核污水

核污水的來源

核污水主要來源包括事故發(fā)生后的冷卻水，滲入場址的地下水及雨水等。比如，在福島第一核電站事故中，需要持續(xù)用水冷卻核電站融化的燃料和燃料碎片，初始階段是將海水泵入反應(yīng)堆以保持其冷卻，之后用去離子水取代，這些冷卻水不斷暴露于堆芯及其它受損的反應(yīng)堆部件中，導(dǎo)致大量的核污染水產(chǎn)生；除此之外，還有地下水從周圍環(huán)境滲入反應(yīng)堆建筑，有雨水落入受損反應(yīng)堆和渦輪機廠房，這些地下水和雨水通過直接接觸融化的燃料或與建筑物中積聚的放射性水混合而受到污染。再比如，在切爾諾貝利核事故中，冷卻水管發(fā)生破裂，為了降低坑室溫度使用應(yīng)急輔助水泵向其中注入了大量的消防水，導(dǎo)致反應(yīng)堆下方用作應(yīng)急冷卻泵蓄水池的起泡池連同地下室一起被淹沒，給后續(xù)處理帶來了極大的困難2。這些核事故產(chǎn)生的核污水水量巨大，為了減少核事故后核污水的產(chǎn)生量，需要采取有效措施，比如將來自受損設(shè)施高處未被污染的地下水從設(shè)施周圍分流到大海以減少需要處理的水量。

核污水的危害

核污水中包含多種放射性元素，如氚、鍶、钚等，它們的濃度在不同來源的核污水中各不相同，因此對核污水必須進行妥善處理，否則它們可能對水源產(chǎn)生污染，影響水生生態(tài)環(huán)境，危害水生動物，還可能導(dǎo)致輻射污染擴散到周邊地區(qū)，對人類和動植物的健康造成威脅。在人體損害方面，短時間大劑量的電離輻射照射可能會導(dǎo)致急性放射性疾??；又如核污水中的氚以氚化水（HTO）的形式存在，它可以輻射出低能β粒子，盡管β粒子無法穿透皮膚，但如果攝入體內(nèi)，會對人體造成損傷。

此外，核污水及核事故造成的居民流離失所和恐慌情緒會帶來社會影響，而居民財產(chǎn)損失以及處理核污水所需的經(jīng)費也會對財政造成影響。

核污水的處理

在放射性元素的處理上，從化學(xué)反應(yīng)層面無法使一種原子轉(zhuǎn)化為另一種原子。如果采用高能粒子打靶的方式處理百萬噸級的核污水，則需要高到難以估計的成本和能量，這是不現(xiàn)實的。因此，往往采取“隔離”的方法來處理核污水，也就是將其包容，并在必要的范圍內(nèi)使之與可接近的生物圈隔離。一般認為“可接近的生物圈”包括地下水、地表水和海洋資源等。例如氚的半衰期是12.4年，通過隔離貯存使其在幾十年的時間內(nèi)自然衰變可以降低危害。

然而，核設(shè)施事故產(chǎn)生的核污水一般數(shù)量巨大，這會導(dǎo)致缺乏足夠的貯存場所的問題；同時，貯存的放射性污水也面臨地震、海嘯等因素可能導(dǎo)致的巨大風(fēng)險。因此，除了長期保管這一方法進行處置外，可能還需要其它方式來處置核污水，比如吸附淡化、蒸發(fā)排放、固化填埋、注入地層、電解釋放等。實際方案的選取與核污水的狀態(tài)以及多方面因素有關(guān)。

在具體的處理方法上以碳-14和氚為例，碳-14主要以碳酸鹽和/或碳酸氫鹽的形式存在，傳統(tǒng)的水處理過程如離子交換可以有效地移除以形式存在的碳-14。從液體中去除氚的可用技術(shù)包括電解，通過將水完全電解為氫氣和氧氣，氫氣被直接送入低溫蒸餾系統(tǒng)去除雜質(zhì)，接著與氧氣重新結(jié)合以生成去除雜質(zhì)的水產(chǎn)物。其他方法還有水蒸餾、激光同位素分離和化學(xué)分解等，但包括電解在內(nèi)這些方法成本都較高。

