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陈叔平:我们身边的核电和放射性
发布日期:2011-10-21  中国电力营销网   来源:天津网

嘉宾档案

  陈叔平,中国原子能科学研究院研究员级高级工程师。1955年毕业于南京工学院(现东南大学)动力系热能动力装置专业,此后一直在中国原子能科学研究院工作。曾从事核反应堆热工水力试验研究工作,组建了我国第一个反应堆热工水力实验室,为我国生产反应堆、潜艇核动力反应堆、高通量研究反应堆等提供了重要的实验数据。此后参加了我国空间反应堆和快中子实验反应堆的总体设计。1979年起协助戴传曾院士在我国组织开展并参与安全研究。先后担任热工水力研究室主任、反应堆工程技术研究所所长、快堆工程处处长。1987年起担任国家高科技发展计划(八六三计划)领域第一届专家委员会委员兼先进核反应堆专家组组长。1992年起享受国务院特殊津贴。

  珠玑妙语

  ★其实放射性既不神秘,也不可怕,还有很广泛的用途。

  ★核电有其必须发展的理由,我们不能“因噎废食”,“把孩子和脏水一起泼掉”。

  ★不管是否参与核的工作,都无法避免接触到放射性。

  ★如果在生活中皮肤上沾染了放射性物质,用清水冲洗掉就可以了。

  ★一般人不从事核工作,离也远,日常生活中又接触不到碘-131,根本没有必要服用碘片。

  ★如果准备长时间的通话,少用手机“煲电话粥”,应改用固定电话或使用耳机。金属框架眼镜会明显导致电磁场增强,所以建议大家佩戴塑料框架眼镜。

  ★我们平时可在电脑边放瓶清水,因为水是吸收电磁波的最好介质。

  生活在21世纪离不开核电

  准确认识放射性

  总结

  非常高兴有机会能与天津的朋友谈谈核电和放射性问题。今年3月11日,发生福岛,造成了恐慌,引起大家对放射性的关心,其实它既不神秘,也不可怕,还有很广泛的用途。

  生活在21世纪离不开核电

  日本发生福岛核电事故后,可能大家会提出疑问:既然核电那么危险,为什么还非要搞呢?

  先介绍一些基本知识:我们周围的任何物体,比如桌子,设想有一把无形的刀将它一分为二,再将它一分为二,分到不能再分的时候,那个微粒就叫分子。分子由原子构成,例如水分子就由两个氢原子和一个氧原子构成。原子的核心称原子核,由许多带正电的质子和中性的中子构成,周围有许多带负电的电子围绕它旋转。质子数与电子数相等,因此原子整体上呈中性。不同的质子数组成不同的原子,也就是不同的元素,例如氢原子包含一个质子,碳原子包含六个质子,氧原子包含八个质子,等等。

  一定的质子数都有一定的中子数相匹配才能稳定。同样的质子数、但不同的中子数组成的元素因在化学周期表中处于同一位置,所以称为同位素。当中子数超过相匹配的稳定数时,它就不稳定,会进行衰变,同时放出各种射线,称它们为放射性同位素。这次福岛核电事故放出来的碘-131和铯-137就是例子。

  自然界有一种重金属元素,称作铀。其中有一个同位素叫铀-235,尽管只占0.714%,但有非凡的本领:当一个中子轰击铀-235核时,它会分裂成两个较轻的具有放射性的原子核,称作裂变碎片,同时产生2到3个中子,并放出巨大能量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核,就能引起新的裂变。在链式反应中,能量会源源不断地释放出来。1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量,相当于2万吨TNT炸药的爆炸能量。

  1938年发现核裂变现象正值第二次世界大战,因此首先是军用。当时德国和都加紧制造原子弹。结果美国赶在前面。大家试想,如果是希特勒最早掌握原子弹技术,恐怕我们的世界就会是另外一回事了。1945年,美国制造成功3颗原子弹,一颗在本土做试验,另外两颗投在日本的广岛和长崎。原子弹的威力非常厉害。现在世界上的核大国,包括美国、、法国、英国以及我们中国,储存的核弹如果全部爆炸,可以毁灭好几个地球。所以必须坚决反对核战争。

