福島核電站已經(jīng)好久沒(méi)給我們帶來(lái)好消息了，各種稀奇古怪的故障一個(gè)接著(zhù)一個(gè)，越來(lái)越多的人也在考慮“最壞情況”的可能了，這次的碘鹽恐慌似乎就是被所謂的“最壞情況”嚇出來(lái)的。那么最壞到底能有多壞呢?
完整的評估太過(guò)復雜，咱就從比較簡(jiǎn)單的，也是目前我們很多人最關(guān)心的問(wèn)題說(shuō)起：放射性物質(zhì)的泄露對海水最大到底能有多大的影響。這里我們主要拿這個(gè)風(fēng)頭正緊的碘 131 來(lái)開(kāi)刀。
泄露的碘 131 最多有多少?
福島一號核電站的乏燃料存儲，按去年三月份計算是 1760 噸，而存儲總容量才 2100 噸，一年下來(lái)肯定離塞滿(mǎn)還有一段距離。一個(gè)典型的反應堆內部核燃料最大容量約在一百?lài)嵶笥?，?shí)際容量則根據每個(gè)堆的具體功率而定，一般只有幾十噸。拼命往大里算的話(huà)，我們就按六個(gè)堆一共 2600 噸燃料估算，其中 2000 噸乏燃料，600 噸核燃料;它們都是相應放射性金屬的二氧化物。
核電站如果使用標準的低濃度鈾燃料，有效燃料(鈾 235)一般只有 4% 左右，剩下的 96% 是鈾 238。而如果使用目前新興的 MOX 混合燃料，則是 7% 的钚和 93% 的鈾 238，其中 7% 的钚中又只有三分之二是可裂變的(其中大部分是钚 239，有少量的钚 241)，折合下來(lái)約為 4.5%。往大里估算，就統一按照 5% 來(lái)吧。而乏燃料里面的鈾 235 和可裂變钚加在一起也絕不會(huì )超過(guò) 2%。這樣可裂變的鈾和钚的二氧化物最多也就 70 噸(5% × 600 噸 + 2% × 2000 噸)了;扣掉兩個(gè)氧原子，真正的鈾和钚元素質(zhì)量只有大約 62 噸。
碘 131 是鈾 235 和钚 239 的重要裂變產(chǎn)物，但論原子數只占所有裂變產(chǎn)物的 2.8%，考慮到碘比鈾和钚輕接近一半，那質(zhì)量更是只占 1.6%;而二者自發(fā)衰變的話(huà)則都不會(huì )產(chǎn)生碘，衰變到鉛(鉛 207)就停了。目前釋放出來(lái)的碘 131 照理說(shuō)應該都是前幾天沒(méi)停堆時(shí)的裂變產(chǎn)物，現在裂變已經(jīng)幾乎完全停止了，只剩下衰變;但既然是估算最壞情況，那么咱就干脆一狠心，讓全部的核燃料都盡可能裂變。這樣就最多能得到 1 噸碘 131(1.6% × 62 噸=0.99 噸，咱為了吉利向上取個(gè)整)。當然了，實(shí)際數字一定是遠遠小于此值。
1 噸哎，看起來(lái)好可怕的啊，能裝一輛解放牌卡車(chē)的呢!
對海水影響有多大?
但是古人有詩(shī)曰，“大海啊，都是水??”
太平洋的總水量估計為 6.22 億立方千米，一立方千米的海水大約重 1.03×10 9 噸，這就是 6.4×1017 噸啊!1 噸的碘 131 扔進(jìn)進(jìn)去，那質(zhì)量濃度還不到 10 -17 ，要想毒害全地球，實(shí)在是力不從心啊。
好吧，拿整個(gè)太平洋來(lái)比也許是不公正的，那么我們拿日本東海岸的主要洋流——黑潮暖流來(lái)比。它是世界上第二大洋流，如果污染擴散的話(huà)它是最大危脅。黑潮的流量大約是 6500 萬(wàn)立方米/秒，也就是 6.7×10 7 噸/秒;其厚度 500～1000 米，寬度約 200 千米。讓我們假設 1 噸的碘 131 一瞬間全丟進(jìn)黑潮正中央，那進(jìn)入處的魚(yú)蝦大概是死翹翹了?？傻饪偟脭U散吧。假定碘按照半球形的方式擴散，接觸到黑潮的邊界就自動(dòng)停止，那么到接觸洋流下表 面(500 米)的時(shí)候，含碘水團質(zhì)量就已經(jīng)是 2.6×10 8 噸了，碘的質(zhì)量濃度也可憐地只剩下不到 10 -8。而等到接觸到洋流的側面(100 千米)的時(shí)候，含碘水團質(zhì)量則是 2×10 13 噸??呃，那質(zhì)量濃度就是不到 10 -13 ??
