一个愚蠢的一致性

经过2014年1月7日,

爱默生一致性是好的 - 知道一些东西随着时间的推移,有些事情通常会保持不变的安全感。我们可以始终指望重力,例如,将我们牢牢抓住地面;政治家通常是疏进和自我服务;我可以依靠放射性来始终如一地衰减;等等。当然,并非所有一致性都很好 - 正如艾默生所指出的那样,“愚蠢的一致性是小思想的霍布林,由小政治家和哲学家和神圣崇拜。”我们还可以依靠美国公众始终如一地质疑进化是否实际发生;我们中的许多人都知道我们的完美主义者老板将始终坚持在让文件出门之前坚持另一轮的评论和编辑;我们将一直发现人们显然为他们缺乏知识而自豪;我们可以预期,一定类别的博主将继续看到近地平线的世界末日。 It is this latter category I’d like to talk about this time – particularly the batch that continues to insist that the reactor accident at the Fukushima Dai’ichi site is going to kill millions.

在开始这篇文章之前,我想给你们指出一个美妙的反例这是海洋学家兼华盛顿大学教授的一篇博文金正日马提尼。由于我作为辐射安全专业人士的长年经验,我被指控成为核核和/或亲辐射大厅的一部分 - Martini博士告诉我,她对这一主题感兴趣,研究了自己,来到她的结论,独立于核能和辐射安全专业人员。简而言之,她是科学竞争力,聪明,并且没有理由偏向于核或反核。

最新一轮的福岛核事故是美国人需要撤离西海岸的争论,因为一个或多个受影响的反应堆和/或4号反应堆的乏燃料池显然即将发生泄漏。也有人指责福岛核事故导致海星大量死亡,阿拉斯加海岸的动物生病,还有更多——所有这些(根据善良的马蒂尼博士的说法)都是不准确的。反核活动人士海伦·考迪科特(Helen Caldicott)甚至表示,如果情况像她担心的那样糟糕,如果4号反应堆的乏燃料池坍塌,整个北半球可能都需要疏散。所以让我们看看事实是什么,科学能告诉我们什么,以及真实的故事是什么。

融化的反应堆可以批判吗?

已经预测,破坏的反应器核心以某种方式达到临界,产生更多裂变产物并将更多的污染蔓延到水中。虽然这不是严格来说,这是不可能的,但它是非常不可能的 - 有点像说它远程可能会让比尔盖茨留下他的财富,但我仍然有助于我的401(k)账户。To achieve criticality (to a nuclear engineer or a reactor operator, “criticality” simply means that the reactor is operating at a constant power) requires reactor fuel that’s enriched to the right percentage of U-235, a critical mass of the uranium (enough to sustain a chain reaction), and it has to be in a configuration (the critical geometry) that will permit fission to occur. Also important in most reactors is a moderator – a substance such as water that will slow neutrons down to the point where they can be absorbed and cause the U-235 atoms to fission. In reactors such as the ones destroyed in Fukushima require all of these components to achieve criticality – take away any one of them and there will be no fission chain reaction.

被破坏的反应堆核心符合其中一些要求 - 由于他们在事故发生时经营,我们知道它们具有致力于富含铀的核心。被水包围(海水或地下水),它们也很可能浸入主持人中。但缺乏临界几何形状,核心不能维持裂变链反应。所以问题是,这些核心是否可以偶然地在临界几何形状中结束。答案是,这是非常不可能的。

例如,考虑制作核反应堆核心的工程和设计。Granted, much of this design goes into making the reactors as efficient and as cost-effective to operate as possible, but the fact is that we can’t just slap some uranium together in any configuration and expect it to operate at all, let alone in a sustained fashion. In addition, reactors keep their fuel in an array of fuel rods that are immersed in water – the water helps slow the neutrons down as they travel from one fuel element to the next. A solid lump of low-enriched uranium has no moderator to slow down these neutrons; the only moderated neutrons are those that escape into the surrounding water and bounce back into the uranium; the lumps in a widely dispersed field of uranium will be too far apart to sustain a chain reaction. Only a relatively compact mass of uranium that is riddled with holes and channels is likely to achieve criticality – the likelihood that a melted core falling to the bottom of the reactor vessel (or the floor of the containment) would come together in a configuration that could sustain criticality is vanishingly low.

有多少放射性?

首先,让我们开始释放到海洋中的放射性量。它来自核心的铀裂解,直至反应器关闭 - 铀本身略微放射性,但分裂的每个铀原子产生两个放射性原子(裂变片段)。当用中子轰击时,反应器本身的材料变得放射性,但这些金属具有非常耐腐蚀性的,并且不太可能溶解到海水中。然后在非裂变U-238捕获中子时,存在在反应器芯中形成的钚和亚美的经铀元件。这些过阵挛的一些人有长的半衰期,但长半衰期意味着核素只是弱放射性 - 它需要15克PU-239,以保持与单克镭的放射性 - 226(约1ci或在克的RA-226中的37个GBQ),并且一克CS-137具有与千克PU-239相比一样的放射性。因此,可释放的大部分放射性来自裂变产品,激活和中子捕获产品以更加轻微的方式贡献。

