核废料都有哪些有害物质?核废料危险的原因
自从我们发现如何利用原子核内蕴含的强大能量以来,我们就一直在利用它——无论是积极的还是消极的目的。对于许多国家来说,核能是一种负担得起、高效且可靠的发电选择。但核废料危险的一面仍然为其广泛使用蒙上了阴影。核废料的处理仍然是一个无法妥善解决的问题。
迈克尔·斯托哈德将核废料描述为“历史上最具破坏性和坚不可摧的废物”,因为废物在数十万到数百万年的时间里仍然具有放射性。例如,法国新设计的核废料储存库在填满后必须保持密封至少 10 万年。在此期间,内部储存的物质对所有生物构成直接威胁,如果地震或人为失误等意外事件破坏密封,可能会产生放射性污染环境。
尽管核能已被证明对我们非常有用,但与核废料负面影响相关的固有风险和危险的数量无疑是严重的。
什么是核废料?
核废料的定义很简单:它是核裂变的放射性副产品。
核裂变是核电站使用的燃料的一个原子分裂成微小颗粒的过程。例如,一种常用的核燃料是铀,它会分裂成两种裂变副产品。这两种副产物的原子核非常不稳定。这意味着它们不断以辐射的形式失去能量(这就是它们具有放射性的原因)。
为什么放射性对我们来说很危险?
辐射对生物体来说是危险的,因为它会影响体内的细胞。这通常会导致它们发生故障,从而导致癌症,甚至更糟糕的是,细胞可能会死亡。
起初,身体可能没有明显的症状,但如果辐射暴露严重并导致内脏器官的许多细胞受到不可逆转的破坏,则没有任何治疗方法可以挽救受害者的生命。
好消息是不同元素的放射性随着时间的推移而衰减。在此期间,只要它们的原子核不稳定,就必须对其进行安全限制。坏消息是衰变时间非常长——数千年。
为什么核废料如此危险?
- 没有长期存储的方案
目前我们处理放射性废物的主要方法是将其存放在某个地方,然后尝试找出如何处理它。几十年来,我们的海洋一直是常用的“储存场所”,因为它们具有巨大的稀释辐射能力。
例如,英国塞拉菲尔德核燃料厂自 20 世纪 50 年代以来一直在爱尔兰海存放核废料。在许多其他地方也有类似的做法,例如将苏联潜艇和武器的放射性反应堆倾倒在北冰洋,或者沿着旧金山海岸倾倒无数装满核废料的集装箱。
显然,这种处理这种危险材料的方式并不安全,因为放射性污染会在我们的海洋生态系统中扩散。
- 未来不可预测
人们认为,储存核废料最安全的方法之一是在深层地质处置库中,在那里核废料应在很长一段时间内远离任何干扰。
然而,这存在几个问题:
- 没有人能够预测这些存储库是否会持续这么长时间。我们的工程师如何设计能够抵抗构造板块移动或侵蚀的核废料处理场?这些过程什么时候能够移动山脊并将新岛屿从海中升起?
- 没有人能确保在接下来的几个世纪里它们不会受到我们的子孙后代的影响,因为我们不知道人类文明将如何在如此长的范围内进化。
- 没有人能够保证这些地区附近社区的 100% 安全。这就是为什么当地居民经常反对在他们的地区建设新的储存库。无论如何,谁有权做出可能影响未来数百代人的决定?
- 污染环境
如果密封不当,放射性污染很容易扩散到整个环境并进入各种生态系统。空气、土地和水都可能受到污染,并危害人类和其他生命形式。
放射性物质释放到环境中的情况可能会在很多年里被忽视,特别是考虑到国家之间的政治差异,这些国家的政府没有相同的环境保护优先事项或公民安全问题。
1986 年 4 月切尔诺贝利反应堆爆炸时,苏联当局对事故保持沉默,导致整个欧洲暴露在高水平辐射之下?
事件发生两天后,放射性云到达瑞典,测量结果显示辐射水平比正常水平高出 40%,瑞典发出了第一个健康风险警告。
过了三个星期,苏联才正式承认这是核电史上最大的事故之一!
