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MIT专家:核裂变产物危害就真那么大?

发布时间:2019-06-27 13:38 来源:未知 编辑:admin

  当一个重原子(如铀或钚)的原子核经过裂变,它会分裂成两个较轻的原子核。这种裂变过程中会释放出2到3个中子,这些中子又会继续激发其他的重原子裂变,裂变过程伴随大量能量被释放出来,而核电站就是用裂变过程中的能量来发电。

  裂变所产生的2个产物并不总是完全相同的。核能科学家可以通过物理模型来预测裂变产物的分布,但是一般来说还是实际测量比较准确。

  首次裂变的产物常常处于高度不稳定状态,很快就会再次衰变多次(通常是β衰变),直到衰变成为半衰期较长的相对稳定的原子。所有的这些衰变都会产生热量,这部分热量被称为衰变热。所以说即便是所有裂变反应都停止了(在日本大地震中核裂变反应在地震后马上被终止了)还有一段时间的衰变会产生一定的热量。并且衰变产生的热量足以使得燃料熔化,日本福岛核电站目前就遭遇衰变热可能导致的燃料熔化问题。福岛核电站面临的并不是核裂变失控而是衰变热冷却系统失控。

  虽然大部分的裂变产物被认为是废物,但是它们对核反应操作来说具有重要的作用,也有特殊的用途。两个裂变产物,氙135和钐149(被称为中子毒药)能强烈吸收中子,在正常情况下氙135和钐149会影响核裂变的控制。而钼99最终衰变成锝99m,是一种医用同位素,可用于某些疾病的检测。每年,全球有4000万人接受锝99m的医学检测。如果你曾经做过核医学检查,那么你一定不会认为核裂变产生的锝99m是一种核废料。

  在正常的核裂变环境中裂变产物仍旧存在于核燃料中。当燃料还在核芯时,产生的总能量包括一些核裂变产物产生的能量。当核燃逐渐消耗完时,会被移除到废料池最终放入干燥的木桶中长期储存或是进行处理。福岛核电站中,在核芯或是废料池的核燃料被怀疑已经销毁。正因为如此,裂变产物尤其是气体产物很可能被释放出来。我们现在还没有掌握足够准确的信息了解核裂变产物是否释放出来,或释放了多少出来。

  并不是所有的核裂变产物都是有害的。虽然少量的气体可以在大气中长距离扩散,但是大部分不具有移动性,只会沉积在核反应堆附近。尽管所有的核裂变产物都能产生辐射,但是仅有部分辐射是对人体有害的。

  下面的表列出了一些重要的裂变产物包括这些产物在裂变产物中所占的比例。比如说,6.3%的裂变产物(平均而言)是氙-135(在不稳定的裂变产物衰变过程中产生)。半衰期代表的是裂变产物变成稳定的产物所需要的时间。注意,铯和碘在福岛核电站附近被检测到,它们是常见的放射性裂变产物。

  请注意,半衰期长并不代表更危险。有些裂变产物有着很长的半衰期,但是放射性很弱,因此它们并不危险。其他有些裂变产物会在极短的时间内释放出大量的辐射但因为时间很短,因此也不危险。评价裂变产物的辐射危险性其实是很复杂的,半衰期,辐射强度和多样的生物因素都必须要考虑进去。

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