福岛核污水已经排海,我们该怎么做?
据日本《读卖新闻》当地时间22日消息,日本首相岸田文雄22日在相关阁僚会议上宣布,将从24日开始向海洋排放福岛第一核电站核污染水。若该计划不变,日本自北京时间2023年8月23日23时起已经开始将福岛核事故产生的核污染水排入太平洋。在这一事件下,我们应当怎么做呢? (本文长约3500字) 一 辐射的本质是什么?它会怎样造成危害?
辐射的范围很广,其中会破坏基因的辐射被称为电离辐射。电离辐射又可以分为多种,我们要讨论的是三种主要的产生于放射性核素衰变的射线。这三种粒子分别被称为α射线、β射线和γ射线。产生α射线和β射线的衰变被分别被称为α衰变和β衰变,而γ射线通常是这两种衰变的伴生产物。 α射线的本质是高速氦原子核,由两个质子和两个中子构成。α衰变的本质也就是原子核失去两个中子和两个质子的过程,其原子序数减少2,质量数减少4。α射线的质量较大,因此易被阻挡,一张纸的阻隔就可以产生有效的防护;电荷较大,因此若未被阻挡则危害较强。所以,α射线的主要危害方式是内照射,也就是将放射性物质摄取进入体内的情况下造成的来自体内的照射。“镭姑娘”事件就是由于将掺有镭元素的荧光涂料摄入体内造成的α射线内照射导致的惨剧。而只要避免内照射,就基本可以避免α射线的危害。 β射线的本质是高速电子。β衰变的本质是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子的过程;质子留在原子核中,而电子被放射出去。β射线质量中等,电荷也中等,因此防护难度和危害程度也都中等。β射线在空气中能传播几米,并且可以穿透几毫米的铝片,但不能穿透人体过深。因此应当主要防护其内照射。 γ射线的本质是高能电磁波,通常用于补齐α衰变和β衰变中产生的质量差。γ射线质量小,不带电,因此难以防护,需要几米厚的混凝土墙才能产生有效的防护;但是在同剂量的内照射下,γ射线的危害是较小的。 在以上三种射线之外,还有一些其他的产生于放射性粒子衰变的粒子,比如β+射线(本质是高速正电子)、X射线(本质是高能电磁波,其能量低于γ射线)等。其产生量较小,且在氚核素衰变中不存在,故在下文中忽略不计。 综上所述,外照射(环境辐射)的危害性γ射线>β射线>α射线,内照射(摄入物质辐射)的危害性α射线>β射线>γ射线。在考虑应对措施之前,我们需要先了解我们受到的辐射是以哪种射线为主。 除了辐射种类之外,辐射剂量也是很重要的。辐射剂量不同,造成危害的方式也就不同。电离辐射能够破坏基因结构,这会导致三种后果: 如果基因结构没能被修复,细胞就会失去其正常生理功能而死亡; 如果基因结构被错误修复,细胞就会产生基因突变,这可能导致癌变。 在中大剂量辐射下,前者的效果较为显著;在中小剂量辐射下,后者的效果较为显著。 如果受到极大剂量的辐射,类似于切尔诺贝利核电站四号反应堆堆芯在无任何有效防护措施直接照射30秒的辐射,直接效果是全身肤色变棕黑,在接下来几周内全身器官会逐渐衰竭,最后导致人死亡,这是前一种后果的极为显著的体现。放疗治疗癌症,也是用的这个原理。 而我们日常生活中受到的辐射主要是以后一种方式造成损害。因此,我们主要需要做的是减少自己得癌症的风险。 后代的性状变化则是较少发生的,因为这需要生殖细胞发生不致死的基因突变。 二 福岛排放的核污水是怎样的辐射?它会产生怎样的效应和次生危害?