模糊监测污染水平的另一个例子是海底广泛的核废料沉积。自 20 世纪下半叶以来,我们向海洋倾倒的物质如下:
- 超过 200,000 个装有放射性废物的容器
- 14座核反应堆
- 19艘载有核废料的船只
- 6艘核潜艇
……这只是我们所知道的。可能的污染规模可能要大得多,因为它没有以任何方式得到控制。毫不奇怪,所有这些不计后果的倾倒开始以海鲜中发现的放射性元素浓度升高的方式回到我们的盘子里。
即使在地球上最意想不到的地方,核污染的全球影响也是显而易见的。生物学家发现阿拉斯加海豹和海象皮肤溃疡的增加与 2011 年福岛事故导致放射性液体泄漏到海洋之间存在联系。
- 持续的健康影响
测量辐射对人体的影响极其困难,因为它以“隐藏”的方式改变我们的身体细胞。仍然明确的一件事是,除了癫痫或脱发等急性辐射症状外,放射性物质还会导致严重的长期健康问题。
其中许多问题的性质使得医生无法确定它们最终是否是由辐射或其他因素(例如不健康的生活方式、遗传等)引起的。
辐射引起的一些慢性健康问题是:
- 胃肠道疾病
- 心血管疾病
- 神经系统疾病
- 糖尿病
- 癌症(肺癌、皮肤癌、乳腺癌、胃癌等)
切尔诺贝利事故发生后,科学家们可以监测白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯受辐射最严重的人群的一些辐射影响。他们发现,1990 年至 2000 年间,被诊断患有白血病的人数增加了 50%,各种癌症的病例增加了 40%。
最常见的癌症类型是甲状腺癌。据记录,事故发生四年后,白俄罗斯戈梅利地区有超过5万名儿童患上这种癌症。据信,他们从受污染的牛奶中摄入了有害剂量的放射性碘。
辐射甚至对未出生的婴儿也造成了伤害。事件发生后不久,乌克兰出生畸形儿童的比例增加了三倍。
正如您所看到的,对我们的潜在健康影响的规模是巨大且令人担忧的。
- 危险废物清理
由于核废料固有的危险性,清理费用非常昂贵,并且会对参与清理的人员的健康产生负面影响。
在德国北部美丽的森林下面有一个盐矿,在 20 世纪 70 年代曾被用作核废料储存库,存放着 126,000 个放射性废料容器,现在已经出现了倒塌的迹象。尽管早在 1988 年,墙壁就已经出现了一些严重的裂缝,但政府直到最近才决定必须转移核废料。
但这并不是一个容易的过程!
自 2012 年以来,工程师们一直在尝试确定某些容器是否发生泄漏。出于安全原因,他们还没有找到答案,一些专家认为挖掘废物比不处理废物风险更大。
联邦环境部国务秘书 Jochen Flasbarth 表示:“这是灾难性的情况!”
德国每年仅花费 1.4 亿欧元来执行参与调查的人员的安全措施,而不是实际转移废物。
仅运输核废料就会带来巨大的风险。如果在运输到储存设施的过程中发生事故,所造成的环境污染可能是毁灭性的。
- 核废料后处理有害
核废料后处理污染严重,是地球上最大的人为放射性来源之一。在此过程中,钚通过一系列化学反应从废铀燃料中分离出来。钚随后被用作新燃料或制造核武器。
虽然有些人认为后处理乏核燃料的想法对我们来说有很大的优势,但有四个重要原因反对它:
- 核后处理并不能解决废物问题。事实上,留下的废物量更高。用于溶解乏燃料棒的化学过程会产生大量放射性液体废物,需要安全储存(再次面临储存问题)。
- 钚是人类已知的毒性最强的物质之一。它会积聚在骨骼和肝脏中,因此很难估计其对个人的影响。
- 钚的提取增加了核扩散的威胁。钚是核武器的主要化合物。当后处理设施储存大量可用于制造核武器的钚时,有人利用它只是时间问题。
- 核后处理是一个极其肮脏的过程。法国最大的拉海牙核后处理设施产生的一些放射性物质已在北极圈内被发现。根据世界海洋放射性研究(WOMARS)的数据,拉海牙排放的放射性物质造成的危害可与切尔诺贝利事故相媲美。
- 核扩散
核能的最大威胁是,如果这项技术被滥用来毁灭生命,将会带来什么后果。我们不必回顾太远的过去来记住那些遭受可怕的辐射影响的人,不是吗?
- 美国在广岛和长崎投下核弹,造成约 25 万人死亡,第二次世界大战结束。
- 切尔诺贝利事故的后果导致欧洲人口癌症发病率增加。来自白俄罗斯和俄罗斯的一个科学家小组声称,1986 年至 2004 年间,大约有 985,000 人因暴露于辐射而死亡。
- 尽管当局声称 2011 年福岛灾难没有造成人员死亡,但随后几年出现了与辐射相关的死亡记录。2014年,死亡总人数达到1,232人,至少有100名儿童被诊断患有甲状腺癌。
就核废料而言,令人担忧的是核后处理。对废核燃料棒进行后处理以生产钚会导致一种非常脆弱的情况,即钚可能被盗并用于制造核武器或放射性******。
全球产生了多少核废料?
核电站平均每年产生超过 2,000 吨乏燃料。这个数量仅增加了全球长期核废料储存问题。
仅在美国,就有 90,000 吨废物等待安全处置。这个量可以填满一个大约 20 米深的足球场。
国际原子能机构的一份报告估计,全球产生的废物总量超过 228,300 吨。
所有这些废物每年都会在世界各地的许多地方堆积起来,就像一颗定时******危害人类的生存环境。