近期,多家日本媒體報導,日本計劃要向太平洋排放上百萬噸來自福島核電站的核廢水。現在我們一起來了解一下,什麼是核廢水,我們可以理解為經由核電站排放出來,其中還帶有一定放射性的廢水。正常運行的核電站也是會排放核廢水,由於核電站內會大量的用到水,所以排放出來少量的帶有輻射的水也是非常正常的。
這裡我們先簡單的介紹一下核電站到底是怎麼工作的,其實很簡單,就是用核燃料來燒開水,然後開水變成蒸汽推動發電機就把電給發出來了。
整個過程通常有三個迴路組成迴路,迴路1裡面的冷卻水會直接進入反應堆,從中帶走熱量為堆芯降溫的同時,也把自己變成能量極高的高溫蒸汽。
接著,他會在隔離的條件下將這些熱量傳遞給迴路2的水,迴路2的水被加熱也會形成蒸汽,這部分的蒸汽才會去驅動汽輪機,然後帶動與汽輪機同軸的發電機來發電。發完電的蒸汽需要再度變成液態的水去重新參與循環,那就要降溫。
迴路3裡面以海水或者是湖水為介質的水就是來完成這個工作的。它們不僅將迴路2裡面的蒸汽冷凝為水,也同時為核電站帶走了不需要的剩餘的熱量。
所以這樣看下來,核電站裡面實際有排放的主要是迴路3裡面的水了,而它完全不會接觸到核反應,所以頂多算是廢水,離核廢水還差十萬八千裡。
而且即便是迴路2,裡面的水也是不會跟核反應堆有接觸的,也不算核廢水。只有回爐1裡面的水才稱得上是帶有放射性的水,但他一直都會參與循環,再利用,幾乎不會排放。
正常工作的核電站排放的核廢水主要來源在這幾個方面,屬於可控洩漏。就是那些無法收集,只能排放的洩露。比如一些泵的機械密封填料,核電站的設備再好保障再全,但總是也會遇到故障的,所以這種不可控的洩露也是會經常出現的。
另外,對設備的周期性衝洗,放射性廢氣中的水蒸氣凝結為的水,也是核廢水的主要來源。
通常處理可控核廢水的基本思路就是把「廢液」變成「廢固」。利用濾網,過濾樹脂,吸附蒸餾器,蒸餾等方法,把放射性廢水變為放射性廢固和可排放的水。放射性廢固會跟其他核廢料一起送往填埋場處理。
但福島的情況就完全不一樣了。因為在被海嘯破壞之後,福島核電站就一直處於廢棄狀態。剛才我們說的迴路1也被相應的破壞了。堆芯熔毀,此時所產生出來的和廢水與正常運行下所產生的核廢水就有了本質的區別。
而且最關鍵的是,由於內部的反應物狀態未知,人們根本就無法對他進行有效的淨化處理。暫時能做的就是先把它裝在罐子裡面,一邊堵漏,一邊想解決方案。
這就是為什麼在日本福島縣的海邊,有成千上萬個顏色各異的大罐子如鑲嵌在電路板上的電子元器件,一般密密麻麻的在這裡鋪展開來了。這也是為什麼日本憋不住,想要把他們排到海裡面去的原因。
因為一方面罐子和放罐子的地方都開始不夠用了。而另一方面核廢水卻一直在以每天170噸的水平穩定增長。
說到這兒,我們可能會產生一個常見的錯誤理解,以為這每天170噸的水是人為澆到堆心裏面幫他冷卻,以避免進一步融化,從而引發更大規模的核汙染的。
然而事實並非如此。這幾年來,福島從來就沒有擔心過冷卻問題,他真正面臨的挑戰是管不住往堆心裏面自己流的地下水。
福島核電站臨海地震過後地基受損,地下水就一個勁兒的往這邊流,而且地下水還不像河水,好歹還能集中起來。地下水靠重力滲透,見縫就鑽也堵不住,只要是從這一片下海的水就沒有乾淨的,所以現在才會面臨這麼驚人的廢水處理量。因為這不是往反應堆裡面灌的冷卻水,而是這麼多年來所有經過此地入海的地下水。
這麼多年過去了,目前人們依然沒有很好的處理這些核廢水的方法。
儘管日本的確稱利用多核素去除設備來處理這些核廢水中的數种放射性物質。但是如同我們剛才說的,這些廢水中的具體成分,直到現在仍然沒有得到定論,就更不用談怎麼有效處理了。
福島核廢水中含有放射性元素氚,它的物理半衰期為12.3年。雖然發出來的貝塔射線在人體外照射時產生的影響可以忽略,但卻可以經由食物鏈,呼吸道和皮膚等途徑被人體吸收攝入。轉化為有機結合,長期滯留在人體當中。
除了氚以外,福島核廢水中還含有如銫-137、鍶-89等放射性元素,這些元素均會通過食物鏈進入人體,並可能產生致癌的效果。
要是將這些仍然含有放射性元素的核廢水直接排到太平洋當中,指望靠自然強大的自愈能力來幫助人們解決這個爛攤子。實際上是賭上了整個地球生物圈的未來。