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日本的核污水怎么产生的?到底有多少?

添加时间:2024-02-12

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先说说结论,日本排放核污水对环境有没有影响?有,但没你想的这么严重。想弄明白这个问题,请你耐心往下看。

日本的核污水怎么产生的?到底有多少?

2011年3月11日下午2点46分,距日本东海岸约120公里的太平洋,发生了高达9.1级的大地震。这是日本历史上最大的一次地震,被称作“东日本大震灾”。地震持续了3分钟以上,并引发了日本有史以来伤亡最惨重的一次海啸,15899人死亡,2529人失踪,6157人受伤。

2点47分,地震波抵达福岛第一核电站。随着警报灯的频闪,97个控制棒开始自动插入反应堆堆芯。很快,输电线路被地震破坏,但工作人员紧急启动了柴油发电机,维持了整个控制系统的正常运作。

福岛第一核电站挺过了地震,却没挺过海啸。巨浪冲垮了房屋,将船只和汽车高高卷起。几分钟后,反应堆厂房就被海水淹没。核电站的关键基础设施严重受损,柴油发电机跳闸,核电站陷入瘫痪。

晚上7点左右,由于冷却系统的瘫痪,反应堆内部的铀燃料包壳已经开始熔化。晚上11点左右,压力表读数已经超过了极限,如果不尽快把压力释放出去,核反应堆可能会爆炸。

一系列准备工作之后,3月12日,也就是第二天下午2点,反应堆开始排气,内部压力也开始下降。虽然致命的核辐射也随之扩散开来,但总算控制了局面。

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2011年3月11日,日本大地震引发了福岛核电站核泄漏事故

然而让所有人都始料未及的是,一场大爆炸紧随而来。下午3点36分,一声巨响,1号反应堆猛烈震动起来。万幸的是,这次爆炸不是核爆,而是反应堆熔毁时产生的氢气发生爆炸。当时已经没有足够的淡水为反应堆降温了,于是有人提出使用海水做冷却水。海水具有很强的腐蚀性,使用海水就意味着反应堆彻底损坏,但当时已经没有别的选择了。

海水被注入冷却系统,但灾难依然接踵而至,2号、3号反应堆相继发生爆炸,所幸都是氢气爆炸,紧接着4号反应堆也开始泄漏。福岛第一核电站周围的辐射读数飙升160多倍,从73微希沃特/小时升至11930微希沃特/小时。

3月29日,1号反应堆开始注入由一艘驳船运来的大量淡水。30日,2号和3号反应堆也开始注入淡水。冷却过程中,产生了大量的核污水。地震造成了储存污水的建筑受损,不断有核污水渗出。4月6日,裂缝被填补上了。但此时已经有10万吨核污水进入了自然环境,最终流进大海。

直到7月,核电站才稳定下来。到12月份,反应堆才停止运作。在整个冷却的过程中,产生了127万吨的核污水。而且,由于反应堆破损,雨水、地下水不断渗入,核污水也越来越多,目前已经超过了131万吨,而储水设施的总容量只有137万吨。而彻底移除核电站的放射性物质,还需要30到40年。而且,如果发生地震、台风、海啸等自然灾害,这些储水设施依然有泄漏的风险。迫不得已,日本政府启动了污水排海的计划。

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福岛核电站中密密麻麻的储水罐核污水只能排向海洋吗?还有没有别的选择?

从2013年开始,日本政府对深埋地层、排入海洋、蒸汽释放、氢气释放等处理核污水的方案进行评估。

深埋地层:在核污水中加入水泥,做成辐射水泥块深埋入地下。这种方式处理的速度极慢,耗资巨大,而且同样有污染土壤的风险。

排入海洋:处理后直排入海,好处是简单快捷,但污染海洋。

蒸汽释放:把核污水蒸发释放到大气中,同样污染大气。

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氢气释放:电解成氢和氧释放,污染最小,但需要耗费天量的资金。

2020年2月,ALPS净化水处理小组委员会发布了评估报告,结论认为,排入海洋与蒸汽释放都是可行的方案,其中排入海洋操作更为便捷,其他方案的经济性、技术成熟性都比较差。这一方案得到了联合国国际原子能机构(IAEA)支持。

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日本民间抗议政府排放核污水核污水排入海洋,究竟有多大影响?

日本排入海中的核污水经过了处理,去除了绝大部分的放射性物质,除了氚和和碳14。它们分别是是氢和碳的放射性同位素,以人类目前的技术,无法将其从水中分离出来。这两种放射性元素广泛存在于自然界。

碳14大家都很熟悉,到医院体检测幽门螺旋杆菌时,我们都要吃一颗碳14胶囊。主要的争议点是氚。量度氚等物质放射性浓度的单位为贝克勒尔,简称贝克。在水而言,其量度单位为贝克/公升。

目前,根据联合国世界卫生组织(WHO)的标准,饮用水中氚含量的指标水平为不高于1万贝克/公升。日本政府宣称,所排污水中氚含量是1500贝克/公升。按这个标准来说确实是可以喝的,如果他们没撒谎的话。

其实,海水本身就含有大量的放射性元素。按当前海水含有铀的浓度,全球海水里的铀储量约为40 亿吨,是陆地已经探明储量的4000 多倍。

据估计,海洋中氚的总含量约为25 亿吨。已知海水中氢的质量百分比是10%左右,而天然氢中氚的含量是1×10^-15 %,所以1千克海水中含氚1×10^-16千克,可计算出海洋中氚的含量。

日本人的氚从海中转到我们这,基本可以忽略不计了,各国排放核废水就含有氚。在海洋巨大的体量面前,这一点氚不成问题。

唯一的问题是,如果日本人撒谎了,污水中氚含量过高的话,那么排放口周围海域的氚浓度会远超自然水平,因为它没来得及被海水稀释。一些国家禁止或减少日本水产品的进口,就是出于这个原因。最近有媒体爆出,东电承认污水中放射性元素超标,无疑加重了这种担忧。

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氚会在生物体内富集吗?

有些人担心,氚会在海洋生物体内富集,最终导致水产品的氚含量超标。氚的半衰期为12.3年。但是,氚的生物半衰期,也就是该物质进入生物体内之后的半衰期,只是7到14天。

就像碳14一样,碳14的半衰期是5730年,但生物半衰期只有6小时,我们检查幽门螺旋杆菌时吃的碳14胶囊,48小时内就会完全排出体外

氚和碳14一样,也可以通过生物的排泄排出体外,因此不用担心它会在生物体内积聚。

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核污水扩散模拟图结语

最近,在针对日本核污水的问题上,出现了很多宣泄情绪和煽动民粹的事情。也有很多夸大其词的报道,试图引起恐慌。

预计持续30年的排放刚刚开始,但一个科学与ZZ交集的旋涡已经形成。如果我们阻止不了日本,不妨和国际社会一起,设法让整个排放过程处于国际监督之下,使其更加公开和透明。

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