關於福島處理水意外常見的3個問題

為什麼不用蒸餾的?為什麼不用擔心生物累積?處理水裡面不是只有氚?
這三個問題很意外地常見,基於傳遞科學的角度,我們來回答一下。

首先,我們先來複習一下同位素,之所以稱之為「同位素」,就是因為他們在元素週期表上的位置還是相同的,擁有一樣的化學特性,這是一個很基礎的化學。

  • 最常見的氫是氫-1(氕),原子核只有1個質子
  • 稍微常見的重氫(氫-2,氘)擁有1個質子與1個中子,也是穩定同位素
  • 再少見一點的超重氫(氫-3,氚)擁有1個質子與2個中子,半衰期12年多

而注意到了嗎?它們外圍都是1顆電子,因此電子軌域的組態是一樣的,擁有一樣的化學特性。而氫也還有其他同位素,但都更不穩定、存在時間很短。氚常見生成的方式為氘捕獲一個中子後,或是硼捕獲一個中子後衰變(但此路徑較常衰變為鋰)。

所以第1個問題,為什麼不用蒸餾的? 因為它就是普通的水,蒸發後氚還是組合在水分子中,只是以氣態的方式呈現。

第2個問題,為什麼不用擔心氚的生物累積? 還是因為它是普通的水,水分子會被生物體攝取,也會被排出,生物體內的含水量是固定在一個範圍內的。而且也沒有生物體有能力把重水分離並且收集,因為化學性質一樣(所以沒辦法用離子交換之類的方式處理)、質量的差異非常些微,物理上製造重水要有很大的設備進行離心、擴散,地球上目前沒有生物體有這樣的物理條件。而學術界,也有人做了這個已經可以知道結果的實驗(試著讓生物體累積氚)並發表,確實沒有發現氚有可能被生物累積。

然後就會衍生出第3個問題,處理水裡面不是只有氚? 首先,處理水使用ALPS過濾,可以把它想成是一台很大、效能也比較好的RO逆滲透過濾機,過濾完後其實會只剩下水分子,有較多氫原子是同位素氚的水分子。然而某些資訊來源會說,排放到海裡後還會有碳-14、銫、鍶、鋇…等等其他分裂產物。先談談碳-14,碳-14有微弱的放射性沒錯,但碳-14本來就存在於自然界,你我身上有、我們呼吸的空氣中也有;即使你有一瓶很純很純的純水,在自然環境下開封之後,裡面也會有,碳-14就是因為如此常見,所以在考古/地質/生物的研究上會被拿來測定年代;而ALPS處理過的水,在廠區也還是會接觸到空氣,會有也是很正常的。至於某些不完整的資訊來源所列的銫、鍶、鋇…等等分裂產物,在自然界、海水中也是本來就有很微量的存在,來源包含地球上自然發生的核分裂反應、歷史上的核子武器試爆與使用、部分核子事故初期釋出(所以車諾比、福島事故都有釋出,但那些都已經進入自然界很久了,而相關研究結果也顯示沒有造成問題),福島第一核能電廠所排放的處理水並不會增加這些核種的量(或是說早就已經進入自然環境了,現在提起未免也太後知後覺)。之所以稱之為不完整的資訊來源,還是那句老話,劑量是關鍵,沒有合理的量測方式所得到的數據,其實都是空談(這邊有IAEA的即時監測數據)。同樣的道理,海鹽其實也是不用擔心的,不會有異常出現的放射性核種

IAEA對ALPS的說明

更多資訊可以參考: 知識管理概念串:福島事故專區

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