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[環保知識]放射性物質污染有關常識

2012年07月30日16:18 | 中國發展門戶網 www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號：T|T
關鍵詞： 污染區 核電站 反應堆 放射性物質 裂變產物

一、核電站中放射性物質的產生

在核電站的反應堆中，采用的核燃料主要是含3％左右的鈾－235，在發生裂變時，鈾－235吸收一個中子，形成復合核，復合核不穩定，經過很短的時間（約10－14秒），然后分裂成二個主要碎片，同時放出數個中子和一定的能量。

U－235　＋　中子　 ——→ X1　＋　X2　＋ 2.43 中子　＋　能量

X1 和 X2 代表裂變碎片。鈾－235裂變時會形成60余種不同的碎片，這些碎片通過β（貝塔）衰變，產生約250種不同核素，稱為裂變產物。在這些裂變產物中，質量數集中在95和140附近，如鍶－90、碘－131、銫－137等。

裂變碎片是放射性核素，會發生一系列的衰變，具有較強的放射性，主要為β射線和γ（伽瑪）射線，有的核素半衰期（放射性活度減少一半所需要的時間）較短，如碘－131（8天）等，有的核素半衰期較長，如銫－137（30多年）等。

反應堆中的能量主要由鈾－235裂變所釋放的能量，包括裂變時瞬時釋放的能量（占90％以上）和裂變產物在其隨后的衰變是緩慢釋放的能量（小于10％）二部分，瞬時釋放的能量包括裂變碎片的動能、裂變中子動能、瞬發γ射線能量等，緩慢釋放的能量包括裂變產物γ射線衰變能量和β射線衰變能量等。

福島第一核電站在地震發生時，反應堆通過自動控制系統，將裂變反應自動停止，因此，反應堆主要的能量來源停止產生，但由于有大量裂變碎片還將繼續衰變，產生一定的能量，因此，反應堆在停堆后，以及從反應堆中取出的乏燃料，在其隨后的一段較長時間內還會繼續產生熱量，需要通過水來降溫。

二、放射性物質的釋放

雖然核電站的反應堆中產生有大量的放射性物質，但在正常情況下，這些放射性物質是不會向環境中釋放的，其主要原因是核燃料和裂變產生的放射性物質被密封在鋯合金的包殼中，主要包殼不發生破裂，這些放射性物質就不會出來。

工作人員在給福島第一核電站的壓力容器減壓、排放蒸汽時，為什么會有放射性物質釋放呢？這主要是由于事故發生后，核電站的電源長時間缺失，水的循環停止，不能將壓力容器中的熱量及時排出，堆芯中的水不斷蒸發而減少，部分燃料棒沒有得到水的冷卻，溫度升高，超過鋯合金的溶化溫度，從而使包殼破裂，部分放射性物質泄漏出來，當打開減壓閥排法蒸汽時，一些受熱氣化的放射性物質隨蒸汽排出壓力容器，向環境中釋放。

由于只有部分燃料棒發生溶化，排放蒸汽也是間歇地進行，因此，排放出的放射性物質較少，同時，由于隨蒸汽排放的放射性物質，只是在低流層中隨風向周圍擴散，因此，放射性物質對周邊的影響范圍是有限的，主要取決于風向和風速。

三、放射物質對人體的影響

向環境釋放的放射性物質對人體的影響分二個階段：早期的照射和隨后的照射影響。

早期的照射主要是放射性物質隨空氣擴散，空氣中的放射性物質，特別是γ射線衰變的放射性物質，對位于有空氣污染區域的人員直接外照射，或放射性物質沾染在人體的皮膚和衣服上，給人體造成的照射；同時，通過呼吸道，使空氣中的部分放射性物質進入人體，給人體造成內照射。

外照射的劑量大小與空氣中的放射性物質量（濃度）、人員在污染區停留的時間、放射性物質沾污的量和沾污的部位等有關。進入人體的放射性物質，依據放射性物質的特性不同，在人體中的沉積部位和器官也是不同的，如碘－131主要沉積在甲狀腺、銫－137主要沉積在肌肉和骨骼等。進入人體放射性物質給人體的照射劑量還受放射性物質的半衰期和人體對放射性物質的生物半排期等影響，有的放射性物質進入人體后很容易排出人體，對人體的影響也就較小。有些放射性物質進入人體后很難從體內排出，在隨后較長的時間都會對人體造成照射。

隨后的照射主要來自放射性物質的沉降所引起。放射性物質隨空氣擴散后，在它經過的地方，會有部分放射性物質沉降到地面，從而污染地面上的土壤和水體，生活在污染區的人員一方面要接受放射性物質的外照射，同時，放射性物質會通過各種食物鏈對人體造成內照射。

土壤和水中的放射性物質會被植物（青草、蔬菜、水果、糧食作物等）吸收，人和動物食用這些植物時，放射性物質轉移到人和動物體內；人要食用牛奶、牛羊肉、魚等，放射性物質也將轉移到人體，給人體造成內照射。

四、食物和水中的放射性物質含量限值

為了防止放射性污染的土壤和水中，放射性物質通過食物鏈對人體造成過高的照射，各國對食品、飲用水中放射性物質的含量給出了各種放射性核素的濃度限值，這些限值是基于這樣的規定：在規定的時間內攝入的放射性物質所致公眾內、外照射的待積劑量（成年人按50年、兒童按70歲計算）應滿足年劑量限值的要求，即公眾每年小于1毫希伏。

正常環境中的土壤和水中有少量的天然放射性核素（如鈾、釷、鐳、鉀等）和人工放射性核素（銫、氚等），因此，各種食物中或多或少也含有少量的放射性物質，有些地區要多一些，有些地區則少一些。

基于上面的規定，日本核安全委員會規定，每公斤水碘－131的含量不能超過300 Bq（貝克勒爾，放射性活度單位），銫不能超過200 Bq。

五、到目前為止，福島核電站周圍的放射性物質對食品和水的影響

到目前為止，日本文部科學省已公布了福島第一核電站周邊的食品和水中的放射性檢查數據，福島縣周邊栃木、群馬、新潟、千葉、埼玉和東京的自來水檢測出微量放射性碘，其中栃木和群馬的自來水同時測出放射性銫，但放射物質含量沒有超標。

檢測結果顯示，栃木：每公斤自來水中碘含量為77 Bq，銫含量為1.6 Bq；群馬：每公斤自來水中碘含量為2.5 Bq，銫含量為0.22 Bq；埼玉、千葉、東京和新潟：每公斤自來水中碘含量分別為0.62、0.79、1.5和0.27 Bq。

另外，聯合國國際原子能機構(IAEA)20日也表示，日本核事故泄漏的輻射量，并未污染到日本以外地區所生產的食品。

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