光明网北京时间23日消息,东京电力公司22日当天公布了向海洋排放的详细步骤。按计划,排放前在处理过的水中加入大量海水,如果确认浓度降低到预想的水平,将在17天内排放第一批共7800吨核污染水。2023年度预计排放约3.12万吨,氚总量为5TBq(相当于纯氚核素约14毫克)。(注:1Bq是指每1秒放射出1个辐射粒子的放射性活度,1TBq=1,000,000,000,000Bq) 日本方面声称其排放的核污染水会经过ALPS(英文直译为“先进液体处理设备”,日语译为“多核素去除设备”)的处理,通过过滤与吸附最大程度地去除核污染水中含有的大多数放射性核素,但无法去除氚。因此,可以认为核污染水的放射性有效成分主要是氚核素,同时还带有少量的其他放射性核素。 从辐射种类来讲,氚核素的放射性来自于其衰变为氦-3核素的β衰变过程,带有β射线和γ射线,因此应当主要避免其内照射。 从放射性活度来讲,5TBq并不算多。我们以香蕉为例计算。香蕉富含钾元素,钾元素的同位素钾-40核素具有一定的放射性,会衰变为钙-40和氩-40,产生β射线和γ射线。在考量氚的放射性剂量时,它是一个不错的参照物。全球每年大约生产一亿两千万吨的香蕉,每根香蕉的放射性活度大约15.5Bq。取每根香蕉重150克,可以计算出全球每年生产香蕉的总放射性活度约为12.4TBq,相比于今年的排放活度,乃至相对于所有核污染水的放射性活度之和860TBq都是较为可观的。 事实上,核电站的冷却水本身就需要与海水进行交换,在此过程中会不可避免地带出一些放射性物质,从而产生一定放射性污染。在福岛核事故发生以前,福岛核电站本身每年就需要向海洋排放约2.2TBq的放射性冷却水。经过处理,这些冷却水本身的浓度是不至于危害生态环境的。在核电技术较为发达的法国,核电站附近的海洋生物体内的放射性活度可以达到10Bq/kg左右。这大于大多数海洋生物体内的2Bq/kg,但依然小于大多数香蕉的100Bq/kg。 因此,若日方数据属实,我们没有必要因此而恐慌,但是应当坚定地表态抵制这一对全球生态治理和环境保护合作极为不利的行为。 同时,食物链富集效应的因素也应当被考虑。在任何污染物质(不限于放射性物质,包括农药、杀虫剂等)向自然界排放之后,都有沿食物链逐级富集的可能。具体到氚,由于其化学性质和普通的氢没有什么差别,所以会与氢共享类似的生化反应过程,其代谢较快,也就很少在生物当中发生富集。但是确有研究证明,在一些特定物种当中,会发生氚的富集。比如有英国研究发现,一些双壳类动物可以将氚的浓度浓缩数百倍,达到4000~50000Bq/kg,并且将这种浓度传给吃它们的鱼。但是这种浓度的辐射依然不足以造成可见的损害。 除了氚之外,还可能存在一些其他的放射性核素存留。比如钴-60、锶-90、钌-109、碘-131等。这类放射性核素可以发生较为显著的沉积,但是本身剂量不大。 三 我还是很担心这件事情,该如何应对?
首先,日本排放的核污染水的污染成分会主要聚集在北太平洋的环流中,很少影响到我国沿海区域和南美洲西岸,因此我国出产的海产品和秘鲁渔场的海产品是可以放心食用的。 其次,可以尽量少吃日本出产的海产品,尤其避免海带和牡蛎;海带会在体内富集碘元素,而牡蛎可能会富集氚。 第三,游泳可以放心游;水对辐射有很强的阻隔作用,即使你在水池里距离一个贫铀储存罐只有五米距离,它都很难对你造成什么实质性损害;美国曾经有一名核电站工作人员在冷却池中进行作业,误抓起了一个带有强烈放射性的物体并带到了水面,引起整个核电站警铃大作;在检查中,发现此人只有手部受到了可观剂量的辐射,躯干部分受到辐射相对来说较少;因此,不必因此事害怕海洋。 其他的事情,平常怎么做的现在就继续怎么做。为了一件可能性极小的事情而把自己的生活搞得一团糟是不明智的。国际形势怎样也好,日本政府怎样不负责任也好,毕竟也是其一贯作风了,我们该反对反对,该谴责谴责,生活还得继续。 主要参考资料: 光明网对核污染水排海的报道https://m.gmw.cn/2023-08/23/content_1303491323.htm 澎湃新闻评核污染水排海https://my.mbd.baidu.com/r/153Hp3vaIq4?f=cp&u=53a097337b9ad795 ALPS处理水https://www.bilibili.com/video/BV1ss4y1C751 有关香蕉辐射的数据https://www.kexuedabaike.com/%E9%A6%99%E8%95%89%E7%AD%89%E6%95%88%E5%8A%91%E9%87%8F 有关氚的富集https://www.zhihu.com/answer/1834185611 有关超大剂量辐射的症状《切尔诺贝利——一部悲剧史》 有关水的辐射屏蔽作用《What If——那些古怪又让人忧心的问题》