  核裂变还有另外一个军事用途就是核潜艇。常规潜艇在水下一段时间后必须要浮出水面补充氧气。而核裂变不用氧气,核潜艇甚至可以在海底围绕地球转一圈而不必浮上来,所以威慑力量很大。而且核潜艇是流动的,上面装备有核导弹,随时可以发射,来保证国家安全。

  原子弹、核潜艇都不能解决民生问题,因此核裂变主要还是民用。民用就是核电。日本发生福岛核电事故后,刮起一股“反核”之风,其实核电有其必须发展的理由,我们不能“因噎废食”,“把孩子和脏水一起泼掉”。

  我们国家现在已经建成的核,主要是在广东大亚湾、浙江秦山、江苏连云港等地,现在浙江三门、福建宁德、辽宁大连、山东海阳等地也正在建造。目前,核电占全国的比例:日本是1/3,美国是40%,法国是80%。而中国现在只有不到2%,还有很大的发展空间。

  核电是重要能源之一。我们的生活离不开能源。如果停电一小时,就个人而言,会有诸多不便,就整个国家而言,则会造成很大的损失。

  能源包括、等,根据世界上石油天然气的储量,据说石油还只能烧40年,天然气还只能烧60年。这是什么意思呢?再过40年,我不知道这么多汽车怎么办。现在天天涨价,这是一个必然趋势,因为我们国家的石油,一半以上都是进口。现在在海底采石油也是迫不得已,万一泄露,会破坏海洋生态。

  有人说用煤,煤是我们国家比较丰富的能源,世界上的煤大概还能烧一百多年。但是因挖煤而引起的矿难不断发生。挖煤对生态破坏得很厉害,燃烧煤和石油,都会产生二氧化碳,带来。

  再说水力。水力发电存在破坏生态、引发地震、泥沙沉积等问题。

  关于。我们国家发电发展得很快,现在已经有五千多万千瓦。风车叶片国外最长的可以做到100多米,比一个足球场还长,我们国家可以做到五六十米、七十米这样的。但是风力发电不稳定,风太大、太小都不行,不欢迎!寿命也只有20年,检修也不方便。

  发电成本也很高,也不稳定,晴天可以,阴天不行,白天可以,晚上不行,因而电网也不欢迎!太阳能利用最好的就是热水器。据报道,为了解决能源问题,日本在大力削减核电的同时,要求家家都安装太阳能热水器。在我看来,我们国家也应该大力提倡。

  核电的另一个优势是干净、无污染,几乎是零排放,对于发展迅速、环境压力较大的中国来说,再合适不过了。二氧化碳是最大的温室气体,会导致地球温度升高。全世界面临的一个很大的威胁是,如果地球温度升高1摄氏度、2摄氏度,意味着北极、南极的冰融化和海平面上升,太平洋上一些岛国面临灭顶之灾。我们国家沿海城市也可能会被淹掉。如果温度升高3摄氏度、4摄氏度的话,上海、广州等城市就危险了。一个很现实的问题,就是要二氧化碳。而核电是产生温室气体最少的。

  核电还能减轻运输压力。一个100万千瓦的,一年要330万吨煤,差不多每天要一万吨煤,要一艘万吨轮船来运输;而一个100万千瓦的核电厂,一年只要30万吨的核,几个卡车运输就可以了。我国核电首先在不产煤的东南沿海发展,主要就是解决这个运输问题。

  核电厂的隐患首先是含有大量的放射性。一个原子弹真正参加核裂变的只有几公斤铀-235,而一个核电厂可能有上千公斤的铀-235,是原子弹的几百倍。这几百倍的放射性如果都出来,对环境的危害是非常大的。

  核电厂的第二个隐患是反应堆停下以后还要发热,就像我们烧煤,炉子停了但煤依然发红发热。那反应堆停下来以后余热有多大呢?大约1%。1个100万千瓦的核电厂有300万千瓦的热功率,1%就是3万千瓦。反应堆停下来以后,如果不把这部分功率排走,就要出事。日本福岛就是这个问题。地震发生后反应堆马上停下来了,但向冷却余热的泵提供的在一小时后被远远超出预期的海啸淹没,结果反应堆内压力升高,燃料元件烧破,造成氢气爆炸和放射性泄漏。

