受損的福島核反應堆在事故發生 5 年後仍然危險

2011 年 3 月 11 日，來自太平洋的巨大海嘯席捲了日本東海岸福島核電站六個反應堆周圍 10 米高的海堤。洶湧的海水導致反應堆堆芯過熱並熔化，隨後的氫氣爆炸損壞了三個反應堆建築物。輻射向四面八方噴射。該國關閉了所有 40 多個反應堆，並開始對數萬名附近居民以及輻射暴露情況展開調查，同時還對陸地和海洋中的野生動物展開調查。但今天仍然存在重大問題，部分原因是受損的反應堆危險性太高而無法進入，部分原因是該工廠的運營商東京電力公司（Tepco）不願分享資訊。

在這場混亂之中，日本在二月份重啟了被關閉的反應堆中的第三個。但即使政府試圖將這場災難拋在身後，福島仍然是一道無法癒合的傷疤——對於以前的居民、當地景觀和日本人的心理而言。三分之二的民眾害怕再次發生事故，以至於反對重啟。根據日本經濟產業省（METI）的資料，超過 1100 平方公里的村莊、山脈和森林仍然不適宜居住，而且子孫後代仍將清理工廠site。一些科學家與公民團體一樣抱怨說，關於災難影響的重要問題沒有得到解決。他們懷疑，當局正在巧妙地阻止某些型別的科學研究，可能是因為他們擔心研究結果可能會進一步引起公眾恐慌。伍茲霍爾海洋研究所的海洋放射化學家 Ken Buesseler 觀察到，在某些方面，他們希望這件事過去，並聲稱一切都已恢復正常。

東京電力公司在 2 月份承認，他們在事故發生兩個月後才宣佈堆芯熔燬，這可能延誤了疏散並危及生命，這加劇了人們對掩蓋真相的普遍懷疑。六個反應堆中的三個反應堆中的鈾燃料最終熔化，爆炸炸燬了三個反應堆建築物的屋頂，向陸地和海洋釋放了放射性碘、銫和其他裂變產物。現場的應急管理人員拼命試圖冷卻熔融的堆芯，使用消防水管向受損的反應堆建築物中注水。結果，高汙染水直接流入太平洋。  

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從那時起，東京電力公司已對該場地進行了大量清理。 它封蓋了被毀壞的屋頂，從受損的反應堆中移走了乏燃料，並建造了冰牆以阻止地下水流動，這些地下水正在將汙染物從場地衝刷到海洋中。 然而，由於熔融燃料仍然透過放射性衰變產生熱量，東京電力公司不得不繼續向反應堆建築物注水並收集儘可能多的水——每天約 400 立方米，儲存在現場的儲罐中。 大約有 8,000 名工人正在協助清理工作。

然而，並非一切進展順利。工程師們仍然必須找到熔融燃料，這些燃料似乎已經熔穿了鋼製容器。它仍然具有很強的放射性，以至於沒有人可以進入反應堆建築物。明治大學核工程師勝田忠弘說，東京電力公司“不知道現在反應堆中燃料碎片在哪裡以及有多少”。 去年 4 月，東京電力公司派遣機器人進入其中一座建築物拍攝損壞情況，結果好壞參半，並且還打算使用機器人到 2021 年找到並移除熔融鈾、鋼和其他物質的團塊。 根據經濟產業省的資料，完全清理該場地將需要半個世紀的時間，屆時大部分危險的放射性核素將衰變。 然而，致命的碎片最終將歸何處尚不清楚，因為日本沒有永久性的核廢料處置庫。

 大約 1000 個受汙染水的儲罐不時洩漏，這也帶來了另一個令人頭疼的問題。 東京電力公司正在從冷卻水中去除最豐富的汙染物銫，然後再將其送到儲罐中，但水中仍保留著高濃度的放射性鍶和氚。 今年 2 月，該公司報告稱工廠現場的鍶含量激增——可能表明儲罐洩漏。 因此，該公司正在費力地清除儲存的水中除氚以外的所有放射性核素，氚很難分離出來。 然而，由於氚濃度仍然比世界衛生組織規定的飲用水水平高出許多倍，漁業合作社不允許將其釋放到海洋中。 （東京電力公司沒有回覆《大眾科學》關於儲罐內容或任何其他問題的詢問。）

固體廢物也在堆積。 清理疏散區內的街道、房屋和操場（該區域向核電站西北方向延伸約 50 公里）產生了數百萬袋受汙染的表土和碎片，這些表土和碎片也在等待最終的安息之地。 然而，東京市民核資訊中心的松久保肇說，去年，約有 800 袋被颱風“艾濤”沖走，並被衝到數英里之外。 數百個從未找到。

與此同時，五年後，仍有約 10 萬人正在等待返回家園。 去年，日本政府宣佈，最終將取消對年輻射劑量為 20 毫西弗或更低地區的疏散命令。 松久保說，這個數字比國際放射防護委員會建議的安全劑量高出數倍，構成了“不可接受的”風險。 （根據美國國家科學院的一份報告，20 毫西弗的劑量會將癌症死亡的機率增加約千分之一，居民每年都會接受類似的劑量。） 但無論如何：在該區域開放一年後，東京電力公司將停止向其 32,000 名前居民提供賠償。 然而，對於來自汙染最嚴重地區的數萬人來說，流亡可能是永久性的。

