福岛核事故

2011年3月11日，日本东北部海域9级大地震，引发39.8米高的海啸。处于震中海岸线的、当时世界最大的福岛核电站，虽能抗住9级地震，但只能应对5米高的海啸，在遭39.8米高海啸冲击时，引发了核泄漏氢气爆炸事故。

在发生地震海啸时，福岛核电站的核反应堆自动停止运转。停运后的核反应堆虽然核反应逐渐下降，但仍在继续，依然会释放出热量，所以需要进行余热导出。但海啸切断了外部电网的供电，又导致应急柴油发电机失效，无法为水泵供电，冷却水也就失去了循环的能力。核反应堆过热，造成了一号、三号堆芯熔毁，从而引发具有放射性的物质外泄——核泄漏。

在核泄漏的同时，由于核反应堆的锆金属外壳在高温下与水作用，产生了大量氢气，随后也引发了一系列的氢气爆炸。

发生堆芯熔毁前，有工程师提出用海水冷却反应堆的方案，这会导致核反应堆全部报废，公司没有采用，而是打开通风阀，将核废气直接排入大气，以保住核反应堆。直到20个小时之后，核电机组相继发生爆炸，才被迫采用海水冷却降温。

在2014年，福岛核电站每天都会增加500多吨核污水，在经过净化处理循环利用之后，每天依然会增加150吨核污水。污染区内所建1044座储水罐，储水上限约137万吨。意味着到2022年9月，核污水将无处储存。

来自德国的海洋科学研究机构的计算结果显示，福岛核污水从排放之日起，57天内放射性物质就将扩散至太平洋大半区域，3年后美国和加拿大就将遭到核污染影响，10年后蔓延全球海域。

中国大陆地区沿海理论上受影响相对较小，这是因为排泄点福岛处于日本东海岸，又位于日本暖流的末端，核污水会顺着洋流在北太平洋绕一圈，才会到达中国台湾地区附近，而且中国的内陆河流都在中国大陆沿岸注入水资源，强大的压差形成一道天然的水屏障。

美国伍兹霍尔海洋研究所曾于2019年指出，福岛核电站的核污水中仍含有碘-129、锶-90、氚、钌-106、碳-14等放射性元素。这些放射性物质被人体吸收后，随血液循环分布到体内各器官或组织中去，当达到一定剂量时会对人体造成辐照损伤，影响身体健康。

其中，碘-129可以导致甲状腺癌；锶-90已被世卫列入一类致癌物清单，是导致白血病的罪魁祸首；氚则是一种难以被清除、含量非常高的同位素，可以在生物体内停留，并引起基因突变；碳-14在鱼体内的浓度可达正常值的5万倍，也可能造成基因损失。

虽然按照日本的说法，他们已经使用ALPS对核污水进行了无害化处理，经过处理后的核污水中，除了氚之外的绝大部分放射性元素都可以清除，氚浓度也将稀释到日本国家标准的1/40。然而，ALPS是否真的能把大多数放射性元素的浓度处理到排放限值以下，这个事情只有日本政府和东电公司知道，没有人可以确保是否真的达标。另外，即使其它放射性物质无害化处理都达标了，剩下的氚依然对人体有害。

国际原子能机构（IAEA）2020年根据东京电力公司提出的方案得出结论，日本政府应该提供公开透明的数据，并在国际中立科学机构评估核污水处理的各种措施及其潜在的风险和损害。然而，目前日本除了公布了氚以外，还没有公开其它放射性物质，数据并不够公开透明。

国内放射医学与防护：

放射性核素在人体内的代谢可以用图1来表述，并和核素类型、摄入方式、年龄等一系列因素有关。

吸收（进入）

环境中放射性核素主要通过呼吸道、胃肠道和伤口进入人体。少量核素亦可透过完整皮肤和黏膜进入体内。放射性气体，例如氡以及氚水和碘的蒸气极易经呼吸道黏膜或肺泡进入血流；而放射性气溶胶在呼吸道内的沉积、转移和吸收过程则是一个十分复杂的过程，它既取决于呼吸道的解剖生理因素(如解剖学特征、肺容量、肺活量、潮气量和呼吸频率等)，又取决于放射性气溶胶的理化性质(粒子大小、密度和溶解度等)。一般的规律是，大粒子在鼻咽部沉积多，在肺部沉积少，小粒子则相反；在参考工作人员正常鼻吸收时，活性中值空气动力学直径为0.2~10μm范围内的气溶胶，其沉积率在胸外气道部为5%~80%，在肺泡间质部为2%~20%，在气管支气管部为3%~6%。劳动强度的改变会使上述沉积率有一定变化。由肺部吸收入血液的份额波动于5%~80%。

