日本计划将受氚污染的水排入太平洋面临巨大风险

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日本前首相菅义伟在福岛第一核电站收到污染水样本。(照片:内阁官房内阁公共关系办公室/维基共享资源)

目前,日本福岛第一核电站的大约一千个水箱中储存着超过一百万吨的氚污染水。 每天抽水增加约 300 吨,以保持福岛三座被毁反应堆熔化的核燃料冷却。 因此,必须每周建造新的坦克以应对涌入。

这些问题对世界媒体构成了一个尖锐的提醒,即福岛核灾难并没有在 2011 年结束,而且还在继续,看不到尽头。

最近,东京电力公司/日本政府已提议将福岛的部分或全部这些受氚污染的水域稀释然后倾倒到日本沿海的海域中。 这遭到日本渔民和环保团体的反对。

关于向海中倾倒氚的利弊问题,尤其是在日本,媒体一直在争论不休。

辩论中提出了许多意见:大多数意见要么不正确,要么不知情,要么两者兼而有之。 这篇文章旨在纠正问题,并将讨论建立在更健全的技术基础上。

1) 东京电力公司/日本政府认为,由于氚是天然存在的,因此可以排放更多氚。 这个论点部分正确,但具有误导性。 的确,氚是通过宇宙射线轰击在平流层中产生的,但由于氚自然存在,因此可以倾倒更多的说法是错误的。 例如,二恶英、呋喃和臭氧都具有剧毒,并且是天然存在的,但将它们更多地倾倒到环境中将被视为反社会,应避免。

2) 东京电力公司/日本政府认为倾倒氚是安全的,因为氚已经存在于海中。 是的,氚是存在的,但浓度很低,只有几贝克/升 (Bq/l)。 但福岛储罐中的氚浓度通常约为每升 1 兆贝克勒 (MBq/l)。 用外行的话来说,这大约是集中的一百万倍。

3) 东京电力公司/日本政府认为沿海核电站经常将含有氚的水排放到海洋中。 是的,这确实(令人遗憾)发生,因为它们的冷却水在它们通过反应堆冷却回路的过程中被氚化。 但是两个错误并不等于一个正确。 此外,与福岛所提议的相比,每年的数额很小。 1 GW(e) BWR 反应堆通常每年向海洋释放约 1 太拉贝克(万亿 Bq)的氚。 但福岛的水箱中的氚含量约为 1 petabcquerel(PBq 或 1000 万亿 Bq)——也就是说,要多出一千倍。 一个更大的问题。

4) 读者可能会问,这些氚是从哪里来的? 大多数(或全部)氚将来自被毁坏的福岛反应堆建筑物的混凝土结构。 经过约 40 年的运行,它们被氚严重污染。 (回想一下,氚既是核裂变的活化产物,也是三级裂变产物。)而且,是的,所有退役(以及推论,现有)反应堆都是这种情况:它们的混凝土结构都受到氚的高度污染。 车站越老,污染越严重。 在我看来,这个问题构成了不建造更多核电站的论据:在其寿命结束时,所有反应堆废船将在 100 多年内保持放射性。

5) 其他放射性污染物呢? 有报道称,水箱水也仍然受到其他核素的污染,例如铯 137,尤其是锶 90。 这是由于日立的先进液体处理系统性能不佳 (阿尔卑斯山)。 它们的浓度远低于氚浓度,但仍然高得无法接受。

例如,2018 年 10 月 16 日,英国 每日电讯报 声明:

“运营该工厂的东京电力公司(Tepco)直到最近才声称,水中唯一重要的污染物是安全水平的氚,它可以在饮用水中少量发现,但大量存在是危险的。 这 [Japanese] 政府已承诺所有其他放射性物质 [apart from tritium] 被复杂(ALPS)降低到“非检测”水平。

“但是提供给 电讯报 日本政府的一位消息人士表示,ALPS 一直未能消除其他放射性元素的混合物,包括碘、钌、铑、锑、碲、钴和锶。

“这增加了区域研究的报告 香穗子新宝 该报证实,2017 年 84 个样本中有 45 个样本中碘 129 和钌 106 的含量超过了可接受的水平。碘 129 的半衰期为 1570 万年,可导致甲状腺癌; 钌 106 是由核裂变产生的,高剂量摄入会产生毒性和致癌性。

“2017 年 9 月下旬,在经济产业省在东京和福岛举行公开听证会后,东京电力公司被迫承认,福岛工厂约 80% 的水仍含有高于法定水平的放射性物质,当地居民和渔民抗议这些计划。 它承认,例如,经过 ALPS 净化系统的 65,000 吨水中的锶 90 含量比法律允许的含量高出 100 多倍,并且比政府在现场的几个储罐中设定的含量高出 20,000 倍。 。”

那么该做什么呢?

首先,必须大幅度改进 ALPS 系统。 在那之后,一些观察家认为,理想情况下,氚应该从水箱水中分离出来。 一些同位素氚去除技术已经提出,例如国际原子能机构,但情况很复杂。 我知道的唯一运营设施位于加拿大多伦多附近的达灵顿,尽管美国或法国可能存在秘密军事隔离设施。

然而,达灵顿核电站的建造极其困难且成本高昂(建造和正常运行大约需要 12 年时间),并且其运行需要消耗从附近达灵顿核电站获得的大量电力。 其存在的理由是为加拿大重水反应堆回收非常昂贵的氘。

其他提议的补救措施可能会更昂贵。 一个问题是基础物理学。 氚以氚化水的形式存在,实际上与水本身相同,因此化学分离或过滤方法根本不起作用。

另一个问题是效率低下:通过同位素分离,人们必须将源氢通过数千次才能获得即使是少量分离的非放射性氢。 第三个问题是氢,作为最小的元素,出了名的难以控制,因此每年的气态氚排放量将非常大。

这些技术都没有被推荐为日本的解决方案:任何此类设施每年都会向空气中释放大量氚气和氚化水蒸气,就像在达灵顿发生的那样。 氚气在环境中迅速转化为氚化水蒸气。 如果氚被倾倒在海中,从任何有争议的日本设施吸入氚化水蒸气可能会导致比摄入氚化海鲜更高的集体剂量。

我不推荐这些提议的解决方案。

这里没有简单的答案。 除非出现不太可能的奇迹技术发现,否则我认为东京电力/日本政府将不得不购买更多土地并继续建造更多储罐,以使氚衰变发生。 氚的 10 个半衰期是 123 年:这就是这些水箱必须使用的时间——至少。

这不仅让氚有时间衰变,也让政客们反思他们支持核能的智慧。

这篇文章是 再版 摘自 Ian Fairlie 博士 2019 年 9 月 18 日的博客,并由他于 2022 年 5 月更新。

Source: https://www.counterpunch.org/2022/05/25/japan-plan-to-dump-tritium-contaminated-water-into-the-pacific-comes-with-big-risks/

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