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科普:放射性核素钚简介


发布者:易发棋牌最新网站 日期:2020-09-13 04:46


  新闻中心国际新闻日本发生9.0级强震日本地震消息

  人民网北京3月30日电(记者 王欲然)据共同社报道,东京电力公司28日深夜宣布,因日本大地震发生事故的福岛第一核电站厂区内土壤检测出微量的放射性物质“钚”。另据日本时事社29日报道,这些土壤样本采集于本月21日和22日,东京电力公司委托外部专门机构进行了检测,并从中检测出微量的钚-238、钚-239和钚-240。目前检测到放射性钚的浓度不会影响到人体健康,但迄今尚不清楚这是来自哪一个机组反应堆的泄漏。

  本网记者从中华人民共和国环境保护部官方网站上查阅到放射性核素钚的相关资料如下:

  超铀元素钚(Pu)的原子序数94,是核武器弹头和核反应堆的重要原料。这种人工放射性核素属于核燃料在裂变反应过程中的必然产物。放射性钚的毒性很强,我国的放射防护基本标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871—2002),把放射性钚-236、钚-238、钚-239、钚-240和钚-242均划归为剧毒组。放射性钚的毒理作用呈重金属特性,进入人体会沉积于肺部、骨骼等引发损伤,其内照射危害相当大。因为放射性钚-239是高能量的α放射源,自发衰变时所发射的α粒子能量高达5兆电子伏特(M e V)以上,还有发射γ射线年;而进入体内参与代谢的生物半排期:对骨骼100年,肝脏40年;则综合起来进入体内后的有效半减期:对骨骼99.6年,肝脏39.9年。由此可见,放射性钚会引起较大的内照射危害。

  放射性钚不像放射性碘那样易于流动和挥发,主要沉降在泄漏地区周围,故其影响主要局限于核事故泄漏污染的当地,一般先进入水中,再进入土壤。其2万多年的半衰期和进入人体可导致较大的内照射危险,成为放射防护十分关注的重点。

  目前主要在福岛核电站周围检测出量不大的放射性钚,正如日本有关方面所指出,反映该核事故的事态严重性不容忽视。但按目前状况放射性钚尚不可能扩散到周边国家和地区,不过值得进一步严重关注。

  另外,钚是一种自然界中不应该存在的,可以通过反应堆生成的人工放射性核素,有多种同位素(232-246Pu)。由于239Pu是一种理想的裂变材料,可以用来做核武器材料,也可以与铀混合制成铀-钚混合的核电反应堆使用的核燃料(MOX燃料)。

  在人们居住的正常环境中也有极微量的钚的存在,其主要来源于上世纪40年代至80年代的一系列大气层核试验,核爆物质随大气运动扩散,最终沉降到地表。据统计全球大气层核试验共导致1.1×1016Bq的239+240Pu进入环境中。此外类似切尔诺贝利核电事故、SNAP-9A卫星核能发电机爆炸等核事件也会造成全球性的钚污染。

  大气层核试验后全球大气放射性落下灰沉降造成的现今环境中钚含量的水平是:土壤10-12g/g量级,水10-15g/L量级,空气10-17g/m3量级。由于钚具有α放射性,半衰期较长(239Pu:24000年,240Pu:6560年),存在于体外时不会对人体造成放射性影响,但当通过食入和吸入途径摄入体内时会长期滞留体内,对人体造成内照射;同时钚是一种重金属,具有强化学毒性。虽然钚是极毒组的核素,但是目前环境中存在的痕量水平的钚不会对人体健康造成危害。

  与放射性碘、铯等核素相比,钚更易于被固体颗粒吸附且不具有挥发性,在环境中迁移活性较弱,所以福岛核事故核泄漏造成钚核素的污染范围有限,应该不会对我国有影响。

  钚-239和铀-235一样因其理想的核裂变特性,可以用来作为核武器的材料。核电是通过可控链式反应来发电的,其核燃料是铀-235。在核电站反应堆的燃料棒中,裂变材料铀-235的浓度仅为3%-5%,其余主要是铀-238。反应堆工作时,铀-235受中子轰击发生裂变,同时释放大量能量(裂变能)用来发电,存在于反应堆中的铀-238也会吸收中子,变为新的元素镎-239,后者不稳定,衰变释放贝塔射线是核电反应堆的副产物。

  反应堆正常工作状态下,钚这种副产物和其它裂变产物一起存在于燃料棒的覆盖包壳中,不会进入冷却水中,但一旦冷却系统失灵事故发生的情况下,有可能发生燃料棒高温下的融化,钚就会和其它裂变产物一起进入冷却水,进而泄漏到环境中去。


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