受损的福岛核反应堆在事故发生 5 年后仍然危险

2011 年 3 月 11 日，来自太平洋的巨大海啸席卷了日本东海岸福岛核电站六个反应堆周围 10 米高的海堤。汹涌的海水导致反应堆堆芯过热并熔化，随后的氢气爆炸损坏了三个反应堆建筑物。辐射向四面八方喷射。该国关闭了所有 40 多个反应堆，并开始对数万名附近居民以及辐射暴露情况展开调查，同时还对陆地和海洋中的野生动物展开调查。但今天仍然存在重大问题，部分原因是受损的反应堆危险性太高而无法进入，部分原因是该工厂的运营商东京电力公司（Tepco）不愿分享信息。

在这场混乱之中，日本在二月份重启了被关闭的反应堆中的第三个。但即使政府试图将这场灾难抛在身后，福岛仍然是一道无法愈合的伤疤——对于以前的居民、当地景观和日本人的心理而言。三分之二的民众害怕再次发生事故，以至于反对重启。根据日本经济产业省（METI）的数据，超过 1100 平方公里的村庄、山脉和森林仍然不适宜居住，而且子孙后代仍将清理工厂site。一些科学家与公民团体一样抱怨说，关于灾难影响的重要问题没有得到解决。他们怀疑，当局正在巧妙地阻止某些类型的科学研究，可能是因为他们担心研究结果可能会进一步引起公众恐慌。伍兹霍尔海洋研究所的海洋放射化学家 Ken Buesseler 观察到，在某些方面，他们希望这件事过去，并声称一切都已恢复正常。

东京电力公司在 2 月份承认，他们在事故发生两个月后才宣布堆芯熔毁，这可能延误了疏散并危及生命，这加剧了人们对掩盖真相的普遍怀疑。六个反应堆中的三个反应堆中的铀燃料最终熔化，爆炸炸毁了三个反应堆建筑物的屋顶，向陆地和海洋释放了放射性碘、铯和其他裂变产物。现场的应急管理人员拼命试图冷却熔融的堆芯，使用消防水管向受损的反应堆建筑物中注水。结果，高污染水直接流入太平洋。  

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从那时起，东京电力公司已对该场地进行了大量清理。 它封盖了被毁坏的屋顶，从受损的反应堆中移走了乏燃料，并建造了冰墙以阻止地下水流动，这些地下水正在将污染物从场地冲刷到海洋中。 然而，由于熔融燃料仍然通过放射性衰变产生热量，东京电力公司不得不继续向反应堆建筑物注水并收集尽可能多的水——每天约 400 立方米，储存在现场的储罐中。 大约有 8,000 名工人正在协助清理工作。

然而，并非一切进展顺利。工程师们仍然必须找到熔融燃料，这些燃料似乎已经熔穿了钢制容器。它仍然具有很强的放射性，以至于没有人可以进入反应堆建筑物。明治大学核工程师胜田忠弘说，东京电力公司“不知道现在反应堆中燃料碎片在哪里以及有多少”。 去年 4 月，东京电力公司派遣机器人进入其中一座建筑物拍摄损坏情况，结果好坏参半，并且还打算使用机器人到 2021 年找到并移除熔融铀、钢和其他物质的团块。 根据经济产业省的数据，完全清理该场地将需要半个世纪的时间，届时大部分危险的放射性核素将衰变。 然而，致命的碎片最终将归何处尚不清楚，因为日本没有永久性的核废料处置库。

 大约 1000 个受污染水的储罐不时泄漏，这也带来了另一个令人头疼的问题。 东京电力公司正在从冷却水中去除最丰富的污染物铯，然后再将其送到储罐中，但水中仍保留着高浓度的放射性锶和氚。 今年 2 月，该公司报告称工厂现场的锶含量激增——可能表明储罐泄漏。 因此，该公司正在费力地清除储存的水中除氚以外的所有放射性核素，氚很难分离出来。 然而，由于氚浓度仍然比世界卫生组织规定的饮用水水平高出许多倍，渔业合作社不允许将其释放到海洋中。 （东京电力公司没有回复《大众科学》关于储罐内容或任何其他问题的询问。）

固体废物也在堆积。 清理疏散区内的街道、房屋和操场（该区域向核电站西北方向延伸约 50 公里）产生了数百万袋受污染的表土和碎片，这些表土和碎片也在等待最终的安息之地。 然而，东京市民核信息中心的松久保肇说，去年，约有 800 袋被台风“艾涛”冲走，并被冲到数英里之外。 数百个从未找到。

与此同时，五年后，仍有约 10 万人正在等待返回家园。 去年，日本政府宣布，最终将取消对年辐射剂量为 20 毫西弗或更低地区的疏散命令。 松久保说，这个数字比国际放射防护委员会建议的安全剂量高出数倍，构成了“不可接受的”风险。 （根据美国国家科学院的一份报告，20 毫西弗的剂量会将癌症死亡的几率增加约千分之一，居民每年都会接受类似的剂量。） 但无论如何：在该区域开放一年后，东京电力公司将停止向其 32,000 名前居民提供赔偿。 然而，对于来自污染最严重地区的数万人来说，流亡可能是永久性的。

