一、 洋流对核辐射扩散的影响
1.洋流的形成和运动 洋流又称海流,海洋中除了由引潮力引起的潮汐运动外,
海水沿一定途径的大规模流动。引起海流运动的因素可以是风,也可以是热盐效应造成的海水密度分布的不均匀性。前者表现为作用于海面的风应力,后者表现为海水中的水平压强梯度力。加上地转偏向力的作用,便造成海水既有水平流动,又有铅直流动。由于海岸和海底的阻挡和摩擦作用,海流在近海岸和接近海底处的表现,和在开阔海洋上有很大的差别。
按照洋流形成原因,可以分为三类:风海流、密度流、补偿流。大气运动和近地面风带,是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面,推动海洋水随风漂流,并使上层海水带动下层海水,形成规模很大的洋流,就叫做风海流。由于各海域海水的温度、盐度不同,引起海水密度的差异,导致海水的流动,叫做密度流。 密度流分布规律:在封闭海区与开阔海洋之间的海峡,密度流的分布一般都很明显。 由风力和密度差异所形成的洋流,使海水流出的海区海水减少,由于海水连续性要求,补偿流失,相邻海区的海水便会流来补充,这样形成的洋流叫做补偿流。补偿流形成与风海流,密度流紧密联系。可分水平补偿流,另一种是垂直补偿流。后者亦称升降流,包括上升流和下降流。世界海洋上还有其他海区也分布着上升补偿流,如加利福利亚寒流、本格拉寒流、加那利寒流。 洋流的形成除了受上面这些因素影响外,还受到陆地形状和地转偏向力影响,陆地形状和地转偏向力会迫使洋流在运动过程中,洋流的流动方向发生改变。洋流形成是受多种因素综合作用的结果,这使洋流的分布很复杂,但也是有一定规律的。
2.洋流对核辐射的影响
洋流运动既可以使污染物因迅速扩散而加快其稀释和净化的速度,也相应地使污染范围扩大。就日本核事故为,4月4日,日本东电公司宣布将开始向海洋排放10000吨左右的含有低浓度放射性物质的废水。这一举动引起了周边国家的强烈不满。尽管东电公司一再解释,这是为了腾出空间,避免高浓度的废水直接向环境排放而采取的做法。
但对这种不经协商就“转嫁”问题的行为,显然会引起周边国家公众的愤怒。首先要考虑的是放射性物质如何随着水体的运动扩散分布。不论是核电站出来的废水直接排放,还是大气中的放射性物质沉降于海水表面,或是沉降在陆地然后随河流进入海中,高放射性浓度都应该是出现在近海地区。然后,放射性物质浓度会随着距离的增加而降低。所以,日本东部靠近福岛地区的海域所受放射性物质的影响最为严重。
在长距离的扩散方面,洋流的分布和走向至关重要。洋流是因为海水的温度盐度不同,气候、地形等多种因素的作用下产生的定向运动。放射性物质进入洋流就有可能传播到很远的地方。
下面是日本附近洋流的分布情况,分别观测于4月5日和4月18日。 【引用1】 这些资料均来源于美国多家科研机构联合建立的海洋数据和模型服务系统(hycom.org)。
图一。
图二。
两张图都表明在福岛附近,除了局域性的回流以外,最主要是一条起源于台湾外海,沿着冲绳群岛、日本岛东侧,向东北方向的洋流(也就是所谓“黑潮”)。放射性物质会随着这条洋流的运动,远离陆地,进入太平洋深处。由图可见,这次事故幸运的一方面是没有一条洋流能直接影响到中国沿海地区。日本政府给出的观测结果(图三)也与图一和图二吻合。估计向海洋直接排放废水的决定也是参考了洋流的走向而决定的。
图三
东电公司在声明中并没有给出具体的放射性物质数据,只是笼统地说是低浓度的废水。据《纽约时报》报导,废水中放射性物质含量大概是法定的100倍左右。 假设日本的法定的数值跟美国的相同,美国核管会设立的数值是每个核电站每年可以排放5居里(等于10^11 Bq)的放射性物质。超过100倍意味着废水中放射性总量约为10^13 Bq。
