生的放射性副产品铯和碘同位素。这些物质随着水蒸气逸出到厂房内，然后随着爆炸散布到空气中，成为引起核恐慌的核辐射因素。
核泄露的影响有多大？
需要指出的是，在日常生活中核辐射可谓无处不在，我们无须谈“核”色变。辐射分为电离辐射和非电离辐射两类。α射线、β射线、γ射线、 X射线、质子和中子等属于电离辐射，红外线、紫外线、微波和激光等属于非电离辐射。人们主要关心的是电离辐射可能产生的健康影响及其防护。通常将电离辐射简称为辐射或辐射照射。辐射存在于整个宇宙空间，事实上，食物、房屋、天空大地、山水草木乃至人体内都存在着辐射。
辐射无色、无味、无声，看不见、摸不着，但可用仪器进行探测和度量。度量辐射剂量的单位是希沃特(Sv)，简称希，1希等于1000豪希，1毫希等于1000微希。我们坐一次长途飞机所受到的辐射剂量约为0.2毫希，接受一次X光检查约为1.2毫希，一次胸部X光扫描约为6.9毫希，核工业人员的辐射剂量限量是每年20毫希。当辐射剂量达到每年100毫希时，会增加患癌症的概率。当短时辐射剂量达到2000毫希时，会出现射线疾病症状，如呕吐、腹泻、内出血、骨髓和骨密度遭到破坏，红细胞和白细胞极度减少。当短时辐射剂量达到4000毫希时，人就会死亡。
辐射是如何损伤人体健康的呢？当足够浓度的辐射粒子射入人体后，会打到组成人体细胞的分子，把分子结构破坏，这会产生三种结果：其一，细胞受损坏掉，被人体分解、吸收、重新利用，不会造成很大伤害；其二，打到生殖细胞，改变染色体DNA（基因）的结构，导致生育的后代畸形；其三，打到体细胞，体细胞DNA发生变化，如果这种变化不能修复并且细胞仍然存活，就有可能出现细胞不受控制地复制的情况，就成了癌细胞。
那么，福岛第一核电站的核泄漏事故的影响有多大呢？以3月15日为例，当天在东京检测到的辐射剂量为每小时0.809微希,换算为每年7.08684毫希。也就是说，即使在那样的环境中在东京生活一年，所受的辐射只略大于做一次胸部X光扫描，不会对人体造成伤害。但是， 同一天，在福岛第一核电站机组周边检测到的辐射剂量最高达到了每小时400毫希，属于会对人体产生损害的浓度，因此日本政府要求核电站附近20千米范围内的居民撤离，30千米内范围内的居民留在家中。
这些因核泄漏产生的放射性物质飘散到大气中，形成核辐射气体，被叫做放射性烟羽。放射性烟羽会随风扩散。3月18日，据国际监测站网络的数据显示，低浓度的辐射微粒正从核电站朝东飘散，数日内抵达北美，之后将越过大西洋抵达欧洲，最终整个北半球都将探测到辐射尘。不过，放射性烟羽的辐射剂量非常低，对人体不会造成伤害。
根据《国际核事件分级表》（INES），截至3月20日，福岛第一核电站事故被认定为5级事故。INES是由国际原子能机构和经济合作与发展组织核能机构共同制订的，目的是以协调一致的方式迅速向公众通报有关核事件和放射事件的安全重要性。INES将核事件分为7个级别：1～3级为“事件”，4～7级为“事故”。到现在为止，核事故最高被定为7级，即1986年发生于前苏联乌克兰的切尔诺贝利核事故，描述是：大量放射性元素被释放到环境中，不断恶化的健康和环境问题需要履行既定或因应对策。福岛核电站事故所处的5级的描述是：核反应堆严重受损；装置内泄漏大量放射性元素，公众有可能受到大剂量辐射照射。可能由重大临界事故或火灾导致。
福岛第一核电站在地震后因外电源停电导致故障，1至4号反应堆发生氢气大爆炸，炸毁了反应堆外的防护建筑物。图为核电站被炸毁后的景象。
日本福岛第一核电站事故情况（截至3月31日）
3月11日地震发生后，核电站1至6号机组全部自动关闭，但接踵而至的海啸导致反应堆冷却系统发生故障。日本政府宣布进入“核能紧急事态”，要求核电站附近居民撤离到核电站半径3千米以外地区避难。
3月12日1号机发生氢气爆炸。核电站周围的辐射水平开始升高。居民的撤离范围扩大到10千米，最终为20千米。
3月13日8时33分，在核电站场地内检测到辐射剂量为每小时1204.2微希。福岛第一核电站事故被定级为第4级。
3月14日3号机发生氢气爆炸。9时左右，在核电站正门检测到中子射线，在核电站场地内检测到辐射剂量为每小时3130微希。
3月15日2、4号机相继发生氢气爆炸，4号机起火。10时22分左右，在2、3号机附近检测到辐射剂量为每小时400毫希。要求附近20千米范围内的居民撤离，30千米内范围内的居民留在家中。
