据韩国原子能安全委员会6月22日发布的通报,当日凌晨,位于庆尚北道庆州市的月城核电站4号机组发生了乏燃料储存池泄漏事故,大约2.3吨储存水通过排水口泄漏入海。

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大家应该还记得日本福岛核事故发生时,在地震和海啸的影响下,也是核电站的机组出现了泄漏,大量放射性物质直接进入大海。

后来,日本方面将处理核事故的水体通过专用的密封罐贮存起来,不过随着这些核污水越来越多,日本单方面一意孤行,将数万吨(实际上总贮存量高达上百万吨)核污水排放大海,引发了全球很多国家、地区的强烈谴责,也对海洋生态环境、海洋生物造成了难以估量和长期潜在的影响。

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那么,这次韩国的这个核电站发生的储存水泄漏,与日本比起来,看起来规模要小很多,到底放射性强度如何呢?会有哪些方面的影响?

什么是乏燃料储存池?

乏燃料储存池是核电站的通用结构之一,主要用于储存乏燃料、破损燃料以及对燃料进行检查、修复、运输等水下操作的场地。这种储存池通常设置在核电站的燃料厂房内,有的核电站还可能将乏燃料储存池和换料水池均设置在安全壳内。

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乏燃料储存池的尺寸取决于核电站的规模和乏燃料储存年限。例如,对于电功率为1000MW级的核电站,乏燃料储存量一般按10年以上考虑,可能设有两个水池,其尺寸可能达到8m×8m×12m。池内壁一般为不锈钢衬里,钢筋混凝土屏蔽墙厚约2m。

乏燃料储存池内设有冷却净化系统,用于控制乏燃料产生的热量和放射性。池壁两侧设有排风系统,四周设水下照明。池底设有燃料储存架,用于存放乏燃料。水池与燃料运输通道之间有闸门隔开,以确保安全。

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乏燃料储存池在核电站的运营中起着至关重要的作用,它确保乏燃料在得到进一步处理或处置之前能够安全、稳定地存放。然而,如果发生泄漏事故,可能会对环境和公众健康造成潜在影响。

月城核电站4号机组乏燃料储存池中都有哪些放射性物质?

月城核电站4号机组的乏燃料储存池中的放射性物质,主要包括在核反应过程中产生的各种放射性同位素。由于该核电站1号至4号机核反应堆是世界少数派CANDU炉(加拿大型重水炉),因此可以根据其反应原理来推测乏燃料储存池中的放射性物质。

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CANDU(加拿大型重水炉)的反应原理主要基于重水(D₂O)作为中子减速剂和中子源的特性。重水是由氘(D)和氧(O)组成的化合物,其中氘是氢的一种同位素,含有一个质子和一个中子。

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CANDU反应堆使用重水作为慢化剂和冷却剂,同时作为中子源。在反应堆中,铀燃料棒(通常使用天然铀或低浓缩铀)在重水环境下发生裂变反应,产生能量和中子。这些中子被重水减速,增加了它们与铀燃料棒中其他铀原子碰撞并引发更多裂变反应的机会,从而维持链式反应。

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在CANDU反应堆中,乏燃料是指经过长时间使用后,裂变反应能力显著降低的燃料。由于裂变反应过程中会产生多种放射性同位素,因此乏燃料储存池中会包含以下放射性物质:

裂变产物:碘-131(I-131):具有较短的半衰期(约8天),是裂变反应中常见的放射性同位素,具有β衰变和γ辐射。铯-137(Cs-137):半衰期约30年,产生γ辐射,是长期放射性污染的主要来源之一。锶-90(Sr-90):半衰期约29年,主要产生β衰变,其衰变产物钇-90(Y-90)会发出高能γ射线。

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活化产物:钴-60(Co-60):在反应堆运行过程中,某些稳定的核素可能被中子活化而形成放射性同位素,如钴-60。钴-60具有较长的半衰期(约5.27年)和强烈的γ辐射。

未消耗的铀和钚:乏燃料中仍含有大量未参与裂变反应的铀(主要是铀-238)和少量的钚(主要是钚-239和钚-240)。这些物质本身具有放射性,并且在未来可能再次用于核反应。

泄漏会有哪些影响?

此次韩国月城核电站发生了乏燃料池储存水泄漏事故,虽然从数字上看仅泄漏了2.3吨水,与日本福岛主动排海的动辄上千吨、上万吨相比真是“小巫见大巫”,但其对海洋生态的影响也不容忽视。

乏燃料池中的储存水虽然只泄漏了2.3吨,但这些水中含有大量从乏燃料中释放出的放射性物质。这些物质,如裂变产物和活化产物,即使数量较少,也可能对海洋生物产生长期影响。放射性物质进入海洋后,有很大的可能性会通过食物链在海洋生物体内积累,进而影响更高级别的生物,包括人类。

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海洋生态系统是一个复杂而敏感的系统。任何污染都可能对生物产生直接或间接的影响,这些影响可能在短时间内不易察觉,但长期积累可能导致生态系统失衡。尤其是海洋中的浮游生物和底栖生物,它们处于食物链的底端,更容易受到放射性物质的影响。

虽然与福岛核电站主动排放的成千上万吨水相比,月城核电站的泄漏量似乎较小,但我们必须意识到,即使是小量的放射性物质泄漏也可能对生态系统产生显著影响。重要的是泄漏物质中的放射性浓度和种类,而非单纯的泄漏量。即使量小,但如果含有高放射性物质,也可能产生严重后果。

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大家要记住,放射性物质在海洋中的扩散和生物积累是一个长期过程,其影响可能需要数年甚至数十年才能完全显现。目前无论是日本还是韩国,对泄漏事件的影响评估都还处于初步阶段,长期影响仍具有不确定性。