放射性核素经胃肠道的吸收率随其化学属性而有很大差异。像钠、钾、铯等第一族元素，以及氟、氯、溴、碘等第七族的放射性核素100%吸收入血，而像钍、钚和镅等这类锕系元素经胃肠道的吸收率仅在0.001%~0.01%。 一些气态或蒸气状态的放射性核素，以及溶于有机溶液或酸性溶液的化合物可通过无损伤皮肤进入体内，如氚水蒸气经皮肤进入体内的量与经由肺进入体内的量几乎相等。表皮层受到破坏而形成创伤时，易溶性化合物经此伤面的吸收率可比经完整皮肤的吸收率提高数十倍；而难溶性化合物(如超铀元素的氧化物)则会长期地滞留于沾染的伤口，少部分被吸收。

分布

放射性核素被吸收入血液后，随血液循环分布到体内各器官或组织中去。分布到某器官或组织中活度的多少以滞留分数(器官或组织中放射性核素含量占全身滞留量的分数)表示。分布类型大体上分为两种，一种是相对均匀型，例如氚和钠、钾、氯、铯等元素的放射性核素吸收入血液后均匀地分布于全身；另一种是亲器官型，如镧、铈和钍等三价和四价阳离子元素的放射性核素亲肝型分布，钙、锶、钡、镭、钇、锆和钚等元素的放射性核素亲骨型分布，铀和钌等五价到七价的放射性核素多为亲肾型分布，碘的放射性核素是亲甲状腺型分布。

亲骨型放射性核素依据它的微细定位，还可区分为骨体积沉积型和骨表面沉积型，前者均匀分布于骨体积中，后者沉积于骨质表面。亲器官分布的特点决定了体内某些器官或组织易受到较多的辐射照射剂量，从而导致较重的损伤。凡化合价态相同的放射性核素，一般说来在体内分布的类型基本相同。对稀土族核素来说，还存在下列规律性，即离子半径越大，在肝内沉积越多，骨内沉积越少；离子半径越小，则相反。

排除（排泄）

已进入人体内的放射性核素可通过呼吸道、肾、胃肠道、胆汁、汗腺、唾液腺和乳腺等多种途径从人体内排除，排除速率视放射性核素的理化性质和进入人体的途径而异。气态和挥发性放射性核素主要经呼吸道排除，排除率高，速率也快。如已进入体内的气态氚在最初1.5h内就有大部分被呼出，氡的排出速率也与之类似。在鼻咽部或气管支气管部沉积的放射性气溶胶大部分于2~3d内被咳出或清除到胃肠道。

在肺部沉积的放射性气溶胶，视其化合物溶解度的不同，以不同的速率被吸收，依供剂量估算用的新呼吸道模型分为快速(F)、中速(M)和慢速(S)吸收三类，它们的初始(10d内)转移入血的份额依次约为20%、2%和.02%。进入胃肠道内不易吸收的放射性核素，如Ce、Pm、Pu等，99%以上自粪便排除；它们在胃、小肠、大肠上段和下段的平均停留时间有较大的差别，典型的数值依次为1、4、15和24h。那些选择性沉积在肝脏内的放射性核素亦可通过胆汁自肠道排除。吸收入血液的可溶性核素，如Na、Sr和I等主要经肾脏随尿排出。而那些吸收入血液后易在体内水解的放射性核素，如Ce、La和Pu等，随尿的排出率要低得多。反应堆事故时易释放到环境中的放射性碘，进入人体或草食动物体内后可通过乳腺、汗腺、皮肤和黏膜等途径排出。

