西安澳洲留学中介:谈日本的核电站幅射泄漏事故

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/04/29 01:58:55
谈谈日本的核电站泄漏事故             青岛安工院一工程师
        最近逐渐听到同事们开始讨论日本和泄露的一些问题,看出了不少人都对
辐射 这个东西产生了隐隐的担忧,也有一些同事知道我是学辐射防护专业的,
直接问我相关这方面的问题。 我觉得有些东西之所以让大家感到可怕, 乃至于产
生恐慌, 皆源于对它的不了解, 下面我以我所掌握的一些信息和相关知识, 给大
家详细说说什么 是辐射? 日 本的核电站到底发生了 什么 ? 日 本发生的核泄漏对
我们到底有多大的影响? 如果放射性尘埃真的飘散到我国了, 我们能做些什么

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。 我写的这个东西谈不上专业, 安工院藏龙卧虎, 有些的不对的地方请大
家批评指正!


        首先说明如下两个问题:

        一是日本这次发生的放射性物质的泄漏, 而不是核爆炸, 这是两个完全不同
的概念, 产生的后果也是截然不同的, 千万不要误解。 核武器的爆炸是一个非常
复杂的技术, 不会是那么随随便便的就能爆炸的, 两者应用的原料纯度也相差很
大,制造原子弹要求铀
-235 的纯度在 90% 以上,而核电站的沸水反应堆应用的
3% 左右提纯的铀 -235 , 铀 -235 的提纯需要付出昂贵的代价(这一点你看看伊
朗和朝鲜要费那么大的劲研究原子弹就知道了)。

二是 辐射 (这里指的辐射是狭义的辐射, 主要指电离辐射) 是我们日 常生
活中每天都会接触的, 不是仅什么地方核泄漏了才会出现, 这些我们天天都要接
触的辐射我们叫它天然本底辐射,这些辐射主要由来自于宇宙和大气层的初级、
次级宇宙射线及宇生放射性核素和来自 于地球上的天然放射性核素衰变释放出
的射线及采矿、 地热能生产、 燃煤等人类活动变更产生的天然辐射, 我们每天个
工作和学习过程中都会受到一定剂量的天然本底辐射照射。 地球上的千万种动植
物生机昂让的活着,可见这种小剂量的辐射对我们是不会造成任何危害的。

这两个问题搞清楚了那我们就来简单的说说日本的核电站到底发生了什么。
上文中提到了, 日本的核电站使用的是沸水反应堆, 基本原理就是铀燃料通过核
分裂产生中子, 中子撞击另外一个铀原子时, 就触发分裂, 产生更多的中子并一
直继续下去, 我们称此为核裂变的链式反应。 链式反应是可以通过插入控制棒的
方式终止的, 当控制棒插入反应堆后, 会吸收中子, 中子被吸收后链式即刻停止。
链式反应产生的热量对水进行加热, 水沸腾后汽化, 然后蒸汽驱动汽轮机产生电

流, 蒸汽冷却后再次回到液态, 送回核燃料处进行加热, 循环往复。 这个过程中
蒸汽的冷却循环非常重要, 反应堆的燃料棒外包裹一层锆锡合金, 这层合金会对
包裹在其中的铀燃料及放射性副产物铯和碘同位素起到一定的屏蔽辐射作用, 一
旦循环冷却系统发生故障了, 将不能对反应堆核燃料处的水进行补充, 反应堆堆
芯的温度会迅速升高,达到一定的温度(
2200 摄氏度)锆锡合金就会溶化(堆
芯熔融),锆锡合金溶化后, 铀燃料, 及放射性副产物铯和碘同位素, 就会失去
保护释放到压力容器中,反应堆报废。

