福島核電站已經(jīng)好久沒給我們帶來好消息了，各種稀奇古怪的故障一個接著一個，越來越多的人也在考慮“最壞情況”的可能了，這次的碘鹽恐慌似乎就是被所謂的“最壞情況”嚇出來的。那么最壞到底能有多壞呢？
完整的評估太過復(fù)雜，咱就從比較簡單的，也是目前我們很多人最關(guān)心的問題說起：放射性物質(zhì)的泄露對海水最大到底能有多大的影響。這里我們主要拿這個風(fēng)頭正緊的碘 131 來開刀。 泄露的碘 131 最多有多少？
福島一號核電站的乏燃料存儲，按去年三月份計(jì)算是 1760 噸，而存儲總?cè)萘坎?2100 噸，一年下來肯定離塞滿還有一段距離。一個典型的反應(yīng)堆內(nèi)部核燃料最大容量約在一百噸左右，實(shí)際容量則根據(jù)每個堆的具體功率而定，一般只有幾十噸。拼命往大里算的話，我們就按六個堆一共 2600 噸燃料估算，其中 2000 噸乏燃料，600 噸核燃料；它們都是相應(yīng)放射性金屬的二氧化物。
核電站如果使用標(biāo)準(zhǔn)的低濃度鈾燃料，有效燃料（鈾 235）一般只有 4% 左右，剩下的 96% 是鈾 238。而如果使用目前新興的 MOX 混合燃料，則是 7% 的钚和 93% 的鈾 238，其中 7% 的钚中又只有三分之二是可裂變的（其中大部分是钚 239，有少量的钚 241），折合下來約為 4.5%。往大里估算，就統(tǒng)一按照 5% 來吧。而乏燃料里面的鈾 235 和可裂變钚加在一起也絕不會超過 2%。這樣可裂變的鈾和钚的二氧化物最多也就 70 噸（5% × 600 噸 + 2% × 2000 噸）了；扣掉兩個氧原子，真正的鈾和钚元素質(zhì)量只有大約 62 噸。
碘 131 是鈾 235 和钚 239 的重要裂變產(chǎn)物，但論原子數(shù)只占所有裂變產(chǎn)物的 2.8%，考慮到碘比鈾和钚輕接近一半，那質(zhì)量更是只占 1.6%；而二者自發(fā)衰變的話則都不會產(chǎn)生碘，衰變到鉛（鉛 207）就停了。目前釋放出來的碘 131 照理說應(yīng)該都是前幾天沒停堆時的裂變產(chǎn)物，現(xiàn)在裂變已經(jīng)幾乎完全停止了，只剩下衰變；但既然是估算最壞情況，那么咱就干脆一狠心，讓全部的核燃料都盡可能裂變。這樣就最多能得到 1 噸碘 131（1.6% × 62 噸＝0.99 噸，咱為了吉利向上取個整）。當(dāng)然了，實(shí)際數(shù)字一定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于此值。
1 噸哎，看起來好可怕的啊，能裝一輛解放牌卡車的呢！
對海水影響有多大？
但是古人有詩曰，“大海啊，都是水??”
太平洋的總水量估計(jì)為 6.22 億立方千米，一立方千米的海水大約重 1.03×10 9 噸，這就是 6.4×10 17 噸??！1 噸的碘 131 扔進(jìn)進(jìn)去，那質(zhì)量濃度還不到 10 -17 ，要想毒害全地球，實(shí)在是力不從心啊。好吧，拿整個太平洋來比也許是不公正的，那么我們拿日本東海岸的主要洋流——黑潮暖流來比。它是世界上第二大洋流，如果污染擴(kuò)散的話它是最大危脅。黑潮的流量大約是 6500 萬立方米/秒，也就是 6.7×10 7 噸/秒；其厚度 500～1000 米，寬度約 200 千米。讓我們假設(shè) 1 噸的碘 131 一瞬間全丟進(jìn)黑潮正中央，那進(jìn)入處的魚蝦大概是死翹翹了。可碘總得擴(kuò)散吧。假定碘按照半球形的方式擴(kuò)散，接觸到黑潮的邊界就自動停止，那么到接觸洋流下表面（500 米）的時候，含碘水團(tuán)質(zhì)量就已經(jīng)是 2.6×10 8 噸了，碘的質(zhì)量濃度也可憐地只剩下不到 10 -8 。而等到接觸到洋流的側(cè)面（100 千米）的時候，含碘水團(tuán)質(zhì)量則是 2×10 13 噸??呃，那質(zhì)量濃度就是不到 10 -13 ??
