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环境核辐射污染及防治对策

李学业
  
中建知仓
2022年31期
内蒙古自治区核与辐射监测中心 内蒙古 包头 014030

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摘要:核污染对环境造成的伤害非常严重,直接影响了区域生态平衡。随着人类文明和科学技术发展,同时也产生了一系列的核污染,对人类生存环境造成了不良影响。了解和掌握核污染形成的机理有助于人们更好地防控核污染,减少或降低核污染对环境造成的危害,提升人们的生活品质和保障人们的生命安全。基于此,本文研究了环境核污染的形成机理,并提出了防控核污染的策略,希望对人类社会安全发展起到积极作用。

关键词:核污染;环境污染;污染防治

核污染(nuclear contamination)主要指核物质泄露后的遗留物对环境的破坏,包括核辐射、原子尘埃等本身引起的污染,还有这些物质对环境污染后带来的次生污染,比如被核物质污染的水源对人畜的伤害。核污染主要来源有核武器实验、使用,核电站泄露,工业或医疗上使用的核物质丢失等。核污染的主要特点是持续时间长、危害范围大,对环境能够形成长久性的伤害,而且很难消除[1]。采取科学的方式对核污染进行防控非常重要,这是保障人类生存环境安全的重要前提,而研究环境核污染形成机理更为关键,能够为环境核污染防控提供更多参照。

1环境核污染的特点

人类社会进入到工业文明后对物质结构的研究变得越来越深入,尤其是原子结构的研究取得了突破性的进展[2]。原子弹是人类利用核物质制作的第一款毁灭性武器,核武器的使用向人们证实了核力量的可怕,在随后的几十年中人类一直利用核造福于自身,但是随着核技术研究的进行,其对环境造成的污染也变得越来越严重,这引起了人们的广泛关注。研究核污染的特点能够为人们制定防控措施提供基本依据。

1.1持续时间长

核污染区别于其他类型的污染,其持续时间非常长。光污染、声污染或者粉尘污染等污染的能够从污染源头进行治理,将污染源头关闭即可实现污染防控。但是核污染却大不相同,原子内部衰变不受环境的影响,时刻安全衰变的规律进行,原子的半衰期从几秒至几千年不等,只要原子存在衰变就会产生放射物质,对环境造成严重的影响[3]。即使将生产核物质的工厂关闭,如果不能合理处理核物质污染问题也会持续下去。目前人类处理核废料的主要方法是填埋,将核废料埋在非常深的地下,等待核废料自然衰变结束。

1.2危害程度大

核污染是一种“看不见”的污染,其带来的危害程度非常大。核污染的主要方式是通过放射性物质对生命结构造成损害,从而影响到生命的正常活动。放射性物质能够改变细胞的结构,使得生命体基因发生突变,而基因的突变是不可控条件,基因的变化会改变细胞表达,从而影响到细胞的正常活动。一般而言,核污染对生命的影响都是负面的,严重的核污染能够直接将生命体杀死,如原子弹这类核武器对生命体而言非常致命[4]。轻微的核污染也会使得人们感受到身体不适,使得人们的寿命缩短。只要放射性物质超过一定的数值,生命体的正常活动则会受到影响,进而出现各类不良的反映。

1.3物理性能稳定

辐射是一种物理反应,是物质内部结构变化的一种表现方式,人类无法通过有效的方法对物质内部结构运动进行控制,因此放射性反应将会一直持续下去,直到反应结束为止[5]。原子的半衰期是衡量放射性反应一个阶段的持续时间,而原子的放射性反应并非仅仅持续一个阶段而是多个阶段,稳定的内部结构运动和较长的持续时间使得核污染带来的危害一直存在。核污染的这种物理稳定性特点使得人们目前无法通过有效的方法进行防控,想要减少和降低核污染带来的危害需要从源头上控制,生产和使用过程做好防护,严格控制核废料的流向等。

2核污染的主要来源

核污染的来源相对较多,而且随着科学技术的发展,人类对核的利用范围也在增加,但是对于核污染的防控方法却非常有限。研究核污染的来源能够帮助人们更好地从核污染的源头上对污染进行治理,进一步将核污染对环境造成的危害降低,提升人们生活的品质和保障人们生命安全。