日本的核电站发生的问题就是出在蒸汽的冷却循环上。 正常情况下地震冲击
核电站时,所有的运行中反应堆的控制棒会自动地插入反应堆内中止链式反应,
而后, 冷却系统就开始带走余热和同位素衰变产生的一部分热量, 经过若干次循
环后, 压力达到正常可控范围内, 反应堆关停。 然而大地震摧毁了核电站的外部
电力供应, 循环冷却系统在没有电力供应的情况下停止运转, 此时核电站紧急启
动了柴油发电机组, 来维持循环冷却系统的运行, 但不幸的是海啸来了, 海水的
灌入摧毁了发电机组。 发电机组损坏后, 核电站启动了备用电池, 这种备用电池
大概能维持循环冷却系统
8 小时运行所需要的电力。 在这 8 个小时内, 需要找到
另外一种供电措施。 当地的输电网络已经被地震摧毁, 柴油发电机组也已经被海
啸冲走, 所以最后通过卡车运来了移动式柴油发电机。 更不幸的事情发生了, 运
过来的柴油发电机竟然因为接口不兼容无法连接,
8 小时过后循环冷却系统停止
运转。 此时余热和同位素衰变产生的热量无法冷却, 反应堆的温度逐渐升高。 为
了降温, 防止发生堆芯熔融, 核电站开启压力容器阀门开始释放蒸汽泄压(相当
于我们打开高压锅的泄压阀, 以达到降温目 的, 为找到合适的电力供应争取时
间), 蒸汽泄压后排放入厂房中, 这时一些第二类放射性物质(主要是
N-16 和氩,
半衰期很短, 几秒内就衰变到完全无害水平) 开始随着蒸汽一起持续排放入厂房
中(此时新闻媒体开始报导, 核电站的控制室检测到辐射剂量超标, 其实这时的
超标只是二类放射性物质引起的, 半衰期很短, 不会引起任何危害, 也不会播散
到其它区域, 有意思的是我国中央电视台竟反复报道说检测出辐射剂量水平达到

1000mSv•h

-1

, 说 是 超过了 正 常 值 的 壹 千 倍 , 后 来 证 明 是 误 报 了 , 应该是
1000μSv•h

-1

正 常 的 天 然本底 辐 射量 约 0.1μSv•h

-1

0.2μSv•h

-1

, 如 果真是
1000mSv•h

-1

, 那就不仅仅是壹千倍的问题了, 下文中我会说到这个单位的问题)
随着不断的泄压, 高温高压下蒸汽发生化学反应生成了氧气和氢气, 氧气和氢气

的混和物聚集到一定的浓度发生了爆炸, 摧毁了核电站的厂房。 需要重点强调的
是, 这次暴炸仅仅是摧毁了厂房, 而厂房只是核电站的最外层结构, 这成结构主
要的作用是为核电站反应堆的主体结构遮风挡雨, 而其内部还有两到三成密闭结
构( 燃料棒的合金保护层、 金属的压力容器、混凝土保护层等),到目 前为止可
以明确的是至少其内部的密闭结构还有一到两层微受到任何破坏, 主要的放射性
物质铀没有发生任何泄露(我认为以现在的核电站防护水平, 发生铀泄露的机率
很小),也就是说现在发生的爆炸只是氢气炸开了厂房,而不是反应堆的爆炸。

厂房氢气爆炸后一段时间后日 本相关部门 开始在核电站周 围监测到碘 -131
和铯
-137 , 虽然没有明确说发生堆芯熔融了, 但是根据上文中提到的铯和碘同位
素是屏蔽在燃料棒外包裹的锆锡合金层内的, 如果合金保护层未融化, 是不会出
现的, 监测到了 上述物质证明反应堆开始发生堆芯熔融了, 但最严重的问题
-
燃料,目前依然是受控的,因为氧化铀的熔点在
3000 摄氏度。碘 -131 和铯 -137
的半衰期应该是
8 天和 30 年(印象中是, 没有去查), 因半衰期较长, 这两种放
射性物质就不象上文中提到的
N-16 和氩那样没有任何危害了,而是存在一定的
放射性危害, 此时日本政府开始加大疏散半径。 并开始注入加入硼酸海水为反应
堆降温(硼酸是一种液体控制棒, 无论在发生什么样的衰变, 硼都可以捕获产生
的中子并进一步加速反应堆核心的冷却)。以目 前掌握的信息看海水应该是注入
反应堆内部, 而不是压力容器外层, 但无论是加入到那层都会起到一定的降温作
用。 海水加入反应堆的内部意味着小日本要彻底放弃这个核电站了, 因为据我所
知, 加入海水后, 反应堆应该就基本报废了, 修复的可能性不大了。 正常加入的
应该是去除了 所有矿物质的纯净水, 纯净水很大程度上不会被激活, 因此可以保
持相对无辐射。 而如果是海水, 那么更容易捕获中子, 进而变得更加具有放射性,
这些带有轻度放射性的活化水日后会很难处理。 更奇怪的事情发生了, 从最近的
报导可以看出加入海水后, 反应堆的水位计没有升高, 我认为问题可能出在地震
破坏了反应堆的什么管道、 阀门一类的, 注的海水泄露了, 要知道这个核电站旁
边就是大海, 如果泄露的话那这些带有轻度放射性的活化水可能会污染到附近的
海水。 因为上文中说了链式反应已经停止, 现在的热量只是核反应的余热和同位
素衰变的一些热量, 在没有热源的情况下, 我认其实是很有限的, 随着海水的不
断注入和一些泄漏问题的解决, 反应堆的降温问题应该会得到解决。 再后来就是
这两天发生了
4 号乏燃料棒(利用完的能量较低的燃料棒废料, 相当于燃煤锅炉

