An unused nuclear power plant became home to a world-class acoustics lab
标题:废弃核电站如何成为世界一流的声学实验室
废弃核电站如何成为世界一流的 acoustics lab
为了躲避噪音,这些科学家采取了非常规的措施。 作者:Allison Johnson 发布时间:2025年4月8日,下午2:00 UTC
直到冷却塔突然出现在你眼前,你才会真正意识到它有多么巨大。位于西雅图郊外一个半小时车程的 Satsop Business Park 中,华盛顿核电项目 3 号和 5 号(WNP-3 和 WNP-5)从未投入使用的冷却塔耸立在树梢之上。这座废弃的核电站,由各种状态的巨大混凝土结构组成,现已被改造成一个先进的声学测试设施。
三月的一个阴雨天,我参观了 Satsop,会见了 NWAA Labs 的所有者和运营者 Ron Sauro。隔音建筑材料、嘈杂的洗衣机,甚至飞机的机组人员舱——这些都曾出现在他的实验室里。当公司需要验证其产品的声音大小,或者隔音效果时,他们会联系 Ron。我在他办公室外的停车场见到了他,跟着他经过一个明确标明“进入场所风险自负”的标志。我走进这座已完工但从未使用的辅助建筑,这里原本将放置 WNP-3 的核反应堆。
原本将放置 WNP-3 反应堆的辅助建筑,现在是 NWAA Labs 的所在地。
华盛顿公共电力供应系统(Washington Public Power Supply System,WPPSS)选择了一个首字母缩写很容易让人联想到 "whoops!" 的名字,这有点不幸。WNP-3 和 WNP-5 是位于同一地点的双胞胎核电站,于 1977 年开始建设。它们超出预算,1979 年的三哩岛事故 (Three Mile Island) 降低了所有人对核能的热情。到 1982 年,这两个项目都被搁置了,尽管 WNP-3 几乎已经完工。
WPPSS 试图在 90 年代找到买家,但没有人想购买一座废弃的核电站。这些建筑物和土地最终落入格雷斯港港务局手中,现在港务局将其作为 Satsop Business Park 进行维护。这里曾举办过电影拍摄,Overstock.com 呼叫中心(现已关闭),以及一度存放着数千辆因排放作弊丑闻被召回并出售给经销商的 VW 汽车 emissions-cheating scandal。
目前,大部分办公空间似乎都空置着,我感觉园区的“商业”部分从未像港务局希望的那样发展起来。大多数人不知道如何对待一座废弃的核电站,但 Sauro 并非普通人。
他和他的妻子 Bonnie 在 2010 年开设了 NWAA Labs,此前他们说服了大楼的所有者,他们可以在五个月内在设施内建造一个声学实验室,以此作为概念验证。十五年后,他们仍在 Satsop 运营它。就声学实验室空间而言,可以说这里是独一无二的。
为了测量某物发出的声音大小或吸收声音的程度,你需要一个受控的空间。包括美国国家标准协会 (ANSI) 和国际标准化组织 (ISO) 在内的标准组织为不同类型的声学测试提供了严格的指南。它们包括对进行测试的房间、可接受的背景噪声量以及用于测试的仪器的规范。声学实验室的工作是遵循这些规范,以保证一定程度的一致性。如果 Sauro 在他的实验室中测试一种隔音建筑材料,你可以肯定,其他地方的另一个实验室会得到几乎相同的结果。客户使用这些信息来帮助了解他们的设计或确保他们的产品符合噪音排放标准。
穿过辅助反应堆大楼的门槛,Sauro 指出了外墙:五英尺厚,由坚固的混凝土和加固钢筋制成。我沿着用黄色线条标记的弯曲路径跟着他,绕着原本将放置反应堆的结构走着;它圆形的洞穴状开口是黑暗的,并被一把挂锁的栅栏覆盖着。入口处传来一阵响亮的沙沙声吓了我一跳,我看到一只大鸟缩进了门上方的一个角落里。当我们继续走进大楼时,Sauro 告诉我一个警示故事,说是一个旅游团的粗心成员从一个未完工的电梯井坠落 500 英尺,不幸身亡。我专注于保持在黄线之间,直到我们到达大楼的电梯——已完工的那一部。
Sauro 使用这台起重机将扬声器吊到左侧的自由场测试装置上。
Sauro 正在寻找一座山。作为一名前 NASA 科学家,在从加利福尼亚搬到华盛顿州后,他一直在为他的声学实验室寻找一个新家。这对夫妇曾考虑在采石场的山坡上建造一个设施,但当他们听说这座前核电站将开始作为商业园区的新生活时,他们考察了反应堆大楼。“如果你找不到一座山,你就造一座山,”他说。他在 WNP-3 内部建造了那座山。
据我所知,声学测试是三分之二的科学,三分之一的巫术。“你必须比你正在测试的东西更好,”Sauro 解释说,这是一个普遍的科学原理。在声学中,这意味着创造一个受控空间来测量声音,而不受背景噪声的干扰。Satsop 偏远的位置意味着没有太多的外部噪音需要处理;厚厚的混凝土墙解决了其余的问题。
隔热提供了另一个好处:稳定的温度和湿度,这在研究声音如何移动时非常重要。无论外面的温度如何,反应堆大楼内的温度都在 54 华氏度左右。Sauro 说,建造一个具有运行他的实验室所需的温度控制的地方将花费数百万美元;在反应堆大楼里,温度控制是一个永久的特性。
