福岛第一核电站废水或于本月内向海洋排放,这会造成怎样的影响?
知乎用户 申鹏 发表 已经有人开始给日本洗地了,“经过处理过滤的核废水,可以让海洋稀释”。 那么,为什么不让 1 亿日本人自己来稀释呢?地球虽大,海水虽多,也不是他日本一家的。自己闯的祸,却要全世界人民一起买单,是不是太给别人 “添麻烦” …
本文只做论述,不涉朝政。欢迎指正。
以下是正文。写在前面:
核电是一个一荣俱荣,一损俱损的行业。切尔诺贝利事故之后,世界核电停滞不前十多年;三哩岛事故之后,美国再未批准建造新的核电站。
但是!!切尔诺贝利事故后,前苏联倾一国之力阻止了第二次爆炸,而后各国又施以援手盖上了十亿美元的石棺阻止放射性继续外泄。三哩岛经过了一个混沌的夜晚,堆芯熔毁,但人员技能储备更优秀的白班值接手后,马上发现了问题所在,保住了安全壳,把放射性释放量控制在了 “尚可接受” 的范围内。也算是亡羊补牢了。
返观日本,灾难发生七天内,多处决策不当,处理不当,甚至出现应急电源车与电厂供电接口不兼容的低级失误!现在,要把核废水排入大海。是在给整个核电行业抹黑。
作为核电从业者,日本政府及东电公司不作为不负责的态度,我不打算继续赘述和谴责。我想从另一个角度,让大家稍微能安心一点:
说一个大多数人可能不了解的事实。向大海排放核废水这件事情,我们核电站每天都在做。但是剂量严格遵守规定。
核电站排出的不可复用废水按照下图分类,分别进行处理。总的原则是:有选择地收集废液,根据不同种类及废液的测量结果进行不同的处理。
放射性废物处理原则示意
以上浓缩的蒸发液,会混入混凝土进行固化深埋。虽然成本较高,但是能保证对环境无害。至于排放的废液,则符合国际原子能机构的标准,用百倍千倍的流动海水进行稀释,确保放射性污染物不会聚集。在如此程度的保护下,咱巡检在核电泵房捞到的鱼,都直接打包带回家烹了吃掉了,自然也不会担心。
福岛方面,根据我国生态环境部与辐射安全中心在 2016 年 8 月 8 日给出的报告,此次福岛核污水泄漏出的主要放射性核素是铯、锶、氚和碘。在铯和锶的家族中,铯 - 136 半衰期为 13.00 天,锶 - 89 的半衰期约为 50.00 天,氚的半衰期约为 12.43 年;碘 - 131 的半衰期约为 8.30 天。
而福岛决定排放的废水,则是经过长期贮存衰变过的废水,其中除了碳 14 和氚之外的放射性核素(尤其是金属核素)都衰变到了较低水平,其水平与世界范围内核电站正常工况的排放标准相当,下图是 TEPCO 给出的放射性核素成分表,与生态环境部给出的组分基本一致。
值得注意的是,废液中的 C14 和氚一般认为是无需处理且较难处理的物质,“中国环保标准 放射治疗辐射安全与防护要求(意见征求稿)” 给出的放射性豁免值和解控值如下图。哪怕是对于外交部发言人特别提到的含氚废水,对照上下表格也容易看出,大部分氚的含量已低于解控浓度水平。
而 C14 和氚的半衰期分别为 5730 年和 12.5 年,所以对这两种物质,人为贮存衰变是没有意义的。另一方面,这两种物质在自然界中广泛分布,且自然循环速度远快于放射性金属核素,能通过自然界的生命活动和天气活动让分布变得均匀。
排放方面,世界上所有的核废水排放是由国际原子能机构 IAEA 和世界核电运营者协会 WANO 两大组织共同监管的,并不是日本人说想排多少就排多少的。事实上世界上所有的核电站每时每刻都受到这两大组织监管,而且数据无法被修改和绕过。所以大可不必担心他们偷排。
评论区有人指出,有学者在 Science 杂志中提出反对排放,也放出了有力的证据,但是文章末尾只有结论没有给出解决方案,其结论也比较偏向于 “实验室语言”。所以比起 Science,从业者普遍倾向于 IAEA 论证后给出的更具有工程价值的提议,即:IAEA 书面建议福岛将废水受控排入大海。
这里摘录 IAEA 在 2020 年 4 月发布的报告:
至于洋流问题,很多高赞回答普遍引用的是类似下图的洋流图。是通过模拟跟踪 Cs-137 的丰度来分析福岛废水的富集程度。
不可否认,这类研究对福岛放射性的防范和治理十分重要。但这并不代表图中的红色或者蓝色到达的地方就是危地。毕竟自然界也处处充满了辐射,包括少量的 Cs137。如果将自然界的本底辐射叠加在上图中,你会发现即便是图中的红色部位,其产生的辐射也小于很多地方的本底辐射。甚至你们家地下室的辐射都比他要高。
所以这里给出一个略微让人心安的结论:
在可控排放的前提下,福岛核电站的废水不会对我国的环境造成太大影响。如果确实担心,可以暂停食用日本海域出产的海鲜。除此之外,哪怕像我现在身在海边,也无需屯盐无需忌口。
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以下是常见疑问,欢迎补充。
福岛核冷却堆芯的废水与我国核电站正常废水有没有不同?