2.1核试验

目前核污染的最大来源是核试验,其中最为严重的是核武器的试验。核试验过程会产生大量的核污染,这种污染会漂浮在空气中,随着高层大气运动进入到生态环境中。例如,进行核武器试验时核武器在空中引爆后产生的放射性射线和中子等进入到空气,引发其他物质放生反映,大气中的污染物质会随着降水等进入到生物圈形成循环。核污染物质会随着大气运动至其他区域,对这些区域的生物造成影响。冷战时期苏联和美国进行了大量的核试验,冷战结束后伊朗、朝鲜和印度也在进行核试验,因此带来了一定程度的核污染,图1为放射性原理。

2.2核反应堆

利用核能能够为人类提供大量的能源,但是核能的使用也会带来核污染。利用核能的典型案例是核电站,核电站产生的能源充足而且稳定,但是核电站反应堆材料反映后形成的废料成为了主要的放射源,如果放射源出现泄漏或者处理不当也会对环境造成影响。例如日本福岛核电站因为受到地震1号和2号反应堆发生爆炸,反应堆燃料出现泄漏,内部熔融态反应芯现已传统反应堆防护层进入到土壤中,对环境造成了严重的影响,10年已经过去但是福岛核电站核污染依然十分严重,对当地人们和海洋生态造成了严重的影响。一般而言,核反应废料的处理方式主要为填埋,各使用核电站的国家都制定了严格的处理方案,但是在受到自然灾害影响时核反应堆的稳定性依然受到质疑。随着发展中国家经济发展和第三世界国家的崛起,未来阶段将会有更多的核电站被修建,这将会带来更多核污染隐患事故,如果不能对这类现象进行控制,庞大规模的核电站带来的污染可能一直出现并加重,最终使得人类能够生存的空间变得越来越少。

2.3医学检测

在医学领域使用放射性同位素进行检测能够帮助医生更好地了解患者的病情,对于疑难杂症的研究有着重要的作用。医用放射性物质主要存在于各类检测溶液或者金属包裹的器械中,这些物质的控制相对较为松散,一些废弃物可能进入到水体或者土壤中,进而对水体和土壤造成影响。虽然医用放射性物质的量少污染性并不强,但是大量的应用放射性物质的使用也带来了一定的危害,特别是随着人类疾病不断增加,使用放射性元素进行检测的活动不断增加,放射性物质的总量不断增加,如果处理不当最终必然带来严重的核污染问题,这导致环境的安全性和稳定性受到严重的影响。此外,一些医学组织对于含有放射性物质的检测废旧设备处理方法存在缺陷,其未能通过专业的处理企业进行处理,采取丢弃的方法,使得这些放射性物质进入到了自然环境中,对自然环境产生了一定的影响。

2.4科学研究

在科学研究中放射性同位素是一种良好的标记物质,能够帮助科研人员更好地掌握物质的转换和活动规律。科学研究使用的放射性物质量非常少,一般不会对生物造成危害,但是如果出现使用不当的问题也会引发核污染问题。现阶段我国对科学研究使用的放射性同位素的管理并不完善,其中存在许多不足,如果相关的科学研究过程发生了核污染问题,也会带来不可挽回的损失,对人民群众的生命健康安全将会造成危害,影响人们的正常活动。此外,工业生产也会使用到放射性同位素,特别是一些高精度的精密仪器生产需要使用放射性同位素,生产过程把控不到位可能带来核污染问题,图2为原子半衰期。

3环境核污染防控的措施

核污染对于环境的影响非常大,如果不能采取合理的方式进行防控,核污染对人类生命安全造成的危害将会持续扩大。而研究核污染防控的方法需要结合核污染源头进行综合防控,严格控制核物质使用计量和提升防护强度,并对各项涉及到核污染的环境进行全面把控,将潜在的核污染问题消除在形成阶段,尽可能保障核物质使用的合理性。

