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需要明确区分的,与核污染水排海相关的信息

2011年3月11日,日本近海发生地震和海啸。日本福岛第一核电站,受影响全厂停电,备用柴油发电机组也无法正常运行。缺少冷却水冷却的核反应堆堆芯出现堆芯熔毁,继而发生氢气爆炸。

2012年,日本政府将福岛第一核电站周围20km圈内的地区作为警戒区域,圈外辐射量高的地区作为“计划中的避难区域”,共计约10万居民撤离。

2023年8月24日,日本福岛第一核电站开始为期30年,向大海排放100多万吨核污水的计划。这些核污水来自冷却核电站堆芯的冷却水,以及渗漏进堆芯中的雨水和地下水。

日本核污水排海计划的实施,让周边国家的国民都变的神经紧张,甚至出现了抢购食用盐和拒绝继续消费海产品的情况。

了解一些核污染水排海的背景知识和现状,做出自己的判断,可能是更理智面对这件事情的方法。

切尔诺贝利核事故

1986年4月26日,在乌克兰发生的切尔诺贝利核电站核反应堆破裂事故,是人类历史上最严重的核电事故,也是首例被国际核事件分级表,评为最高第七级事件的特大事故。

切尔诺贝利核事故,核污染分布图

切尔诺贝利核事故,核污染分布图

事故中因为爆炸燃烧升上天空的放射性尘埃,随着大气环流飘过大半个地球,有大约60%落在白俄罗斯。这些飘落到地面,附着在物体表面的放射性尘埃,导致这些区域长期核辐射值超标。

在这些放射性元素中,对人类影响最大的有碘-131、锶-90和铯-137。

为了防止放射性尘埃随雨水流入普里皮亚季河危及下游第聂伯河腹地,前苏联开展了工程浩大的水利防护工程建设,共修筑了130多条堤坝以保护1500平方公里范围全部河流。

核废水与核污水

核废水

核废水

核废水: 是指核电站在日常运行过程中产生的废水,一般是指核反应堆的冷却水。

正常运行中的核电站,冷却水并不会与核反应堆芯中的核燃料及核反应物产生产生直接接触。但是因为核裂变反应产生的中子会穿过堆芯容器,轰击水分子中的氢原子,使之变成氢元素的的同位素 “氘(dao)"“氚(chuan)” ,而”氚“具有放射性。

核污染水

核污染水

核污染水: 是指发生核事故后,核反应堆的保护外壳破裂,冷却水直接接触反应堆中放射性物质,受到沾染而具有放射性。

数据来自东京电力公司官网,图片来自潮新闻网站

数据来自东京电力公司官网,图片来自潮新闻网站

根据东京电力公司2018年发布的数据,福岛核污水存在的放射性元素中,氚的含量最高,其次还有碘-129、钌-106、碳-14、钴-60、锶-90、铯-134、铯-137等物质。

氚(氢-3),半衰期只有12.43年,每过12.43年就要减少一半。自然界中的氚,是当宇宙射线所带的高能量中子撞击氘核,氘核与中子结合为氚核而形成,全球总量只有几千克,

由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子,不会穿透人体,因此只有大量吸入“氚”才会对人体有害。“氚”大量进入人体后,会导致乏力、嗜睡、食欲减退等症状;累计一定剂量后可能引起慢性放射病,甚至癌症。

可以看出“核废水”和”核污染水“,在经过过滤处理后,都还是会含有大量难以清除的“氚”。不论是“核废水”,还是“核污染水”,每年排放“氚”的总量,和排放时的浓度都需要严格控制在一定数量之下。

放射性同位素

放射性同位素,又称为放射性核素,是指原子核不稳定、具有放射性的核素。放射性核素会发生放射性衰变,放出电离辐射(如α射线、β射线、γ射线等),衰变成其他核素。每种放射性核素的核稳定性各不相同,半衰期有长有短。

氢元素的同位素示意图

氢元素的同位素示意图

如果某个元素的所有同位素都具有放射性,则该元素称为放射性元素,例如铀、镭和氡等。原子序83以上(铋以后)的元素以及43号锝和61号钷都属于放射性元素,而其余原子序82以下的元素都具有至少1种稳定的同位素。

在日本福岛核污染水中存在60多种放射性核素,更多是同一种元素的不同放射性同位素,而不是说有这样60多种放射性元素。

大气环流与大洋环流

大气环流

大气环流是指地球表面上大规模的空气流动,是重新分配热量和水汽的途径。虽然个别的天气系统,如台风、飓风等对流环流等,在“随机”出现时,对大气流向产生一定的影响。但是这种影响往往只会持续10多天,在比较长的时间周期上来看,对气候产生决定性影响的大气环流还是比较稳定的。