3月16日12时30分，核电站正门附近检测到辐射剂量为每小时10.9毫希。
3月17日17时，观测到5、6号机乏燃料池的水温分别为64.5℃和64℃（通常为20～40℃）。
3月18日福岛第一核电站事故等级提升至第5级。17时，3号机附近检测到辐射剂量为每小时150毫希。
3月19日1时50分，在3号机北边检测到辐射剂量为每小时3181微希。9时，在核电站西门附近检测到辐射剂量为每小时364.5微希。
3月28日在1至3号机组厂房外发现高辐射积水，辐射剂量最高达每小时1000毫希以上，同时在核电站厂区土壤中检测出放射性钚。
3月30日在1至4号反应堆排水口附近海水中检测到碘131，含量是法定浓度的4385倍。1至3号反应堆的压力容器和安全壳被认为已经破损。
3月31日对1号机组涡轮机房附近地下水进行的检测发现，地下水中放射性物质浓度超标1万倍。
全球核电站事故一览
1957年9月29日：前苏联的核工厂“车里雅宾斯克65 号”的核废料仓库发生大爆炸。
1957年10月7日：英国温德斯凯尔的一个核反应堆发生火灾。
1961年1月3日：美国爱荷华州的一座实验室里发生核反应堆爆炸。
1967年夏天：前苏联 “车里雅宾斯克 65 号”储存核废料的“卡拉察湖”干涸。
1971年11月9日：美国明尼苏达州的一座核反应堆的废水超库存。
1979年3月28日：美国三里岛核反应堆发生冷却水和放射性颗粒外逸。
1979年8月7日：美国田纳西州浓缩铀外泄。
1986年1月6 日：美国俄克拉荷马一座核电站发生爆炸。
1986年4月26 日：前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸。
2011年3月13日： 9.0级地震导致日本福岛第一核电站发生严重核泄漏事故。
切尔诺贝利核事故
切尔诺贝利核事故是发生在前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站的一次核泄漏事故，是历史上最严重的核电站事故，也是《国际核事件分级表》中唯一的7级事件。
切尔诺贝利核电站位于乌克兰普里皮亚季镇附近，始建于1970年代后期，到事故发生时已建成四个反应堆，提供总量达4千兆瓦的电能。核电站的四座反应堆都属于压力管式石墨慢化沸水反应堆。这种反应堆也把水当作冷却剂，但和沸水反应堆不同的是，它把石墨当作慢化剂，可以实现不停堆更换燃料。
1986年4月25日夜间，核电站的第4号反应堆按照计划停机检修，在停机之前，要做一次紧急堆芯冷却装置的测试实验。
4月26日凌晨1点，实验准备工作开始进行。为了在反应堆低功率的状态下进行测试，按照要求，操作员要将反应堆的能量输出功率从正常的3.2吉瓦特减少至700兆瓦特。可是，由于实验开始的时间被延迟了，操作员为了尽快降低输出功率，快速地将输出功率下降到只有30兆瓦特，结果导致反应堆中的核裂变物氙135大量增加。为了解决这个问题，操作员从反应堆中拔除了至少204支控制棒，使反应堆中只剩下7支控制棒，而安全章程规定该反应堆中的控制棒不得少于15支。接下来，涡轮发电机推动水泵启动，水的流量也超出安全章程的限制（水也会吸收中子，水流量过大也需要撤除控制棒）。这一连串的操作错误，为灾难的发生埋下了祸根。
1点23分04秒，实验正式开始。随着水泵的电力关闭，水流速度减低，反应堆堆芯的蒸汽开始增加。1点23分40秒，也就是在实验开始后短短36秒时，操作员按下了“紧急停堆”按钮，这意味着事态已经变得十分危险，需要将全部控制棒插入到反应堆中。不幸的是，控制棒在设计上存在缺陷，在插入堆芯时发生了严重变形，结果在进入管道时被卡住，致使核反应无法停止。7秒钟后，反应堆的输出功率急剧上升至30吉瓦特，达到额定功率的约十倍。紧接着，燃料棒开始熔化，蒸汽压力迅速增加，最终导致蒸汽爆炸。爆炸摧毁了反应堆顶部设施、冷却管道及厂房房顶。更不幸的是，在修建这座核电站时，为了减少费用，反应堆外只建了一层防护罩。因此，当爆炸炸毁了这层防护罩后，反应堆堆芯直接暴露在大气中，当时堆芯中央一道强烈的蓝白光柱射向夜空，那是暴露的放射性物质发出的切伦科夫射线。接下来，极端高温的反应堆燃料和作为慢化剂的石墨与大气中的氧气接触，引起了石墨大火。顿时，厂房周围反应堆残骸四溅，大量放射性物质被释放到大气中并迅速扩散开来，这时厂房屋顶的辐射剂量达到了20万毫希，而核辐射的短时辐射剂量只要达到4000毫希，人就会死亡。参加现场抢险的消防队员在持续灭火一小时后，开始出现头晕和呕吐症状，当班指挥在两周后不治身亡，28名消防员中只有16名活到了事故后20周年。这次核事故所释放的辐射剂量为“二战”期间投在广岛的原子弹的400倍以上。
