4月13日，日本政府召开内阁会议，正式决定将福岛核电站含有有害物质的核废水排入海洋。

该决定意味着东京电力公司将被允许在两年内开始排放核废水。十年前福岛核灾难后，仍然具有放射性的废水被用来冷却因熔毁而损坏的反应堆。

此举引起了很多人的恐慌——这样安全吗？

事实上，核能作为一种高效、清洁的能源，在人们的生活中占有重要地位。所有大型核电站都是通过重核裂变的链式反应提供能量。其中，压水堆核电站占核电站的60%以上。发电的原理很简单：依靠核反应释放大量能量，将核能转化为水的热能，然后通过二次回路中的水变成饱和水蒸气。水蒸气通过汽轮机将热能转化为机械能。最后，机械能驱动发电机，将电力输送到千家万户。整个过程可以说是安全无害的。

然而，福岛核电站因地震累积了数百万吨“核污水”。虽然是自然灾害，但不能否认东京电力公司的处理失误。

很多人有疑问，核反应堆中的核废料最终去了哪里？会不会影响人们的安全？除了将核废料排入大海之外，还有其他处理方式吗？如此多的福岛核废水是如何形成的？日本为何执意向海里排放？如果真的把这么多核污水倒入太平洋，海鲜还能吃吗？下面，欣赏一下：

1. 为什么要处置核废料？

高辐射

核废料的主要成分是铀238和钍232，包括反应过程中未燃烧而产生的裂变元素、钚239以及镎、镅、锔等超铀元素。人体接触这些放射性元素超过了正常的辐射剂量，并使它们电离。辐射会破坏人体细胞中DNA的双螺旋结构，导致碱基丢失和损坏。

一座100万千瓦的核电站每年可产生数十吨放射性废物。处理后产生高辐射核废料4立方米、中辐射核废料20立方米、低辐射核废料140立方米、非放射性废料200立方米。废料。

如果接受的辐射剂量不大，那么细胞本身就有修复机制；但如果辐射剂量很大，就会直接使蛋白质变性、染色体畸变，甚至使DNA复制所需的解旋酶和聚合酶变性。那么正常的身体细胞将无法复制，细胞只会衰老而无法再生，皮肤也会出现不可逆转的溃疡。因此，接受大剂量辐射的人需要截肢，这是相当可怕的。

此外，核废料的危害与其他放射性物质相似。第一个是放射性核素。如果这些放射性核素泄漏，它们将进入空气、水或被吸附在生物表面。它们最终可能通过饮食或呼吸进入人体。引起各种辐射疾病，缩短人类寿命。

高浪费

从燃料利用角度来看，目前的裂变反应堆主要使用仅占天然铀0.7%的U-235作为燃料，而占绝大多数的U-238无法得到有效利用。铀资源综合利用率尚未达到1%。世界能源组织估计，按照目前反应堆核燃料消耗的速度，地球上的铀储量仅够维持约200年。

2. 世界各地有哪些处理核废料的方法？

如何处理核废料一直是核工业几十年来面临的一个未解决的问题。比如美国就这个问题研究了20年，花费了数百亿美元。美国于1987年首次提出在内华达山脉深层地址结构中储存核废料的计划，但时至今日，该计划的实施仍然没有任何进展。

对于被称为“永恒恶灵”的高放核废料，学术界认为最合适的处置方法是深地质掩埋。但由于其特殊的施工要求和复杂的技术，截至目前，世界上还没有永久性的永久性建筑。有性释放的废物库。

以下是世界各地处理核废料的几种方法：

地质埋葬

化学反应不能减少核废料的辐射循环。因此，中高放射性核废料的处理主要是地质掩埋，以减少放射性核废料随地下水的扩散。核废料首先会与玻璃材料混合，然后放入可以屏蔽辐射的圆柱形金属桶中，将其变成长期稳定且不可降解的固体，这样金属桶就不会因产生的热量而爆裂。降解期间。核泄漏。

核废料的外筒需要涂成醒目的黄色，并标有警告语。目的是告诉数万年后的人类远离这些物品，然后埋在地下500米到1000米深处。这种方法适合国土面积较大的国家，也是目前最安全的方法。

处理这些中高放射性核废料的原则是确保它们安全无害10万年。 10万年后，核废料中的放射性元素已经衰变成非放射性物质，或者放射性很低的物质。安全。

沉入4000米以下深海底部

对于一些低放射性核废料，一些国家选择将其永久沉入4000米以下的深海底部。海底底部的土壤很厚，很容易吸收放射性物质。生产方法当然与中高放射性核废料的生产方法相同。罐头形式。原则上检测时间至少为300年。下图中的红点就是国际指定的核废料海洋倾倒点。

送入太空

“掩埋”和“海埋”是核废料处置的两种主要方式。除了这两种方法之外，还有科学家提出将中高放射性核废料运送到月球，以月球作为定居点或者将核废料送入太阳，这样就不会对人类构成威胁。

