日本福島及周邊地區(qū)輻射劑量率監(jiān)測(cè)及分析

金星宇++劉子昂++王楷葳

[摘 ?要]采用手持式射線檢測(cè)儀，選取東京都臺(tái)場(chǎng)，いわき縣，仙臺(tái)機(jī)場(chǎng)等地的6個(gè)采樣區(qū)域、29個(gè)有效采樣點(diǎn)，采集并對(duì)比分析了不同地理位置及吸收介質(zhì)下伽馬輻射吸收劑量率數(shù)據(jù)，得出福島核事故后第一核電站周邊輻射區(qū)內(nèi)輻射量與距離、介質(zhì)及其他因素的關(guān)系，填補(bǔ)核泄露事故研究領(lǐng)域內(nèi)介質(zhì)因素對(duì)輻射量影響相關(guān)研究的空白。研究結(jié)果表明，核輻射值與采樣點(diǎn)到爆炸中心的距離呈一定線性相關(guān)關(guān)系，同時(shí)也受不同吸收介質(zhì)的影響。

[關(guān)鍵詞]福島，核輻射，吸收劑量率

中圖分類號(hào)：87X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）23-0284-01

1 研究背景

2011年3月11日14時(shí)46分，日本東北部海域發(fā)生震級(jí)里氏9.0級(jí)地震，震源深度海平面下10kM。地震引發(fā)的強(qiáng)烈海嘯導(dǎo)致福島第一核電站1～4號(hào)機(jī)組出現(xiàn)不同程度的核泄露，事故等級(jí)被定為國(guó)際核能時(shí)間分級(jí)表（INES）的最高級(jí)--7級(jí)，與切爾諾貝利事故同級(jí)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到2千億美元。由于福島第一核電站位于太平洋海岸線上，其泄漏事故產(chǎn)生的核污染物經(jīng)洋流可進(jìn)行大范圍擴(kuò)散。德國(guó)GEOMAR研究中心計(jì)算機(jī)模擬數(shù)據(jù)表明，事故發(fā)生五年內(nèi)，核污染物將擴(kuò)散至美國(guó)西海岸。福島核泄漏事故發(fā)生一年后，當(dāng)?shù)?8歲以下青少年患甲狀腺癌的比例顯著提升，遠(yuǎn)高于全日本同年齡段的平均水平。福島第一核電站周圍70公里處的日本獼猴肌肉組織和血細(xì)胞中出現(xiàn)放射性銫。諸多研究表明，福島核泄漏事故后的微量核輻射會(huì)對(duì)第一核電站周圍生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期深遠(yuǎn)的影響，并對(duì)人體健康產(chǎn)生損害。

2011年內(nèi)已有國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)對(duì)日本福島核泄漏事故核污染物傳播途徑進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬及傳播速率預(yù)測(cè)，包括對(duì)不同泄漏源地理位置對(duì)全球范圍內(nèi)核污染物傳播路徑和速率的影響的分析，相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》，2011（12）。目前發(fā)表的研究成果中暫沒(méi)有對(duì)于不同介質(zhì)下核污染物吸收效率的對(duì)比分析。

2 研究目的

在福島第一核電站周邊不同距離的6個(gè)采樣區(qū)域、29個(gè)有效采樣點(diǎn)，采集不同地理位置和吸收介質(zhì)下伽馬輻射吸收劑量率數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比分析，得出福島核事故后第一核電站周邊輻射區(qū)內(nèi)輻射量與距離、介質(zhì)及其他因素的關(guān)系，填補(bǔ)核泄露事故研究領(lǐng)域內(nèi)介質(zhì)因素對(duì)輻射量影響相關(guān)研究的空白，并與已有研究結(jié)合，分析日本政府在核泄漏事故發(fā)生后的應(yīng)急措施是否妥當(dāng)。采集到的數(shù)據(jù)及研究成果，不僅可以為降低再次發(fā)生核事故的幾率提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);還可以為核泄漏事故發(fā)生后提高應(yīng)急工作的反應(yīng)速度和效率提供參考。

