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先从核电站的原理说起，核反应产生的是热能，而将热能转化为电能的途径，一般是将流体直接通过燃料棒吸收热量，转化为压力，再利用压力做功获得电能。这个工作物质也就是冷却剂，一般是水。（也有使用气体和液态金属的）典型的反应堆是将铀化物装在锆金属包壳内，浸泡在水中。在铀燃料棒和燃料棒之间是插入控制棒的空间。控制棒是吸收中子的物质，起到控制反应速度的作用。
对核电站来说，由于铀化物的浓度非常低，即使完全不加以控制，也不会达到可以产生核爆炸的程度。因此核电站最危险的一种后果，就是核燃料本身被其他爆炸（比如切尔诺贝利的石墨爆炸，或是压力容器内的水蒸气压力过高产生的炸裂）的作用直接扩散到空气中，形成较大剂量的核污染。苏联人的悲剧就是这一种情况。除此以外，和核燃料直接接触的水和气体，也会带有较少量的放射性。但这些放射性水和气体即使泄漏，产生的危害也远不如核燃料直接暴露。
那么接下来就产生一个问题，就是这些直接与核燃料接触的工质如果泄漏，还是会产生一些核污染。目前比较成熟的解决办法是引入一个热交换装置，将与核燃料直接接触的冷却剂（称为一回路）的热量交换到干净的工质（称为二回路）当中。一回路完全封闭，二回路与蒸汽轮机连接。虽然热交换器还是有泄漏的危险，但相比直接通过蒸汽轮机当然就小的多了。这样的结构称为压水堆。
很不幸的是，福岛一号机组的建设年代比较早，还没有引入热交换器（蒸汽发生器）的设计。称为沸水堆。它的两个缺陷一个就是工质直接与堆芯接触；另一个是控制棒的机械装置设计在燃料棒的下方，当控制棒的机械装置失灵的时候，无法通过重力被动插入控制棒停止反应堆。
于是事故就这样发生了，地震破坏了冷却剂的循环回路，使得反应堆内部的热量无法释放出来。同时控制棒的机械装置可能也失灵了，无法通过正常的方式来停止核反应。但是没了控制棒还是可以通过注入一些硼化物来停止核反应的。问题是，无论是控制棒还是硼化物，停止核反应的过程都是需要一定时间的，在链式裂变反应停止后，燃料棒内的放射性同位素仍然会衰变放出热量。在这一段时间里反应堆内部的热量仍然在不断增加。
这样的热量积聚会产生两个危险的后果：
第一是这些热量会蒸发原本处于液态的冷却水，形成水蒸气。液态水的水位下降无法浸没燃料棒，而水蒸气的散热能力不如水，这样就会导致核反应的热量积聚在燃料棒内部。使得燃料棒温度不断升高，直至熔化，变形。这就是所谓“堆芯熔毁”，即使最后核反应停止，温度恢复，核反应堆也永远不能再使用。
第二是包裹核燃料的锆金属和水蒸气在达到一定的温度（约800°C）后，会产生锆水反应释放出氢气。如果这些氢气和水蒸气的压力过高，发生爆炸的话，其威力就有可能将包裹反应堆的压力容器乃至安全壳以及整个核电站厂房炸飞，将核燃料炸得漫天飘散！这将是又一个切尔诺贝利事故，是不惜一切代价要避免的情况。
那么，日本方面的应对措施也就非常清楚了。
首先是插入全部的控制棒或向反应堆内注入硼化物，停止核反应。
其次是在循环水泵无法工作的情况下，向反应堆内部直接注入海水，避免燃料棒熔化破损，铀化物直接泄漏。
最后是对注入海水后产生的大量水蒸气和氢气，为了避免在反应堆内部爆炸，即使明知其已经带有少量放射性和爆炸的可能，也不得不将其放出！而放出的氢气在安全壳外的厂房内和空气混合发生了爆炸。
说一下为什么不是发电机组爆炸，按照核电站的安全设计，反应堆压力容器和发电机组并不在一个厂房里。从图片上看发生爆炸的厂房应该不是发电机组的厂房。
因此，此次爆炸的氢气来自核反应堆内部，在反应堆外爆炸，带有一定的放射性。但它不是核爆炸，也不是切尔诺贝利那种放射性污染严重的反应堆爆炸。
可以说这次核泄漏，是一次“有计划”的泄漏，是丢卒保帅，是两害相权取其轻。会有少量放射性物质扩散到空气中，但比起成为第二个切尔诺贝利当然是好得多了。
由于“核泄漏”的只是水和水蒸气，其放射性污染并不严重，日本范围以外的同学们都无需担心。想要做一些保护措施的话，建议准备一些饮用水和食物。因为放射性元素一旦摄入就如影随形，内照射的危害远大于外照射。碘酒和碘片的作用是让甲状腺吸收充足的碘，避免放射性同位素碘-131被甲状腺吸收后在体内长时间滞留。
关于后续的情况，鉴于反应堆的剩余能量仍然要释放一段时间，在这段时间内注入的海水还会不断蒸发。因此堆芯水位下降是正常的。在接下来的这段时间内还会重复若干次注水-释放氢气和水蒸气的过程（可能还会爆炸几次），直到反应堆完全冷却下来为止。