估计爆炸瞬间约有50吨核燃料化作烟尘进入大气层，另有70吨核燃料和900吨石墨崩溅到反应堆周围，引起30余处大火。苏联政府派出大量消防队员、军人、直升机飞行员、核电专家和工人，努力控制大火。核反应堆大火十天后才被扑灭。直升机直接飞进放射性烟尘，从空中向暴露的反应堆残骸倾倒了近2000吨碳化硼和沙子后，反应堆内的核裂变反应才最终停止。之后，在4号反应堆外面修建了钢筋混凝土石棺，并用直升机吊放了35吨重的顶盖将其彻底封闭。
事故发生时，有200多人当即被送往医院，其中31人死亡，其中28人死于过量核辐射。苏联政府很快撤离了核电站附近的13.5万居民。核物质泄漏形成的放射性烟羽，飘过白俄罗斯、乌克兰和欧洲大部分地区。在事故发生后两年内，有30万到60万“清理人”被派到距离反应堆30千米以内的范围清除辐射污染物，他们在清理过程中也受到了非常高剂量的辐射。
核电站方圆30千米内的区域被划定为“疏散区域”，区域内的33.6万居民被迁往其他地方居住，但核辐射影响的范围却远远大于这个区域。在被污染地区，由于喝了当地生产的、被辐射污染而含有放射性物质碘131的牛奶，儿童患甲状腺癌的比例快速上升。除了碘131对人体甲状腺造成伤害外，锶90和铯137也对污染区内的数百万人的健康造成伤害。有科学家担忧，这两种物质可能已被土壤吸收，可能产生长达几个世纪的影响。根据联合国和世界卫生组织等团体在2005年的报告，这次灾难造成的死亡人数将达到4000人，而在2006年的报告中指出，可能还有另外5000多名受害者将死于辐射，所以死亡人数将超过9000人。预计在未来几十年内，该地区死于癌症的人数还会增加。
让科学家感到吃惊的是，相比之下，野生动物的命运似乎要好得多。在人类撤离以后，动物们搬了进去，逐渐形成了物种丰富的生物群，隔离区成了野生动物的天堂，如今它们的数量倍增，还出现了当地几十年中都没有见过的种类如猞猁和大雕。事故刚发生时，动物们也饱受辐射之苦，在污染严重地区，很多动物死亡或停止繁殖。在核电站方圆6千米范围内，很多马因甲状腺衰竭相继死亡，老鼠胚胎死亡，牛也因为甲状腺受到损伤而发育不良。而现在，它们的后代都惊人正常——它们的体内因吸收了放射性物质而变得具有放射性，但除了对于人类来说它们已经不能食用外，其他方面却很健康和正常。特别是一直生活在污染区内的老鼠已经完全适应了环境，寿命和普通老鼠差不多。在4号反应堆的巨型石棺上，已经有很多鸟儿搭建起鸟巢，椋鸟、鸽子、燕子、红尾鸟，都在石棺上生活和繁殖后代。野生动物在那里繁殖生息，除了重新回归的物种，还有欧洲野牛和普氏野马等新物种出现，甚至连熊也来了。科学家找到了充分的证据来证明这些动物的基因发生了变化，但没有发现它们的生理机能和繁殖能力受到影响。一些激进的环保主义者认为，对这些野生动物来说，核辐射的影响远远小于人类给它们带来的影响，没有除草剂和杀虫剂，没有工业，没有交通，湿地也没有被破坏，野生动物们会在那里幸福地定居下去，生生不息。
如何防护核辐射
当遭遇重大核事故时，最有效的防护措施是什么？进入空气被放射性物质污染严重的地区时，要对五官严防死守。例如用手帕、毛巾、布料等捂住口鼻，减少放射性物质的吸入。避免淋雨。尽量减少裸露部位，穿长衣(白色为好)，穿戴帽子、头巾、眼镜、雨衣、手套和靴子等。脖子（甲状腺）部位尤其重要。如果你估计自己已经暴露于核辐射中，就要更换衣服和鞋子，将暴露过的衣物放在塑料袋中密封并放到偏僻处，并彻底洗一次澡。如果要求撤离，注意保持窗户和通风口关闭，使用再循环空气。如果留在室内：关闭空调、换气扇、锅炉和其他进风口。在车上保持车窗和通风口封闭，并采用车内循环空气。如果可能，进入地下室或其他地下区域。如非绝对必要，不要使用电话。注意随时携带一个用电池的收音机收听具体指令。将食品放在密闭容器内或冰箱里。事先没有封闭的食物应当先清洗再放入容器。不要饮用海水淡化水。尽可能缩短被照射时间；尽可能远离放射源；注意屏蔽，利用铅板、钢板或墙壁挡住或降低照射强度。