产生的炉渣)储存堆的火灾,我认为这个危害应该不会太大,原因仅仅是失火,
储存的乏燃料没有发生爆炸播散的可能性, 随着火势得到控制, 事态应该会得到
很好的解决, 这个就不细说了。 以上就是这次福岛核电站泄漏整个事件的大概过
程。

我想大家更关心的问题是这个事件会对我们的影响, 下面就结合事件的过程
分析下到底对我们的影响有多大。 很多人都拿这次的福岛核电站泄漏事件( 简称:
福事件) 和前苏联的切尔诺贝利核电站事件(简称: 切事件) 比较, 以为要发生
类似于那次影响范围的事件, 其实两者是没有可比性的。 翻阅下资料你就会发现,
切事件是整个核反应堆发生了爆炸,堆芯熔融后包括压力容器、混凝土保护罩、
厂房等一切保护设施全部被摧毁了, 以至于大量的、 数以以吨计的铀放射性物质
等播散到很广的范围内, 并随着风向和大气环流等影响到了整个欧亚大陆, 但此
次福事件仅仅是厂房发生了 氢气爆炸, 泄漏的有害放射性物质主要是碘
-131 和铯
-137
, 放射性较强的铀元素好好的密闭在混凝土保护层和压力容器里, 目前来看
没有发生任何泄漏, 碘
-131 和铯 -137 只是链式反应的放射性副产物,链式反应
停止后这些物质就不再重新产生了, 所以泄漏量也就极其有限, 有限的碘
-131
和铯
-137 只 能扩散到核电站周边范围很短的地区( 好像现在人家也只 是疏散了
30
40 公里以内的居民),而且会随着扩散的面积增大逐渐稀释,即使随着风
向飘散到处在这个季节下风向的美国大陆, 上述物质也会被稀释的很少了, 对人
体几乎没有多大的影响, 何况我们处在日本上风向的中国大陆。 东京据说目前的
环境放射水平检出值是正常水平的二十倍(记住他说的是正常水平, 而不是治病
水平, 这个我下文会详细说),没有说具体的检出数值,但是我们可以通过这个
数据分析一下目前放射性物质扩散到东京后稀释的程度: 福岛核电站附近的检出
值是
1000μSv•h

-1

, 正常的放射性本底水平应该是 0.1 0.2 μSv•h

-1

左右, 也就是
说福岛核电站附近德的检出值是正常水平的将近一万倍, 扩散到东京后就稀释到
正常水平的
20 倍了。 现在网上有些人提出这些泄漏的放射性物质会释放到高空
大气(对流层亦或是平流层, 这个我不专业, 大概是这个概念) 随着大气环流( 不
受风向影响) 飘到中国大陆, 然后在两千公里左右(正好是福岛岛青岛这个距离)
大颗粒物质发生沉降,对我们造成辐射危害。我觉得这种说法绝对是耸人听闻,
最起码目前来讲是这样的。 上文中一再说福事件的反应堆本身没有发生爆炸, 没
有爆炸这些放射性物质就很难达到那个所谓的对流层亦或是平流层的高度, 那么

