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多图,多数据:我进入了福岛核事故的隔离区
paclab 2016-8-18 00:18:12

我也许是大胆进入福岛核事故相关区域的少数中国人之一。

前言

在2011年3月11日发生的东日本大地震中,位于日本西部福岛县大熊町的福岛第一核电站被海啸造成的十余米巨浪正面袭击。汹涌而至的洪水越过防波堤后,冲毁了福岛核电站的电力设备,一同毁坏了作为安全备份电源的蓄电池组与备用柴油发电机组。失去电力的核电站无法启动反应堆中的循环水冷却系统,冷却水位急剧下降3米,使得燃料棒裸露于冷却水面外。由于在数日的多次抢救过程中仍然无法冷却堆芯燃料棒,包附在燃料棒外的锆合金高温与水反应,造成了氢气爆炸,使得大量放射性物质随着气体外泄。出乎大家意料的是,这竟然会酿成一次IAEA最高级别(7级)核事故... 事故过后,专业期刊(如IAEA、IEEE、核工程安全协会相关)在事故发生后不久(2011年内)有对事故造成的环境污染进行粗略评估,CNN、BBC与FT News也拍摄了事故后不久过后关于受灾的画面。以上资源互联网上均能轻易搜到。但是,福岛核事故发生至今已经五年了,**这五年来日本政府都采取了哪些措施处理核污染带来的环境危害?附近地区的沾染剂量率究竟有多高?整个隔离区究竟哪些地方可以进入?**这些问题依据互联网公开信息是无法得到确切的解答的。在计划了大半年后,我终于有机会亲身赶赴日本,开着一台Prius前往福岛核事故的第一现场。

辐射剂量与测量

最简单的辐射测量仪器叫计数器,如盖革计数器、闪烁体计数器、pin管计数器等。顾名思义,计数器便是测量穿过该传感器的放射性粒子数量的仪器,计量单位通常为每秒钟粒子数(cps)或每分钟粒子数(cpm)。由于能量响应曲线较宽,数keV至数千keV的高能粒子均可触发计数器的脉冲阙值,它只能粗略的描述该区域内高能粒子的数量与密度关系。但计数器确实能够用于已知单一核素点源的剂量率与距离关系,这是因为点源的辐射通量与距离成二次反比。

刚才所述的计数器可以同时测量不同能量高能粒子辐射造成的脉冲电信号,但是不同能量高能粒子对生物体的伤害作用有不同的影响因子。我们需要对通过计数器的高能粒子进行“筛选”,“过滤”掉康普顿散射等x射线的脉冲,消除低能段粒子造成的过度相应,才能得到电离辐射对人体的剂量率,单位。这个过程叫做能量补偿energy response compensation)。剂量/剂量率有两种描述方式:吸收剂量(单位为Gy)与当量剂量(单位为Sv)。简单来说,吸收剂量是指不管你是多高ev能量的粒子,只要你打进生物组织,就算在总剂量里。而当量剂量则是用能量补偿过的探头,再将不同能量粒子乘以权重因子算出的总剂量。这种算法更适合描述电离辐射对生物的影响,所以在本文中我们讨论的都是当量剂量(单位为Sv)。

所有生活在地球上的生物都会受到α(铀、钍、氡气)、β(铀链衰变产物、钾40...)和γ(宇宙射线、雨水中铯Cs137)射线24/7不间断的照射,只要你还活在地球,受到电离辐射是不可避免的。不过,日常生活所受到的放射性剂量率通常是0.1~0.2μSv/h(微希沃特每小时);ICRP(国际放射防护委员会)推荐的环境放射性上限标准为0.1μSv/h。对于普通人而言,平均一年到头也就被照射1~2mSv(毫希沃特)。作为对比,照射一次断层扫描CT大概会吃几个mSv。目前医学界公认每年接受电离辐射而不造成明显健康影响的剂量上限是100mSv。再往上,则可能导致严重甚至明确致死的急性放射病(单次致死剂量下限通常认为是4~5Sv,患者将承受数十日的痛苦后死去)。

我携带了一台Ludlum闪烁体计数器,配两寸碘化钠:铊闪烁体,测量范围为10~400,000 cpm;两台基于Cs137穿透能量补偿过的卤素“pancake探头” 盖革剂量仪,型号分别是Fluke ASM-993和Bicron PRM-610。前者测量范围为0.01μSv/h(1cps)~10mSv/h (5,000,000cpm),精度为10%;后者测量范围为0.1μSv/h~2mSv/h,精度忘了。

