【转载付费文章】有关核废水为何排海的Q&A
本文来自得到APP 卓克 科技参考 2021年4月17日问答

《156 | 日本核污水对我们有多大影响?》这篇参考里,我要更新一个错误。这个错误在156期参考里已经更正过来了,但如果你之前学习到的是错误版本,现在可以再留意一下我的更正。
就是当前储水罐中废水的总辐射量,这个错误是我从科学计数法到中文“万”和“亿”的表达中弄混了,这还多亏用户Zero的提醒。也就是“130万吨水”等于“1.3X10^9升水”,而“73万Bq/L”就是“7.3X10^5Bq/L”,所以核废水总辐射量最后就等于0.97X10^15Bq,这个数就大约等于1P Bq,应该是以这个数字为准。
于是再参考事故前50天释放的贝克勒尔是4P-36P的范围,而且这还是有60多种高浓度重金属放射性元素的,所以相比废水中以氚为主要放射性物质的1P来说,事故前50天的总辐射要大太多了。
另外,在《156 | 日本核污水对我们有多大影响?》这篇参考里,有很多用户问到的问题都挺关键的,所以我再补充回答一些。
问答 :
如果是渗漏的地下水导致核污水不断增加的话,这就不是130万吨的问题了,不就成了永恒的问题了吗?因为总是在产生新的废水,就总要排放啊?
问题来自于《156 | 日本核污水对我们有多大影响?》留言
卓克
其实,地下水和雨水的渗漏问题并不会一直存在,因为防渗漏墙一直还在新建。在2014年那些防堵设施不如今天多的时候,每天是渗漏440吨,但今天已经减少到160吨了。按照施工进度,在2025年时将降低到每天100吨以下,而长期目标是尽量降低到不渗漏。所以,并不会一直以每天160吨的量增加。
问答 :
为什么不使用其他方案解决这些废水呢?
问题来自于《156 | 日本核污水对我们有多大影响?》留言
卓克
问这个问题的人很多。有一位用户还帮我们计算了一下,如果把废水电解成氢气和氧气的话,一共需要多少度电,然后看这笔电费日本能不能付得起。
其实,这只是很初步的想法。实际情况是,当前往太平洋排放的方案是在2014-2016年间日本和国际原子能机构初步敲定的。当时,最先被排除的方案就是地壳内注入、电解和做成水泥掩埋,而备选方案是两个——控制蒸汽排放和现在被批准的向海中排放。
之所以最后选择向海中排放,是因为这是几十年来行业内部最熟悉的方案。我们之前说过,全球沿海的核电站每年要往海洋排放的氚水有6万万亿Bq(6PBq),所以在使用什么流量、排放到什么深度、排放后如何检测环境是否达标、排放过程中如何防治意外泄露、社会接受度、谁去执行、责任如何分配、追责如何进行等一整条链上的各个因素都有几十年的先例。而其他方式需要重建整个体系,其实风险是更大的,很可能有更多漏洞被东电公司利用,然后在实际操作中出现更大危害。
这就有点像现代社会的医保体系。你说难道不能看完病之后,我和医生一手交钱一手给药吗?为什么非要绕那么一大圈?但实际生活中,处理上亿人这么大规模的医疗需求,目前只能依靠这个系统,虽然它从某个局部看还有不如意的地方。
问答:
听说废水中不止有氚,还有更加有害的锶-90,请问是真的吗?
