污水处理方案

  东电公司在灾后一直在研究如何处理这批日积月累的核污水。他们一共提出5套方案:

  1,蒸汽处理

  用高温把核污水中的水分(包括氚)蒸发掉,挥发到天空去。那么放射性物质就浓缩沉淀下来,另外再掩埋或其他处理。这是个办法,但是缺点很明显,高温蒸发需要消耗大量能量,还有温室气体。

  

  2,排氢法

  利用化学反应将污水中的氚和氢分离出来。这样可以去除氚,但是需要大量高纯度的氢气(不安全)以及大量的能源。也被否定了。

  3,掩埋法

  把核污水深埋到地下。

  4,岩芯法

  把核污水注入到岩石里。

  第3和第4种方案,一听就不靠谱。

  5,排海法

  上面这五种方案,日本政府与国际原子能机构(IAEA)讨论过,IAEA认为,除了蒸汽法和排海法以外,其他三种方案全世界史无前例,没有人试过,风险很高。

  而蒸汽法、排海法,两者比较,蒸汽法非常昂贵,而且效率很低(想象一下把水烧干,和直接倒掉,哪个更快?),排海法简单、便宜、也足够安全,重要的是周期也短,全部排放完只要30年,基本上在一代人的时间里就可以解决好。

  于是,国际方面和日本政府,最后就倾向于排海法。下面具体讲一下排海法的原理,以及,为什么它是安全的。

  排海法原理

  首先,稍微多写几句,普及一个基本常识

  世界上大多数核电站都建在海岸边,主要因为它们需要大量的水源来冷却反应堆。冷却水通过反应器循环,然后排放回大海中。这些排出的水通常含有微量的氚。

  核电站经常建在海岸上有几个原因。

  首先,海洋提供了相对凉爽且温度一致的大量水源。这对核电站很重要,因为它们需要将反应堆保持在恒定温度才能安全运行。

  其次,海洋是排放冷却水的好地方,因为它稀释了氚和其他放射性同位素。

  第三,海岸的地势通常很平坦,可以很容易建设道路和其他基础设施。

  核灾的次年,2012年,日本东芝公司研制了一套处理净化系统「先进液体处理系统」(如下图),可以把污水中62种放射性元素全部过滤掉。东电公司买了三套这样的设备,每天的处理能力达250吨。

  由图可知,这套净化系统只有一种物质无法净化:。什么是氚,氚在自然界和人体内是如何存在的,有多少,看下图。

  从污水中把氚完全分离、去除掉,以人类现在的科技水平,不仅成本高昂而且非常困难(也没有必要)。但即使如此,如上所述,日本也确实考虑过一些分离氚元素的方法,并为此成立过一个研究小组,研究具体的技术方案,但最后没有成功。

  总之,最后经过净化处理后的核污水,变成了「核废水」,在成分上和正常核电站排放的冷却水,其实已经是一样的了——除了氚的含量严重超标。

  怎么办?日本采取的办法就是:用100倍以上的海水(注意是海水,不是自来水或河水)对废水进行稀释,这样就能把氚的含量大幅降低到排放标准的程度。

  虽然说是100倍海水稀释,实际可能还远远不止。有个数据是,在最后实施的排放系统中,每6升的核废水混合了4吨的海水再排放到大海。这就是几百上千倍了。

  最后稀释的「排放水」中,氚含量多少?

  按照日本设计的标准是每升1500贝可,是世界卫生组织定义的饮用水安全标准的1/7,世卫组织的标准,氚浓度约一万贝可/升。

  当然,大多数国家平时提供的自来水,氚浓度是远远低于世卫组织的标准的。但这不表示世卫组织的标准不安全,也不能证明日本福岛排放水的氚浓度不够安全。

  更何况,排到大海后,还会继续被浩瀚汪洋的太平洋稀释——就如同所有环太平洋国家的核电站排放的含氚冷却水一样。

  所以,日本政府的结论是:这个水,排放到大海没有问题。

  注:有人还夸张的说,这个排放水可以喝。这个说法确实夸张了,它只是为了强调排放水在氚浓度上的安全性,而能不能直接饮用,还有其他很多因素,比如:海水是不能直接饮用的。

  至于还有人问:日本为什么不把核废水,排放到河里?或灌溉?也是同理:海水不能倒灌内河,也不能灌溉。

  具体来说,日本的排放计划是:

  经过净化去除62种放射性元素

  处理后的废水共计137万吨,

  每天排放500吨,

  持续30-40年。

  然后核电站退役。

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