但有一个问题。如果火箭发射失败并发生爆炸，至少将有数亿人受到牵连。这个方法显然行不通。

冷冻处理

另一种建议是采用冷冻方法将核废料密封在熔点较高的金属容器内，然后将金属容器放置在两极上。由于核废料会释放大量的热量，冰面会逐渐融化，盛装核废料的容器会沉到冰的底部，而由于温度的原因，冰面会再次结冰，让核废料永远被封存在冰下，与世隔绝。

但考虑到冰川运动的问题，核废料漂离两极的风险仍然很大。

盖茨的新解决方案：利用核废料发电

2010年的TED大会上，盖茨宣布自己的关注点已经转向能源和环境领域，并且他有一个疯狂的想法：利用核废料发电。

事实上，整个项目是通过一家名为 TerraPower 的初创公司实现的。该公司的创始人是盖茨在微软的同事、前首席技术官内森·梅尔沃德(Nathan Myhrvold)。这家小型初创公司的员工由数十名工程师、物理学家和核研究专家组成。

在当时的能源研究领域，这几乎被视为天方夜谭。但盖茨在2014年底再次谈及该项目，并向世界证明他当时不只是说说而已：该项目正在筹备中，一旦完成，发电即可供美国使用800年来。

2020年5月，TerraPower还获得了美国能源部的资助。美国能源部宣布先进反应堆示范计划（ARDP）希望推动小型模块化核电站的发展。 2020年10月中旬，宣布选定TerraPower和X-energy两个研发团队，各有补贴。 8000万美元，总投资1.6亿美元，希望推动第四代核能的发展。

尽管盖茨做出了保证，但 TerraPower 的研究成果迄今为止仍受到业界和包括《纽约时报》在内的媒体的广泛质疑。 《纽约时报》甚至开玩笑地称 TerraPower 正在开展一个“永无止境”的项目。

但 TerraPower 现在已经从理论上找到了利用核废料发电的答案：

一般核反应过程中，铀235的用量在3%~5%之间。在燃烧浓缩过程中，铀238将作为纯核废料产生。部分在反应堆中逐渐转化为钚，用作辅助燃料。但由于使用量很少，绝大多数钚不会被燃烧，最终会变成废物。

为了防止钚被遗漏，TerraPower设计了一种新型反应堆：将铀238的比例提高到几乎100%，只使用极少量的铀235，这样就可以转化更多的铀238转化为钚，然后用作钚。燃料使用情况。根据 TerraPower 的说法，这可以抽象地认为是“点燃一根木炭所需的打火机液体比以前少得多”。

利用核废料发电的最大好处是减少全球碳排放。这也是盖茨实施这个项目的初衷。 2010年，他提出到2050年实现全球碳零排放。虽然风能、太阳能等新能源的利用也能在一定程度上缓解碳排放问题，但核废料可能是更可靠的新能源在耐久性、规模和稳定性方面。

“气候恶化意味着贫困地区的人们将多年遭受农作物生长问题，因为降雨不足，气温持续上升。”盖茨在 2010 年 TED 大会上说道。他认为解决能源问题是改善气候、环境甚至贫困的极其重要的手段。

三、福岛核电站为何会累积数百万吨“核污水”？

除了核废料之外，正常运行的核电站也不断向海洋排放“核污水”。这种“核污水”的正式名称是“液体流出物”，不仅有浓度要求，还有总量要求。

水的放射性水平有多高才被称为核废水？目前尚无确切的标准，但对核电厂排放的放射性流出物有相应的要求。例如，GB6249《核电厂环境辐射防护规定》给出了3000MW火电核电厂液体流出物控制值：滨海电厂厂址除氚和碳14外，放射性核素浓度不超过1000 Bq/L ，内陆站点为100 Bq/L，并保证下游1公里受纳水体总β放射性不超过1 Bq/L，氚浓度不超过100 Bq/L。

然而，2011年“3.11”事故中，海啸导致大量海水涌入福岛核电站。针对事故，技术人员向受损堆芯注入海水和淡水进行冷却，结果水被污染。放射性主要有氚、铯134、铯137、碘129、锶90、钴60等。局势逐渐稳定后，地下水和地表降水不断进入厂区，受到污染，变成核污水。

震后福岛核电站鸟瞰图|理查德·阿特雷罗·德·古兹曼

2014年，污水增量达540吨/日。相关管理机构采取修建地下水旁路系统、防渗墙、表面硬化层等措施，以及高级液体处理系统建成后，使用纯净水对堆芯进行冷却。污水增量目前已降至140吨/日，预计2025年降至100吨/日。

福岛核废水来源示意图|

随着污水量不断增加，东京电力在厂区建立了1044个污水储存池（截至2020年9月），储存污水量高达123万立方米。不过，污水储存池建设将于2020年底完成，总蓄水容量最高可达137万立方米。

福岛污水储罐|

显然，剩下的空间已经不多了，如果不排放，到2022年污水将填满所有储罐。如果不处理，与泄漏反应堆堆芯中的放射性物质接触的污水将具有很强的放射性。

因此，东电建设了ALPS先进液体处理系统，利用吸附、脱盐等工艺去除氚以外的放射性核素，如铯137、锶90等。后来为了排放，建立了二级净化处理系统。根据东京电力提供的数据，经过两次纯化后，铯 137 浓度降至 0.185 Bq/L，锶 90 浓度降至 0.0357 Bq/L。但对于氚，目前还没有好的解决方案，处理后的氚浓度仍然高达730,000 Bq/L。

