E-port兔,悄悄話
2023年8月24日,日本歷史性地排放核廢水入海,引發國際爭議。中國、香港、澳門禁止日本水產品,經濟損失巨大。氚是核廢水的主因,本文深入解析氚及核廢水處理,同時探討福島核廢水處理方案。
2023年8月24日台灣時間12點,日本逐步排放134萬噸含氚核廢水入海,這是人類史上首次大規模排放核廢水,由於輻射物恐使海鮮遭到汙染,中國、香港、澳門已封殺日本進口水產品,經濟損失約1626億日圓(約354億台幣)。
什麼是氚?
氚(tritium)是氫的同位素之一,它的核中包含兩個中子和一個質子,化學符號為T或3H。氚是一種放射性同位素,它的核不穩定,會自發性地進行放射性衰變,釋放出一種稱為β粒子的高能電子,轉變為氦-3(helium-3)。
氚在自然界中存在,但量非常稀少,主要通過核反應或在核反應堆中合成而得。它的主要應用包括:
- 核武器:氚曾經被用於氫彈(熱核武器)的次級驅動劑。它的核反應可以產生大量的能量,使氫彈爆炸更強大。
- 核能產生:氚也被用於核反應堆中,以生產能源。在這種應用中,氚被注入到載體材料中,例如液態金屬鈉,用於增加核反應堆的效能。
- 核武器減少:在國際核武器裁軍努力中,氚的減少和監管變得重要,以防止非法擴散。
- 其他應用:氚也用於某些放射性同位素電池、示蹤劑和生物醫學研究中。
需要注意的是,由於氚是放射性同位素,它具有輻射危險,必須謹慎處理和儲存。
核廢水的處理過程
含有高濃度放射性物質的輻射汙染水,簡稱「汙染水」。污染水需要經過幾個步驟的處理,將它轉化為可被排放或再利用的「處理水」。
- 收集和儲存:首先,核廢水必須被安全地收集和儲存,以防止其外洩或對環境造成危害。這通常涉及到使用專門設計的儲存槽或容器。
- 分離放射性物質:核廢水中包含各種放射性同位素,需要將這些放射性物質分離出來。這可以通過不同的物理和化學處理方法來實現,例如沉澱、過濾、澄清和離子交換等。
- 除鹽:核廢水通常包含高濃度的鹽類,需要進行脫鹽處理,以減少對環境的影響。脫鹽通常通過反滲透或蒸餾等過程來實現。
- 中性化:核廢水可能是酸性或鹼性的,需要進行中性化以達到中性pH值,以確保後續處理步驟的有效性。
- 放射性物質處理:分離出的放射性物質需要進一步處理,以減少其濃度或轉化成更穩定的形式。這可以包括沉澱、吸附、固化或其他特殊處理方法。
- 篩選和監測:在處理過程中,需要定期篩選和監測水質,以確保放射性物質濃度符合安全標準。
- 最終處理:處理過的水可能需要進一步處理或調整,以滿足特定的排放標準或再利用需求。
- 排放或再利用:最終處理過的核廢水可以根據當地法規和需求進行排放,或者用於工業或農業用途,例如循環冷卻水等。
核廢水處理是一個高度專業化的過程,需要嚴格的監管和控制,以確保放射性物質不會對環境或人類健康造成危害。不同國家和地區可能會有不同的核廢水處理標準和程序。
日本氚水專案小組(トリチウム水タスクフォース)針對「處理水」的五個方案
2016 年 6 月,氚水專案小組提出了五個方案:
- 注入地層
- 排放到海洋
- 以水蒸氣的方式排放到大氣之中
- 電解氚水轉換成氫氣釋放到大氣之中
- 埋到地底下
其中,在成本考量上,排到海洋是最有經濟效益的選擇。
福島核廢水的處理方式:
- 收集污染水:在福島第一核電站內,收集曾接觸受損機組的水受放射性物質污染。
- 液體處理系統(ALPS,又譯多核種除去設備)污水經過淨化,可以去除氚以外的大多數放射性物質。氚是氫的放射性同位素,難以從水分離。
- 儲水罐:經淨化的污染水被轉到儲水罐內保存。
- 稀釋:經淨化污水須以海水稀釋至少100倍,將氚濃度降低至每公升1500克(1,500Bq/L;日本監管標準上限為60,000Bq/L)。
- 排放大海:「經ALPS的處理水」可排放到海中,排放過程將持續30年。
E-PORT兔金頭腦
Q1:何者非為氚水專案小組針對「處理水」的處理方式,提出了五個方案之一?
①注入地層
②電解氚水轉換成精氣勢放到大氣之中
③埋到地底下
④用特殊材料氣球裝載轉化氣體釋放到太空
你答對了嗎?答案是:4
Q2:為什麼有人主張將福島核電廠處理水排放到大海?
①因為這是最便宜的處理方式
②因為這樣可以避免地下水受到污染
③因為這樣可以提供新的漁業機會
④因為這樣可以使處理水迅速稀釋而減少風險
你答對了嗎?答案是:1
「日本核污染水處理」可以延伸的自主學習主題
- 【 海洋污染與生態影響 】
研究不僅僅是核廢水排放,還包括其他海洋污染源對海洋生態系統的影響。了解不同類型的污染對海洋生物和珊瑚礁的影響,以及如何監測和減輕這些影響。 - 【 水資源管理 】
探討水資源的可持續性,包括淡水和海水,以及如何管理保護這些資源以應對未來的需求。
- 【放射性元素是什麼?】
解釋不同種類的放射性衰變,氚這種輻射物質的半衰期,吃下去會對人體產生影響嗎? - 【放射性污染的化學處理方法】
研究如何使用化學方法來處理和中和核廢水中的放射性物質,例如離子交換和沉澱。
- 【水生生態系統的健康】
探討核處理水排放對水生生態系統的影響,包括魚類、水生植物和水生生態的生態健康。 - 【水中放射性物質的生物累積】
水中放射性物質如何被水生生物吸收、累積和傳播,以及這對食物網和人類飲食的影響。
【可持續性和政策】
分析政府政策和法規,以了解它們如何規範核處理水的排放和對生物資源的影響,並討論可持續性方案。