放射性物质的产生

一、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、放射性污染的来源有哪些？有哪些危害？

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放射性污染来源和危害

天然放射性核素品种很多，性质与状态也各不相同，它们在环境中的分布十分广泛。在岩石、土壤、空气、水、动植物、建筑材料、食品甚至人体内都有天然放射性核素的踪迹。地壳是天然放射性核素的重要贮存库，尤其是原生放射性核素。地壳中的放射性物质主要为铀、钍系和 。其中，空气中的天然放射性核素主要有地表释入大气中的 及其子体核素，动植物食品中的天然放射性核素大多数是。

土壤主要由岩石的浸蚀和风化作用而产生的，可见，其中的放射性是从岩石转移而来的。由于岩石的种类很多，受到自然条件的作用程度也不尽一致，可以预期土壤中天然放射性核素的浓度变化范围是很大的。土壤的地理位置、地质来源、水文条件、气候以及农业历史等都是影响土壤中天然放射性核素含量的重要因素。

存在于岩石和土壤中的放射性物质，由于地下水的浸滤作用而受损失，地下水中的天然放射性核素主要来源于此途径。此外，粘附于地表颗粒土壤上的放射性核素，在风力的作用下，可转变成尘埃或气溶胶，进而转入到大气圈并进一步迁移到植物或动物体内。土壤中的某些可溶性放射性核素被植物根吸收后，继而输送到可食部分，接着再被食草动物采食，然后转移到食肉动物，最终成为食品中和人体中放射性核素的重要来源之一。环境水中天然放射性核素的浓度与多种因素有关。

此外，天然放射性物质还包括宇宙射线。宇宙射线是一种从宇宙空间射到地球上的高能粒子流，它由质子、 粒子等组成。天然放射性已为人类所适应，并未造成什么危害。

三、核废水是什么东西？

核废水，一般是指核电站排出的废水。另根据东京电力公司数据，核废水中包含63种放射性物质。2021年4月13日，日本正式决定向海洋排放福岛第一核电站含有对海洋环境有害的核废水。

所谓的核废水，是指核电站排出来的废水。光是废水，本身就危害性极大，更何况是核废水了，其的危害性可想而知。另根据东京电力公司数据，核废水中包含63种放射性物质。2021年4月13日，日本正式决定向海洋排放福岛第一核电站含有对海洋环境有害的核废水。

一旦沾染上这些放射性污染物，它就会直接进入动植物的内部，造成基因序列的突变，诱发严重的疾病，比如说癌症等等。而同时它对下一代的影响也非常大，最直观的影响就是新生代的严重畸形和遗传性的疾病。虽然说这些核废水经过人为等干预处理以后浓度会大大降低，但是比如氛等这些物质是无法根本去除的。所以，这些核废水一旦投入太平洋，不管说是对海洋生态环境还是对人类来说都是非常大的危害。

而这些核污染物到底需要多长时间才能够完全地消解，这里没办法给出一些准确的数据，但是可以预测的是它将是一个相当漫长的过程，是几千年甚至上万年。因为本身这些同位素它的半衰期就是非常久的，最短的也有30年，比如说钴的半衰期就达到5.27万年。这里我们需要知道，半衰期指的是放射性物质原子数衰减到一半所用的时间，所以并不是说经过5.27万年以后钴就消失了，而只是减半，因此要经过无数个半衰期这样放射元素才能达到安全范围。

四、放射性废水（液）的主要来源？

  核工业的废水、废气、废渣的排放是造成环境放射性污染的一个重要原因。核燃料生产循环的每一个环节都排放放射性物质，但不同环节排放的放射性核素的种类和数量是不同的。

铀矿开采过程对环境的放射性污染，主要是氡和氡的子体以及放射性粉尘对周围大气的污染，放射性矿井水对水体的污染，废矿渣和尾矿等固体废物的污染。

铀矿石经选矿后是送往铀水冶厂制成铀的化学浓缩物的。铀水冶厂的放射性废水量和废渣量很大。如采用酸法浸出工艺，处理每吨矿石约产生2。5～5。5立方米废水。采用碱法浸出时,因沉淀母液返回利用,处理每吨矿石产生 0。4～0。8立方米废水。

  这些废水排入江河后,往往造成下游河段铀和镭的含量明显增高。铀水冶厂废水中除了铀和镭等放射性核素外，还有某些无机离子如硝酸根、铵和锰的离子等。铀水冶厂提取铀后的尾矿量与原矿石量大致相同尾矿中的镭约为原矿的93～98％,铀为原矿的5～20％,所以尾矿中的镭及其子体氡是污染环境的主要放射性核素。

  铀精制厂、铀元件加工厂以及铀气体扩散厂对环境的污染都较轻。

核电站 核电站排出的放射性污染物为人工放射性核素，即反应堆材料中的某些元素在中子照射下生成的放射性活化产物，由于元件包壳的微小破损而泄漏的裂变产物，元件包壳表面污染的铀的裂变产物。

核电站排入环境中的放射性废水，包括冷却水、元件贮存池水、实验室废水和地板冲洗水等。排往环境的放射性废气中的裂变产物有(碘、 氚和惰性气体(氪、(氙，活化产物有(氮、(氩和(碳，以及放射性气溶胶。

核电站排入环境的放射性污染物的数量与反应堆类型、功率大小、净化能力和反应堆运行状况等有关。

  如早期一座核电站每年排出的废水放射性强度(除氚外)，一般为几居里到几十居里。到70年代后期，年排放量大大减少，只有个别核电站超过5居里。

在正常情况下，核电站对环境的放射性污染很轻微。如生活在核电站周围的绝大多数居民，从核电站排放放射性核素中接受的剂量，一般不超过本底辐射剂量的百分之一。

  只有在核电站反应堆发生堆芯熔化事故的时候，才可能对环境造成严重污染。如1957年10月 8日英国温兹凯尔石墨气冷堆发生的堆芯熔化事故，释放到环境中的(碘为20000居里，(碲为12000居里,(铯为600居里，(锶为80居里,(锶为2居里，严重污染了周围地区,并影响到欧洲大陆。

  周围地区牛奶中的(碘最高达 1。4微居里／升,致使约700平方公里地区内的牛奶在短期内不能食用。

核燃料后处理厂 核燃料后处理厂是将反应堆辐照元件进行化学处理，提取钚和铀再度使用。后处理厂排入环境的放射性核素为裂变产物和少量超铀元素。

  其中一些核素半衰期长、毒性大(如(锶、(铯和(钚），所以后处理厂是核燃料生产循环中对环境污染的重要污染源。

后处理厂的低水平放射性废水，经蒸发、离子交换和絮凝沉淀等净化处理后可排入环境。排出的放射性废气主要含裂变产物(碘、(氪和(氙等后处理厂的中水平和高水平放射性废水不能排入环境,须作固化处理(见  

核试验 核爆炸瞬间能产生穿透性很强的中子和γ辐射，同时产生大量的放射性核素。前者称为瞬间核辐射，后者称为剩余核辐射。

  剩余核辐射有三个来源：①裂变核燃料进行核反应时产生的裂变产物，约有36种元素，200多种同位素；②未发生核反应的剩余核装料,主要是(铀、(钚和氚；③核爆炸时产生的中子和弹体材料以及周围空气、土壤和建筑材料中的某些元素发生核反应而产生的感生放射性核素。