福島核事故到底有多嚴重?

鐵流

在時隔6年之後,福島核事故的陰霾依舊陰魂不散。網絡上還就此爆發了福島核事故到底有沒有越來越嚴重的爭論。那麼,福島核事故到底有多嚴重,是在不斷惡化之中,還是會往好的方向發展呢?

530希沃特是什麼概念

希沃特(Sv)是輻射劑量的一種單位,由於希沃特是個非常大的單位,還有小一點的毫希沃特(mSv)和微希沃特(μSv)等單位,換算關係是1Sv=1000mSv,1mSv=1000μSv。一次X光檢查的輻射劑量約為0.1毫希沃特(胸透)—2.5毫希沃特(上消化道)。

就對人體的傷害而言,當輻射劑量低於100毫希沃特時,醫學上觀察不到對人體的確定性效應。當輻射劑量超過4000毫希沃特時,如果沒有專業防護裝備和醫護的話,會對人體造成巨大傷害,有非常高的致死率。

而根據日本東電公布的數據,輻射劑量為每小時530希沃特,即便真如東電錶示的:與實際數值可能存在上下30%的誤差。筆者往好的方向去想,輻射劑量依舊高達每小時370希沃特。要知道輻射劑量超過4000毫希沃特時,就有可能造成人類死亡。換言之,在如此高強度輻射量下(每小時530希沃特),短時間即可致人死亡。

也正是因此,日本三大區域性報紙之一的《河北新報》採訪的日本放射醫學綜合研究所的一名負責人坦言:患者如果經受了這個劑量,那就不做他想了。

不要說人體受不了這麼高強度的核輻射,即便是用來探測核反應堆的機器人也無法承受。之前設計的調查機器人在理論上可以承受累計1000希沃特的輻射,而這一設計指標在反應堆里撐不到2個小時就會損壞。

為何機器人也會受核輻射的影響?原因就在於機器人里使用了大量芯片,雖然用於探測核反應堆的機器人很可能會採用抗輻照芯片,但這些芯片能夠承受的輻射量也不是沒有上限的,大量的核輻射一方面會將芯片材質中的某些物質活化而產生放射性,影響半導體載流子濃度等半導體特性直至失效,並且核輻射屬於電離輻射,高劑量下可能直接導致芯片燒毀。事實上,一些國家就專門針對假想敵國家軍用芯片和宇航級芯片的抗輻照承受能力開發專門的武器,以用於癱瘓對方的軍用武器裝備里的電子設備。

日本福島核災

福島核事故到底有多嚴重

首先,由於這一次檢測的是福島2號機,那讓我們一起回顧一下2號機的事發過程。不同於3號機使用鈾鈈混合氧化物(MOX)燃料,2號機採用的鈾235。而福島的沸水堆的設計,其反應控制棒的驅動部分,在壓力容器下方,通過外部動力將反應控制棒向上插入核燃料棒中,以吸收中子,減輕或中止鏈式反應,這就造成了事故發生失去動力時,反應控制棒無法通過重力自動到位阻止反應。

2011年3月11日下午2點46分,發生地震,海嘯,當時1號機建築發生爆炸,但直到15日,2號機才傳出爆炸聲,而日本在這四天當中錯失了處理2號機最佳時機,直到17日才開始將場外電力連接至2號機,20日之後才組織混凝土泵車。導致21日2號機出現大量蒸汽以及短暫輻射升高。從25日開始,已經確認2號機壓力容器有破損,並且燃料棒有熔毀,放射性物質通過位置路徑泄露至渦輪機房。29日通用電器的沸水堆前主管已經預言了2號機壓力容器底部熔毀。到4月初,2號機已經有部分污水直接通過縫隙外泄排入大海,堵漏工作持續多日才見效,但核電站內放射性污水依然滲漏流入太平洋,直到2013年東電才承認。

在核事故發生後,日本自衛隊貪生怕死,拒絕參與救援,福島附近的自衛隊甚至出現成建制逃跑的情況……自衛隊高層還向日本天皇告起了御狀,理由是:「違背規律」和」罔顧士兵生命」。相對於日本政府和東電的遮遮掩掩,以及日本自衛隊的貪生怕死,蘇聯在切爾諾貝爾核事故後不遺餘力,果斷採取處置措施。

在1986年4月26日1點23分發生事故後,蘇聯政府僅用4個小時撤出附近的5.3萬居民。在4月27日早晨,蘇軍化學兵司令皮卡洛夫將軍率核防護部隊乘直升機飛抵事故現場,並緊急動員十幾個師的兵力參與核事故處置。在整個核事故后的處置工作中,共動員24萬蘇軍士兵參與,最終徹底封死了發生事故的反應堆。由於類似的核事故史無前例,蘇聯方面缺乏處理這類核事故的經驗,很多蘇軍士兵因核輻射得了慢性疾病甚至直接死亡。

