跳到主要内容

话题

 核电

核电

福岛可能广泛分散钚

20 Jul 2020
损坏的单位3反应堆建筑的照片
爆炸事件:Fukushima Daiichi的单元3反应堆建筑的上侧被氢爆炸损坏。该地区设有花费燃料池和燃料处理机器。 (礼貌:Tepco)

2011年日本福岛达奇尼核电站崩溃后释放的铯颗粒可能已携带200km型果实颗粒的微小碎片。因此,这一国际科学家们表示,该科学家已经详细研究了靠近的地点的土壤样本。受损的反应器。研究人员表示,调查结果在密封反应堆内的条件下揭示了新的光线,并应该帮助植物’s decommissioning.

福岛的灾难发生在日本东北海岸的幅度9次地震后,并​​在植物中致力于造成14米高的海啸’S海堤。使用低洼的备用发电机,该网站’S三个操作堆过热并融化。同时,热蒸汽与核燃料的锆覆盖物反应,产生氢气,当它悬臂腐蚀时爆炸。

铯是在核燃料中产生的挥发性裂变产品。在福岛崩溃期间,它结合在熔融燃料和其他反应器材料与损坏的反应器容器下方相互作用时产生的二氧化硅气体。所得玻璃颗粒,称为富含铯的微粒(CSMMP),测量几微米或数十微米。

Satoshi Utsunomiya 九州大学的Eitaro Kurihara和日本的同事,欧洲和美国分析了从福岛植物的几公里范围内挖出的土壤样品获得的三种这样的颗粒。他们使用一系列技术来研究这些CSMP的物理和化学成分,目的是建立它们是否包含任何钚。

绘制钚蔓延

迄今为止,从事故中检测到距离受损反应堆的50公里。研究人员以前认为这种钚像铯一样,在从燃料中蒸发后被释放。但是,新的分析代替了一些在CSMP的燃料“捕获”燃料片段中以颗粒形式逃离灾害植物。

UTSUNOMIYA和同事使用电子显微镜和同步X射线荧光,在CSMPS内部看。基于这些数据,他们能够映射来自损坏的反应堆内的材料的各种元件的分布 - 包括来自不锈钢,锆和来自燃料包层和来自冷却水的锌的铁。他们还在CSMP中的一个中发现铀,以离散的铀氧化物颗粒的形式少于10nm。

然而,研究人员无法使用这些方法找到任何型钚 - 可能是由于来自锶的干扰,另一个裂变产品。相反,它们转向X射线吸收。为了补偿高水平的噪声,它们在两种不同的同步调节下进行测量,从日本运输大约20μm直径的粒子,在英国钻石设施的X射线和瑞士的瑞士光源爆破。

研究人员将注意力集中在颗粒的三个区域,产生来自铀的最荧光的粒子。他们未能在这些位置中的两个位置检测钚,但是在第三个中成功,在两个同步调节中产生的吸收光谱,表明元素存在。低信噪比意味着它们无法’图4究竟确定了哪些钚物种,但光谱的形状告诉它们,它可能存在为氧化物,而不是作为纯金属。

Utsunomiya和同事还使用了质谱法测量微粒内不同钚和铀同位素的相对丰度。他们发现三个比率 - 235至铀-335以及与钚-240和-242的钚-339相比 - 所有这些都同意了在燃料时所示的比例计算灾难。该协议与铀-238的测量量相结合,如果它只是从熔化的燃料中蒸发的情况大约两个数量级,因此得出结论,铀和钚作为离散燃料存在CSMP中的颗粒。

对退役的影响

研究人员指出,以前的研究表明,钚和铯在福岛周围的延长区域分布不同,这表明并非所有CSMP都含有钚。然而,他们说,在一些这些颗粒中发现了该事实钚意味着它可能已被运输到远处作为铯 - 距离福岛植物230公里。

关于对健康的任何威胁,他们注意到发出的钚的放射性水平与来自核武器测试的全球计数相当。他们说,这种低浓度,“可能没有明显的健康效果”,但他们补充说,如果摄入钚,所以使其上升的同位素可以产生相当高的有效剂量。

随着辐射水平仍然太高,对于人类来进入受损的反应堆,研究人员认为他们未发现的燃料片段提供了关于在崩溃期间发生的事情的珍贵直接信息和燃料碎片的当前状态。特别是,Utsunomiya指出,碎片的组成就像正常的核燃料一样,在非常小的尺度上变化。他说,这种信息将在安全地在含有铀或钚中吸入粉尘颗粒的潜在风险时,将重要。

报告了该研究 科学总环境.

相关事件

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者