描述放射性核素自器官或体内排除过程的两个代谢参数是生物半排期和排除函数。生物半排期是由于代谢因素使已进入体内的放射性核素的含量自体内排除一半所需的时间。

从实际效果而论，结合核素的放射性衰变，使体内放射性核素活度减少一半所需的时间称为有效半减期。均匀分布型或亲软组织(肝、肾和甲状腺等)型放射性核素的生物半排期一般为十余天至百余天，而亲骨型放射性核素的生物半排期则以数年甚至近百年计。排除函数用于表达放射性核素的排除随时间的动态变化过程。当排出速率不随时间改变时，用指数函数表示。少数情况下，可用单一指数函数表达排除全过程；但大多数放射性核素在体内各代谢隔室的排出速率不同，故以几个指数函数之和表示。对多数亲骨型放射性核素来说，排出速率随时间后延而降低，此时用幂函数取代多项指数函数和来表达其时相的特点。

代谢模式

依摄入(指食入或吸入等)方式基本上分两类，即单次吸收和持续吸收；吸收入血液的速率及器官内含量随时间而变化的过程见图2。除了这两类外，还有一些过渡类型，如短期内多次吸收和不溶性放射性物质一次沾染后引起的递减性吸收。当单次摄入时(如事故情况下)，摄入时刻血液吸收率呈一次性升高，器官内放射性核素含量迅速上升，而后随时间而递减。持续摄入时(正常操作情况下)，每天以相对恒定的速率摄入，血液吸收率保持恒定，器官内放射性核素含量随时间延长而增高，直到达到平衡。这两种基本代谢模式表明了器官受照射的时间特点，并为体内沾染监测计划制订提供依据。年龄因素的影响 环境放射性污染可影响到包括各种年龄的公众成员。

放射性核素在人体内代谢过程随年龄而异。已有的资料表明，粒径小于0.1μm的粒子在呼吸系统各部位沉积无年龄差异；大小1μm时，鼻咽部沉积分数的峰值见于2~4岁的儿童，而气管支气管部沉积分数的谷值亦见于该年龄组儿童。天然放射性气溶胶在支气管表面的沉积率，6岁的数值约为成人的2倍。对年龄小于1周岁的儿童要考虑放射性核素经胃肠道吸收入血液分数1的校正；月龄越小，婴儿1对应于成人1的校正倍数越大。

放射性核素在体内器官的代谢与年龄的关系，一般规律是沉积率随器官增重率的增加而增多，生物半排期随器官质量增大而延长。换言之，儿童时期器官质量小而生长快，放射性核素在他们的器官内沉积较多，转移较快。以年龄为1、5、10和15岁分组，碘在这4组人员甲状腺内生物半排期分别为25d、30d、44d和50d；铯在全身慢排隔室中该代谢参数分别为16d、32d、52d和96d；氚水在全身中分别为3.8d、4.1d、5.4d和7.9d；锶在小梁骨内分别为240d、380d、530d和720d。在慢性摄入条件下，沉积率和生物半排期这两个代谢参数值与年龄的关系可用一个线性方程来表达。 

自然界中的海水：

几乎所有的氢元素都已氕的形式存在，氘为0.02%，氚核则低到令人发指的10^-15%，

即：大自然的海水中的氘含量约为270万亿吨，含氚25亿吨。福岛130余万吨核污染水排海中的总含氚估计不超过一公斤。

海水中的氚质量含量是4×10^-17 %

已知海水中氢的质量百分比是4％。也就是说1千克海水含天然氢40克。而天然氢中氚的含量是1×10^-15 %，

所以1千克海水中含氚4×10^-16克。

地球上的海水总量约为1．4＊10＾18吨，

所以海水中含氚25亿吨。

​海水中氚的质量浓度是4×10^-17 %。

自然界射线

宇宙充满着射线，可以说，没有核聚变就没有宇宙大爆破，也就没有宇宙的存在，没有人类的出现，没有太阳这个时刻进行着核聚变的大火球，而地球每日每时接受着太阳射线照射与地球本身万万亿吨放射性元素的作用才萌发万千生物，万紫千红，才有细胞变异与不断进化。

当然，生物接受射线要适度，超量会引发疾病，甚至死亡。宇宙射线与太阳射线经过大气层过滤大大减弱；快速培植高产作物——种子带上太空接受强射线引发细胞突变。

日本核污染水排海相当于太平洋周边人群或多或少地增加了承受射线（射线源）的程度。