4.除了将核废水排入大海外，还有哪些处理方案？

由于储存污水的储罐即将满，超过120万吨所谓的“处理过的水”必须有地方去。归根结底还是需要排出。这只是将其排放到哪里的问题。

东京电力提出了五种处理方案：增加储罐和容量、在其他地方设立储罐、将其固化在地下、处理后排入海中、以水蒸气的形式排放到大气中。后来解决办法集中在两个：排入大海和排入大气。

福岛核电站的储存能力已接近极限，增加更多的储存罐太困难了。如果要在其他地方新建储罐，估计没有地方会接受这个烫手山芋。至于埋在地下，无论付出什么代价，都很难保证不泄漏。剩下的选择是排入海洋还是排入大气，无论哪一种，都在挑战公众的神经。

福岛污水排入大海的过程 |

排海方案显示，所有污水将进行二次处理。参考以上数据，除氚以外的放射性核素浓度将基本去除，更容易达到排放标准。与大量无污染水混合稀释后，氚浓度可降至1500Bq/L，30年左右即可排放。

一群穿着防护服的东电工人准备进入受损的4号反应堆开展紧急抢修工作 |

根据这些数据，我们可以做一个简单的计算。如果核污水保持每天100吨的增量，氚含量为730,000 Bq/L，忽略氚的衰变，每年排放的氚总量为5.66×10^13 Bq，较低高于GB6249年排放控制值7.5×10^13 Bq。事实上，氚的半衰期为12.3年，并且会继续衰变，因此实际的氚排放量会更低。

放射性核素排入大海后，由于海水量极大，放射性核素会很快被稀释。根据东京电力公司的计算机模拟，当氚的年排放量达到10×10^13 Bq时，除长期在近海约30公里海域（近海2公里以内）外，其他区域的氚浓度仍低于1 Bq/L。

污水排放后附近海域氚浓度模拟结果|

排入大气的方案类似，只不过将处理后的水加热蒸发，使水蒸气中的氚不超过5 Bq/L，然后排放并分散在风中。

显然，排入大气并不像排入大海那么方便，而且还有人直接呼吸放射性空气的恐惧。因此，东电主推的就是排海计划。日本人的公关能力还是一流的。几年前，他们就不断放出要将污水排入大海的谣言，不断考验着公众的接受度。虽然年年挨骂，但狼叫狼来的次数越数越多，人们也就习惯了。

5、福岛核废水的排放会对健康产生影响吗？

数百万吨核废水经过处理后排入太平洋是不可避免的。老百姓关心的是是否会影响健康。下面我们来分析一下。

无论如何，福岛核污水的排放仍然会导致大量放射性物质进入海洋，大家的恐慌是可以理解的。

我先插一句：下图并不能证明福岛核事故对海洋造成的核污染有多严重，因为这张图来自美国国家海洋和大气管理局。这是3.11地震引发的海啸波高图。没有放射性污染。

3.11地震海啸波高示意图|

事实上，由于海洋太大，海水量太多，稀释能力极强，福岛事故造成的海洋放射性增加非常有限，特别是受洋流方向的影响，而对我国的影响则更小，仅在海产品中检出铯134等微量特征核素。理论上来说，吃它们不会影响健康。

当然，这些核污水对福岛周边海域的影响还是比较大的。但需要指出的是，正常情况下海水的放射性活度超过10 Bq/L。因此，即使福岛核污水总量超过100万吨，如果能够按计划有序排放，对周边国家的影响也相当有限，不会造成任何危害。

至于难以去除的氚，确实令人头疼。氚进入人体后，一部分会进入组织并停留较长时间。但氚放射性对人体的危害程度目前尚无定论，也没有统一的限量标准。欧盟饮用水标准规定，氚的限值为100Bq/L，与我国内陆核电站厂址下游一公里的标准相同。世界卫生组织更夸张，认为饮用水中氚活度指导值不超过10,000 Bq/L。即使按照更严格的100 Bq/L标准，福岛污水排放时，除了距离排放口很近的区域外，其他地方的氚活度也不太可能达到有害水平。

因此，只要不在福岛周边几十公里范围内，人类和鱼类都不会受到影响。至于这些核污染物是否在鱼类体内富集的问题，海洋生物体内的放射性浓度确实高于海水中的放射性浓度，但放射性在海洋中一直存在。理论上来说，福岛污水的排放并不会让人们远离福岛。如果该岛海域整体放射性水平升高，不会对鱼类放射性水平产生重大影响。

因此，如果“核污水”数据如东电披露的那样，那么我们就不需要抢盐，也不需要过多担心海鲜的安全问题（当然福岛核电站附近的海鲜也不要吃）电厂，安全第一）。

但得出这个结论的前提是东电没有撒谎，污水确实经过了达标处理，并按照既定标准排放；鉴于东京电力有隐瞒、谎报事故严重程度的历史，其可信度值得怀疑，因此我们保持冷静，此外仍需保持必要的警惕。