  这次福岛泄漏的主要是碘-131和铯-137,为什么别的放射性元素没有出来呢?因为反应堆的燃料芯块是陶瓷体,里面有很多微小的孔,液态、固体的裂变碎片会留在那里,碘和铯是挥发性气体,所以跑出来了。

  对日本来说,这次事故后果十分严重。碘和铯出来后,一下雨又落到地面,陆地上的草、菜就会有放射性,牛吃了,牛奶也会有放射性;掉到附近海里的话,海草会有放射性,海生物吃了以后,也会带有放射性。福岛附近陆地和海域的生态都被破坏了。

  对我们中国的影响可以说是微不足道的。发生事故时正好风向刮向太平洋和美国方向,隔了几天以后,有一股小的气流流向了我们,因而在黑首先发现了碘-131,马上送来给我们原子能院检测,送来的8个样品,只有3个样品检测到了,但含量非常小,只是天然本底的十万分之一,完全可以忽略不计。

  准确认识放射性

  人们会觉得放射性可怕,是因为它看不见,摸不着,嗅不到。但如果我们知道了它的相关知识,认识了解它,就不觉得可怕了。

  ■一、什么是放射性

  放射性指放射性元素的原子核在衰变时或核反应时放出的射线。对核电厂来说,通常要考虑的是三种射线:α(阿尔法)射线、β(贝塔)射线、γ(伽马)射线和中子流。α射线是氮原子核流,β射线是电子流,它们和中子流、宇宙射线统称粒子辐射。γ射线是波长很短的电磁波,类似的还有X射线等。这些射线的共同特点是:(1)只能用仪器才能探测到;(2)有大小不等的穿透能力;(3)通过物质时能产生电离作用。正是这种电离作用,对人的健康产生影响。

  放射性剂量的单位常用的是毫希沃特(毫希)。它代表了受到电离辐射照射的个人的总伤害。反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量。毫希大,对人体伤害的程度就大。

  ■二、日常受到的照射

  在我们日常生活里,都存在放射性,包括我们身体都含有放射性,叫钾-40。一般土壤、岩石、水、食物、空气中都含有微量天然放射性核素,还有宇宙射线等,这些叫做天然本底照射。来自天然辐射的个人年有效剂量全球平均约为2.42毫希,其中,来自宇宙射线的为0.39毫希,来自岩石、土壤的为0.46毫希,吸入(主要是室内氡)产生的为1.3毫希,人体内为0.27毫希。所以不管是否参与核的工作,都无法避免接触到放射性。

  人为放射性照射,全球平均约为0.207毫希,其中,辐射医疗0.19毫希,大气层核武器试验沉降物0.005毫希,切尔诺贝利核电厂事故0.002毫希;戴夜光表每年0.02毫希;乘坐飞机每小时约0.005毫希;每天看两个小时的电视,每年是0.01毫希;每天吸20支烟,一年0.5毫希;X光检查,一次0.2—2毫希;做一次CT,7毫希。

  ■三、辐射的生物效应

  辐射的生物效应分为两类:

  □1.确定性效应。当人体受到较大剂量的照射,会使许多细胞死亡而又不能被新生细胞的增殖所补偿,导致组织或器官功能失常甚至丧失,造成急性溃疡、伤害性腺导致不育等急性放射性病,严重威胁生命或降低生活质量。这种生物效应通常要剂量超过某个值才会发生。确定性效应的严重程度随剂量增加而增大。

  □2.随机性效应。受照后,细胞未被杀死,而是发生变异,经过一段时间可能引起恶性变化或遗传改变,即可能致癌或引起遗传效应。随机性效应可能在受照射若干年后才发生,但不是一定会发生,也不一定单纯是由于受照射而发生,因为与照射无关的其他因素(如化学毒物、遗传因素等)也可能引起类似效应。