當(dāng)然還有一個麻煩是，碘 131 的半衰期只有可憐的 8.1 天，而黑潮的平均流速只有 1～2 米/秒。在短短的 8.1 天里，拼了命能流 1400 千米。而黑潮是要一路流到加拿大才會掉頭的——路上起碼要花掉五六個半衰期吧。就算是 40 天（5 個半衰期），那么等流到加拿大，只剩下原來的 1/32 能幸免于衰變，要是花同樣的時間再流回來，那就只剩下 1/1024 了??
最要命的一個問題是，這點(diǎn)可憐的碘恐怕根本進(jìn)不到海鹽里！海水里本身是含有極少量的碘的，平均濃度為 0.064 ppm，也就是質(zhì)量濃度為 6.4×10 -8 ?？墒俏覀兂缘柠}卻需要人工額外添加碘，因?yàn)榫退愠缘氖呛｛}，按照現(xiàn)在的海鹽濃縮鹵水制法，海水里的碘根本達(dá)不到沉淀成鹽的濃度；而這次新加進(jìn)去的碘 131 無論怎么算，濃度都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于海水里的天然碘，沒可能沉淀下來的。再說整個海鹽的生產(chǎn)流程下來，又不知道幾個 8 天過去了。
可見，碘 131 也許能對福島核電站周圍造成危害，但只要進(jìn)了大海，就實(shí)在威風(fēng)不起來了。
一些補(bǔ)充
那么放射性的銫呢？銫 137 要稍微多一點(diǎn)，質(zhì)量在裂變產(chǎn)物中約占 3.7%，是碘的兩倍多；此外它的半衰期要長很多，是 30.23 年。然而，多出來這么一點(diǎn)劑量，也并不能扭轉(zhuǎn)它和海水力量對比的頹勢，除了半衰期計(jì)算之外，以上其它的結(jié)果數(shù)量級依然不變。這些放射性元素集中起來確實(shí)可以對核電站周邊幾十千米的地區(qū)造成嚴(yán)重的損傷，可是一旦陷入那啥啥的汪洋大海之中，就實(shí)在是九牛一毛了。并且就憑這點(diǎn)濃度，也完全不足以在制鹽過程中進(jìn)入沉淀下來的鹽里。其實(shí)在裂變的眾多產(chǎn)物中，還有很多別的東西也都是具有放射性的，比如鍶 90、锝 99 和鋯 93 三種主要產(chǎn)物，加起來質(zhì)量接近 10%；幸好它們極難揮發(fā)，現(xiàn)在很難像碘和銫一樣，以氣體形式逸出。不過就算它們也下了海，代入上面的公式算算，一樣只能望洋興嘆。
當(dāng)然我們也不能忘了占大頭的二氧化鈾和二氧化钚。如果發(fā)生最嚴(yán)重的堆芯熔化徹底泄露，鈾和钚可能直接進(jìn)入大海。不過，這兩種物質(zhì)都是既不揮發(fā)也不溶解于水的，一下海水就會很快沉底然后被沉積物掩埋起來，會危害本地的海底生態(tài)，卻很難把傷害擴(kuò)散出去，更談不上污染整個大洋了。
最后補(bǔ)充一句：所謂的放射性“傳染”的問題。一些原子接受強(qiáng)烈放射線照射后，可能自己也會發(fā)生變化，成為放射性原子；然而和疾病不同，要想新“傳染”物質(zhì)，需要接受極其強(qiáng)烈的放射性，而被“傳染”的物質(zhì)自身的放射性也要比原來的放射源小得多得多。既然碘和銫已經(jīng)因?yàn)闈舛鹊脑颍劜簧隙鄰?qiáng)的放射性了，那么再去傳染別的就更不可能了。
總之，我國沿海哪怕在最壞情況下，也基本不可能被放射性影響到的。所以擔(dān)心咱自己的海鹽和近海魚遭到直接核污染，實(shí)在是無甚必要啦。
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福島核電站已經(jīng)好久沒給我們帶來好消息了，各種稀奇古怪的故障一個接著一個，越來越多的人也在考慮“最壞情況”的可能了，這次的碘鹽恐慌似乎就是被所謂的“最壞情況”嚇出來的。那么最壞到底能有多壞呢？
