浅谈核污染

浅谈核污染一．研究背景及意义核能与传统的化石能源相比，具有以下显著优点：①产能效率高；②可避免化石燃料燃烧引发的诸多环境问题（酸雨、空气污染、气温变暖等）。全球核能比例截至2013年12月，全球共有超过450座商用核能反应堆，分布于30个国家，供应全球13%的电力需求。预计至2030年，核能将占全球供电量约18%。但是，由于管理上存在漏洞，操作规程不完善及自然灾害（地震）等原因，导致历史上出现多次严重的核事故。①1979年，美国三哩岛核电厂2号机组发生事故；②1986年，前苏联切尔诺贝利核电厂4号机组发生事故；③2011年，地震引起的日本福岛核电站核泄漏事故。此外，每百万千瓦核电站将每年产生核废料100立方米，约合30吨。目前，全球核电装机总量为37.4万兆瓦。因此，研究出合理可行的核废料处理方法至关重要。二．认识核辐射和核污染核污染主要指核物质泄露后的遗留物对环境的破坏，包括核辐射、原子尘埃等本身引起的污染，还有这些物质对环境的污染后带来的次生污染，比如被核物质污染的水源对人畜的伤害。核辐射通常称之为放射性，存在于所有的物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正常现象。核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。三．核污染的来源途径1.有核武器实验、使用，核电站泄露，工业或医疗上使用的核物质遗失等。2.核武器爆炸：热辐射伤害、核辐射伤害、放射性存留。核爆炸不会引起明显的气候变化，但会在事故发生地及一定距离范围内存留放射性。核电站受损后，核污染是通过何种途径发生的呢？中国核能动力学会经济专业委员会原主任温鸿钧告诉《第一财经日报》，一处损坏的核电设施会释放一定量的放射性物质，其中一些“寿命短”的放射性物质相对来说危害不大，另一些“寿命长”的放射性物质则要危险得多。这里的所说的“寿命”，是指“半衰期”，也就是放射性物质的原子有半数发生衰变时所需要的时间。据了解，利用高温分裂铀的过程会产生一百多种新的化学物质。核反应堆完全熔解后，会释放一些较低毒性的放射性气体，包括氮-16、氚和氪。这些气体比较轻，会快速消散，对人类的危害不大。氮-16迅速转变为稳定的氧。氪气很轻，进入大气后迅速消散。氚气能量很低，半衰期为12年。当它衰变时，会以稳定的氦气形式存在。然而，衰变也是核反应，也产生辐射。据了解，核反应堆完全熔解后，会释放出另一种危险物质铯-137。铯-137有剧毒。铯-137的半衰期为30年，人会通过食物和水将其摄入，或类似灰尘被人吸入。与其接触，会增加癌症的患病率。陈建民教授称，核污染分为两种途径，一种是产生放射性气溶胶等放射性污染物，对呼吸系统及人体体表产生危害；另一种是随风向扩散产生的污染。但无论哪种，其污染程度都要视核泄漏严重程度而定。切尔诺贝利事故中，核燃料在爆炸中形成烟尘飘扬空中，危害面积非常广泛。四.核污染对人体健康的影响一定量放射性物质进入人体后，既具有生物化学毒性,又能以它的辐射作用造成人体损伤,这种作用称为内照射；体外的电离辐射照射人体也会造成损伤，这种作用称为外照射。辐射损伤是各种电离辐射作用于人体所引起的各种生物效应的总称。这是由于各种电离辐射（如X或γ射线、β射线、α射线和中子束等）引起电离激发等作用而把能量传递给机体，造成各组织器官的病理变化。放射性核素可以对周围产生很强的辐射，形成核污染。放射性沉降物还可以通过食物链进入人体，在体内达到一定剂量时就会产生有害作用。人会出现头晕、头疼、食欲不振等症状，发展下去会出现白细胞和血小板减少等症状。如果超剂量的放射性物质长期作用于人体，就能使人患上肿瘤、白血病及遗传障碍。核电厂事故引起的伤害及影响，往往在事后才会显示，除非在核子反应炉附近遭受大量的辐射曝露，一般受污染者不会当场死亡。不同于其他灾害，辐射污染与否，需经特殊检查才能确定，除非曝露在高强度辐射环境中，否则当时不会有自觉症状或不舒服。