3測(cè)量?jī)x器、測(cè)量地點(diǎn)及研究方法

本次研究采用的儀器為美國(guó)Inspecter手持式射線檢測(cè)儀。

本次檢測(cè)活動(dòng)的檢測(cè)地點(diǎn)主要集中在東京都及福島縣附近。測(cè)量地點(diǎn)如圖1所示，呈線狀沿海邊分布，主要測(cè)試點(diǎn)包括東京都臺(tái)場(chǎng)，いわき縣，仙臺(tái)機(jī)場(chǎng)等。期間，還深入到了福島第一核電站20km內(nèi)的半開(kāi)放街區(qū)，及完全封鎖區(qū)邊界進(jìn)行了測(cè)量。在相同地點(diǎn)，還對(duì)土壤、空氣、植被、水等多種不同媒介進(jìn)行了測(cè)量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析;此外，還對(duì)福島及周圍地區(qū)同一地點(diǎn)的向光和背光面的核物質(zhì)殘留物進(jìn)行了測(cè)量。

4 數(shù)據(jù)分析

放射性元素沉積的大體方向總是遵循著水流、風(fēng)、重力以及生物鏈的方向沉積，原因是有放射性的元素進(jìn)入了水體、空氣、地下或生物體內(nèi)。由于新陳代謝，表面細(xì)胞有序更換，植物體凋亡細(xì)胞和表面蠟質(zhì)層的脫落，所以生命體表面較難長(zhǎng)時(shí)間存在放射性元素。生命體代謝對(duì)輻射除存在表面新陳代謝外，還有生命體內(nèi)部的代謝。海洋植物中綠藻的膜構(gòu)成較簡(jiǎn)單，代謝更徹底，和環(huán)境隔絕性最差，所以不容易積累放射性。無(wú)機(jī)物這些特性在數(shù)據(jù)內(nèi)都有一定的體現(xiàn)。

本研究收集的數(shù)據(jù)根據(jù)測(cè)量地點(diǎn)不同和介質(zhì)不同，進(jìn)行了基于這兩個(gè)特性的分組?？傮w趨勢(shì)是在距離福島第二核電站越近的地方輻射強(qiáng)度越高，最接近第二機(jī)組的位置（富岡縣的櫻花樹(shù)，第16組數(shù)據(jù)）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)。輻射在探測(cè)過(guò)程中沒(méi)有按距離分布的精確規(guī)律，有些輻射值甚至.毫無(wú)邏輯可言。例如櫻花樹(shù)本身的輻射劑量，大致是距離其樹(shù)干不到10cm的金屬圍欄的4倍左右。

采集目標(biāo)主要分為生物材料和無(wú)機(jī)物兩組。

在距離機(jī)組較遠(yuǎn)的地方（大于20km）輻射值（第1到第9組數(shù)據(jù)）相對(duì)穩(wěn)定，此處的野生百合（多年生球根草本）和薔薇科灌木（落葉灌木）（第3組和第5組）的表面輻射是顯著的較低值;柏樹(shù)苗的表面輻射較高，可能是因?yàn)槠淠挲g必然小于事故時(shí)間且離土壤較近，更容易接觸到放射性物質(zhì)和塵埃。

海邊的普通沙礫輻射劑量和其他地點(diǎn)相近，但是最為顯著的是海邊干燥的巖石表面輻射率超過(guò)0.4μSv/h，明顯高于周圍的其他數(shù)據(jù)。地理位置使此巖石處于一個(gè)受風(fēng)口，極易受到風(fēng)的侵蝕，而放射性物質(zhì)的傳播方式之一就是靠風(fēng)的傳播。該巖石處于開(kāi)放，接受風(fēng)和射線高強(qiáng)度的同時(shí)也不會(huì)經(jīng)常被海水沖刷，漲潮也較難接觸到這塊石頭，所以放射性物質(zhì)不會(huì)被帶走。

福島與松島連接處的森林內(nèi)部因?yàn)樯儆信c外界進(jìn)行大量物質(zhì)交換，所以內(nèi)部的樹(shù)木的樹(shù)干以及景物大都放射性較低，海岸以及第24組數(shù)據(jù)的圍欄由于對(duì)海水，風(fēng)的開(kāi)放程度高，所以輻射量比周邊高。仙臺(tái)市火力發(fā)電廠外圍受輻射影響較小，地面輻射值較低，原因應(yīng)該是其距離輻射源較遠(yuǎn)的地面并非多孔結(jié)構(gòu)，讓輻射物質(zhì)無(wú)法在表面長(zhǎng)時(shí)間滯留。仙臺(tái)市機(jī)場(chǎng)的土壤表層和航空設(shè)施表層由于地理位置和氣流，輻射量略高于火力發(fā)電廠的外圍。