  ■四、辐射对人体健康的影响

  大家一定要问,究竟多大的剂量就会有危险呢,根据国际研究,一个人一年小于200毫希,人体自身一般可以恢复,没什么危险。大于7000毫希,肯定死亡。在3500—5500毫希之间的,死亡率约50%,均需住院抢救,死亡率取决于治疗的积极性。

  国际放射防护委员会制定了一个具有很大安全裕量的辐射剂量标准:对于职业工作人员,每人每年平均剂量不得大于20毫希;对于核电厂区周围的居民,每人每年平均剂量不得大于1毫希。我国核行业的管理标准更为严格,每人每年为0.25毫希,所以核电厂正常运行时是十分安全的。

  在核电厂的实际运行过程中,电厂员工和厂外居民实际受到的剂量值远低于设定的标准。秦山核电厂周围居民实测数据为每人每年0.01毫希,只是天然本底的1/240。

  ■五、防护放射性

  我们可能碰到的放射性主要有两种:一个是外照射,一个是内照射。

  外照射,就是外部源发出的辐射穿透人体产生照射剂量。防护外照射主要是:加大人员与放射源的距离;尽量缩短人员在放射性区域停留时间;采用屏蔽技术。常用的屏蔽材料有混凝土、铁、铅,厚水层也有很好的防护效果。

  如果在生活中皮肤上沾染了放射性物质,用清水冲洗掉就可以了,日本核事故后,我看到网上有人宣传有什么抗辐射香皂,要300多元一块,又是骗局,大家千万不要上当。

  放射性物质进入人体内部产生的照射叫内照射,因为无法很快排出,较长期间起作用,因而更加危险。它是通过我们生活中的饮食、呼吸等进入身体的。

  从事核工作的人员进入控制区是不准饮食的;进入放射性工作区要穿特制的连体服,如果空气中可能含有放射性物质,工作人员还要穿上特制的气衣,带上眼罩,像潜水员或宇航员一样呼吸干净的空气。

  大家比较关注的还是生活中如何防护放射性。人体的甲状腺最容易吸收碘。如果吸入放射性碘,就容易得甲状腺癌。如果相关工作人员在实际操作中有可能接触碘-131或者操作后发现可能吸入了碘-131时,可以先吃些碘片,让稳定的碘占满甲状腺,使放射性碘无法进入。这就是“服碘防辐射”的原理。一般人不从事核工作,离核电厂也远,日常生活中又接触不到碘-131,根本没有必要服用碘片。要注意,碘片有副作用,乱吃不仅无用,而且有害。至于“吃盐防辐射”更是无稽之谈!如果万一放射性物质已经进入体内,就要用特定的药物促使它尽快排出。据报道,吃海带、猪血、绿豆、黑木耳、紫苋菜、绿茶、番茄红素、黑芝麻、螺旋藻、花粉、银杏叶等有助于把放射性物质尽快排出。此外,还要多补充维生素:如维生素A、K、E和B族维生素等。

  ■六、放射性的用处

  □1.杀菌消毒、食品保鲜效果好。比如一次性针头、出口的中药等都是用γ(伽马)射线杀菌消毒的。洋葱、土豆、苹果照射了就不容易烂,虾照射后头部不容易发黑。照射之后不会有放射性,但有没有长期不良后果?具体辐射剂量多少才安全?都还需要多年的试验研究。

  □2.诊治疾病有奇效。比如通过X光、CT扫描,检查我们身体内部的疾病。对癌症的放射性治疗等。

  □3.制作各种各样的核仪器。部件、里的细小裂纹,可以用放射性的核仪器检测出来,进行维修;刚轧制出来的高温钢板厚度也可以用放射性检测等等。

  □4.探伤监检赛神探。坐火车、飞机时安检行李,确保旅客人身安全,防范不法分子的犯罪行为,海关防走私等。

  □5.辐射加工建奇功。这个在工业上应用很多,照射以后,可以改变工业品的性能,但其本身不含有放射性。

  □6.害虫绝育断了代。将雄性害虫用γ(伽马)射线照射后使其绝育,从而灭绝害虫。

  □7.辐射育种显高招。水稻、玉米、小麦等经过辐射可抗旱,也高产;棉花经辐射高产、还可以改变颜色、品种;花卉经辐射可以变异,我做过一个实验,水仙花的花期一般很短,但是经过照射后,水仙花花期可以延长1倍。当然,照射出来的物种不会有放射性,只是改变了品种。