辐射物排放初期最容易透过唿吸而由甲状腺吸收，若遭感染时需服用碘化物以保护甲状腺。辐射污染变化可依辐射物排放时间，分为三个阶段：初期—：在事故发生后的数小时之内，容易因体外与吸进肺部辐射性物质而威胁健康；尤其是最危险的辐射性物质碘131，容易被人体甲状腺吸收。中期—：在辐射物停止排放后的一个月之间，辐射物进入水源及食物中，一旦人体吸入附着在地表和飘浮在空中的辐射，或食用遭污染的水源与食物，也将影响健康。后期—：事故发生后的数年至数十年之间，食用被污染的食物仍会对人体产生影响，辐射性物质铯137的体外曝露需要警戒。辐射线进入人体以后会随机侵入身体各组织器官，尤其当它撞击到新陈代谢较快的细胞时，如肠胃道上皮、骨髓、皮肤等，会造成此类细胞无法再生递补或细胞突变，因此而增加罹患癌症的机会。1954年时，17岁的莉迪亚·莱比德娃还只是前苏联奥伦堡厨师学院的一名学生，她被当局选中，到一个极秘密的核试验基地为军官们负责饮食。没有人告诉她，她将参与一个庞大的试验，而这个试验将对人产生莫大的伤害。那是1954年9月14日，一架轰炸机从高空投放下一枚40000当量的炸弹。在地下核掩体内指挥的马歇尔·格尔基科夫是这次爆炸的目击者，格尔基科夫在二战期间曾是斯大林手下的高级军官。格尔基科夫下令600辆坦克，600辆装甲车及320架飞机朝炸弹震源出动，布置成势，模拟一场核战争。此次试验的目标是检验核战争爆发时，士兵的作战能力与军事武器的性能。成百上千的家养牲畜也在此次爆炸有效杀伤区内。冲天蘑菇云拔地而起“当时的场面犹如世界末日。”爆炸试验中开坦克的驾驶士兵安那托利·科尔斯诺夫回忆起1954年的那一幕。他还告诉记者，自那以后，他身体状况很差，深受病痛折磨。“许多人有防毒面具，但强烈的高温下，我们不得不取下面具。整个战场里，充斥着燃烧的坦克，飞机的残骸。”和其他军事人员一样，科尔斯诺夫从来没有被告知自己遭受了多强的核辐射。他说：“我问过一个专门从事检测的技术人员，‘平均水平，正常’便是他的答案。”在爆炸前几小时，莱比德娃和其他200名负责伙食的妇女被告知一枚炸弹即将引爆，随后她们被安排躲在距爆炸中心3英里的一个深坑里。莱比德娃说，“他们只给了我一条毯子。随后，一个巨大的蘑菇云拔地而起，直冲云霄。整个世界黑雾笼罩。”病痛苦苦折磨着他们健康活泼的莱比德娃自核试验后，便经常生病。白血病困扰着她，而此前她因咽喉肿瘤也做过手术。和其他幸存者一样，莱比德娃在看医生时不许透露病情发生的原因。直到70年代初期，俄罗斯政府才公开了那次核实验的详情。但病历档案却在数年前被烧毁了。“我被告知，如果我能够找到爆炸后的5年内生病的证据，我就有机会得到一些补偿。”莱比德娃说道，“但是我试图拿到病历时，却被告知所有的文件于1976年前就丢失了。”曾在俄罗斯议会工作的罗特尼科瓦，现在正帮助幸存者争取赔偿。她相信死亡人数庞大得多。“到目前为止，距离试验场130英里的奥伦堡市受核辐射影响的范围，要比切尔诺贝利的辐射影响还要多一倍。”五.核污染放射性防护核电厂放射性物质泄露产生的危害主要体现在内照射上。内照射与外照射的显著差别是，即使不再进行放射性物质的操作，已经进入体内的放射性核素仍然在体内产生有害影响。造成内照射的原因，通常是因为吸入放射性物质污染的空气，饮用放射性物质污染的水，吃了放射性物质污染的食物，或者放射性物质从皮肤、伤口进入体内。由于核素的种类不同、毒性不同，带来的危险程度也不同。因此，根据放射性核素摄入体内产生危害作用的大小和在空气中的最大容许浓度，把它们分成极毒、高毒、中毒和低毒四组。操作不同毒性的核素时，对操作设备和建筑物的设置地点等都有不同的要求。放射性防护又可分成内照射防护和外照射防护。内照射防护的基本原则是尽可能地隔断放射性物质进入人体的各种途径，防止放射性物质经呼吸道进入人体内。六．核污染的基本防护措施国家：1.严格控制能引起核污染的原料生产加工使用。