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解析日本排放核废水的原因、危害与替代方案

添加时间:2024-02-08

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日方排放核污水的理由_核污水的排放_核污水排放方案

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01

日本为什么要排放核污水?

2011年3月11日,日本东北部地区发生9.0级大地震和海啸,设计抵御浪高5.7米海啸的福岛第一、第二核电站在14米巨浪中被摧毁,机组在堆芯余热的作用下迅速升温,使得锆金属包壳因升温而释放氢气并引发一系列爆炸。过去12年里,为了给反应堆和乏燃料池降温,日本向其中注入了大量的海水和淡水,大约每天会产生140吨的核废水。本来这些核废水都密封在福岛的储存罐里,但按东京电力公司的说法,现在已经没有多余的空地去建造储存罐了。燃料冷却了,如何处理每天大量产生的放射性废液成了日本政府最棘手的问题。

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从卫星图中可以明显地看到上千个密密麻麻的圆形核废水储水罐在厂区内摆放着。

图源:北京日报客户端

02

氚会对人体造成什么危害及日本政府对于去氚所做的尝试

福岛核事故是迄今为止最严重的海洋放射性污染事故,大量放射性物质通过液态排放直接进入海洋环境,其中氚(3H)是通过ALPS系统难以清除至达标,一旦福岛核废水排海计划实施,除了会对我国海域产生一定的污染,当中的某些放射性核素可以通过生物富集吸收和食物网的传递等过程进一步给人类健康增加一定的辐射风险,需要加以关注。

氚()是氢()的同位素,氚是排放的主要核素之一,主要以气态和液态放射性废物方式排放,排放到环境中与氢交换,并且随着氢的循环在不同的环境和生物体内迁移转化。

人体摄入氚的途径主要有 3 种:1)食入含氚饮用水或食物;2)呼吸道吸入;3)皮肤渗透吸收。氚可以通过完整皮肤的扩散渗入,也可以通过与污染液体或污染表面接触的皮肤吸收而进入体内。

日本经济、外贸和工业部选出了美国、俄罗斯以及加拿大的核能源公司来承建一个去氚示范项目,不过后边没有后续新闻了。但能够找他们的的技术方案,采用的都是电解催化交换工艺(CECE - )。

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03

核污水排放会造成什么影响?

1.对海洋的影响

据中国三农发布分析,洋流会带着污水在整个北太平洋循环,沿岸国家和地区有十余个,即使不算中国人口,就已达到10亿。并且核废水会顺着洋流在北太平洋绕一圈,最后会到达我国台湾地区附近;德国的海洋科学研究机构的计算结果显示,从排放之日起,57天内,放射性物质就将扩散至太平洋的大半个区域;美国《科学》杂志分析,虽然这些核废水受过处理,但依然含有多种放射性物质。这些物质一旦进入大海,则需要极长的时间才能降解,在这个过程中会被海洋生物吸收,最终影响海洋环境。这些辐射物质,对人类的DNA有破坏性。更可怕的是,这些放射性物质在数千年内,都是极其危险的。只要排入大海中的放射性同位素的总量没有减少,即使将浓度稀释到达标程度,对于生态的影响也是不可避免的;据俄罗斯科学院远东分院太平洋海洋研究所实验室首席科研员、生物学博士弗拉基米尔·拉科夫在接受媒体记者采访时表示,“核废水排海后,其传播速度、影响范围和环境风险都将处于不可控的状态。”全球的海洋是连成一体的,海洋与内陆的河流湖泊又共享地球水循环。所以说,日本倾倒的核废水,最终会影响到全球水资源安全。

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2.对生态的影响

东京电力公司在福岛第一核电站所在的大熊町进行调查,在2018年2月抽检的结果发现,每1公斤的小鳍红娘鱼含358贝克勒尔的铯,大幅超过了日本国家标准。如果吃下200克这种鱼,相当于胸部照X光的1/50辐射暴露量,约为1毫希。2021年3月22日,日本福岛县渔业工会联合会在福岛近海海域进行试验性捕捞时,在离岸约8.8公里海域的石斑鱼身上也检出放射性的铯元素。日本食品卫生法规定的标准值为每公斤低于100贝克勒尔,而这条石斑鱼每公斤含500贝克勒尔。这也是自2019年1月以来时隔两年再次从试验捕捞的鱼类中发现放射性物质超标。

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04

如何排核污水?

目前,福岛第一核电站核污染水全部储存在核电站的储存罐内,对于如何处理这些核污染水,日本政府此前曾提出了5种方案:排入海里、变成水蒸气排入大气、沿着地下管道排入地底深处、电解处理,以及将其固态化埋入地底。

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其中固态化埋入地底被认为是一个最为行之有效的方案。这种方法对人类的影响是最小的,但是成本却是最高的。所以,这一方案并没有被日本政府所重视。在所有合理、有效又安全的方法之外,日本选择了一条最省钱、最自私的方式——直接将核污水排向海洋。

那还有没有其他的办法?