三圈环流示意图

三圈环流示意图

三圈环流是大气环流的理想模式,它表示了只受太阳辐射和地球自转影响所形成的环流圈。

从这张示意图可以看到,同处在北半球中高纬度的,乌克兰切尔诺贝利核电站和福岛第一核电站,上空的大气环流总趋势也是盛行西风。所以当切尔诺贝利核电站反应堆发生燃烧和爆炸时,升腾起的核污染尘埃,被带到了处在它东北测的白俄罗斯境内。而福岛第一核电站的氢气爆炸,也将大量反应堆物质带到大气中,只是它上空的西风,把大部分放射性尘埃都带到了太平洋上空。

大洋环流

大洋环流,是具有相对稳定流速和流向的大规模海水运动。大洋环流的形成,原因是多方面的。风、大洋的位置、海陆分布形态、海水温度和盐度的差异、地球自转产生的偏向力(称为科氏力)等都施加了影响,可以说是多种因素综合作用的结果。

大洋环流示意图

大洋环流示意图

日本福岛第一核电站所在海域处于西北太平洋黑潮流系和亲潮流系交汇区域,黑潮流系和亲潮流系都是较稳定的流系。在日本岛南部,受黑潮流系控制,海流向北流动。福岛附近海域受亲潮流系沿岸流的影响,污染物以向南漂移为主,到达东京东北部海域后,与黑潮汇合,随黑潮向东进入太平洋。因此,不存在福岛第一核电站放射性污水直接进入我国海域的条件,也在相当长时期内不会到达我国海域。

整个太平洋的水体体积大概有710,000,000立方千米,福岛第一核电站修建的核污水储存桶大概可存储1,780,000立方米。


总结

厘清了上面的这些概念后,再来看日本福岛第一核电站核污染水排海的操作,我们就好做出自己的判断了。

  1. 日本福岛第一核电站因为海啸导致备用发电机组失效,之后发生氢气爆炸,爆炸造成以核电站为中心,扩散到周边几十公里环境被污染。进入这些区域的人需要做好严密防护。
  2. 核电站堆芯融毁,海水、雨水以及地下水流入核电站堆芯,与核燃料产生接触。
  3. 事故处理方开始建设储水罐,储存渗入和后续用来给堆芯降温的核污染水。这些核污染水都含有高浓度放射性元素。这也是为什么在这些储水罐间工作人员需要做好防护的原因。
  4. 日本开始建造“多核素处理系统ALPS”处理核污水,并将处理后的核污水储存新的储水罐中。然后再通过海水混合系统,稀释100倍。再通过一条地下管道输送到1千米外的海底排放口,排入大海。
  5. 排入大海的经过处理和稀释的核污染水,随着大洋环流流动。先到达太平洋东侧,北美洲西海岸。再随赤道暖流向西,到达太平洋西侧,印度尼西亚,菲律宾沿海。再转向北上回到日本海附近。

从这些步骤可以看到1,2,3中,环境以及核污水中都是含有多种大量放射性同位素,核辐射超标危害人类身体健康。

第4步,如果ALPS如宣传的那样,可以有效过滤掉核污染水中的大部分放射性同位素,并稀释100倍,减小无法去除的放射性“氚”的浓度。最终到达排海出口的水质,放射性物质浓度就已经低于对人类健康产生影响的标准值。

日本福岛第一核电站核污水的排海计划,从科学角度看,应该是一种安全有效、相对低成本的处理方式。

ALPS于2013年3月仓促上马启动试运行,国际上并无运用先例,技术不成熟,安全性存疑。

从过往运转情况看,ALPS一直问题不断:2016年发现,该装置有4处漏水;2018年被曝,“处理水”中锶等放射性物质超标;2021年又发现,ALPS用于吸附放射性物质的排气口滤网近半数损坏,而这些滤网两年前刚换过一遍……

自从ALPS投入运行后,日方就把经过处理的核污染水称为“处理水”,而目前福岛第一核电站储水罐里的130多万立方米已经过ALPS处理的核污染水中,达到东电定义的“处理水”标准的仅占约三成,未达标的“处理过程水”占比约七成。

核污染水不同于核废水 - 中国经济网-《经济日报》

如我们新闻报道中说的那样,质疑ALPS的技术成熟度和运行稳定性,不如把精力放在要求增加和参与对核污水处理设备的监管与监测,并对核废水排海过程中,设备失效可能造成的污染,提出必要的赔偿要求。

一件事情的发生、发展都有其规律与脉络。搞清楚里面的概念,结论自己判断就好。