问题来自于《156 | 日本核污水对我们有多大影响?》留言
卓克
这确实是一种危害大得多的物质。不知道你还记不记得我们那期说的,氚射出的是β粒子,它的能量是多少呢?几千电子伏特这个量级。而锶-90射出的β粒子能量就高多了,平均是20万电子伏特,然后还有后续衰变,变成钇-90、锆-90,后续衰变里释放出的β粒子最高有300万电子伏特。
但因为锶是金属,密度和铝差不多,所以排放后会迅速沉淀在排放口附近,并不会漂远。它不像氚,氚本身就是水分子的组成部分。所以,一旦锶-90处理不好,受害最大的是日本人自己。从这个角度上说,他们没有偷偷大量排放不合规锶-90的动力。
此外,我在那期参考中计算储水罐里的辐射量时,是按比较恶劣的情况计算的。但即便如此,锶-90在每升废水中的平均量也不到1Bq,相比于每升废水中70多万Bq的总放射量来说,占比是很少的。
而且大概率说,现在罐子里的水是不会直接稀释40倍排放的,而是要继续用多核素去除装置(ALPS)过滤若干次,达到排放标准后才能排放。国际原子机构在之前的评估中发现,氚是很难去除的,基本就是70多万Bq/L这个浓度,之所以再进行几次过滤,除掉的主要就是剩余的碳-14、锶-90、钴-60等放射性物质。
问答:
网上流传,中国的核电站也在排放核废料,而且浓度一点也不比日本核污水低?
问题来自于《156 | 日本核污水对我们有多大影响?》留言
卓克
实际上并不是这样的。我把那份批复文件找了出来,你可以看看。它是2017年7月13日,环保部对大亚湾核电站六台机组放射性流出物的年排放量限制的批复文件。简单地说,大亚湾核电站每年向大海里排放的放射性物质总量不能超过这份文件的规定。

我们可以对比一下氚的情况:
文件中分成了气体形态的和液体形态的,加在一起大约是0.25PBq。而大亚湾核电站6台机组的装机容量是612万千瓦。由于中国的核电站基本都是建在海边的,所以我们通过大亚湾核电站的排放批文,就可以推算一下全中国核电站每年总共向周边海域排放多少放射性流出物。
截止2020年12月31日,中国核电站总装机容量是5100万千瓦,相当于8个大亚湾核电站。假设辐射物质的排放量和装机容量是成正比的话(当然,其实不是严格成正比,因为重水堆中氚的国家排放标准比大亚湾核电站这种轻水堆高20倍,不过中国只有一个重水堆,所以我们还是可以这样估算),中国核电站每年氚这种物质的排放总量不会超过2PBq。
而这只是计算中的最大值,批复的排放量往往是大于实际排放量的。而且我必须要强调的是,就算实际排放量接近批复的排放量,那也都是符合国标的,而国标是参照世界各国和原子能机构的研究制定,并且受各国认可的。其他国家核电站的排放也是类似的,所以你大可放心。
而按照最大值算,福岛核电站一共要排放1PBq,分30年的话就是每年0.032PBq。但是请注意,这是福岛核电站一个站的一个机组的排放,而中国是十几个核电站50个机组加一起的值。
问答:
用氢弹解决的方案如何?
问题来自于《156 | 日本核污水对我们有多大影响?》留言
卓克
我查了一下,还真有这种说法,说这是俄罗斯专家的建议,而且依据的是氢弹的爆炸原理——既然福岛核电站氚的量太多了,而氢弹又是氚和氘的反应,所以扔一颗氢弹炸福岛核电站,就能把很多氚消耗掉。
我是没有查到这是俄罗斯哪个专家说的,而且这也不可能是专家说的。如果氚这么轻松就能通过核聚变消耗掉,那世界上很多国家早就有氢弹了。核聚变要达到的高温,是需要氚和氘以正确的比例、在很狭窄的密闭空间里用原子弹爆炸后产生的巨大压力挤压才能实现的。从设计爆炸核心处的形状到物质的浓度和比例,都是要求非常高的。福岛核电站的氚都是在水里漂着的,根本就没有条件发生核聚变。
而且,就算是经过精准的设计和操作,氢弹爆炸后消耗掉的氚和氘也只有初始值的百分之几,大部分其实没来得及聚变就在爆炸后被抛洒出去了。所以,这种说法不符合氢弹的原理。
福岛“311地震”已经发生10年了。据日本政府估算,光是报废核反应堆、去除污染就至少需要700亿美元,此外,还需要至少700亿美元用来赔偿日本农民和附近居民。这个负担,再加上本次奥运会的损失,对日本的经济真是不小的打击。