图为东电公司提供的 Cs-137 处理前后数据对比
可见,处理前后的废水在数量级上区别十分明显。那么这个时候,谈论是否符合排放标准比判断两种废水是否相同更有工程价值。至今为止,福岛废水已经有 30% 满足排放标准。
福岛核废水为何不用来饮用?
排放标准和饮用标准不是同一个概念。比如市政处理过的生活废水,达标即代表可以排放。但是里面仍然有人类排泄物包括悬浮物和溶解性固体存在,不能用来饮用(呕)。核废水也是一样的道理,达标代表可以排放,不代表可以饮用。
福岛核废水为何不重新利用?
有读者提议将废水打回堆芯,重新利用。实际上可以理解为修好福岛核电站的一回路,或者额外修建类似一回路的经堆芯的余热排出设备。哪怕设计完成,由于工质是反复流经堆芯的水,这类设备的修建,调试,操作,维护都会是放射性极高的工作,参考我国核电站的辐射控制区水平判断,其接触剂量有可能高达 10mSv/h(欢迎指正)。而如果不进行维护,哪怕是微小的外漏,日积月累也会从同一地点渗入地下水。跑水的话问题更严重。得不到稀释的高放废液比可控排放的低放废液危害更大。
为什么不注入火山?
世界上最大的活火山之一——富士山
其实比起注入火山,从辐射防护的效果来讲,钻井注入的效果甚至更好。但是这类方法在工程上没有先例可供参考,技术空白太多,是一个不成熟的方案,既不经济又十分危险,所以 IAEA 和东电公司没有向这个方向研发。
为什么不多建造贮存罐?
贮存罐也是设备,也需要巡检,操作,维护。随着储罐数量的增多,工作人员受到的剂量也越来越大。且考虑到沉积,罐子底部的剂量额外高,对核电工作者是不人道的。为了保护作业人员,巡检任务只能慢慢减少,也就增大了贮存罐损坏但发现不及时的风险。如果发生外漏,高放废液同样会在某一地点累积并进入地下水。又回到了之前阐述的:得不到稀释的高放废液比可控排放的低放废液危害更大。所以,建造更多的储罐既不经济,又十分危险。
为什么不用混凝土固化再深埋?
能提出这个问题的已经很专业了。以我们核电站的固化流程为例,在固化之前必须要将料液蒸发至 “浓汤” 水平,才能与混凝土进行固化。这个蒸发过程需要一个专门的设备叫做 “蒸发器”。料液由供料泵通过预热器升温后送⾄蒸发器,蒸发器的加热器一般采⽤列管式,壳程是辅助蒸汽。蒸汽凝结⽔收集在凝结⽔平衡槽中,经冷凝⽔冷却器冷却后送回蒸汽系统。在加热器⾥,料液产⽣的⽔蒸汽经过蒸发器分离室进⾏初步的汽液分离。⽔蒸汽进⼊冷凝器进⾏冷凝,蒸溜液经冷却器冷却后,注⼊蒸馏液监测槽。不凝结⽓体从冷凝器顶部排⾄废⽓处理系统;浓缩液经冷却器冷却后,⾃流⼊浓缩液监测槽所有的冷却⽔由专门的设冷水系统提供。其中的蒸汽系统,设冷水系统,废气处理系统都是技术含量非常高且昂贵的系统。而且浓缩后的“浓汤” 会让相关工艺管线剂量达到堆芯水平。除了堆芯,这可能会是地球上剂量最高的地方,更不用谈操作和维护。
可否用毛子的氢弹炸?
emm 认真的吗?
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