研究結(jié)果表明：核輻射值與采樣點(diǎn)到爆炸中心的距離呈一定線性相關(guān)關(guān)系，同時(shí)也受不同吸收介質(zhì)的影響。

5 當(dāng)?shù)卣扇〉姆椒?/p>

2013年3月11日，東日本大地震導(dǎo)致日本第一核電站爆炸的同時(shí)，日本環(huán)境省即發(fā)表、通過(guò)了《放射性物質(zhì)汚染対処特措法》（暨《原子能災(zāi)害對(duì)策特別措施法》），并成立了以首相菅直人為部長(zhǎng)的「福島原子力発電所事故対策連絡(luò)本部」。事故當(dāng)天，規(guī)劃出包括富岡市在內(nèi)的避難范圍，避難范圍達(dá)到第一核電站20公里至30公里的范圍內(nèi)。隨后后，日本政府在保證福島災(zāi)區(qū)居民食物、住宿、醫(yī)療的基礎(chǔ)上，積極宣傳科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)防知識(shí)，設(shè)立多處監(jiān)測(cè)站，加強(qiáng)輻射監(jiān)測(cè)，及時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、新聞、報(bào)紙等方式公布相關(guān)數(shù)據(jù)。另外，政府在福島縣多處建立實(shí)驗(yàn)稻田，水質(zhì)檢測(cè)局，原子力研究所等項(xiàng)目部門(mén)，監(jiān)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)品、水產(chǎn)品的輻射殘留量，為全體市民提供科學(xué)真相。對(duì)于由地震、海嘯、爆炸產(chǎn)生的垃圾廢物，日本政策統(tǒng)一收集、分類，將可燃垃圾在當(dāng)?shù)厝紵筇幚恚豢扇祭鴮⑦\(yùn)輸?shù)狡渌胤竭M(jìn)行填埋。

6 結(jié)語(yǔ)

正如衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心主任、中國(guó)疾控中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所所長(zhǎng)蘇旭先生認(rèn)為，當(dāng)輻射劑量很小時(shí)，健康風(fēng)險(xiǎn)也非常小。如當(dāng)?shù)?131的年輻射劑量低于100mSv時(shí)，導(dǎo)致癌癥的風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有明顯增加。結(jié)果表明，未封鎖區(qū)的最高年輻射劑量為24mSv，不會(huì)對(duì)福島地區(qū)未封鎖區(qū)居民的健康產(chǎn)生影響。到福島市富岡町觀賞櫻花綻放的旅行指日可待。據(jù)了解，日本當(dāng)?shù)卣鶕?jù)放射性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，決定在2017年春季迎來(lái)第一批“福島居民”。大部分中、小學(xué)也會(huì)在2017年4月正常開(kāi)學(xué)。通過(guò)對(duì)水稻進(jìn)行核物質(zhì)的檢測(cè)，除了筍一類的農(nóng)作物，大多本地農(nóng)產(chǎn)品通過(guò)食用標(biāo)準(zhǔn)。

5年之后的今天，福島已經(jīng)不再是心中夢(mèng)魘。福島地區(qū)的輻射劑量已經(jīng)降低到人體能夠接受的范圍。無(wú)論是農(nóng)作物，水源，還是二次加工的安全食品，都可以自給自足。也許，我們是時(shí)候以科學(xué)調(diào)查為依據(jù)，放下偏見(jiàn)，走進(jìn)福島了。那是一片曾經(jīng)遭受巨大災(zāi)難的地區(qū)，經(jīng)過(guò)5年來(lái)與災(zāi)難的斗爭(zhēng)，重建的福島已經(jīng)美麗如前。歷經(jīng)巨大災(zāi)難的洗禮，那里需要更多的人關(guān)注、造訪和關(guān)懷。