关于隔离区

这里是由今年7月12日开始实施的最新灾区范围地图。各颜色所代表的含义如下:

粗略来说,在灾难发生的当时,东京电力与日本政府的设想是疏散20km内的所有居民即可。但是,由于对沾染范围的误判断,他们在灾难发生两年后(2013年4月1日)才将浪江画进真正的隔离区(“归还困难区域”)里。在此之前,还有不少村民由于不愿离开自己的家,选择留守在家中,造成了严重的健康隐患。

在红区内,有两条由北向南穿过受灾区域的高速:国道6号(常磐线)与 常磐自动车道(双车道高架高速公路)。如下图所示,前者为双向单车道普通公路,穿过浪江、双叶、大熊与富冈的中心城区,在【長者原十字路口】往东,便是福岛第一核电站的入口。该道路受放射性污染影响,直到2014年9月15日后才允许外界车辆无停留快速通过。这条国道从浪江→富冈区域只允许直线通过,所有位于红区内的交叉路口都被路障围阻,留下少数几个有人值班的凭通行证打开哨卡。

穿过六号国道

第一天的路线便是由上图所示,我先前往隔离区的最南端(富冈町),沿6号国道一路往北穿过整个红区,再于最北边的浪江町转114号国道进入双叶町东北方向的绿区(原双叶海水浴场,在311大地震引发的海啸中完全重回)。这样既能沿途拍摄,又能在海水浴场想办法接近福岛第一核电站(上图渔业协会上面的拦阻坝位置)。

路线大图:
双叶町附近的巡逻警车
除了警车之外,在现场还有ALOSK(日本一个私人保安集团)的巡逻车负责安保巡逻,感觉背后有什么故事
路上遇见的除染工作人员
左边就是福岛第一核电站,此时车上的fluke剂量率已经超过5μSv/h
我知道你们想说什么,这里就是进核电站的十字路口,你们确实要学习一个
路边废弃的加油站,被栅栏隔离开来
废弃的房屋,已经垮塌
但是这么干似乎还是不够给力,因为没法从车里下来去看看灾区的情况,测量实际的at contact放射剂量。这该怎么办?没关系,我用NGO组织的名义申请了进入浪江隔离区的通行证。

浪江町

第二天,我们从浪江的水境检查点出发,通过114号县道穿过整个浪江町内的红色隔离区。下面是卫星图与路线简图,其中黄线为浪江町边界,红色斜线与虚线表示该区域被划为红区。可以看出浪江红区内很大一部分都是山地地形,植被茂密的森林与田原很有可能沾染较高的放射性剂量。
进入红区的检查点:
这里就是传说中的鬼城。常住人口:0 (后面是俺的车)
拿出fluke和ludlum,这里的辐射量让开到x100档的ludlum都几乎爆表,大概是200,000~400,000cpm (普通情况下环境本底大概是7,000~10,000cpm)



遇到一辆土壤除染车,挂的是旁边双叶町的牌照
曾经的村庄,现在已是一片荒原



被遗忘在路边的酒,也不会再有人敢喝了
路旁的警告牌告诉你此处年平均剂量>50mSv(>5.8μSv/h,ICRP标准58倍)
若不是电线杆上的醒目字样,这里与他处的乡村美景并无区别。不过,下面的树林其实是原先生活在此农民的田地...
一户农舍的房子,门窗早已不见
车继续往前开,前方是一处明显防护过β射线的的自动剂量监测仪,上面显示的数值是6.235μSv/h
掏出我的fluke一看,这附近的土地都有这么高的剂量率。此处距离福岛核电站大约23km,5年了,似乎也并没有对此处进行除染。往前开经过森林的剂量也很高,坐在车里都有7~12μSv/h的剂量。
如果对着土壤...这个181μSv/h很可能是Cs137导致的,距离土地近,β射线增强了辐射剂量。这和切尔诺贝利有的一拼

暂时就发到这吧,还有些视频之类不知道该怎么压缩传上来,如果有任何疑问或者感兴趣的欢迎回帖问我,有时间的话我会一一解答,谢谢!