它只能在其日 本附近扩散, 而不会随着大气环流播散(我是这么理解的), 退一
万步说就是真的随着大气环流飘散到我们这了, 那两千来公里的路程有限的放射
性物质也基本被稀释的差不多了, 尤其是半衰期只有
8 天的碘 -131 , 基本就随着
时间衰变的没有多大危害了, 对我们也不会有多大的影响了。 再有就是上文中提
到的轻度放射性的活化水可能会污染到附近的海水, 现在就有人担心我们青岛的
海水会不会受污染? 海产品还能不能吃? 海水澡还能不能洗? 其实这个更是没
必要担心, 注意我上文中提到的是
轻度放射性的活化水 , 什么叫做轻度放射性
的活化水呢?说白了就是放射性活度很低的水, 这些放射性活度很低的活化水流
入大大海里是个什么影响呢?打个比方说吧: 你在长江上游的金沙江放入了几毫
升敌敌畏, 那长江的下游的南京人就不敢饮用长江水了吗?就不敢吃长江里的鱼
了吗?就不敢到长江里洗澡了吗?
——— 应该能理解了吧?!
以上这些都是基于日本福岛核电站目前的情况而分析的, 那么也许有些人会
较真
—— 如果福岛核电站的泄漏情况没有达到你上文说到的这些控制水平, 而发
生了象切尔诺贝利核电站那样的反应堆爆炸事故,放射性物质真的飘散到我国,
飘到了青岛, 那我们应该做些什么呢?下面就讲讲如果这样的小概率事件真的发
生了, 我们应该怎么办。 现在网上开始说中华神油板蓝根或者茶油之类东西可以
防辐射, 我告诉你那都是在胡扯! 可能又是哪个不良商家制造谣言趁机准备清仓
物品了, 我可以负责任的告诉大家这些东西不会对预防辐射起到一丁点作用, 千
万不要上当。再就是补充碘剂和食用含碘食品的问题,这个倒是多少有点根据,
可能是大家看到新闻报导说日 本受影响的地区开始发放稳定性碘剂来预防辐射
了。 其实严格说补充碘剂的作用不是预防辐射, 而是减少辐射物质在身体内沉积,
其主要应对的是碘
-131 。 人体的甲状腺组织对碘 -131 具有较强的吸附性, 吸入碘
-131
后, 其会大量的沉积到甲状腺组织, 引起内照射, 而不易排除体外, 进而对
人体引起一定的影响, 大剂量的会引起诸如甲状腺癌一类的疾病(注意这里所说
的是大剂量), 而服用碘剂同样会大量沉积到甲状腺组织, 当甲状腺组织沉积的
这种服用的非放射性的碘剂达到近似饱和的状态时, 人体再吸入放射性的碘
-131
就没法被吸附了, 而会很快随着代谢排出体外, 进而对减少碘
-131 危害起到一定
的作用, 这也就是日本现在发放碘剂的原因。 那我们到底还用不用补充碘剂和食
用含碘食品, 现在可以告诉你
不用! 为什么这么说呢, 上文中提到了现在为止
泄露的放射性物质除了碘
-131 外, 还有铯 -137 , 如果真的发生了反应堆的爆炸那

还将会有铀 -235 等放射性物质,碘剂只能减少碘 -131 的沉积而对其他的放射性
物质没有一点作用, 人家日本人服用碘剂是处于应急考虑, 碘
-131 的半衰期只有
8
天, 真的飘散到我们这, 那也衰变的差不多了, 再服用碘剂也没有任何意义了。
再有就是辐射应急时发放的碘剂是高含量的碘化钾, 这个东西应该只有在特殊情
况下国家才会发放, 平时估计你也弄不到。 至于一些含碘的食品, 多吃倒是没有
害处, 但是碘含量太低了, 起不到加速碘
-131 代谢的作用。 需要特别指出的是现
在有些人觉得碘盐中含有碘成分, 开始提出要多吃碘盐了,千万可不要信这个,
碘盐中的碘含量很少起不到任何作用不说, 大量的摄入食盐还会增加心脑血管疾
病的风险, 可别核辐射没把你怎么着了, 倒得了高血压了, 得不偿失! 综合这些
你应该知道目前为止你该做什么了吧
—— 什么也不用做, 该吃吃、 该喝喝, 正常
的生活!! 青岛的海产品这么美, 可别不吃了, 可惜了!! 青岛独有的海水浴也别
不洗了,那就更可惜了!! 如果放射性物质真的飘散到我国, 你非得要做点什么
预防一下的话, 那你能做的只是勤洗澡、 勤换洗衣服, 这样可以有效地清除污染
物, 再就是少开窗, 呆在室内, 出门戴上口罩(防止放射性物质吸入, 引起内照
射, 内照射要比外照射更难以清除, 危害更大, 其实口罩的作用也极其有限, 更
好的方法是戴上防毒面罩) 但这些目 前为止你没必要去做, 一点必要也没有!!
预计可预见的日子里你都没必要去做!

