日本政府决定以海洋排放方式处置福岛核电站事故核废水！

经过多道处理的核废水，仍剩下了比较难除掉的“氚”以及其他一些放射性元素。

“氚”到底是什么？对健康有什么危害？为什么去除不掉？

chuan

氚是什么？

PART.01

核废水中难以去除的

氚是什么？

元素周期表的第一位是氢。但离开校园太久的我们也许忘记了，氢元素包含三个同门兄弟：氕、氘、氚(音同“撇”“刀”“川”)。它们是氢的3个同位素。

图：氕氘氚同位素图

氕1H的原子核只有1个质子，是稳定同位素；

氘2H的原子核由1个质子和1个中子组成，也是稳定同位素；

氚3H的原子核由1个质子和2个中子组成，是放射性同位素，虽然质量大，但不够稳定。

水(H2O)是由氢(H)和氧(O)两种元素组成。因为氚是氢的同位素，属于原子层面，同位素分离的难度巨大，处理也需要专业设备，去除成本极大，所以，巨量核废水中的氚更是难以去除的。

PART.02

一旦失控，氚会对健康产生危害

氚衰变产生的β射线能量很低，不会对人体构成外照射，在放射性核素毒性分组中被归入低毒性放射性核素。

但作为氢的同位素，很容易通过同位素交换、呼吸作用、光合作用、食物链转移等途径进入生物体内，会造成内照射危害。

所以面对日本个别官员表示这些核废水喝了也没事，我国外交部发言人赵立坚说：“请他喝了再说”。

小剂量的氚内照射可引起疲乏无力、嗜睡、食欲减退、恶心及上腹部压痛等症状，长期内照射可能引起慢性放射病，氚辐射损伤的长期效应为致癌效应。

PART.03

将排放的核废水中，氚含量到底有多少？

根据日本经济产业省数据，截至2020年6月，福岛第1核电站的核废水中氚的总活度约8.6×1014Bq，折算成氚的质量约为2.4克，大致相当于福岛第1到第4核电站正常运行10年向环境中排放氚的总量。

而氚自发衰变产生低能β射线，半衰期为12.3年，也就是说至少要经过十二年多，才会有一半的氚转变成了氦这种稳定元素。

计量小贴士

Bq：放射性活度单位，中文为“贝可勒尔”。1Bq指每秒钟有1个原子核发生衰变。

半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间。

图：日本福岛核电站

PART.04

好好利用，氚可以为人类做出许多贡献

在国防领域，氚是核武器的重要材料。它是核聚变的反应物，能够释放巨大的能量。通过研究实现可控的核聚变反应，是解决全球能源问题的重大科学愿景。

在日常生活中，氚也有很多应用，最常见的是氚灯。它利用氚所发出的低能β射线，撞击荧光发光材料，产生各色荧光。氚灯不需要电源，发光寿命非常长，成本低廉，且容易加工成各种形状。一些夜光表会在黑夜里自动发光，其中也能找到氚的身影。

图：氚灯

PART.05

如何测量氚？

环境中的氚含量是否还在安全范围内？必须依靠专业的技术机构采用科学有效的方法进行准确测量，做好风险监测。

氚衰变产生的β射线能量低、射程短、穿透力极弱，绝大多数常规的、通用型辐射探测仪器都不适用于氚的监测。对于核设施运行中气态排出流可采用气态氚监测仪直接监测，氚的采样测量最常用的仪器是液体闪烁计数器。专业技术机构通过采样收集、根据样品的形态作针对性的前处理之后采用液体闪烁计数器测量氚的放射性活度：

对环境大气中的氚通常用多形态氚取样装置作形态甄别、采样收集采集，经理化处理形成液态样品。

对水样氚在必要时需要用固体聚合物电解浓集法等特殊的技术手段进行富集、浓缩处理。

对生物体中有机氚样品则需用有机氚燃烧装置进行氧化燃烧，并通过冷阱收集转化为氚化水。

图：氚的测量

供稿：市计测院