另外一条可以用来估算的信息是前一段时间有报道说两名核电站工作人员在放射性废水中工作而受到了“灼伤”。这是当放射性剂量达到了1西弗左右,人体皮下毛细血管出血造成的现象。我假设工作人员在废水中停留了3个小时,人体受伤部位在水面以上30厘米,受到的剂量主要是由于裂变产物的β衰变引起。β粒子的最大能量为60万电子伏特,那么废水中的放射性物质含量应在每升10^8 Bq左右。如果是这种废水被排出,则放射性物质的总量应有10^15 Bq。
这10000吨废水排放到海里以后,假设只扩散到近海方圆10千米,深100米的海水中,那么,其中的放射性物质浓度将会被稀释大约十万倍,则这块近海海域的放射性物质浓度应该在每升1到100 Bq之间。随着时间的推移,放射性物质会持续扩散,浓度应该下降很快。在洋流的作用下,这些放射性物质会迅速进入太平洋深处。等回流到中国附近海域时,它们的浓度应该是微乎其微了。
海水中放射性物质主要是通过海产品进入人体的,因此我们必须要考虑生物体的“富集”作用。从最坏的情况考虑,假设海水中铯-137的浓度为每升100 Bq,铯-137更容易在大型鱼类的体内富集,则鱼体内的铯-137含量会达到每千克40000 Bq。如果一个人在一年中消耗了100千克这种从日本福岛附近海域出产的鱼类,那么,他受到的剂量会有50毫西弗左右,约相当于20倍的背景辐射剂量。
虽然说这样的剂量水平不会产生十分显著的影响(大约可造成癌症几率升高0.2%),但是以上的估算表明,我们最好还是不要马上食用核电站事故附近区域出产的食物,以免受到不必要的剂量。这里要特别注意的是海带和其他海草类产品。我们知道海带富含碘,这说明海带对核事故释放出的碘-131的富集可能会达到一个非常高的水平。
资料一、
一、 洋流对核辐射扩散的影响
1.洋流的形成和运动 洋流又称海流,海洋中除了由引潮力引起的潮汐运动外,
海水沿一定途径的大规模流动。引起海流运动的因素可以是风,也可以是热盐效应造成的海水密度分布的不均匀性。前者表现为作用于海面的风应力,后者表现为海水中的水平压强梯度力。加上地转偏向力的作用,便造成海水既有水平流动,又有铅直流动。由于海岸和海底的阻挡和摩擦作用,海流在近海岸和接近海底处的表现,和在开阔海洋上有很大的差别。
按照洋流形成原因,可以分为三类:风海流、密度流、补偿流。大气运动和近地面风带,是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面,推动海洋水随风漂流,并使上层海水带动下层海水,形成规模很大的洋流,就叫做风海流。由于各海域海水的温度、盐度不同,引起海水密度的差异,导致海水的流动,叫做密度流。 密度流分布规律:在封闭海区与开阔海洋之间的海峡,密度流的分布一般都很明显。 由风力和密度差异所形成的洋流,使海水流出的海区海水减少,由于海水连续性要求,补偿流失,相邻海区的海水便会流来补充,这样形成的洋流叫做补偿流。补偿流形成与风海流,密度流紧密联系。可分水平补偿流,另一种是垂直补偿流。后者亦称升降流,包括上升流和下降流。世界海洋上还有其他海区也分布着上升补偿流,如加利福利亚寒流、本格拉寒流、加那利寒流。 洋流的形成除了受上面这些因素影响外,还受到陆地形状和地转偏向力影响,陆地形状和地转偏向力会迫使洋流在运动过程中,洋流的流动方向发生改变。洋流形成是受多种因素综合作用的结果,这使洋流的分布很复杂,但也是有一定规律的。
2.洋流对核辐射的影响