參與處置核事故的蘇軍士兵


核事故發生的原因往往十分複雜,過於專業的術語很難被媒體和公眾理解,國際原子能機構(IAEA)和聯合國經濟合作與發展組織核能機構(OECD/NEA)共同組織國際核能專家編製了國際核事件分級表,按照核事故的嚴重情況將其分為7個等級。

日本福島核事故和蘇聯切爾諾貝爾核事故一樣,同屬於最為嚴重的7級核事故,而且在災后處置上,蘇聯方面是迅速出手封死反應堆,而日本方面則由於東電的遮遮掩掩,加上日本自衛隊貪生怕死,錯過了最佳處理時間,導致大量放射性物質向外釋放。

參加搶險的蘇軍駕駛着米-26重型直升機進行破口封堵


國際原子能機構(IAEA)在2015年發布了關於福島核電站一千兩百多頁的事故報告書,報告指出,在熔堆過程中,高揮發性核素如Cs-137、I-131、Xe-133、Te-132 佔總活度的99.9%以上。IAEA報告中還指出福島核事故大氣泄漏的Cs-137總活度與切爾諾貝爾事故釋放的Cs-137總活度在一個數量級上。而且這些放射性物質會隨着氣流和降雨擴散到周邊地區以及全球。

而且日本方面公布的數據是周邊地區年20mSv的劑量(比較嚴重的地區高達100mSv以上)。即便如此,日本政府就勸說災民返回家鄉了……據中國核電安全專家郁祖盛介紹,每人每年受到的輻射量應小於2.7mSv。

必須指出的是,100mSv是美國核能管理委員會(USNRC)對於電工作人員的輻射劑量上限,而且(USNRC)10CFR20規定:僅保障在輻射劑量在容許上限以下是不夠的,必須盡一切合理努力,以保障在實際操作中的輻射劑量遠低於該標準之劑量上限。

因此,網絡上對日本福島核事故文過飾非的說法和論調都值得商榷。

赴日旅遊存在一定風險

除了核污染之外,福島核事故還存在一定其他風險。

事故發生時,2號機內的是正在正常運行的核燃料棒而非乏燃料,即使乏燃料,也需要長時間的循環冷卻過程,以帶走β衰變熱(乏燃料並非不含裂變材料,而是因為裂變產生了過多能夠吸收中子的產物,會導致鏈式反應無法順利進行)。

而在役燃料棒不僅有衰變熱,同時還可能激發鏈式反應。而這次2號機內部勘探,首先確認了壓力容器底部融化,核材料大部分泄漏至支架平台下的填埋混凝土上,這就帶來了較為嚴重的可能。

首先,原子爐外殼處輻射量30Sv,壓力容器下方20Sv,但兩者之間出現約530Sv的超高輻射,這很可能表明在核材料融穿壓力容器底部的時候(無論發生在什麼時候),其高熱已經造成核物質材質飛濺,導致檢測到超高輻射。而壓力容器底部相對低的輻射值,更說明了主要核物質已經泄漏到了下方的情況,在此情形下形勢更難控制。

核材料的衰變熱本身會隨着時間逐漸降低,但這是在有足夠降溫措施的前提下。而事故反應堆內缺乏精準降溫。

這次事故中,核材料熔毀,並和反應堆的一部分物質混合,裂變產物具有不同的熱傳導性能。鑭系元素氧化物會降低燃料的熱傳導性(積蓄熱量),而金屬納米粒子會稍稍增加其熱傳導性(有利於散熱),再加上裂變產物中的鉬鍀釕鈀納米粒子對二氧化鈾的腐蝕有強烈的影響,這就可能導致核材料隨着衰變過程,其性質發生變化,形成高溫並緩慢流動的流體。

一般核反應安全措施中,都會盡量讓可能熔融的核材料平面化,降低達到裂變臨界的狀態,然而這一次已經證實核材料熔穿壓力容器,有可能導致緩慢熱熔狀態的核材料緩慢聚集,有重新達到臨界的風險。這種無約束的臨界,不會有核彈的威力,因為在充分反應前,就會因為釋放的巨大熱量而被炸開,但對於反應堆,就可能造成中長期放射性的物質大規模泄漏。

因此,2號機的探測,不僅不能說明高枕無憂,反而揭示可能存在巨大的未知風險。對於(核污染區外的)赴日旅遊,根據目前日本東電公布的數據,不會產生立竿見影的具體危害。但一旦緊急事態爆發,仍然有短時間遭受大量輻射的可能。■

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