  □8.中子活化分析能破案。我在这里举个例子。北京有一次交通事故,肇事司机逃逸了,但是他在现场留下了很多肇事车辆的玻璃碎片和油漆,我们将它们进行中子活化分析,测定其中的微量元素数量(可准确到几亿分之一),与嫌疑车辆的玻璃碎片和油漆比对,确凿无疑地破了案。

  ■七、日常生活中对核辐射的防范

  除非是搞核的工作人员,除非碰上核爆炸或就在发生核事故的核电厂附近,一般不可能接触到强核辐射,倒是日常生活中碰到的弱核辐射更要重视。

  □1.装修材料要选好,装修后要检测放射性。装修材料里特别是花岗岩、大理石,非常漂亮,但是往往里面含有放射性。装修并不是越名贵的材料越好。有些人装修了新房,住进去一段时间后发现身体不适,很可能与装修材料的放射性有关。

  □2.X光透视、CT尽量少做。虽然这些检查对人体的伤害不是特别大,但无谓地增加身体内的毫希,对身体肯定不好,所以要和医生好好沟通,等真正有必要的时候再做。

  □3. 金银珠宝首饰、项链等有些可能有放射性,最好检测一下,也不要老戴着。

  □4. 现在工业、医用的放射源很多,过去管理有漏洞,曾发生过多起丢失的事件。有人捡到这种不明金属物体,晚上还会发光,以为捡到了“夜明珠”,当成宝贝一样放在枕头底下,结果全家都因辐射致死。

  ■八、日常生活中对电磁辐射的防范

  电磁辐射是指能量以电磁波形式发散的辐射。人们熟知的微波炉、手机、高压线、电脑等,只要处于工作状态,它们的周围就会存在电磁辐射。电磁污染是继水污染和空气污染后的第三大污染源。电磁污染产生的健康危害也是日积月累的。我们可以通过简单的措施有效控制。

  □1.手机。手机辐射由高到低依次为天线部、听筒部、键盘部和话筒部。所以在买手机时,建议大家不要买天线离头部最近的直板机。我在公交车上经常看到一些人用手机打电话说个没完,这对身体是不好的。如果准备长时间的通话,少用手机“煲电话粥”,应改用固定电话或使用耳机。手机号码已经拨出而尚未接通时辐射量最大,是待机时的3倍左右,此时应让手机远离头部。金属框架眼镜会明显导致电磁场增强,所以建议大家佩戴塑料框架眼镜。

  □2.电脑、电视。台式电脑的主机后面、侧面辐射较大,最好不要敞开机箱使用。笔记本电脑辐射集中在键盘上,所以最好使用外接键盘。我们平时可在电脑边放瓶清水,因为水是吸收电磁波的最好介质。看电视时,至少要离电视一米远,既保护视力,又防辐射。长时间看电脑、电视后,最好洗脸洗手,以防由于屏幕的静电效应,在面部积落灰尘,影响皮肤健康。

  □3.微波炉。微波炉会产生微波辐射,所以建议怀孕期间的孕妇尽量不要接近微波炉;微波炉运转时,不论成人还是小孩,尤其是孕妇,均不要站在旁边,人离微波炉至少1米以上;最好在微波炉停止工作一段时间后再开启微波炉;要正确使用微波炉防护罩。眼睛不要直视,平时还要注意清洁微波炉内的卫生。

  □4.其他电器。家电扎堆工作时,辐射会变大,建议大家不要同时使用。不用的电器,一定要关上。因为通电的电器照样能产生大量电磁辐射。

  总结

  ■一、核电是未来必需的能源之一。核电厂总体上是安全的。正常运行时,排出的放射性很少,所以我们不要恐慌,不要轻信谣言。

  ■二、这次日本核电事故对我国的影响微不足道,不要听信谣言,造成不必要的损失。

  ■三、日常碰到的辐射不少,要注意防护。

  ■四、放射性有很多用途,要充分利用。  


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