好了下面再说下这个辐射单位的问题吧, 媒体天天为
微希弗、 豪希弗 可能
弄得大家早已经一头雾水了。 其实
希弗 这个概念准确来说是不对的, 应该叫做
[ 沃特 ]” Sv ),一般简称 希沃 《 电 离 辐 射 与 辐 射 常 用 量 和 单 位 》
GBZ183-2006 ) 中有详细解释, 感兴趣的可以查查看看, 不晓得先在中国的的
新闻报导为什么总是称其为
希弗 ?它是一个能量概念, 其实就是 J/kg , 简单的
说就是一个体现人体吸收放射能量的单位, 在其后面加上一个时间就是单位时间
内吸收的放射能量, 一般用
Sv•h

-1

, 这个单位目前常常出现在新闻媒体的报导里。
因为
Sv 是一个很大的概念, 辐射的能量其实是很小的, 常用的一般都是 nSv μSv
mSv
1Sv=10

3

mSv=10

6
μSv=10

9

nSv ,现在知道前文所说的中央电视台犯的错误
有多低级了吧! 这么说你还没对它有一个实质的认识的话, 我可以举几个例子来
说, 正常的天然本底照射值一般为
0.1 0.2μSv•h

-1

之间, 你拍一次 X 片检查大
概接受
10μSv 的照射, 做一个头部的 CT 所接受的照射量一般为 1mSv•h

-1

, 也就
是现在你到福岛的核电站附近呆一个小时受到的照射大概相当于你接受一次头

部的 CT 检查。 你所生活的环境中 所接受的天然本底辐射的有效剂 量大概是
2.3mSv/a
(中国的平均水平), 也就是说你现在福岛核电站附近呆 2-3 个小时接
受的有效剂量大概相当于你正常情况下一年所接受的剂量。 你乘坐一小时飞机大
概接受
0.3-0.5μSv 的照射量。 现在对这个单位有一个量的概念了吧?我国现在规
定的电离辐射接触限值为普通公众
1mSv/a ,从事放射的工作人员 50mSv/a (不
包括天然本底照射,我国的限值很严了, 比欧美一些国家低得多),也就是说你
一年接受如上的照射对人体是绝对不会造成任何影响的。

那么多大的照射剂量才能对人的身体产生影响呢?要说明这个问题我们需
要了解两个概念
—— 确定性效应和随机性效应。 确定性效应是有阈值的, 是指人
体一次或短时间内受到大剂量(大于
1Sv , 请注意这个单位, 你在网站上看到的
一些遭受辐射后的一些人的可怕照片都是达到这个剂量才能引 起的), 引 起的全
身性疾病。 而随机性效应是没有阈值的, 是指人体接受了辐射的照射就增加了患
某种疾病的可能性(我们所说的辐射致癌,这就是随机性效应)。打个比方来说
明这两个概念
——— 你吸一支烟就增加了患肺癌的可能性,这就是随机性效应,
而如果你喝掉一大杯提存了的尼古丁就会尼古丁中毒, 这就是确定性效应。 就目
前日本核电点的泄漏情况和泄露的核素剂量上看, 就是对核电站的内部人员也只
能引起随机性效应,而不能引起确定性效应。

说了这么些就是告诉你, 辐射没什么可怕的, 你的日常生活中会经常接触这
些辐射, 然而你不会有任何问题。 连夜写了这个东西, 也没有什么层次, 可能还
有错别字, 由于时间仓促可能有些引用的数据会有一定的误差, 有些东西可能仅
限于个人的理解, 有错误之处望指正。 现在青岛市的环保部门开始每天监测环境
的辐射水平了, 而且每天都在其网站上有发布。 我们科室现在也有仪器能检测辐
射环境剂量, 这段时间我每天下午都会测几个值, 不过我们现在的仪器只能测空
气的吸收剂量(没有伽马分析仪, 不能采集空气样本做低本底监测) 检测, 虽然
不是太科学准确, 但是也是可以作为参考的。 如果您实在是不相信官方发布的数
据的话, 可以向我索要每天的监测结果。

职业卫生研究室 苏爽

2011 3 16