如何才能安全地处理核污水废水

时间:2021-12-01浏览:15178

近期,日本一则新闻震惊世界:东京电力公司运营的福岛核电站,在2011年发生核事故后产生的核污染废水已经多到无法储存,计划往大海里排放。日本表示,这一百二十多万吨核废水,经过充分稀释后,完全符合该国的排放标准,因此,不会对周边环境造成危害。但事实真如日本所说的那样吗?

一、核污染废水有多可怕?

要回答核废水能不能倒进大海这个问题,首先得说说它们的由来。

2011年,日本遭遇“3·11”大地震,福岛核电站的两个机组淹没在海啸卷起的滔天巨浪之中,随后又因为东京电力公司一系列错误的操作,导致机房内的温度不断升高,反应堆发生爆炸、堆芯熔化,情况一度非常危急。为了避免造成更严重的后果,东京电力公司只好将海水源源不断地泵入反应堆的安全壳内,以此降低反应堆产生的热量。而这些海水流过已经破损的堆芯时,直接接触了核材料,沾染上各种放射性核素,成为核废水。再加上长年累月渗入的雨水、地下水等自然水体,核废水的总量变得相当惊人。

这些核废水的组成非常复杂,至少含有锶90、铯134、钴60、碘129和氚等放射性核素,辐射强度也远远超过安全标准。然而,日本方面采取的办法是通过多核素处理系统(ALPS),用过滤、吸附、反渗等手段,把绝大部分锶、铯、钴等核素去掉,以降低其辐射强度。

然而,氚——也就是含有3个中子的氢核素(3H,常简写为T),是氢的一种同位素,它和氧结合之后形成的超重水(T2O),化学、物理性质都与普通水高度相似,用上述手段几乎无法去除。按照东京电力公司的说法,处理之后,氚的活度(可以近似地理解为浓度)依然高达73Bq/L,是饮用水中允许的氚含量的7000多倍(欧盟标准为100 Bq/L),即便与日本本国的排放标准相比,也超标了486倍。

同时,氚具有强烈的放射性,一旦通过饮食进入人体,便会对人体脏器造成内辐射伤害,严重损伤人体健康。更糟糕的是,氚的半衰期大约为12.4年——也就是说,如果一个人体内含有氚,并且他又幸运地活了12年,他的体内仍有一半的氚没有衰变排出。辐射仍在侵蚀他的身体,他的生活质量仍将会受到严重影响。

二、该如何处理核废水?

那么,科技发展到今天,对于这些核废水,该如何处理呢?

化学反应证实,我们永远不可能将一种原子转化为另一种原子,因此,放射性核素是无法用化学反应消灭的。如果采用核物理的方法,比如,用高速的粒子去轰击原子核,确实可以将其改变为另一种原子,从而减少放射性,但操作成本高出天际:轰击一次微克大小的靶子的耗电量,相当于一个小镇居民一个月的电能消耗,而要把百万吨级的核废水作为靶子,恐怕得用太阳几分之一的能量才行。也就是说,不可能如此大规模使用该方法,想要从根本上消除核废水中放射性核素的影响,目前人类的科技还无法实现。

既然“消灭”不了,那就只有想办法“隔离”。氚的半衰期大约是12.4年,也就是说如果再将其放置二三十年,基本能完成衰变,对环境的危害大大降低。因此,妥善、长期保存这些核废水,就是一个看拙实巧的办法。但要实现此隔离法,确实也有一定的技术挑战。

首先,保存核废水需要很大的容器,而这些容器需要长期占用土地。更何况容器的保护力毕竟有限,如果遇到地震、飓风等灾害,造成容器破裂,核废水大量外泄,又会造成二次污染。

更稳妥的方法,是将这些放射性核素固化,比如,将其和水泥、石子搅拌,制成混凝土,再浇注成水泥板、水泥块,包裹上防水材料之后深埋入土,就能把核素牢固地封锁在其中,也不会污染地下水。哪怕遇到地震,最多就是把水泥构件震裂、震断,对周边环境造成的污染非常有限。1986年,切尔诺贝利核电站同样发生了和福岛核电站同级的核事故,当时苏联采用了一个巨大的水泥外壳将反应堆彻底罩住,把放射性粉尘封闭在其中,至今没有发现新的扩散。

不过,此方法也有一个最大的缺点:贵。要把一百多万吨核废水全部做成水泥构件,需要的水泥、石子和钢筋量难以计数,并且在搅拌、浇注水泥的过程中,氚的放射性依然存在,这对工作人员的防护措施提出了极高的要求。

三、别让环境问题雪上加霜

用固化核素的方法来处理核废水是比较行之有效的方法,但东京电力公司选择了最便宜的方案:将核废水稀释后,直接排进大海。

然而,在此之前,人类从没有真正地处理过这种高浓度的核废水,也就无法预测,一旦它排入大海,究竟会以多快的速度扩散,以及扩散后对海洋生态系统、对周边国家带来哪些危害。

海洋是一个极度复杂而敏感的生态系统,尤其是处于食物链底端的浮游生物,在受到核素影响后,极有可能将其传导到上一级生物,再由上一级生物继续往顶端生物链传播,最终破坏整个地球生态。

如今,我们的地球仍然面临着诸多环境问题,而核废水排入大海,无疑会令本就严峻的环境问题雪上加霜。按照“使用者付费,污染者治理”的逻辑,谁制造了污染,谁就有义务去清理污染,且不得妨碍他人的合法权益。即便处理需要支出巨额成本,将这些核废水妥善处理,也是东京电力公司及福岛核电站应尽的义务。


文章来源:课堂内外(高中版)