根据《2015 年世界核工业状况报告》，疏散造成的事故、疾病和创伤已导致 3,200 人死亡，其中包括许多自杀事件。癌症病例的数量存在激烈争议。 2013 年发表在《能源与环境科学》杂志上的一项研究估计，放射性铯会导致未来约 1000 例癌症死亡，这一数字太少，无法与其他因素引起的癌症死亡区分开来。 然而，去年，对居住在受灾地区的大约 30 万名儿童进行的超声波筛查计划显示，甲状腺癌病例惊人地达到 110 例——据称是由放射性碘引起的，比正常水平高出 30 倍。

然而，长崎大学放射流行病学家柴田义贞认为，灾难是造成这些病例的原因的说法是“胡说八道”。 他解释说，与切尔诺贝利不同，福岛灾难发生时还是婴儿的儿童中，没有人患肿瘤。 此外，许多肿瘤都出奇的大。“太快了，”他说。“如果这些癌症是在事故发生后开始的，它们不可能长得这么大。” 他和其他人认为，采用的高度敏感的筛查方法检测到了那些永远不会变得严重到需要医生诊断的肿瘤——因此其结果不能与其他调查的结果进行比较。

其他研究表明，这场灾难对许多其他生物造成了不利影响——特别是那些生活在未被清理的森林中的生物。 在对 400 个放射性水平不同的地点中的 57 种鸟类进行计数时，法国奥赛国家科学研究中心的生态学家 Anders Møller 和南卡罗来纳大学的 Timothy Mousseau 记录到，在污染程度较高的地区，鸟类的数量和多样性急剧下降。 该团队在切尔诺贝利（具有相似的生物群落）进行的持续研究可能表明原因：许多鸟类患有“眼睛白内障、脑容量缩小、肿瘤、生育能力下降，尤其是雄性”，Mousseau 说——所有这些都会降低它们的生存能力。

在另一项污染程度较低的地区进行的研究中，一个日本团队在一种普遍存在的蝴蝶——淡色草灰蝶中发现了生理和遗传损伤。 其他研究人员记录了高污染地区几乎所有冷杉树生长的缺陷、核电站附近蚜虫的异常以及水稻植物响应辐射而激活的 DNA 修复机制。 然而，尽管有如此零星的发现，但仍然没有对陆地生态系统在放射性冲击下的状况进行全面评估。

值得注意的是，关于福岛对海洋生态系统影响的研究甚至更少——即使这场灾难代表了有史以来注入海洋的单次最大规模的放射性脉冲。 2011 年，石溪大学的 Nicholas Fisher 发现，在日本海岸外 600 公里范围内，浮游动物和小鱼普遍受到铯污染，2011 年的另一项研究记录了福岛附近 30 公里海岸线范围内没有海螺。 但对于事故对海洋生物的影响知之甚少

尽管由于在太平洋中稀释，铯浓度现在已降至监管限值以下，但福岛附近数公里海域的铯含量仍远高于事故前水平。 其中一个原因是雨水和河流不断将放射性核素从陆地冲刷到海洋中。 此外，2011 年释放的放射性铯爆炸物中约有百分之一似乎已被海底的粘土吸收。“它将留在日本附近，”Buesseler 说。 因此，在绿青鳕等以福岛核电站附近沉积物为食的鱼类中，铯含量仍然偏高。

另一个担忧是放射性锶。 科学家表示，核电站附近海水中锶的含量并未下降，可能是由于现场储罐反复泄漏。“当其中一个储罐泄漏时，你实际上可以在海洋中看到——你会看到锶 90 的含量大幅飙升，”Buesseler 指出。 铯在生物体内的行为更像钾，被吸收和排出都很快，而锶在化学上与钙相似，并在骨骼中积聚。 尽管福岛鱼类的消费者可能是安全的，因为他们往往不吃鱼骨，但放射性核素可能成为少数鱼类本身的长期担忧。 澳大利亚核科学与技术组织的 Mathew P. Johansen 和其他人估计，至少在最初的三年里，生活在核电站附近的某些物种（例如绿青鳕）从铯和锶中接受了如此高的剂量，以至于可能导致繁殖能力下降和细微的遗传变化。 Johansen 呼吁对建立在福岛附近受污染沉积物之上的生态网络进行调查。

的确，未解答的问题比比皆是。“你想知道为什么有些鱼的污染比其他鱼更严重，它们恢复的速度有多快，河流中有什么东西下来，海底有多少，埋藏的速度有多快——这些都是真正没有得到很好解决的海洋学和放射生态学问题，”Buesseler 说。 Mousseau 认为，原因之一是此类研究的资金匮乏。 Buesseler 说，日本政府似乎正在削减用于监测福岛附近水中放射性核素的资金。 柴田认为这些担忧“有偏见”，并指出有几个部门为环境研究提供资金。 但另一位不愿透露姓名的日本科学家声称，对于那些项目不太可能发现灾难重大影响的研究人员来说，拨款很容易获得，但对于其他人来说，拨款却极其稀缺。

其他方面的混乱仍然存在。 帮助 Mousseau 团队的几位日本研究人员要求不要在已发表的论文中署名，担心对其职业生涯产生不利影响。 Buesseler 报告了类似的经历。“正在发生这种自我审查，”Mousseau 说。  

全球有 400 多个核电站在运行，其中许多核电站位于海岸线上以及安全标准远低于日本的国家，再次发生此类灾难并非不可想象。 更多地了解其影响可能有助于挽救生命和生计。 不幸的是，Buesseler 指出，“我们正在错失从这次事故中学习的机会。”