3.1严格控制核物质应用剂量

想要降低核物质使用带来的影响需要从核物质使用剂量入手,制定严格的核物质使用剂量标准,确保放射性物质的剂量不会对人体造成损害。一是要规定医学使用放射性物质的剂量,对检测、仪器等使用剂量进行精确的控制,并对各项涉及到核物质的用品进行编号,将这些物品进行统一记录和管理。对于医学活动产生的核污染物质需要采取统一的处理方式,由专门的人员进行处理,防止核废物进入到土壤或者水体中,给人们生活带来影响。国家需要通过法律的方式对医学、工业和科研所用核物质进行约束,各项活动的开展都需要向管理部门进行详细地报告,保障各类核物质使用的整个过程有迹可循,从生产、使用到处理形成统一的链条,进一步提升核物质管理的质量,图3为核废物处理流程。控制和物质使用剂量可以有效地减少核污染对环境的影响,所以国家需要制定严格的标准对核物质的使用进行约束,进一步将核物质的使用总量降低,从而使得核物质污染降低,提升环境的质量。

3.2研究新技术取代核技术

针对放射性物质稳定和持续时间长的特点需要减少核物质的使用,医学、工业和科研等领域需要研发新的技术,通过新技术取代原有的依赖于放射性元素的技术,减少和物质的额使用方可减少核污染对环境的影响。在核物质使用量最大的核电领域,也需要加快聚变反应的研究,利用聚变反应堆取代裂变反应堆,真正做到零反应废料产生,这不仅可以降低核废料对环境的污染,同时也能节省更多资金;此外,各个国家也需要强化彼此间的联系,通过共同协商的方法消减裂变核武器,减少因此裂变武器研究而带来的核污染问题,进一步提升环境的质量。新技术取代旧技术是社会科学发展的必然趋势,只有各领域的研究人员能够深入意识到核污染的危害并积极地参与到核污染控制工作中才能更好地推动新技术的研究,提升核污染防控质量。新技术的研发必须进一步被提上日程,因为随着国家环境不稳定性的增加,局部地区冲突不断,世界对于核原料的开发和使用活动变得更加频繁,如果出现核装置泄漏问题,其带来的影响将会是深远的,对于整个社会的稳定性更造成了冲击。

3.3减少核物质交易

核物质交易是核污染形成的重要方式,目前市场上核物质交易主要为铀矿和核废料的交易,随着核物质交易市场的火热,放射性物质原料的开采越来越频繁,这意味着世界上放射性物质不断增加,而人类没有任何一种有效的方法处理这些放射性物质,随着放射性物质累积,核污染问题将会进一步的加重。因此世界各国应该进一步进行协商,减少铀矿这类核原料的开发,并对核物质交易进行限制,这对于解决核污染问题发挥着重要的作用。此外,各国也需要强化对非法核物质交易的打击,防止一些非法的组织利用核物质生产更多高污染的产品,而且无法正确地处理核废料导致核污染不断增加。在控制核原料交易方面,一是要限制核原料产地的生产,而是对交易过程进行透明化处理,联合国安理会应该行使确保地区安全的权利,对非法交易国和交易方进行制裁,确保核原料交易的合法性。只有人类团结一致共同制定和平和安全发展策略才能从源头上减少核物质的开发和使用,进一步提升核污染的防治质量。

结束语:

总而言之,核污染是一种无法进行彻底控制的污染,其对于环境的危害非常大,想要有效地减少核污染对环境的影响,需要减少核物质的开发和使用,严格地控制涉核技术和设备的使用,并对核废料进行科学的处理,这样才能将核污染对环境造成的影响降低。但是想要彻底解决核污染问题,必须放弃核物质的使用,实现这一目标还有很长的路要走,需要全世界共同努力才能更好地实现这一目标。

参考文献:

[1] 陈伟,周建斌,方方,等. 大批量人群核辐射体内污染快速检测仪的研制[J]. 核技术,2017,40(2):39-44.

[2] 徐翠华,范瑶华,赵力,等. 核辐射突发事件中食品和水的污染途径和特点[J]. 中华放射医学与防护杂志,2009,29(4):438-440.

[3] 王追林. 论世贸组织TBT/SPS协定的核心原则——从日本核辐射污染农产食品出口受阻谈起[J]. 对外经贸实务,2011(10):43-46.

[4] 郭芳. 那些难以消除的核辐射污染和恐惧走进日本福岛核泄漏区[J]. 中国经济周刊,2019(46):99-101.

[5] 日本 解禁核辐射高污染区允许避难者返回居住地[J]. 资源与人居环境,2016,0(6):75.

个人简介:

李学业(1985.10),男,汉族,内蒙古包头市,工程师,

大学本科,研究方向主要从事:生态环境、辐射环境监测相关工作,

邮箱:52376908@qq.com

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