第二节　污染来源

第二节　污染来源

环境中放射性物质有以下主要来源：

（1）核工业。核工业的废水、废气、废渣的排放是造成环境放射性污染的一个重要原因。核燃料生产循环的每一个环节都排放放射性物质，但不同环节排放的放射性核素的种类与数量是不同的。

铀矿开采过程对环境的放射性污染，主要是氡与氡的子体以及放射性粉尘对周围大气的污染、放射性矿井水对水体的污染、废矿渣与尾矿等固体废物的污染。

铀矿石通过选矿后是送往铀水冶厂制成铀的化学浓缩物的。铀水冶厂的放射性废水量与废渣量很大。如采用酸法浸出工艺，处理每吨矿石约产生2．5～5．5立方米废水。采用碱法浸出时，因沉淀母液返回利用，处理每吨矿石产生0．4～0．8立方米废水。这些废水排入江河后，往往造成下游河段铀与镭的含量明显增高。铀水冶厂废水中除了铀与镭等放射性核素外，还有某些无机离子如硝酸根、铵与锰的离子等。铀水冶厂提取铀后的尾矿量和原矿石量大致相同。尾矿中的镭约为原矿的93%～98%，铀为原矿的5%～20%，所以尾矿中的镭及其子体氡是污染环境的主要放射性核素。铀精制厂、铀元件加工厂以及铀气体扩散厂对环境的污染都较轻。

（2）核电站。核电站排出的放射性污染物为人工放射性核素，即反应堆材料中的某些元素在中子照射下生成的放射性活化产物，由于元件包壳的微小破损而泄漏的裂变产物，元件包壳表面污染的铀的裂变产物。

核电站排入环境中的放射性废水，包括冷却水、元件贮存池水、实验室废水与地板冲洗水等。排往环境的放射性废气中的裂变产物有¹³¹碘、氚与惰性气体⁸⁵氪、¹³³氙，活化产物有¹⁴氮、⁴¹氩与¹⁴碳，以及放射性气溶胶。

核电站排入环境的放射性污染物的数量和反应堆类型、功率大小、净化能力与反应堆运行状况等相关。如早期一座核电站每年排出的废水放射性强度（除氚外），一般为几居里到几十居里。到20世纪70年代后期，年排放量大大减少，只有个别核电站超过5居里。

在正常情况下，核电站对环境的放射性污染很轻微。如生活在核电站周围的绝大多数居民，从核电站排放放射性核素中接受的剂量，一般不超过本底辐射剂量的1%。只有在核电站反应堆发生堆芯熔化事故的时候，才可能对环境造成严重污染。如1957年10月8日英国温兹凯尔石墨气冷堆发生的堆芯熔化事故，释放到环境中的¹³¹碘为20000居里、¹³²碲为12000居里、¹³⁷铯为600居里、⁸⁹锶为80居里、⁹⁰锶为2居里，严重污染了周围地区，并影响到欧洲大陆。周围地区牛奶中的¹³¹碘最高达1．4微居里/升，致使约700平方千米地区内的牛奶在短期内不能食用。

（3）核燃料后处理厂。核燃料后处理厂是将反应堆辐照元件进行化学处理，提取钚与铀再度使用。后处理厂排入环境的放射性核素为裂变产物与少量超铀元素。其中一些核素半衰期长、毒性大（如⁹⁰锶、¹³⁷铯与²³⁹钚），所以后处理厂是核燃料生产循环中对环境污染的重要污染源。

后处理厂的低水平放射性废水，通过蒸发、离子交换与絮凝沉淀等净化处理后可排入环境。排出的放射性废气主要含裂变产物¹³¹碘、⁸⁵氪与¹³³氙等。后处理厂的中水平与高水平放射性废水不能排入环境，须作固化处理。

（4）核试验。核爆炸瞬间能产生穿透性很强的中子与γ辐射，同时产生大量的放射性核素。前者称为瞬间核辐射，后者称为剩余核辐射。剩余核辐射有三个来源：①裂变核燃料进行核反应时产生的裂变产物，约有36种元素，200多种同位素；②未发生核反应的剩余核装料，主要是²³⁵铀、²³⁹钚与氚；③核爆炸时产生的中子与弹体材料以及周围空气、土壤与建筑材料中的某些元素发生核反应而产生的感生放射性核素。

核爆炸产生的放射性核素除了对人体产生外照射外，还会经过空气与食物产生内照射。其中危害最大的核素是⁸⁹Sr、⁹⁰Sr、¹³⁷Cs、¹³¹I、¹⁴C与²³⁹Pu等，核试验污染环境的主要放射性核素的特性及其作用于人体的靶器官。

核爆炸产生的放射性核素在爆炸高温下呈气态，随爆炸火球上升。爆炸火球温度逐渐下降，气态物质便凝成颗粒随蘑菇状烟云扩散，逐渐沉降到地面。这些沉降的放射性颗粒称为放射性沉降物，又称落下灰。放射性沉降分为近区沉降与全球性沉降。近区沉降指爆炸后几小时到一天内在爆炸区附近与下风向几百千米范围内的沉降，沉降物颗粒较大。全球性沉降过程是：细小放射性颗粒随烟云到达对流层顶部，进入平流层，并随大气环流流动，通过若干天甚至几年才重新回到对流层，造成全球性污染。核爆炸高度越高，近区沉降物越少。地面爆炸时，近区沉降的放射性物质占总放射性物质的60%～80%。在离地面30千米以上进行高空爆炸，几乎没有近区沉降物。核试验造成的全球性污染要比核工业造成的污染严重得多。