Sauro 带我去了二楼,那里曾经是控制室。这对夫妇将两个相邻的房间改造成了混响室,它们之间有一个 12 英尺 x 10 英尺的开口。这使他们能够测试材料的隔音和传输损耗。他们将材料放在两个房间之间的开口中;声音在“声源”房间中产生,然后在另一侧的“接收”房间中测量,以查看有多少声音通过了。接收室是一种漂浮的房中房——天花板由弹簧悬挂,地板和墙壁都与建筑物的其余部分分开。Sauro 说,这是世界上最安静的非消声室,仅仅是呼吸就会将声级提高一千倍。
Sauro 讲述了一个警示故事,说是一个旅游团的粗心成员从一个未完工的电梯井坠落 500 英尺,不幸身亡。
通过这两个房间和办公室旁边的隔间,他们测试从地毯样品到猎人的降噪耳机等各种东西。如果一种产品发出噪音,他们可以验证它发出的声音有多大(或多小)。这对于一家需要保证其产品不会过于嘈杂,以致损害每天在产品周围工作的人的听力的公司来说非常重要——因此有了实验室里的嘈杂洗衣机。但他们也会测试公司办公室里的隔音电话亭等物品,以验证它们的隔音效果如何。
我参观时,两个混响室之间设置了一个测试面板。Sauro 解释说,这是一堵属于 SCIF(敏感区域隔离设施)的墙,这是一种不受声音和电磁波影响的结构。政府官员在外地需要讨论一些绝密的事情时,会使用临时 SCIF 结构,这简直是詹姆斯·邦德的桥段。
虽然 WNP-3 为声学测试提供了许多内置优势,但它已被证明自身也是一股力量。两个混响室之间没有开口;Sauro 增加了开口。他聘请了一家公司在混凝土墙上切割这个孔。Sauro 说,最初的估计是三个小时的工作花费 1,500 美元左右。但是混凝土中充满了厚厚的钢筋,以至于花了一个星期,最终花费了 15,000 美元,以及四五个昂贵的锯片。
隔壁的涡轮机大楼里,Sauro 搭建了一个自由场扬声器测试装置。涡轮机大楼长 600 多英尺,两个 250 吨的桥式起重机横跨整个宽度。反应堆产生的蒸汽将被输送到这座大楼,从而转动连接到发电机的涡轮机。Sauro 的测试装置安装在涡轮机甲板上,我参观时那里有点潮湿,到处都是水坑。在奥林匹亚一直伴随着我的毛毛雨变成了真正的雨,而使用了 50 年的屋顶并不能很好地完成任务。
上图中测试装置中的扬声器有助于在声源房间中提供声音“来源”。
自由场装置有点洛夫克拉夫特式的感觉。这是一个高大的结构,其臂杆弯曲向前伸到基座上方。臂杆上覆盖着一种白色的绝缘材料,并点缀着 19 个指向内部的麦克风,这些麦克风看起来像牙齿,或者可能是匕首。当它准备好进行测试时,Sauro 会将扬声器放在基座上,并在其旋转时播放声音。由此产生的数据可以提供扬声器性能的三维图像。
Sauro 告诉我,他们过去曾与另一家每天建造 20 个小时柴油罐的租户共用这座大楼。当这种情况发生时,你真的无法测试音频设备,所以他过去常常在凌晨 1 点,当周围安静时,来到涡轮机甲板上进行测试。那个租户离开了,Sauro 对是否会有另一个租户取代它持怀疑态度。
“从来没有人回来过,而且我认为永远不会有人回来,”Sauro 说。“仅仅修理屋顶就要花费超过 100 万美元,而且没有人会这样做。我们设法克服了这个问题。”测试装置下方可以放置吸音泡沫尖刺,Sauro 指出,它们安装在带轮子的手推车上,因此他可以使它们离开地面并远离水坑。但是他说,他并不为屋顶上的水而烦恼,“只要它没有滴到麦克风上。”
这就是山的力量。正如 Sauro 所说,“你设法克服它。它不会为你改变。”这正是旨在容纳核反应堆的结构的本质。“你无法修改它。它花费的钱太多了,而且在物理上几乎不可能做到。”拆除一座旨在承受 10 级地震的建筑物也不是一个可行的选择。“这座建筑物将在 1000 年后仍然存在,”Sauro 在谈到反应堆外壳时说。
回到舒适的暖气办公室里,这对夫妇告诉我他们为将这个地方变成测试实验室所做的工作。当资金紧张并且他们需要一些钢筋时,他们花了几天时间敲打从建筑物施工中遗留下来的厚厚的废钢筋。
这种主动性可以节省资金,而且也是科学家的工作。Sauro 说,人们常常期望他穿白色实验服。“真正的科学家穿得像我一样,”他指着他的 T 恤和拉链运动衫说。“我们努力工作,而且我们做了很多体力劳动,很多建筑工作。”从他在 NASA 的工作到 WNP-3,他不得不承担许多不同的角色,只是为了弄清楚他正在建造或测试的下一步是什么。“我是一个木匠、一个水管工、一个焊工,我可以修理汽车,”他说。“任何需要完成的事情,我都可以做。因为我必须这样做。”
我感谢这对夫妇抽出时间,在我离开大楼的路上,我又看了一眼巨大的混凝土反应堆外壳。我之前看到的那只鸟的踪影已经消失,但这一次我在反应堆结构的接缝处看到了似乎表明存在啮齿动物种群的证据。在这座奇怪的建筑物中,有如此多的未使用的空间和如此多的黑暗角落,当地的野生动物一定会找到一种方式来躲避雨水。当我们不再找到适应 Satsop 结构的方式时,大自然肯定会找到。
摄影:Allison Johnson / The Verge