當然還有一個(gè)麻煩是，碘 131 的半衰期只有可憐的 8.1 天，而黑潮的平均流速只有 1～2 米/秒。在短短的 8.1 天里，拼了命能流 1400 千米。而黑潮是要一路流到加拿大才會(huì )掉頭的——路上起碼要花掉五六個(gè)半衰期吧。就算是 40 天(5 個(gè)半衰期)，那么等流到加拿大，只剩下原來(lái)的 1/32 能幸免于衰變，要是花同樣的時(shí)間再流回來(lái)，那就只剩下 1/1024 了??
最要命的一個(gè)問(wèn)題是，這點(diǎn)可憐的碘恐怕根本進(jìn)不到海鹽里!海水里本身是含有極少量的碘的，平均濃度為 0.064 ppm，也就是質(zhì)量濃度為 6.4×10 -8 ?？墒俏覀兂缘柠}卻需要人工額外添加碘，因為就算吃的是海鹽，按照現在的海鹽濃縮鹵水制法，海水里的碘根本達不到沉淀成鹽的濃度;而這次新加進(jìn)去的碘 131 無(wú)論怎么算，濃度都要遠遠小于海水里的天然碘，沒(méi)可能沉淀下來(lái)的。再說(shuō)整個(gè)海鹽的生產(chǎn)流程下來(lái)，又不知道幾個(gè) 8 天過(guò)去了。
可見(jiàn)，碘 131 也許能對福島核電站周?chē)斐晌：?，但只要進(jìn)了大海，就實(shí)在威風(fēng)不起來(lái)了。
一些補充
那么放射性的銫呢?銫 137 要稍微多一點(diǎn)，質(zhì)量在裂變產(chǎn)物中約占 3.7%，是碘的兩倍多;此外它的半衰期要長(cháng)很多，是 30.23 年。然而，多出來(lái)這么一點(diǎn)劑量，也并不能扭轉它和海水力量對比的頹勢，除了半衰期計算之外，以上其它的結果數量級依然不變。這些放射性元素集中起來(lái)確實(shí)可以對核電站周邊幾十千米的地區造成嚴重的損傷，可是一旦陷入那啥啥的汪洋大海之中，就實(shí)在是九牛一毛了。并且就憑這點(diǎn)濃度，也完全不足以在制鹽過(guò)程中進(jìn)入沉淀下來(lái)的鹽里。其實(shí)在裂變的眾多產(chǎn)物中，還有很多別的東西也都是具有放射性的，比如鍶 90、锝 99 和鋯 93 三種主要產(chǎn)物，加起來(lái)質(zhì)量接近 10%;幸好它們極難揮發(fā)，現在很難像碘和銫一樣，以氣體形式逸出。不過(guò)就算它們也下了海，代入上面的公式算算，一樣只能望洋興嘆。
當然我們也不能忘了占大頭的二氧化鈾和二氧化钚。如果發(fā)生最嚴重的堆芯熔化徹底泄露，鈾和钚可能直接進(jìn)入大海。不過(guò)，這兩種物質(zhì)都是既不揮發(fā)也不溶解于水的，一下海水就會(huì )很快沉底然后被沉積物掩埋起來(lái)，會(huì )危害本地的海底生態(tài)，卻很難把傷害擴散出去，更談不上污染整個(gè)大洋了。
最后補充一句：所謂的放射性“傳染”的問(wèn)題。一些原子接受強烈放射線(xiàn)照射后，可能自己也會(huì )發(fā)生變化，成為放射性原子;然而和疾病不同，要想新“傳染”物質(zhì)，需要接受極其強烈的放射性，而被“傳染”的物質(zhì)自身的放射性也要比原來(lái)的放射源小得多得多。既然碘和銫已經(jīng)因為濃度的原因，談不上多強的放射性了，那么再去傳染別的就更不可能了。
總之，即使福島的燃料統統下了海，我國的海鹽和近海魚(yú)遭到嚴重核污染的可能性實(shí)在是不大。當然，這也并不代表可以掉以輕心。沿海近期關(guān)注的將主要是核輻射的擴散物理過(guò)程，比如海洋水動(dòng)力過(guò)程引起的海水擴散。而遠期來(lái)看，半衰期長(cháng)的放射性核素存在著(zhù)通過(guò)食物鏈傳遞而一級級富集的可能。必須嚴格檢測海鮮中的核輻射現狀數據才能做到萬(wàn)無(wú)一失。大家可以關(guān)注臨近各國海洋、漁業(yè)、環(huán)保部門(mén)定期發(fā)布的最新核輻射檢測數據.
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