福島核電站放射性廢水主要有三個來源,反應堆原有的冷卻劑、事故後為持續冷卻堆芯而新注入的水、大量滲入反應堆的地下水及雨水等。發生輻射洩漏後,為控制反應堆溫度,需要持續注水進行冷卻降溫,雖然核廢水可以用來循環冷卻,但是由于福島核電站臨海、地勢低,地下水和雨水不斷滲入,這樣核廢水就變得越來越多了。據日本政府此前公布,截至2021年3月,已儲存了125萬噸核污水,且每天新增140噸,東京電力公司稱到2022年秋現有儲水罐将全部裝滿,且無更多空地用于大量建設儲水罐。
福島第一核電站的核污水含铯、锶、氚等多種放射性物質。日本政府和東京電力公司稱使用過濾設備可過濾掉除氚以外的62種放射性物質,但是其中的“氚”[chuān]難以從水中清除。
氚是元素氫的一種放射性同位素。氚的專用符号為T,氚核的符号為t,也被稱作超重氫。自然界的氚,是宇宙射線所帶的高能量中子撞擊氘[dāo]核,通過核反應生成的。氚與氘一樣,都是制造氫彈的原料。自然界氚的總量,在熱核武器試驗之前約為900克,雨水中氚含量的測定值約為幾氚單位TU(或氚比 TR)。1TU或1TR代表10的18次方個氫原子中含有1個氚原子。熱核武器試驗後,自然界的氚量已經急劇上升。氫彈試驗放出的氚大部分會留在同溫層。由于氚的β衰變隻會放出高速移動的電子,不會穿透人體,因此隻有大量吸入氚才會對人體有害。
氚最容易在高溫條件下與氘實現核聚變反應,釋放出巨大能量,1千克氘相當于4千克鈾-235、8600噸汽油或11000噸煤。因此許多國家都在大力進行氚氘熱核聚變自持反應堆的研究開發和應用。
氚除了用作核武器的材料外,其他用途很多。用加速的氘核來轟擊氚靶可以通過這種核反應産生12~20兆電子伏的單能中子,對核科學技術的研究非常有用。氚水是水的唯一理想的放射性示蹤劑,在地下水分布的測定,水庫滲漏的測定,河流、湖泊、泉水流動的跟蹤,冰川運動的觀測以至水文學各方面的研究工作中應用很廣。氚和 氚标記化合物對于化學反應的研究,尤其是生物、醫學、生化、生命科學等的研究特别有用,在細胞學研究,生物吸收、合成、分布、代謝研究以及脫氧核糖核酸和核糖核酸的結構和形成過程的研究中,已成為不可缺少的示蹤劑。另外,由于氚的毒性低,隻放射低能量的純β -射線,用氚标記的化合物與熒光粉制成的發光塗料已取代了鐳發光粉并獲得更為廣泛的應用。
氚屬低毒性核素,對人體的有效半減期為12天,在人體内的最大容許積存量為7.4×10的7次方貝可。氚在放射性工作場所空氣中和露天水源中的最大容許濃度分别為185和1.1×10的4次方貝可/升。
雖然氚元素的放射性很低,在未和人體接觸的情況下,并不會直接穿過人體,但它卻能夠通過日常生活中的飲用水,進到人體裡面。或者通過進入動物體内,間接被人類吃進肚子裡。人體在接觸氚元素後,很可能會出現染色體畸變的情況。
氚會發生β衰變,其半衰期為12.323年。想要把核廢水的氚含量降到可控标準,也就是現有含量的3%及以下,則需要至少5個半衰期,也就是60年的時間。因此有關專家認為,日本最好是先把放射性廢水收集起來,再衰減兩到三個放射期,最好是四個放射期。換句話說,就是再存放30到50年,然後再排放到海裡去這樣更安全。
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