核辐射十五问(上)_互动科普

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核辐射十五问(上)

《科学世界》  发表于 2018年06月04日

2011年3月11日,日本本州岛附近发生强烈地震,紧接着,福岛第一核电站1、2、3号反应堆冷却系统失灵⋯⋯在此后这一个多月的时间里,关于福岛核电站的报道一直不绝于耳,核辐射也因此成为人们热议的话题。此次福岛核电站的严重事故都会产生哪些放射性元素?核电究竟安全吗?日常生活中还有哪些辐射值得我们关注?带着这些疑问,本刊记者朱新娜采访了中国工程院院士、国家核应急协调委员会专家潘自强和中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所祝汉民研究员。

 

核能是安全的吗?

此次核电站的严重事故都会产生哪些放射性元素?这些放射性元素分别会在多大剂量、多长时间内对人体产生影响?

福岛核电站严重事故排放的放射性核素主要是放射性惰性气体氙133、碘131、铯137和铯134等。其中惰性气体排放量大,但对人体产生影响的剂量相对较小。在短期内对人体产生影响剂量较大的是碘131,从长期来看应该是铯137。我国现在已经测量到了福岛核电站产生的碘131和放射性铯。碘131的浓度,产生的剂量均低于天然辐射本底的十万分之一,检测到的铯137的剂量比碘131还要低。碘131因为放射期比较短,只是在短期起作用,铯137半衰期较长,但是其剂量非常微弱,因此,总的来说对人体不可能产生有害影响。有的报道说此次核电站事故还检测到放射性核素钚239,但实际上,现在很难确认福岛核电站排出的钚239量有多大,因为原来的核试验期间也产生了钚,很难说检测到的钚是福岛核电站泄漏的。另外,钚本身是很难挥发的,所以它不可能成为福岛核电站产生危害的主要因素。

 

有媒体报道说,日本东京空气中的放射性物质检测量短时间达到了标准值的20倍,为什么说只是“短时间”达到20倍?

首先要说明一点,这个报道本身是有误的,应该说“日本东京空气中的放射性物质检测量短时间高于本底20倍,并不是高于标准20倍”。之所以是“短时间”,这跟风向有关,随着风向的变化和时间的推移,放射性物质的浓度是会被稀释的。

这里我想多说几句,其实不同地方的辐射本底是变化的。在我国,以省市为单位来比较的话,北京地区的辐射本底是最低的,约为二点几个毫希沃特。深圳、珠海、香港比北京要高百分之几十,广东阳江地区本底有六点几毫希沃特。而一般的核电站对辐射本底的附加剂量是很微量的,不会对人体造成影响。其实,在生活中更值得关注的是我们身边的建筑材料辐射,因为室内的氡对人产生的辐射剂量是较高的,选用不恰当的建筑材料,由此产生的氡剂量,很可能远远超过1毫希沃特,甚至更高。

另外,此次日本福岛核电站的问题,主要是因为对海啸估计得不够,我们应该从福岛核电站的事故中吸取教训,进一步改善核电的安全性,相信此次事件也会推进核电整体(设计建设)的安全性,使核能朝更加安全的方向发展。此次事件“泄露源”未确认,根据现有的资料来看,对我国环境和居民健康不会产生有害影响。

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图1. 表示在日常生活中受到各种放射线的照射剂量。即使不从事任何活动,我们也要受到存在于自然界的放射线的照射。天然放射线的数量随着地下含有矿物组成的不同而呈现地域差别。

 


我国广东阳江地区辐射量比生活在核电厂周围所受的辐射量还大么?一座百万级核电厂周围居民一年接受的辐射量是多少?

广东阳江属于高辐射本底地区,这里不是讲阳江整个地区,而是在阳江里面有一个区域,这里生活着大约6万人,在这个小区域里面,人们所受的辐射剂量大概是六点几个毫希沃特。而在核电站周围生活的居民,一年所受的除天然辐射本底之外的附加的辐射剂量是10个微希沃特(0.01毫希沃特),所以说这个剂量比起天然本底辐射的程度是微不足道的。此外,根据对广东阳江高本底地区近30年的调查,居民的癌症发生率并不高于对照地区,这里的对照地区是指本底辐射为二点几个毫希沃特的地区。这说明在这样的高辐射本底地区,辐射剂量高那么多,人的健康都没有问题,那么核电站周围就更不会有问题了。

 

一座核电站在建设初期都要考虑哪些因素?上世纪5060年代发达国家刚开始利用核能发电的时候,是不是对核电站的退役并没有太多关注?

核电站在建设初期,对周围的地震、海啸、洪水等因素都是要考虑的,而且都有明确的标准,都要经过专门的国家相关机构严格审查。不仅仅是这些自然条件,对周围人口的密度,也是要考虑的。人类在建设核电站初期,对核电站的退役问题考虑得相对少一些,但是对现在建的核电站的退役问题都有专门的考虑。

在退役的核电站中,一般情况下很多材料都是可以再利用的,需要处置的主要是乏燃料和一些污染严重的废物,对这些核废料处置后,安全的放置到相应的废物处置场。一般中低放射性废物就处置在浅地层的废物处置场,高放射性废物应该处置到深地层的废物处置场。核电站的退役是没有问题的,现在国际上有的核电站已经完成退役,最初占用的土地已经完全恢复了原来的面貌。

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图2. 我们“吸入”的放射性

上图表显示了20世纪60年代初到80年代末核试验排放在大气中的放射性。人们可以看到,1963年,美、苏、英签订禁止在大气层和水下试验核武器条约后放射性大大减小了。作为比较,表中也标出了切尔诺贝利事故产生的影响。福岛核电站事故泄漏的放射性物质总量为切尔诺贝利核电站事故的10%,从规模等方面来看,与切尔诺贝利核电站事故完全不同。

 


辐射是如何污染环境的?

放射性物质是怎么污染植物的?日本近海已经检测到海水放射性元素超标,这些放射性元素会不会随着食物链传递,最后都富集到人体内?

放射性核素会通过大气环流沉降在水中或土壤中,被植物吸附或吸收。如果沉降地区的放射性核素浓度很高,植物吸附了较高的放射性核素,就不能食用了。海洋中的鱼类也会受到放射性核素的污染,同时也会通过食物链的传递,而被浓缩到更高一级的鱼类中,而人们如果食用了被放射性核素污染很高的海产品,会对人体造成一定的辐射剂量。

最近我国许多城市的居民在抢购食盐,有人认为我国的近海可能并遭受污染会危及海盐的安全性。会发生这种情况吗?

抢盐风波已经过去,目前已经平息了。主要是我国沿海根本没有受到福岛核电事故释放的放射性核素的污染,况且,食盐根本不能预防放射性。我们就此来看看碘131,它之所以受到关注,是因为它衰变时间太短,半衰期只有8天(半衰期是指放射性核素的活度减少到原有值一半所经历的时间)。在短时间内发出的剂量较大。放射性碘聚集在甲状腺,它的辐射会诱发甲状腺肿瘤。人吃了无放射性的碘,甲状腺饱和了,有足够的无害碘供给,就不会吸收更多的碘。而且在受污染的地区,人们只需服用几星期的碘片,因为大部分放射性碘都将在此间衰变、消失。有人误以为碘片还能抵御其他的放射性核素,其实不能。


(本文发表于《科学世界》2011年第5期)



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