根據《2015 年世界核工業狀況報告》，疏散造成的事故、疾病和創傷已導致 3,200 人死亡，其中包括許多自殺事件。癌症病例的數量存在激烈爭議。 2013 年發表在《能源與環境科學》雜誌上的一項研究估計，放射性銫會導致未來約 1000 例癌症死亡，這一數字太少，無法與其他因素引起的癌症死亡區分開來。 然而，去年，對居住在受災地區的大約 30 萬名兒童進行的超聲波篩查計劃顯示，甲狀腺癌病例驚人地達到 110 例——據稱是由放射性碘引起的，比正常水平高出 30 倍。

然而，長崎大學放射流行病學家柴田義貞認為，災難是造成這些病例的原因的說法是“胡說八道”。 他解釋說，與切爾諾貝利不同，福島災難發生時還是嬰兒的兒童中，沒有人患腫瘤。 此外，許多腫瘤都出奇的大。“太快了，”他說。“如果這些癌症是在事故發生後開始的，它們不可能長得這麼大。” 他和其他人認為，採用的高度敏感的篩查方法檢測到了那些永遠不會變得嚴重到需要醫生診斷的腫瘤——因此其結果不能與其他調查的結果進行比較。

其他研究表明，這場災難對許多其他生物造成了不利影響——特別是那些生活在未被清理的森林中的生物。 在對 400 個放射性水平不同的地點中的 57 種鳥類進行計數時，法國奧賽國家科學研究中心的生態學家 Anders Møller 和南卡羅來納大學的 Timothy Mousseau 記錄到，在汙染程度較高的地區，鳥類的數量和多樣性急劇下降。 該團隊在切爾諾貝利（具有相似的生物群落）進行的持續研究可能表明原因：許多鳥類患有“眼睛白內障、腦容量縮小、腫瘤、生育能力下降，尤其是雄性”，Mousseau 說——所有這些都會降低它們的生存能力。

在另一項汙染程度較低的地區進行的研究中，一個日本團隊在一種普遍存在的蝴蝶——淡色草灰蝶中發現了生理和遺傳損傷。 其他研究人員記錄了高汙染地區幾乎所有冷杉樹生長的缺陷、核電站附近蚜蟲的異常以及水稻植物響應輻射而啟用的 DNA 修復機制。 然而，儘管有如此零星的發現，但仍然沒有對陸地生態系統在放射性衝擊下的狀況進行全面評估。

值得注意的是，關於福島對海洋生態系統影響的研究甚至更少——即使這場災難代表了有史以來注入海洋的單次最大規模的放射性脈衝。 2011 年，石溪大學的 Nicholas Fisher 發現，在日本海岸外 600 公里範圍內，浮游動物和小魚普遍受到銫汙染，2011 年的另一項研究記錄了福島附近 30 公里海岸線範圍內沒有海螺。 但對於事故對海洋生物的影響知之甚少

儘管由於在太平洋中稀釋，銫濃度現在已降至監管限值以下，但福島附近數公里海域的銫含量仍遠高於事故前水平。 其中一個原因是雨水和河流不斷將放射性核素從陸地衝刷到海洋中。 此外，2011 年釋放的放射性銫爆炸物中約有百分之一似乎已被海底的粘土吸收。“它將留在日本附近，”Buesseler 說。 因此，在綠青鱈等以福島核電站附近沉積物為食的魚類中，銫含量仍然偏高。

另一個擔憂是放射性鍶。 科學家表示，核電站附近海水中鍶的含量並未下降，可能是由於現場儲罐反覆洩漏。“當其中一個儲罐洩漏時，你實際上可以在海洋中看到——你會看到鍶 90 的含量大幅飆升，”Buesseler 指出。 銫在生物體內的行為更像鉀，被吸收和排出都很快，而鍶在化學上與鈣相似，並在骨骼中積聚。 儘管福島魚類的消費者可能是安全的，因為他們往往不吃魚骨，但放射性核素可能成為少數魚類本身的長期擔憂。 澳大利亞核科學與技術組織的 Mathew P. Johansen 和其他人估計，至少在最初的三年裡，生活在核電站附近的某些物種（例如綠青鱈）從銫和鍶中接受了如此高的劑量，以至於可能導致繁殖能力下降和細微的遺傳變化。 Johansen 呼籲對建立在福島附近受汙染沉積物之上的生態網路進行調查。

的確，未解答的問題比比皆是。“你想知道為什麼有些魚的汙染比其他魚更嚴重，它們恢復的速度有多快，河流中有什麼東西下來，海底有多少，埋藏的速度有多快——這些都是真正沒有得到很好解決的海洋學和放射生態學問題，”Buesseler 說。 Mousseau 認為，原因之一是此類研究的資金匱乏。 Buesseler 說，日本政府似乎正在削減用於監測福島附近水中放射性核素的資金。 柴田認為這些擔憂“有偏見”，並指出有幾個部門為環境研究提供資金。 但另一位不願透露姓名的日本科學家聲稱，對於那些專案不太可能發現災難重大影響的研究人員來說，撥款很容易獲得，但對於其他人來說，撥款卻極其稀缺。

其他方面的混亂仍然存在。 幫助 Mousseau 團隊的幾位日本研究人員要求不要在已發表的論文中署名，擔心對其職業生涯產生不利影響。 Buesseler 報告了類似的經歷。“正在發生這種自我審查，”Mousseau 說。  

全球有 400 多個核電站在執行，其中許多核電站位於海岸線上以及安全標準遠低於日本的國家，再次發生此類災難並非不可想象。 更多地瞭解其影響可能有助於挽救生命和生計。 不幸的是，Buesseler 指出，“我們正在錯失從這次事故中學習的機會。”