洋流对核辐射扩散的影响

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、


相关内容

  • 气温的分布
  • 气温的分布与等温线 右图为"某地四个不同时刻气温垂直变化情况",完成1-2题. ( )1.四个时刻中最容易导致近地面大气污染物聚集的是 A.① B.② C.③ D.④ ( )2.下列叙述正确的是 A.①线大气的对流运动最显著 B.②线气温变化的原因是热量主要来自于太阳辐射 C.③ ...

  • 2014高考自然地理答题思路归类模板
  • 高考自然地理答题思路归类分析 一.影响日照时间长短的因素 1.昼长(纬度):2.地势(地势高,日出早,日落晚,日照时间长):3.天气状况. 二.影响太阳辐射强度的因素(即影响大气对太阳辐射削弱作用的因素) 1.太阳高度(即纬度):2.天气状况:3.地势.空气密度4.大气洁净度. 如为什么青藏高原太阳 ...

  • 高一地理第一学期期末考试题
  • 号考 名姓 号学 校学 长治六中2014-2015学年第二学期期中考试题 高二地理试卷 命题:王祥云 审题:苗玉晓 刘沁斌 第Ⅰ卷 (选择题) 本卷共30个小题,每小题2分,共60分.在每题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 2010年8月,"中国丹霞"被正式列入< ...

  • 自然地理学总结
  • 绪论部分: ①地理学的概念和学科分支②自然地理学的任务(其中有一简答题) 地理学的概念:地理学是研究地理环境的科学,即只研究地球表层这一部分的人类环境. 注:地理环境:自然环境,经济环境,社会文化环境. 地球表层:是指海陆表面上下具有一定厚度范围,而不包括地球高空和内 部的地球表层. 学科分支:①综 ...

  • 安徽六校联考地理试题
  • 安徽省六校教育研究会2017届高三上学期第一次联考地理[解析] 安徽省六校教育研究会2017届高三第一次联考 地理试题 (卷面分值:100分 考试时间:100分钟) 一.选择题(本题共25小题,每小题2分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.) 图1中a.b.c.d分别示意 ...

  • 第4讲世界气候和自然景观
  • 第4讲 世界气候和自然景观 [考纲要求] 气温的日变化和年变化.气温分布的一般规律.降水的时间变化 .世界年降水量的分布.主要气候类型及分布.影响气候的主要因素.气压.气温.降水等值线图.柱状图等图形语言的解读和应用. [知识讲解] 一. 天气和气候 天气和气候是两个既有联系,又有区别的概念. 我们 ...

  • 细说"季风洋流"
  • 细说"季风洋流" □湖南 易勇军 (QQ :578092200) 在世界洋流系统中,北印度洋海区因受季风环流的控制,洋流流向在一年中具有明显的季节变化,大致"夏季呈顺时针,冬季呈逆时针",而其他海区洋流在一年中的流向基本保持不变.正因为北印度洋海区的这一特殊性 ...

  • 高一必修一地理
  • 高一地理必修1复习资料 第一章 一.宇宙的基本特征 1.物质性-天体 天体:宇宙间物质的存在形式.(属于天体的一部分不叫天体,如:陨星≠流星体) 天体:恒星.星云.行星.卫星.流星体.彗星.星际物质.(基本天体:恒星.星云) 2.运动性-天体系统 天体系统形成条件:相互吸引.相互绕转. 中心天体:太 ...

  • 2016年江苏省学业水平测试地理复习学案--自然地理
  • 2015年江苏省学业水平测试地理复习学案 1 .天体: 类型:星云.恒星.行星.卫星.彗星.星际物质等.恒星与星云是最基本的天体. 2.天体系统 注意:人造卫星与行星或卫星也可构成一级天体系统. 3.地球在太阳系中的位置 (1)八大行星:水星.金星.地球.火星.木星.土星.天王星.海王星. (2)类 ...