2107年1月末,福岛第一核电站2号机组正下方机器人拍摄的影像公开,一个大约一米见方的熔毁洞清晰可见,同时机组内部最大600西弗/小时的辐射当量,更是再次燃起人们对日本,对福岛,对核辐射的恐慌。
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最近国内的朋友同学,屡屡问起并提到此事,有的也会散步一些“专家”的分析,现在由本编拿数据来分析一下福岛核电站的散布辐射以及来日本的危险性。
福岛第一核电站,共有6个核反应机组,第一机组始建于1967年,于1971年并网发电,而后陆陆续续建完了6套机组,主要承建商为GE,东芝和日立。这6套机组都属于核裂变轻水反应堆,使用GE技术属于第二代反应堆(相比较,中国的核电站大都为2代改进型的压水反应堆)。
2011年日本东北大地震发生时,福岛第一核电站在运转的为第1-3号三个机组,因为海啸摧毁了全部的紧急发电机,导致反 应中的核燃料失去冷却,进而发生炉心熔毁,造成了核泄漏事故。
那么核泄漏具体会发生什么呢?
首先我们要从核电站所用的燃料讲起,福岛核电站使用低浓缩铀235燃料(铀235含量大约3-5%,相对比,核武级浓缩铀其中铀235含量大于90%),这些燃料是元凶,在核反应停止前3台机组合计有全部262.4吨核燃料都发生了熔毁。
这么多的核燃料熔毁,会有什么危害性呢?
当然主要就是核辐射性物质不受控制的排出造成的辐射危害了。这里的核辐射性物质,主要有两类,一类就是燃料中的本身的铀235,另一类就是核反应中裂变生成的新辐射性物质。不过这里有个概念强调一下,即使发生了熔毁,这些机组的核反应已经停止,也就是说不会再产生新的辐射源。
那么对付排出危害就分为两种方式,一种是分析跟踪已排出至外界的辐射性物质,减轻对人群的伤害,另一种是处理剩余的辐射性物质,避免继续排出或泄露。核反应产生的辐射性物质比较复杂,从仅有几天半衰期的碘131到457亿年半衰期的铷87种类各式各样,我们仅挑拣比较危险的物质进行分析。
1,容易变成气体,可以飞得很远的物质;
2,进入生物体内容易积存,造成体内辐射的物质;
3,辐射性不强,但是有很强化学毒性的物质,比如钚239(毒性相当于氰化钾)。
福岛事故没有发生炉内爆炸,在大气和土壤中主要针对上述1和2分析就可以,最需要注意的就是碘131(吸入后体内沉积引发甲状腺癌),因为半衰期较短,不吸入体内的话,现在几乎可以不考虑其危害,另外还有铯137,虽然危险但是较微量。但是因为没有节制的持续往海中通过地下水泄露所有类型的辐射物质,所以太平洋侧日本东北回流域的海产品还是很危险的。
核电站事故到了约6年后的今天,我们应该担心什么呢?
已经被散布的辐射性物质,除了福岛海域周边因为持续泄露可能造成海产品污染,其余几乎没有什么危害。
而在核电站机组内熔毁燃料发出的强辐射射线,离开30公里圈,对人体影响可以忽略不计,对此接下来的段落解释。
但是,炉心熔毁后怎么处理残局在人类历史上是没有先例的,把废弃机组封闭,尽快地绝对阻止核废料泄露依然是个挑战,而十年百年以后也许那片土地还是不适合让人类居住。
除了被散布的辐射性物质,熔毁后的核废料的辐射射线,也是一个问题,这可能就是“专家”们所说的,日本有核辐射不适合去的主要原因。
我们常说的核辐射,主要是说α、β、γ三种射线,人类接受的辐射有内外两个途径,α粒子只有进入人体才能造成损伤,β射线是电子,仅能伤害皮肤,所以离核电站有一定距离并没有放射性同位素气体飘散的情况下,主要考虑γ射线的防护即可。
我们再来考察一下辐射对人体的影响,国际上针对人类健康安全防护专门有一个基本辐射剂量单位称为西弗(Sv),毒物的剂量决定毒性,西弗也类似,通常以“微希沃特/小时”或者“毫希沃特/年”的辐射水平来评估对人体的健康影响。我们日常吃的蔬菜水果摄入的同位素,家里装修使用的石材的射线,坐飞机在高空被照射的宇宙射线等都是自然给我的辐射,X光/CT等检查是人工的辐射,大致辐射剂量及对人体影响水平分布如下图。
注:编者用红字特别标出了离福岛较近的东京北部几个县的年间被辐射剂量,作为比较也标出了吸烟者的年间被辐射剂量。
总体结论如下:
1,日本福岛第一核电站事故后,除直接食用其周边海产品以外,被散布辐射物质可以不予考虑(福岛海流状况复杂,奢侈的青森网鲍,还是少吃为好)。
2,电站机组熔毁后核废料产生的辐射剂量,远低于安全水准。(对身体的危害性<=每年一次的胃部X光<以汽车尾气为主的雾霾<<吸烟)。
人类文明的推进力来自理性和科学,不要罔信传言更不要相信一些另类的专家,互联网时代,数据和赛先生就在我们身边。