三里島核事故后，經(jīng)過去污處理后，仍具有輕微放射性的污染水（被氚污染）被貯存起來，為此建造了數(shù)量龐大的儲罐并對現(xiàn)有儲罐進行管理以最大限度提高儲存能力。此后超過2.3萬加侖被處理后的核污水進行了蒸發(fā)處理。

切爾諾貝利核事故后，放射性廢物被進行了積極處理。包括建造了新安全封閉體（NSC），它將舊石棺包裹起來，以確保在至少100年內(nèi)放射性物質(zhì)不會被釋放到環(huán)境中。就液體廢物處理方面，切爾諾貝利建有液體放射性廢物處理廠（LRTP），它由三部分設(shè)施組成：從現(xiàn)有儲存設(shè)施中清除液體放射性廢物（LRW）的設(shè)施；LRW運輸?shù)教幚碓O(shè)施的設(shè)施；LRW的處理和膠結(jié)設(shè)施。經(jīng)過LRTP處理，液體放射性廢物被固化，轉(zhuǎn)化為水泥混合物，這些混合物先被裝入容量為200L的桶內(nèi)，之后再放入鋼筋混凝土容器，然后被送到距離切爾諾貝利核電站17公里的Vector生產(chǎn)綜合體區(qū)域的用于放射性固體廢物處理的工程近地表處置設(shè)施（ENSDF）。2019年7月，LRTP開始試運行，在為期一周的試運行中，該工廠生產(chǎn)了34個水泥桶形態(tài)的廢物貨包，在等待至少28天后，被轉(zhuǎn)移至Vector處理。

福島第一核電站事故后，每天大約有400立方米的未被污染的地下水流入建筑，同時還有大約400立方米的水用于反應(yīng)堆冷卻，這使得每天需要處理的的污染水總量達到800立方米。其中大約400立方米/天的水被重新注入反應(yīng)堆，用于冷卻燃料和燃料碎片，剩余400立方米/天的水被貯存在污染水儲箱中。目前福島第一核電廠內(nèi)設(shè)有多座儲槽，包括1046座用于ALPS處理水的儲槽，24座用于鍶處理水的儲槽，12座海水淡化裝置（RO）處理水儲槽，以及一座濃縮鹽水儲槽。截至2023年11月9日，儲槽內(nèi)ALPS處理水等及鍶處理水的存儲量為1,328,208立方米。此處ALPS處理水指通過多核素去除裝置（ALPS）對核污水進行凈化處理后的核污水，此設(shè)備將除氚之外的放射性物質(zhì)（ALPS設(shè)計之初并未考慮去除碳-14）濃度降低至充分滿足安全監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。日本國內(nèi)民眾以及國際社會對于經(jīng)過ALPS處理后的核污水的安全性存在質(zhì)疑。這些被貯存的ALPS處理水在使用海水稀釋了氚的濃度后被排入大海。

排海事件

第四輪

2023年12月18日，據(jù)日本廣播協(xié)會（NHK）報道，東京電力公司稱，福島第一核電站核污染水第四輪排海將于2024年2月下旬開始，排海總量預(yù)計為7800噸。13

2024年2月7日，日本福島第一核電站核污染水凈化裝置中，含有放射性物質(zhì)的大量核污染水發(fā)生泄漏。而根據(jù)東電此前公布的信息，第四次核污染水排海將于2024年2月下旬啟動，預(yù)計排放量將達到7800噸。加上此前的三次排放，截止到2024年3月底，福島第一核電站總共將有31200噸核污染水排放入海。

2024年2月28日，日本東京電力公司開始對福島第一核電站的核污染水進行第四次排放。18

泄漏事件

2024年2月7日，日本東京電力公司稱，福島第一核電站核污染水凈化裝置發(fā)生泄漏。約有5.5噸含有放射性物質(zhì)的核污染水泄漏，包含銫、鍶等放射性物質(zhì)約計220億貝克勒爾14。

2024年2月15日，日本東京電力公司公布了調(diào)查結(jié)果，稱泄漏系工作人員未關(guān)閉手動閥門所致。報道稱，當(dāng)天核污水泄漏時長約40分鐘，約1.5噸核污水流到外部并滲入土壤，泄漏的放射性物質(zhì)總量高達66億貝克勒爾。16

2024年2月19日，日本東京電力公司在原子力規(guī)制委員會會議上報告了福島第一核電站2月7日發(fā)生的核污染水凈化裝置泄漏事故的調(diào)查情況。