五千年(敝帚自珍)

主题:起个头:核电站事故与我们的对策 -- 王二狗

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家园 一 核污染里辐射的主要来源:衰变

首先,啥是放射性,lier同学前几天贴了一个祥瑞的帖子,正好解释了这个问题:辐射伤害知多少?(上)

简单实用地说:我们现在讨论的辐射,指的是核子反应中释放出来的高能辐射,而不是手机微波炉电灯之类的低能辐射。我们讨论的辐射是有能力严重损害人的身体的。

核辐射的来源主要是两种:核反应和核素衰变。

核反应主要就是核反应堆或者核武器里的裂变或者聚变反应,一般是相当快速剧烈的反应,产生的各种辐射自然也很强。

在正常核裂变反应堆里进行的是可控的恒定的链式反应。在失控条件下,链式反应也可能会继续。并且由于控制失效,甚至可能达到比较剧烈的程度,但是由于对反应堆结构造成破坏,这种事故性的链式反应应该不会持续很久。

在核反应堆事故里,我们应该一般遭遇不上爆炸级别的链式反应。主要原因是核反应堆里的核燃料浓度不足,达不到产生指数放大的链式反应的临界条件。所以假如有人说福岛电站将要发生核爆炸,我们尽可以表示怀疑。

1986年的切尔诺贝利电站,当时发生的情况是核燃料棒熔融,并且破坏了耐压壳体,造成核泄漏,同时作为减速剂的石墨被高温点着发生火灾,产生了大量的粉尘,加剧了核污染。现在的福岛,具体情况尚不清楚。不过在最坏的情况下,也是耐压壳被里面的高压所破坏,产生压力爆炸,并不是核爆炸。

衰变则是任何放射性核素必然要经历的过程,可快可慢,可以很剧烈,也可以很缓和。很缓和的,比如说碳14,它衰变的半衰期是5700年左右,放出来的beta射线最高能量0.156兆电子伏特,刚刚够穿透人体表皮的死皮,还得要求该同学皮比较嫩。强的呢,比如说医院的化疗放射源钴60,半衰期1925天,放出的beta射线最高可以有2.8兆电子伏的能量,足够穿透皮下组织达到人体脏器。报纸上曾经登载,某人在工地玩耍,捡到一块不知是医用还是工业用的钴60放射源,把玩两三天,开始出现呕吐腹泻,然后就死了。

提一句,半衰期这个概念可能会被误解,有人大概会以为说半衰期30年就是说30年以后这东西就快没了。其实不是这样。半衰期的定义是初始反应物,一半转化为产物所需要的时间。

就是说,一公斤铀235,过一个半衰期,剩半公斤铀235(少了的半公斤经过几步反应,最终要变成铅),这半公斤再过一个半衰期,剩250克……过10个半衰期,就剩下2的10次方分之一,大概1克U235了。这是个对数曲线,在物理化学里,遵守一级反应的动力学(核素自然衰变是极其典型的一级反应)。

在处理核废物方面,对于一些量比较小(例如1毫居里)的核素,一般认为等衰变10个半衰期以上,就可以认为基本衰变完全,可以做抛弃处理了。对于辐射能量比较高,量比较大的核素,当然需要更长的时间来等它们衰变。要是衰变的产物也是放射性核素,那还得看这些产物的半衰期有多长,得一直等到它们衰变到全变成稳定的非放射性物质为止。

在利用U235的核反应堆的裂变产物里,有些半衰期可以长达百万年计,例如碘129,半衰期可以达到1570万年,除非通过人工核反应消灭掉,等它自然衰变没自然是遥遥无期的。在核事故发生时,在最坏的情况下,比如反应堆超过额定压力发生爆炸,这些乱七八糟的东西就会被抛射出来,唯一的清除办法就是派人或者机械去现场仔细清除任何粉尘,然后深埋。

而U235的自然衰变呢,U235自己半衰期是7亿年,放出能量可达4.679兆电子伏特的alpha粒子和一些gamma射线,衰变以后首先产生一个半衰期25小时的钍231,然后钍231变成镤231。镤231这家伙的半衰期是32760年,当然比7亿年短多了,在动力学计算里,就忽略了吧。呵呵。在镤231之后会进入一系列的短半衰期核素,最后变成铅207。

关键词(Tags): #衰变(当生)#辐射(当生)#核污染(当生)#放射性(当生)元宝推荐:爱莲, 通宝推:铁手,大眼,

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