完整的評估太過復(fù)雜，咱就從比較簡單的，也是目前我們很多人最關(guān)心的問題說起：放射性物質(zhì)的泄露對海水最大到底能有多大的影響。這里我們主要拿這個風(fēng)頭正緊的碘 131 來開刀。
泄露的碘 131 最多有多少？
福島一號核電站的乏燃料存儲，按去年三月份計(jì)算是 1760 噸，而存儲總?cè)萘坎?2100 噸，一年下來肯定離塞滿還有一段距離。一個典型的反應(yīng)堆內(nèi)部核燃料最大容量約在一百噸左右，實(shí)際容量則根據(jù)每個堆的具體功率而定，一般只有幾十噸。拼命往大里算的話，我們就按六個堆一共 2600 噸燃料估算，其中 2000 噸乏燃料，600 噸核燃料；它們都是相應(yīng)放射性金屬的二氧化物。
核電站如果使用標(biāo)準(zhǔn)的低濃度鈾燃料，有效燃料（鈾 235）一般只有 4% 左右，剩下的 96% 是鈾 238。而如果使用目前新興的 MOX 混合燃料，則是 7% 的钚和 93% 的鈾 238，其中 7% 的钚中又只有三分之二是可裂變的（其中大部分是钚 239，有少量的钚 241），折合下來約為 4.5%。往大里估算，就統(tǒng)一按照 5% 來吧。而乏燃料里面的鈾 235 和可裂變钚加在一起也絕不會超過 2%。這樣可裂變的鈾和钚的二氧化物最多也就 70 噸（5% × 600 噸 + 2% × 2000 噸）了；扣掉兩個氧原子，真正的鈾和钚元素質(zhì)量只有大約 62 噸。
碘 131 是鈾 235 和钚 239 的重要裂變產(chǎn)物，但論原子數(shù)只占所有裂變產(chǎn)物的 2.8%，考慮到碘比鈾和钚輕接近一半，那質(zhì)量更是只占 1.6%；而二者自發(fā)衰變的話則都不會產(chǎn)生碘，衰變到鉛（鉛 207）就停了。目前釋放出來的碘 131 照理說應(yīng)該都是前幾天沒停堆時的裂變產(chǎn)物，現(xiàn)在裂變已經(jīng)幾乎完全停止了，只剩下衰變；但既然是估算最壞情況，那么咱就干脆一狠心，讓全部的核燃料都盡可能裂變。這樣就最多能得到 1 噸碘 131（1.6% × 62 噸＝0.99 噸，咱為了吉利向上取個整）。當(dāng)然了，實(shí)際數(shù)字一定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于此值。
1 噸哎，看起來好可怕的啊，能裝一輛解放牌卡車的呢！
對海水影響有多大？
但是古人有詩曰，“大海啊，都是水??”
太平洋的總水量估計(jì)為 6.22 億立方千米，一立方千米的海水大約重 1.03×10 9 噸，這就是 6.4×10 17 噸??！1 噸的碘 131 扔進(jìn)進(jìn)去，那質(zhì)量濃度還不到 10 -17 ，要想毒害全地球，實(shí)在是力不從心啊。好吧，拿整個太平洋來比也許是不公正的，那么我們拿日本東海岸的主要洋流——黑潮暖流來比。它是世界上第二大洋流，如果污染擴(kuò)散的話它是最大危脅。黑潮的流量大約是 6500 萬立方米/秒，也就是 6.7×10 7 噸/秒；其厚度 500～1000 米，寬度約 200 千米。讓我們假設(shè) 1 噸的碘 131 一瞬間全丟進(jìn)黑潮正中央，那進(jìn)入處的魚蝦大概是死翹翹了。可碘總得擴(kuò)散吧。假定碘按照半球形的方式擴(kuò)散，接觸到黑潮的邊界就自動停止，那么到接觸洋流下表面（500 米）的時候，含碘水團(tuán)質(zhì)量就已經(jīng)是 2.6×10 8 噸了，碘的質(zhì)量濃度也可憐地只剩下不到 10 -8 。而等到接觸到洋流的側(cè)面（100 千米）的時候，含碘水團(tuán)質(zhì)量則是 2×10 13 噸??呃，那質(zhì)量濃度就是不到 10 -13 ??