[修改于 2 年前 - 2016-08-18 12:12:13]

+1  学术分    RodTech   2016-08-18   理论分析与实践
2016-8-18 00:27:55
1楼
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270当年去了切尔诺贝利 今年您到了福岛!
厉害!
想知道当地有没有死难者? 遗体之类的都有妥善安置吗
看切尔诺贝利那一集的时候有看到动物遗体
很想知道切尔诺贝利的那种防毒面具到处乱扔是因为什么
paclab(作者)
2楼
0
引用 王者归来abs:
270当年去了切尔诺贝利 今年您到了福岛!
厉害!
想知道当地有没有死难者? 遗体之类的都有妥善安置吗
看切尔诺贝利那一集的时候有看到动物遗体
很想知道切尔诺贝利的那种防毒面具到处乱扔是因为什么

在311大地震中,福岛当地的死难者主要是靠近海边的村落在地震过后试图从家里搬出东西避难的人。他们躲过了地震,但没有躲过几分钟后汹涌而来的海啸,在核电站附近的海啸浪高近十米,发现海啸到来再躲避早已晚了。
这是我偷偷航拍的双叶海水浴场附近的俯瞰图,你可以看到旧日依稀的街道,但所有街区上的建筑都已荡然无存,消失在这场海啸之中。小河上的桥也被冲垮
268797

海啸过后泥石流将街区完全覆盖,成了一片瓦砾废墟,里面能够被找到的遗体都已经安置了。
切尔诺贝利附近被丢弃的防毒面具大多是现场前去救援的军队所用后遗弃的,因为被放射尘埃沾染而无法现场处置,为避免进一步沾染而随手就地丢弃。
4楼
0
自动剂量监测仪看起来使用平板天线+太阳能   四角水泥墩让我想起小灵通基站。
2016-8-19 19:39:56
5楼
0
福岛出事前用的燃料是钚还是铀?之前好像听说日本用μ子来探测损毁后得反应堆燃料情况。
另外前段时间说的堆芯熔毁是什么情况,难道地震过后出问题的反应堆现在一直都还在输出功率?
2016-8-20 19:59:16
6楼
0
引用 smith:
福岛出事前用的燃料是钚还是铀?之前好像听说日本用μ子来探测损毁后得反应堆燃料情况。
另外前段时间说的堆芯熔毁是什么情况,难道地震过后出问题的反应堆现在一直都还在输出功率?
那个团队的结果好像是说熔毁程度远远超过东电对外宣称的程度(不知为何找不到那条新闻了??
2016-8-22 22:52:14
7楼
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引用 huojunan2:
那个团队的结果好像是说熔毁程度远远超过东电对外宣称的程度(不知为何找不到那条新闻了??
说得是事故后几天之内已经彻底熔毁,但是到5月份才公开承认,延误了疏散。
8楼
1
反应堆在工作时,会因为核裂变而释放巨大功率,常见机组在2000MW(200万千瓦)数量级,现在有更大的,而切尔诺贝利电厂在失控前已经达到了万兆瓦级的功率。反应堆有多大呢,这个主要看反应堆的形式。像切尔诺贝利那样的石墨砌体的气冷堆,我记得堆芯部分是1700吨(可能记错了),小一点的也有几十吨。但即使按100吨来算,如果这200万千瓦的功率不导出,全部闷在堆里,温度升到上千度也就一两分钟的事情。

假设反应堆正在额定功率输出,而此时负责将功率导出的装置失灵,没有其它保护措施的情况下,只需要几分钟,堆芯就会化成岩浆。

为了避免上述情况,所有反应堆都设计了复杂的安全措施。如果发生严重事故,系统会立即停堆,主要是把控制棒插到底,甚至注入含硼的水,以完全终止链式反应。

据纪录片说(非学术资料),切站是在堆芯已融化时尚未停堆,直到爆炸时功率依然在上升,因此后果比较严重。而福站当然有条件采取停堆措施,使裂变功率降到零。

但是,停堆并不等于反应堆不再发热。临界以后,反应堆会产生大量裂变产物,其中有许多短半衰期的物质,其数量依然是巨大的。这些物质发生衰变也会产生热量,核电池就是利用放射性物质衰变发热来发电的。当然,这样的热量远远小于反应堆的正常功率。但如果不将其导出,堆芯的温度依然会升高,只是上升得慢一点。