从科学原理上来说,处置核污水的方法并不少。

日本化学工程师川井康郎在日本原子力市民委员会工作。他表示,关于福岛核污染水的处置,存在更科学的方案砂浆固化方案,“可以在地下挖出混凝土坑,然后对核污染水进行砂浆固化作业。砂浆被放在混凝土坑里,会随着时间的推移变硬,不再有流动性,砂浆固化后放射性会在几百或几千年后衰减。”

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川井康郎指出,在恰当的处置方案出现之前,可以考虑对土地进行规划,以优化核污染水的存储方式,而不应急于作出排海决定。

一直以来,科学界和民间团体都为日本政府建言献策

1.直接把用尽的核燃料,经过处理装在大罐子里,埋到很深的地层下。像美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等幅员辽阔的国家目前都是这样做的。

2.将装有核废料的金属罐,投入选定海域4000米以下的海底。中国对高放射废物的处理方式与第一种类似:即先把用尽的燃料,送到处置场进行玻璃固化,再放到至少500米深的地层内埋掉。因此,日本同样可以将装满核污水的水箱,进行固化操作以后掩埋在深层地下。

3.采用氢气/蒸汽释放法,也就是将核废水电解以后,变成氢气和氧气,或者高温加热变为水蒸气,再排放到大气当中。

4.建造抗震的大型储水罐。目前日本储存核污水的储水罐有1000多个,储水量为132万立方米。这些罐子没有防震和长期安全设计,焊接得也不对,而且已经出现了泄漏。日本有建造大型抗震储水罐的经验,因此有能力建造这样的储水罐。许多放射性物质会随着时间的推移而衰变,其中一些会衰变得相当快。以日方讨论最多的氚为例,其半衰期为12年。因此每12年,核污染水中的氚含量就会减少一半。24年后,其中的氚含量就是开始时的1/4。如果将核污染水储存50到70年后再释放,其放射性危害就会小得多。

5.净化核污染水,将其用于制造混凝土,然后用这些混凝土来建造道路、建筑物的地基等,这样,这些混凝土就不会与人或动物有直接接触。许多有害的放射物不会从混凝土中被释放出来,即使混凝土之后被打碎。还有人提议,将核污染水中的水蒸发,而将其中的放射性同位素留下,这样核污染水的体积就会减小,再被放到储水罐中。

05

我们还能做些什么?

1.最先受到影响的一定是日本的海鲜,所以我们要避免购买日本海鲜。

2.做好抗辐射准备。我们要真正的认识到一种世界公认的抗辐射物质,他就是我们人体能自身合成的超氧化物歧化酶(SOD),我们国家在《中华人民共和国合同法药典2005版》里也明确了SOD拥有抗辐射的神奇效果,所以在大量的辐射到来之前,我们可以尝试不断补充身体内的超氧化物歧化酶。

06

总结

目前,日本之所以决定将核污水直排入海,除了本国自身的经济利益考量外,国际社会缺乏具有明确约束力的国际制度规则。如果某一个国家向海洋里直接倾倒核污水,国际社会没有专门针对此事的国际规则章程去约束规范相关国家的行为,也没有明确的法律条文禁止或惩罚相关国家,一定程度上造成日本利用国际制度的缺失不顾国际社会的强烈反对,强硬实施核污水直排入海方针。因此,我国应以“海洋命运共同体”为引导积极推动国际社会制定专门针对核事故应急管理和核废料处置的国际公约或法律,防止其他国家以日本为例再次发生核废料直排入海事件。转自公众号:水技术

文献参考

1.日本核废水入海,影响到底有多大?—新民周刊,陈冰

2.福岛核事故后的国内外放射生态学研究进展—梁宸卿,姜晓燕

3.核能运转中氚的防护—刘玉龙,马楠

4.基于联合电解催化交换工艺的 含氚轻水深度净化技术研究—吴栋,尹玉国,阮皓,黄登高,胡石林

5.日本福岛核废水排海将带来哪些危害—澎湃新闻,刘晓星

6.三问日本核污水排海—中央广电总台中国之声

7.海底隧道已注入6000吨海水,福岛排海设施今日试运行!核污水排海影响有多大?—北京科技报

8.处理核废水的方法有很多,日本选择了最肮脏的一个—知乎

9.日本将福岛核污水排入大海,生活中我们该如何防辐射?-搜狐

10.日本核泄漏引发全球治理再思考—张仕荣,李鑫

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