洋流运动既可以使污染物因迅速扩散而加快其稀释和净化的速度,也相应地使污染范围扩大。就日本核事故为,4月4日,日本东电公司宣布将开始向海洋排放10000吨左右的含有低浓度放射性物质的废水。这一举动引起了周边国家的强烈不满。尽管东电公司一再解释,这是为了腾出空间,避免高浓度的废水直接向环境排放而采取的做法。
但对这种不经协商就“转嫁”问题的行为,显然会引起周边国家公众的愤怒。首先要考虑的是放射性物质如何随着水体的运动扩散分布。不论是核电站出来的废水直接排放,还是大气中的放射性物质沉降于海水表面,或是沉降在陆地然后随河流进入海中,高放射性浓度都应该是出现在近海地区。然后,放射性物质浓度会随着距离的增加而降低。所以,日本东部靠近福岛地区的海域所受放射性物质的影响最为严重。
在长距离的扩散方面,洋流的分布和走向至关重要。洋流是因为海水的温度盐度不同,气候、地形等多种因素的作用下产生的定向运动。放射性物质进入洋流就有可能传播到很远的地方。
下面是日本附近洋流的分布情况,分别观测于4月5日和4月18日。 【引用1】 这些资料均来源于美国多家科研机构联合建立的海洋数据和模型服务系统(hycom.org)。
图一。
图二。
两张图都表明在福岛附近,除了局域性的回流以外,最主要是一条起源于台湾外海,沿着冲绳群岛、日本岛东侧,向东北方向的洋流(也就是所谓“黑潮”)。放射性物质会随着这条洋流的运动,远离陆地,进入太平洋深处。由图可见,这次事故幸运的一方面是没有一条洋流能直接影响到中国沿海地区。日本政府给出的观测结果(图三)也与图一和图二吻合。估计向海洋直接排放废水的决定也是参考了洋流的走向而决定的。
图三
东电公司在声明中并没有给出具体的放射性物质数据,只是笼统地说是低浓度的废水。据《纽约时报》报导,废水中放射性物质含量大概是法定的100倍左右。 假设日本的法定的数值跟美国的相同,美国核管会设立的数值是每个核电站每年可以排放5居里(等于10^11 Bq)的放射性物质。超过100倍意味着废水中放射性总量约为10^13 Bq。
另外一条可以用来估算的信息是前一段时间有报道说两名核电站工作人员在放射性废水中工作而受到了“灼伤”。这是当放射性剂量达到了1西弗左右,人体皮下毛细血管出血造成的现象。我假设工作人员在废水中停留了3个小时,人体受伤部位在水面以上30厘米,受到的剂量主要是由于裂变产物的β衰变引起。β粒子的最大能量为60万电子伏特,那么废水中的放射性物质含量应在每升10^8 Bq左右。如果是这种废水被排出,则放射性物质的总量应有10^15 Bq。
这10000吨废水排放到海里以后,假设只扩散到近海方圆10千米,深100米的海水中,那么,其中的放射性物质浓度将会被稀释大约十万倍,则这块近海海域的放射性物质浓度应该在每升1到100 Bq之间。随着时间的推移,放射性物质会持续扩散,浓度应该下降很快。在洋流的作用下,这些放射性物质会迅速进入太平洋深处。等回流到中国附近海域时,它们的浓度应该是微乎其微了。
海水中放射性物质主要是通过海产品进入人体的,因此我们必须要考虑生物体的“富集”作用。从最坏的情况考虑,假设海水中铯-137的浓度为每升100 Bq,铯-137更容易在大型鱼类的体内富集,则鱼体内的铯-137含量会达到每千克40000 Bq。如果一个人在一年中消耗了100千克这种从日本福岛附近海域出产的鱼类,那么,他受到的剂量会有50毫西弗左右,约相当于20倍的背景辐射剂量。
虽然说这样的剂量水平不会产生十分显著的影响(大约可造成癌症几率升高0.2%),但是以上的估算表明,我们最好还是不要马上食用核电站事故附近区域出产的食物,以免受到不必要的剂量。这里要特别注意的是海带和其他海草类产品。我们知道海带富含碘,这说明海带对核事故释放出的碘-131的富集可能会达到一个非常高的水平。
资料一、