但反应堆停堆以后,尽管发热并使温度升高,但输出的功率不足以推动汽机发电。这就意味着,如果没有外部供电,电厂就将会失去厂用电,用于进行一次和二次循环的热载体就无法泵送,一切辅助的大功率电器都无法开启,反应堆内的裂变发热不能导出,最终还是会熔毁堆芯的。

对于上述后果,核电厂在设计时显然早有考虑,例如,配备有大功率的柴油发电机,用于在主发电机停电时提供最基本的厂用电。反应堆还有事故用的冷却水,以便在发生极端的停电情况或者设备故障时,可以不依靠电力向反应堆提供冷却。

但如果缺少电力的话,这个冷却水就是有限的了。福站的说法是,由于海水灌进了柴油发电机房,厂用电完全失去。向反应堆应急注水不足,使部分燃料未进行冷却。水蒸气与高温的燃料棒反应,产生了氢气,发生爆炸,炸裂了反应堆的密封壳。裂变产物随蒸气喷出,造成严重的放射性物质泄漏。

每次核事故的细节理论上都是公开的,各国设计机构在设计新的电厂时都会借鉴以往的经验教训。从这个角度来看,新的电厂一定比老的电厂安全、可靠。现在一些主要依靠核电的地方(例如台湾,法国),很多人反对新建核电厂,已经修好的也不让开机,让老厂负担很重,其实很不明智,出事的都是几十年的老厂。有效的做法是扶持新厂上马,推动老厂淘汰。

[修改于 2 年前 - 2016-08-22 23:43:11]

9楼
0
引用 虎哥:
反应堆在工作时,会因为核裂变而释放巨大功率,常见机组在2000MW(200万千瓦)数量级,现在有更大的,而切尔诺贝利电厂在失控前已经达到了万兆瓦级的功率。反应堆有多大呢,这个主要看反应堆的形式。像切尔……
虎哥对于连云港的事怎么看?听说要去湛江了。
2016-8-29 18:22:05
10楼
0
问一下,,lz是 青少年核电站辐射检测联盟 的吗 ?8.10. 他们有去福岛的,和lz的时间很恰巧啊
11楼
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引用 滑稽兽:
问一下,,lz是 青少年核电站辐射检测联盟 的吗 ?8.10. 他们有去福岛的,和lz的时间很恰巧啊
刚刚问了一下,他们是12号进的隔离区,,认错了
paclab(作者)
12楼
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引用 滑稽兽:
刚刚问了一下,他们是12号进的隔离区,,认错了
愿求详情,他们去了哪些地方,是否有进归还困难区域?12号那天晚上我做了个大死,在隔离区被小日本的条子抓了
13楼
0
引用 paclab:
愿求详情,他们去了哪些地方,是否有进归还困难区域?12号那天晚上我做了个大死,在隔离区被小日本的条子抓了
归还困难区域没有进,,进了 避难指示解除准备区域 和 限制居住区域。对了,,lz做了事情啊??是不是带了隔离区内的物质出去了。。不过带土样什么的过安检应该没问题啊,,
paclab(作者)
14楼
0
引用 滑稽兽:
归还困难区域没有进,,进了 避难指示解除准备区域 和 限制居住区域。对了,,lz做了事情啊??是不是带了隔离区内的物质出去了。。不过带土样什么的过安检应该没问题啊,,
那没意思,你说的这两个区域都是随便进的
15楼
0
引用 paclab:
那没意思,你说的这两个区域都是随便进的
归还困难区域估计就是给进可能也要接受一些培训吧。。
16楼
0
好可怕,就像一个隐形人拿着隐形剑一直瞄准你,而你却无能为力。
2017-1-10 15:23:03
18楼
0
日本的道路和环境,确实好啊
2017-1-11 17:06:40
19楼
0
引用 kelchdeng:
日本的道路和环境,确实好啊
环境是好,就是多了点辐射
2017-1-17 22:10:23
20楼
0
引用 huojunan2:
虎哥对于连云港的事怎么看?听说要去湛江了。
连云港出什么事了?
2017-4-15 11:18:39
21楼
0
请问楼主,你从隔离区回来的时候,在哪里用的东西,比如车啊,衣服啊,鞋子啊,手套什么的怎么处理?
是不是要全部留下呢?(手动滑稽)
2017-6-5 00:53:50
22楼
0
恐怖的地方啊!!呆久了都会恶心呕吐的吧,像切电那里野狼成群了!这些生物被辐射后会不会变异啊!!我国的华龙一号应该比这个先进吧!!

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