[环保知识]放射性物质污染有关常识

2012年07月30日16:18 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号：T|T
关键词： 污染区 核电站 反应堆 放射性物质 裂变产物

一、核电站中放射性物质的产生

在核电站的反应堆中，采用的核燃料主要是含3％左右的铀－235，在发生裂变时，铀－235吸收一个中子，形成复合核，复合核不稳定，经过很短的时间（约10－14秒），然后分裂成二个主要碎片，同时放出数个中子和一定的能量。

U－235　＋　中子　 ——→ X1　＋　X2　＋ 2.43 中子　＋　能量

X1 和 X2 代表裂变碎片。铀－235裂变时会形成60余种不同的碎片，这些碎片通过β（贝塔）衰变，产生约250种不同核素，称为裂变产物。在这些裂变产物中，质量数集中在95和140附近，如锶－90、碘－131、铯－137等。

裂变碎片是放射性核素，会发生一系列的衰变，具有较强的放射性，主要为β射线和γ（伽玛）射线，有的核素半衰期（放射性活度减少一半所需要的时间）较短，如碘－131（8天）等，有的核素半衰期较长，如铯－137（30多年）等。

反应堆中的能量主要由铀－235裂变所释放的能量，包括裂变时瞬时释放的能量（占90％以上）和裂变产物在其随后的衰变是缓慢释放的能量（小于10％）二部分，瞬时释放的能量包括裂变碎片的动能、裂变中子动能、瞬发γ射线能量等，缓慢释放的能量包括裂变产物γ射线衰变能量和β射线衰变能量等。

福岛第一核电站在地震发生时，反应堆通过自动控制系统，将裂变反应自动停止，因此，反应堆主要的能量来源停止产生，但由于有大量裂变碎片还将继续衰变，产生一定的能量，因此，反应堆在停堆后，以及从反应堆中取出的乏燃料，在其随后的一段较长时间内还会继续产生热量，需要通过水来降温。

二、放射性物质的释放

虽然核电站的反应堆中产生有大量的放射性物质，但在正常情况下，这些放射性物质是不会向环境中释放的，其主要原因是核燃料和裂变产生的放射性物质被密封在锆合金的包壳中，主要包壳不发生破裂，这些放射性物质就不会出来。

工作人员在给福岛第一核电站的压力容器减压、排放蒸汽时，为什么会有放射性物质释放呢？这主要是由于事故发生后，核电站的电源长时间缺失，水的循环停止，不能将压力容器中的热量及时排出，堆芯中的水不断蒸发而减少，部分燃料棒没有得到水的冷却，温度升高，超过锆合金的溶化温度，从而使包壳破裂，部分放射性物质泄漏出来，当打开减压阀排法蒸汽时，一些受热气化的放射性物质随蒸汽排出压力容器，向环境中释放。

由于只有部分燃料棒发生溶化，排放蒸汽也是间歇地进行，因此，排放出的放射性物质较少，同时，由于随蒸汽排放的放射性物质，只是在低流层中随风向周围扩散，因此，放射性物质对周边的影响范围是有限的，主要取决于风向和风速。

三、放射物质对人体的影响

向环境释放的放射性物质对人体的影响分二个阶段：早期的照射和随后的照射影响。

早期的照射主要是放射性物质随空气扩散，空气中的放射性物质，特别是γ射线衰变的放射性物质，对位于有空气污染区域的人员直接外照射，或放射性物质沾染在人体的皮肤和衣服上，给人体造成的照射；同时，通过呼吸道，使空气中的部分放射性物质进入人体，给人体造成内照射。

外照射的剂量大小与空气中的放射性物质量（浓度）、人员在污染区停留的时间、放射性物质沾污的量和沾污的部位等有关。进入人体的放射性物质，依据放射性物质的特性不同，在人体中的沉积部位和器官也是不同的，如碘－131主要沉积在甲状腺、铯－137主要沉积在肌肉和骨骼等。进入人体放射性物质给人体的照射剂量还受放射性物质的半衰期和人体对放射性物质的生物半排期等影响，有的放射性物质进入人体后很容易排出人体，对人体的影响也就较小。有些放射性物质进入人体后很难从体内排出，在随后较长的时间都会对人体造成照射。

随后的照射主要来自放射性物质的沉降所引起。放射性物质随空气扩散后，在它经过的地方，会有部分放射性物质沉降到地面，从而污染地面上的土壤和水体，生活在污染区的人员一方面要接受放射性物质的外照射，同时，放射性物质会通过各种食物链对人体造成内照射。

土壤和水中的放射性物质会被植物（青草、蔬菜、水果、粮食作物等）吸收，人和动物食用这些植物时，放射性物质转移到人和动物体内；人要食用牛奶、牛羊肉、鱼等，放射性物质也将转移到人体，给人体造成内照射。

四、食物和水中的放射性物质含量限值

为了防止放射性污染的土壤和水中，放射性物质通过食物链对人体造成过高的照射，各国对食品、饮用水中放射性物质的含量给出了各种放射性核素的浓度限值，这些限值是基于这样的规定：在规定的时间内摄入的放射性物质所致公众内、外照射的待积剂量（成年人按50年、儿童按70岁计算）应满足年剂量限值的要求，即公众每年小于1毫希伏。

正常环境中的土壤和水中有少量的天然放射性核素（如铀、钍、镭、钾等）和人工放射性核素（铯、氚等），因此，各种食物中或多或少也含有少量的放射性物质，有些地区要多一些，有些地区则少一些。

基于上面的规定，日本核安全委员会规定，每公斤水碘－131的含量不能超过300 Bq（贝克勒尔，放射性活度单位），铯不能超过200 Bq。

五、到目前为止，福岛核电站周围的放射性物质对食品和水的影响

到目前为止，日本文部科学省已公布了福岛第一核电站周边的食品和水中的放射性检查数据，福岛县周边栃木、群马、新潟、千叶、埼玉和东京的自来水检测出微量放射性碘，其中栃木和群马的自来水同时测出放射性铯，但放射物质含量没有超标。

检测结果显示，栃木：每公斤自来水中碘含量为77 Bq，铯含量为1.6 Bq；群马：每公斤自来水中碘含量为2.5 Bq，铯含量为0.22 Bq；埼玉、千叶、东京和新潟：每公斤自来水中碘含量分别为0.62、0.79、1.5和0.27 Bq。

另外，联合国国际原子能机构(IAEA)20日也表示，日本核事故泄漏的辐射量，并未污染到日本以外地区所生产的食品。

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