需不需要擔心日本核泄漏

要談這個問題,我們先要看看日本的核反應堆是怎麽工作的。正常情況下,反應堆中的燃料棒是由富集的鈾-235和鋯石燒結成的一種類似陶瓷的東西,這種東東的特點是熔點非常高,有將近3000攝氏度。自然界中的中子會是鈾-235產生裂變,變成幾塊原子量比較小的核素,同時釋放出大量的能量,和更多的中子。平均一個鈾-235裂變可以產生3個中子。由於引起裂變隻需要1個中子,每級裂變會使中子擴增三倍,這就是鏈式反應,也是原子彈爆炸的原理。在核反應堆中,可以通過鎘對中子的吸收作用而控製鏈式反應的速度。當需要反應進行得快一點,能量釋放得多一點的時候,就把鎘金屬棒拔出來一些。這樣被吸收的中子就少一些,更多的中子可以繼續鏈式反應。反之,如果需要反應進行得慢一些,就把鎘控製棒插入深一點。通過對鎘棒的插入深度的控製,就可以很迅速有效地控製反應堆的“燃燒”速度。如果要完全關閉反應堆,第一步要做的就是將鎘棒完全插入燃料棒中,這樣遊離中子都被吸收,鏈式反應就進行不下去了。

這次的日本地震在地震發生的第一時間,核電站的電腦係統就自動啟動了安全關閉指令,鎘棒已經在海嘯到來之前被完全插入反應堆的燃料棒中。這樣,鏈式反應已經中斷了。但是,由於鈾-235裂變會產生一些高放射性,短半衰期的同位素,而這些同位素衰變的時候也會產生大量的熱量,所以,停堆後的反應堆仍然要散熱,否則會發生堆芯溶解事件。堆芯融解時,由於高熱會時鎘控製棒沸騰變成蒸汽,這樣對反應堆的控製就會失效,反應堆很可能會重新發生鏈式反應並且失控。由於燃料棒中的鈾-235純度不夠高,不會發生原子彈式爆炸。但是,鏈式反應產生的巨大熱量仍然會使燃料棒和周邊高放射性的物質氣化,泄漏到外界。

日本的核反應堆在建築的時候考慮了地震災害,所以這次的地震其實沒有傷害到反應堆,反應堆也正常地停止運作了。可是,地震之後的海嘯在人們的預料之外,用於循環冷卻水的電路在海嘯中被徹底摧毀了。本來有備用的柴油發電機和備用電路用來預防緊急情況,可是這些也被海嘯卷走摧毀了。海嘯過後,日本東京電力公司用大卡車緊急運送了柴油發電機,但是運到了一看,電路接口不對,插不上。畢竟是幾十年前建造的老電站了,元件跟現在都不同。所以,緊急搶修人員隻能眼睜睜地看著反應堆由於同位素衰變的防熱而溫度節節升高。最後,有人想起了一招,灌海水!本來,對於核電廠的冷卻水是有嚴格規定的,未經提純的海水會使反應堆永久失效。但是現在也顧不得那麽多了,人命要緊!灌!(跟大家在論壇上灌水的奮不顧身精神有得一拚,嗬嗬)。

海水灌了之後,由於循環係統仍然失效,冷卻不均勻。靠近燃料棒的海水在高溫下跟燃料棒中的鋯起反應,生成了氧化鋯和氫氣。氫氣由於比較輕,聚集在反應堆的頂部,等到濃度達到一定值,就跟空氣中的氧氣發生了爆炸,反應堆的混凝土頂就被炸飛了。這樣,反應堆的燃料棒就暴露在空氣中了。反應堆中的易揮發同位素就在高溫中散發到大氣中, 這就是日本核泄漏事件。

那麽泄漏到大氣中的放射性物質對人體有沒有害處呢?當然有!放射性的東西我們離得越遠越好。不過,什麽東西都有一個量的問題。如果量很小,跟我們平時受到的宇宙射線劑量差不多,甚至更小,那麽就不需要太擔心。從這些泄漏後周邊的輻射探測結果來看,如果你是在離反應堆100公裏以內,而且是在下風口,那麽確實需要撤離。但是如果相隔幾百公裏以上,而且不是在下風口,就不用太擔心。等風吹到中國大陸,放射性物質應該都散得差不多了,吹到美洲可能更是連探測器都探測不出來了。

如果想預防輻射,吃碘片有沒有用呢?從原理上來看,應該是有用的。這次泄漏的放射性同位素,最令人擔心的是碘-131和銫-137。對於銫-137,沒有什麽防備的方法。因為銫是非常活潑的元素,跟鈉一族的,幾乎跟所有的非金屬都可以反應。所以,如果你周圍的環境中有銫-137,你是沒有辦法防備它的,它一定會進入你的身體。不過,好在身體裏麵沒有器官會富集銫,銫也會很容易被排出體外。所以,銫-137對人體的影響是暫時的。碘-131則不同,甲狀腺會富集碘。所以如果你的周圍有碘-131的話,這些被吸入體內的碘-131會被甲狀腺富集,形成局部的內照射,這對於甲狀腺是非常有害而危險的。這些被富集的碘-131不容易被排出體外,會長期地輻射甲狀腺區域,很容易導致甲狀腺癌變。

如果你事先吃了碘片,那麽這些非放射性的碘-127就會占據甲狀腺。甲狀腺儲存的碘是有一定限度的。所以,後來被吸入的放射性碘-131就不會被甲狀腺吸收(如果有吸收,也僅僅是一小部分), 這樣就可以起到預防作用。但是,碘片不要隨便吃,因為碘有一定毒性,吃多了也容易引起甲狀腺病變。所以,要看你是不是在危險區域。那些在美國瘋狂地找碘片,在EBAY上拍碘片的人純粹是杞人憂天。

最後,我們還要繼續關注事態發展。就像我前麵講的,雖然現在已經停堆,如果反應堆溫度太高發生融解事件,那麽鎘棒氣化後鏈式反應還可能重新發生並且失控。整個廠區會發生更大的爆炸並散發出更多的放射性物質。這種情況的可能雖然不大,但是需要我們密切注意。如果發生了,那麽儲備點碘片也不失為好選擇。



請閱讀更多我的博客文章>>>
  • 需不需要擔心日本核泄漏
  • 所有跟帖: 

    這篇文章寫得好. -jgey- 給 jgey 發送悄悄話 jgey 的博客首頁 (0 bytes) () 03/18/2011 postreply 21:23:18

    這篇文章寫得好. -嬉皮笑臉- 給 嬉皮笑臉 發送悄悄話 嬉皮笑臉 的博客首頁 (725 bytes) () 03/18/2011 postreply 21:50:55

    好文章。日本人的飲食富含碘,所以用碘131做甲狀腺癌的治療效果很不好,甲狀腺 -yuriko6911- 給 yuriko6911 發送悄悄話 yuriko6911 的博客首頁 (135 bytes) () 03/18/2011 postreply 22:00:33

    請您先登陸,再發跟帖!