2.通过立法限制核的使用和核原料的买卖，交易。3.使用核能源要确定其安全性，以安全最大化为原则。4.加快核能的科技研究，更深入的了解其原理，以更好的掌握和利用核能。5.避免核战争。约束有核国家关于核武器的研制和开发。6.进行核试验和开发核能，应尽量使之在比较偏僻的地方进行，如果有事故，使其造成损失最小。企业、工厂：1.生产过程中保护空气净化，通过空气过滤、除尘等方法，尽量降低空气中放射性粉尘或放射性气溶胶的浓度；2.换气稀释，利用通风装置不断排出被污染的空气，并换以清洁空气；3.密闭操作，把可能成为污染源的放射性物质放在密闭的手套箱或其他密闭容器中进行操作，使它与工作场所的空气隔绝；4.加强个人防护，操作人员应带高效过滤材料做成的口罩、医用橡皮手套，穿工作服；在空气污染严重的场所，操作人员要带头盔或穿气衣作业。防止放射性物质经口腔进入人体内，严禁工作人员用可能被污染的手接触食物、衣服或其他生活用具。5.防止放射性物质不经过处理而大量排入江河、湖泊或注入地质条件差的深井，造成地面水或地下水源的污染。建立内照射监测系统，应对工作环境和周围环境中的空气、水源和有代表性的农牧产品进行常规监测，以便及时发现问题，改进防护措施。个体人员：1．当遭受污染后，要及时消除皮肤和服装上的放射性灰尘。消除服装上放射性灰尘的方法是自己或互相拍打和抖搂服装。拍打和抖搂人应站在上风或侧上风方向，按照自上而下、先外后里的顺序拍打、抖搂30-40次。抖搂时，应抓住受染服装的两肩或裤腰，按照上提要轻，下甩要重的原则用力向下抖动。拍打、抖搂完毕后，方可摘掉口罩、手套等。面部、耳窝、颈部和双手等处的沾染灰尘，可用干布或湿毛巾擦拭。有条件时再进行全身淋浴并更换清洁服装。2．对道路、地面污染灰尘的消除，视具体情况，采用铲除、扫除或水冲洗等方法实施。3．对物品的污染灰尘，要根据物品的性质和污染的轻重来确定，一般可用扫刷、抹擦、清水冲洗等方法。粮食蔬菜污染灰尘的消除，与包装方法有关。对包装不好的粮食，宜采用除去表层和水洗的方法进行消除。对蔬菜水果，主要是采取清水冲洗和剥皮的方法。对馒头等熟食，可剥掉表皮。饮水可采用土壤净化、过滤或吸附凝沉方法进行净化处理。处理过的粮食和水等，均应经检查合格方可食用。4．人如果误食了受染食物，误饮了被污染的水时，必须尽早处理，可采取催吐、洗胃、多喝水、排尿等方法排出。有条件时，可按医生要求服吸附剂、缓泻剂，加快放射性物质的排出。七.核污染治理1、隔离限制对暂不具备清污条件且对人类生活有严重影响的污染地区，使用隔离栏和栅栏与外界隔离，以限制人员进入和防止人员进入并受到放射性危害。这只是一种权益之计，并没有从根本上解决问题，且隔离的土地无法进行再使用，经济价值低。2、铲土去污将被核物质污染的土壤(一般是表层土)铲走运至专门的核处置场地进行处理和处置，可从根本上杜绝放射性元素进一步扩散和进人食物链。但缺点是劳动强度大，操作人员易遭受核辐射;大量的铲土会增加处理和处置成本。另外，表层土中还含有可供作物生产的大量有机物质，全部铲走又进一步加剧了土地危机。3、深翻稀释对于放射性污染水平比较高的地区使用深犁的方法将被污染的表土翻至土壤深层，稀释并降低表层污染水平，或者直接从外界运来未受污染的土壤将污染土壤覆盖，这在一定程度上可防治核污染物进入食物链。但是缺点是但随着时间的推移，底部的放射性核素会沉积并逐渐扩散，甚至转移至地下水，造成二次污染。4、可剥离性膜法剥离性成膜去污技术,是利用研制的成膜去污液、通过飞机和陆地喷洒机械进行空中和陆地快速喷洒,将成膜去污材料覆盖在沾染物上,利用材料对放射性沉降粒子的吸附包埋粘连作用,迅速固定沉降物,在最短时间内控制污染源的转移和扩散。材料凝固成膜后,污染表面的放射性沉降物在剥离粘附的作用下迅速集结成型,利用机械或人工对成型的膜体进行回收清除,从而达到对现场自然环境的恢复和战场环境的净化。其对表面去污系数能达到100%，具有造价低廉