當(dāng)然還有一個麻煩是，碘 131 的半衰期只有可憐的 8.1 天，而黑潮的平均流速只有 1～2 米/秒。在短短的 8.1 天里，拼了命能流 1400 千米。而黑潮是要一路流到加拿大才會掉頭的——路上起碼要花掉五六個半衰期吧。就算是 40 天（5 個半衰期），那么等流到加拿大，只剩下原來的 1/32 能幸免于衰變，要是花同樣的時間再流回來，那就只剩下 1/1024 了??
最要命的一個問題是，這點(diǎn)可憐的碘恐怕根本進(jìn)不到海鹽里！海水里本身是含有極少量的碘的，平均濃度為 0.064 ppm，也就是質(zhì)量濃度為 6.4×10 -8 ?？墒俏覀兂缘柠}卻需要人工額外添加碘，因?yàn)榫退愠缘氖呛｛}，按照現(xiàn)在的海鹽濃縮鹵水制法，海水里的碘根本達(dá)不到沉淀成鹽的濃度；而這次新加進(jìn)去的碘 131 無論怎么算，濃度都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于海水里的天然碘，沒可能沉淀下來的。再說整個海鹽的生產(chǎn)流程下來，又不知道幾個 8 天過去了。
可見，碘 131 也許能對福島核電站周圍造成危害，但只要進(jìn)了大海，就實(shí)在威風(fēng)不起來了。
一些補(bǔ)充
那么放射性的銫呢？銫 137 要稍微多一點(diǎn)，質(zhì)量在裂變產(chǎn)物中約占 3.7%，是碘的兩倍多；此外它的半衰期要長很多，是 30.23 年。然而，多出來這么一點(diǎn)劑量，也并不能扭轉(zhuǎn)它和海水力量對比的頹勢，除了半衰期計(jì)算之外，以上其它的結(jié)果數(shù)量級依然不變。這些放射性元素集中起來確實(shí)可以對核電站周邊幾十千米的地區(qū)造成嚴(yán)重的損傷，可是一旦陷入那啥啥的汪洋大海之中，就實(shí)在是九牛一毛了。并且就憑這點(diǎn)濃度，也完全不足以在制鹽過程中進(jìn)入沉淀下來的鹽里。其實(shí)在裂變的眾多產(chǎn)物中，還有很多別的東西也都是具有放射性的，比如鍶 90、锝 99 和鋯 93 三種主要產(chǎn)物，加起來質(zhì)量接近 10%；幸好它們極難揮發(fā)，現(xiàn)在很難像碘和銫一樣，以氣體形式逸出。不過就算它們也下了海，代入上面的公式算算，一樣只能望洋興嘆。
當(dāng)然我們也不能忘了占大頭的二氧化鈾和二氧化钚。如果發(fā)生最嚴(yán)重的堆芯熔化徹底泄露，鈾和钚可能直接進(jìn)入大海。不過，這兩種物質(zhì)都是既不揮發(fā)也不溶解于水的，一下海水就會很快沉底然后被沉積物掩埋起來，會危害本地的海底生態(tài)，卻很難把傷害擴(kuò)散出去，更談不上污染整個大洋了。
最后補(bǔ)充一句：所謂的放射性“傳染”的問題。一些原子接受強(qiáng)烈放射線照射后，可能自己也會發(fā)生變化，成為放射性原子；然而和疾病不同，要想新“傳染”物質(zhì)，需要接受極其強(qiáng)烈的放射性，而被“傳染”的物質(zhì)自身的放射性也要比原來的放射源小得多得多。既然碘和銫已經(jīng)因?yàn)闈舛鹊脑颍劜簧隙鄰?qiáng)的放射性了，那么再去傳染別的就更不可能了。
總之，我國沿海哪怕在最壞情況下，也基本不可能被放射性影響到的。所以擔(dān)心咱自己的海鹽和近海魚遭到直接核污染，實(shí)在是無甚必要啦。
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