福島核泄漏的最壞可能

　　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，越來越多的人在考慮“最壞情況”的可能了。那么最壞到底能有多壞呢？
　　完整的評估太過復雜，咱們就從比較簡單的，也是目前很多人最關(guān)心的問題說起：放射性物質(zhì)的泄露對海水到底能有多大的影響。這里我們主要拿風頭正勁的碘-131來開刀。
　　
　　泄露的碘-131最多有多少
　　
　　福島第一核電站的乏燃料存儲，按去年３月份計算是1760噸，而那里的存儲總?cè)萘坎?100噸，一年下來肯定離塞滿還有一段距離。一個典型的反應堆內(nèi)部核燃料最大容量約在100噸左右，實際容量則根據(jù)每個堆的具體功率而定，一般只有幾十噸。拼命往大算的話，我們就按6個堆一共2600噸燃料估算，其中2000噸乏燃料，600噸核燃料；它們都是相應放射性金屬的二氧化物。
　　核電站如果使用標準的低濃度鈾燃料，有效燃料（鈾-235）一般只有4％左右，剩下的96％是鈾-238。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％。按最大數(shù)值估算，就統(tǒng)一按照5％來算。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）；去掉兩個氧原子，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)衰變的話都不會產(chǎn)生碘，衰變到鉛（鉛-207）就停止了。目前釋放出來的碘-131照理說應該都是前一段時間沒停堆時的裂變產(chǎn)物，現(xiàn)在裂變已經(jīng)幾乎完全停止，只剩下衰變；但既然是估算最壞情況，那么就讓全部的核燃料都盡可能裂變。這樣最多能得到1噸碘-131（1.6％×62噸＝0.99噸，為計算方便，定為1噸）。當然了，實際數(shù)字一定是遠遠小于此值。
　　1噸哎，看起來好可怕呢，能裝一輛解放牌卡車的！
　　
　　對海水影響有多大
　　
　　我們再來看看海水有多少。
　　太平洋的總水量估計為6.22億立方千米，1立方千米的海水大約重1.03×109噸，太平洋的總水量就是6.4×1017噸??！1噸的碘-131扔進去，那質(zhì)量濃度還不到10-17，要想毒害全地球，實在是力不從心。
　　拿整個太平洋與核電站的放射性物質(zhì)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6.7×107噸/秒；其厚度500～1000米，寬度約200千米。讓我們假設1噸的碘-131一瞬間全進入黑潮正中央，那進入處的魚蝦大概是死翹翹了?？傻饪偟脭U散吧。假定碘按照半球形的方式擴散，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，碘的質(zhì)量濃度也可憐地只剩下不到10-8。等到接觸到洋流的側(cè)面（100千米）的時候，含碘水團的質(zhì)量濃度就是不到10-13。
　　當然還有一個麻煩是，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，含有碘-131的洋流拼了命能流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。
　　還有一個問題是，這點可憐的碘能否進到海鹽里？海水里本身是含有極少量的碘的，平均濃度為0.064（1ppm等于100萬分之1），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，因為就算吃的是海鹽，按照現(xiàn)在的海鹽濃縮鹵水制法，海水里的碘根本達不到沉淀成鹽的濃度；而這次新加進去的碘-131無論怎么算，濃度都要遠遠小于海水里的天然碘濃度，不可能沉淀下來的。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，但只要進了大海，就實在威風不起來了。
　　那么放射性的銫呢？銫-137要稍微多一點，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，超過30年。然而，多出來這么一點劑量，也并不能扭轉(zhuǎn)它和海水力量對比的頹勢，除了半衰期計算之外，以上其他的結(jié)果數(shù)量級依然不變。這些放射性元素集中起來確實可以對核電站周邊幾十千米的地區(qū)造成嚴重危害，可是一旦陷入汪洋大海之中，就實在起不了多大作用了。有研究人員對放射性銫在日本茨城縣海域擴散的情形進行計算機模擬后推測，這些放射性物質(zhì)隨海流5年后可到達北美，10年后到達亞洲東部，30年后幾乎擴散至整個太平洋，但即使高放射性污水全部泄漏入海，其擴散區(qū)域的放射性活度也極低，不會對人體造成影響。
　　其實在裂變的眾多產(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)，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)生最嚴重的堆芯熔化導致放射性物質(zhì)徹底泄露，鈾和钚可能直接進入大海。不過，這兩種物質(zhì)都是既不揮發(fā)也不溶解于水的，進入海水就會很快沉底然后被沉積物掩埋起來，雖然它們會危害本地的海底生態(tài)，卻很難把傷害擴散出去，更談不上污染整個大洋了。
　　總之，即使福島第一核電站的燃料統(tǒng)統(tǒng)下了海，我國的海鹽生產(chǎn)和近海魚業(yè)遭到嚴重核污染的可能性實在不大。海洋環(huán)境中的放射性輻射本已有之。大洋海底經(jīng)常發(fā)生地震，巖石中的放射性同位素時有涌出，構(gòu)成了海洋環(huán)境中天然放射性本底的一部分。這種天然放射性本底通常對人類健康是無害的。核電站泄露造成的輻射加入后，自然環(huán)境中的放射性輻射雖然會陡增，但只有累積到一定量之后，才會對人體有害。
　　目前，我們的放射性同位素的檢測技術(shù)已經(jīng)很成熟，過程簡便，設備簡易，且成本很低，完全可以及時檢測海水以及海產(chǎn)品中是否含有碘-131、銫等核泄漏中的放射性同位素及其含量。當然，這也并不代表我們可以掉以輕心。沿海近期關(guān)注的將主要是核輻射的擴散物理過程，比如海洋水動力過程引起的海水擴散。從遠期來看，半衰期長的放射性核素存在著通過食物鏈傳遞而一級級富集的可能。必須嚴格檢測海鮮中的核輻射現(xiàn)狀數(shù)據(jù)才能做到萬無一失。大家可以關(guān)注臨近各國海洋、漁業(yè)、環(huán)保部門定期發(fā)布的最新核輻射檢測數(shù)據(jù)。
　　【責任編輯】趙菲