这部分是基本物理学,根本没有开放到很多解释 - 数十年的仔细测量表明我们有多少裂变产物形成在持续的铀裂变中。从那里,放射性衰变的基础物理可以告诉我们任何衰退期之后还剩下什么。所以,如果我们假设最坏的情况,即所有的裂变产物都将泄漏到海洋中,合乎逻辑的起点是,计算出在这个时间点上,有多少放射性存在。

2012年1月,能源太平洋西北国家实验室(PNNL)使用了一份复杂的计算机程序来计算裂变产物的库存福岛第一核电站的1号和3号反应堆——他们计算出每个反应堆在关停100天后的放射性含量约为620万居里(约2300亿贝克勒尔)。今天的放射性含量是可以计算出来的(尽管由于放射性核素的存在,计算起来并不容易)——今天的放射性含量反映了近三年前的水平减去反应堆关闭后衰变的水平。1000天之后(将近3年),放射性含量大约是关闭时的1%,大约是100天之后的十分之一。把所有这一切放在一起,占目前的乏燃料池(单位4中的反应堆乏燃料池是空的,但仍然包含了腐烂的燃料棒)和放射性物质的总量似乎出现在所有受影响的核反应堆和乏燃料池是在这附近的20 - 30百万居里时间。

相比之下,美国国家科学院(National Academies of Science)在1971年进行了计算海洋环境中的放射性太平洋持有200多个十亿天然钾(约0.01%的钾是放射性K-40的约0.01%),铷-87的190亿仙,溶解铀蛋白的6亿仙,碳-14的80百万次曲线和1000万岁的氚(两者曲-14和H-3通过大气中的宇宙射线相互作用形成。

水中有多少放射性?

相当数量的放射性已经从单元1,2和3中逃逸 - 许多挥发性和可溶性放射性核素已被释放到环境中。剩余的放射性核素精确地是燃料中,因为它们在环境中不是非常移动,或者因为它们被锁在剩余的燃料内。因此,它不太可能释放出这种放射性的高分。但是,让我们假设有争议的争论中,3000万个放射性佳糖被释放到太平洋进入西海岸 - 在水中有多少放射性?

太平洋有一个卷约7×1023毫克或大约7×1020.升和北太平洋大约有一半的数量(在过去几年中,水也没有太多的水越过赤道)。如果我们忽视太平洋的循环进入其他海洋和赤道,数学很简单 - 溶解成3×10的30万岁20.升升大约10点-13年居里每升水,或大约每升0.1 picocary (pCi)(1居里是一百万pCi)。天然放射性物质(根据国家科学院)来自海水中的铀和钾是约300 pci /升,所以这是水中的自然放射性的一小部分。如果我们制定了简化的假设,即所有这些溶解的放射性是CS-137(最坏的情况)那么我们可以使用美国EPA发布的剂量转换因子联邦指导报告#12计算花费一整年沉浸在这种水会给你一个辐射剂量远低于1 mrem -剂量的一小部分你会得到从自然背景辐射在一天(自然从所有来源——宇宙射线辐射,氡,内部放射性核素,岩石和土壤中的放射性——每天略低于1雷姆)。这是我们能接近零风险的情况。

这是最糟糕的情况 - 假设这一点全部所有反应堆和乏燃料池中的放射性物质都溶解到海里。任何现实情况下,这个数字都会低得多。底线是,除非出现一种不现实的情况,即把所有的放射性物质集中到一条狭窄的溪流中,否则根本没有什么放射性物质和太多的水,对美国任何人来说都不会有高剂量。或者换句话说,我们不必撤离加利福尼亚、阿拉斯加或夏威夷;Caldicott关于疏散整个北半球的建议没有任何可信的科学依据。这也很清楚地表明,除了一些奇怪的海洋环境之外,福岛的放射性不会对夏威夷或阿拉斯加周围的海洋生物造成任何影响,更不用说加州了。

封闭的思想

毫无疑问,足够的辐射是有害的,但世界卫生组织已经得出结论,福岛不会在日本(或其他任何地方)产生任何广泛的健康影响——就像近30年前切尔诺贝利没有做到的那样。而且似乎随着时间的推移,没有他们预测的大规模环境和健康影响,末日预言者变得越来越尖锐,好像越来越大的音量叫喊着越来越可怕的预测,会以某种方式弥补他们的预测已经落空的事实。

尽管所有的言论都仍然与2011年3月的言论相同,但是当整个SAGA开始时 - 海啸和地震达到了20,000多人迄今为止,辐射没有杀死(根据世界卫生组织)是未来几年可能会杀死。科学在这一点上是一致的,这是世界科学界的判断(专注于辐射及其健康影响的人)。可悲的是,在试图使用2011年的悲剧激发毫无恐惧时,反核运动也保持一致。我不确定他们将落入的艾默生类别,但我必须承认他们的一致性,即使事实继续反对他们。

帖子一个愚蠢的一致性出现在科学版,收集客座专家和领导人的意见。

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