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江飛宇Science》「蘭嶼水」掀熱議 水是否可能被輻射化?

日前,民進黨青年陳聖文,帶了一箱瓶裝水到蘭嶼核廢料貯存場,放置一段時間後宣稱它們已被輻射化,並將水帶到國民黨中央黨部挑釁,卻被國民黨發言人楊智伃一口喝掉、表示根本沒在怕,使得陳聖文這場行為藝術以失敗收場。不過,去除政治因素,此事倒是開啟了一個科學話題:水是否會被輻射化而產生毒性?

首先要說明的是,蘭嶼貯存場的輻射值並無特殊之處。根據核安會輻射偵測中心的即時通報網站,蘭嶼有3個偵測站,分別是氣象站、椰油村、貯存場大門口。

核安會輻射即時監測網站,持續回報台灣含離島的即時輻射值,在發稿時的數值,蘭嶼貯存場大門口僅0.019微西弗/小時,比較高的數值在阿里山,達到0.095,那是因為它海拔高,受到太陽輻射影響。(圖/核會輻射偵測中心網站截圖)
荷蘭中央放射性廢棄物管理單位(COVRA)為當地博物館提供儲存空間。 2017年3月,珍貴文物與低放射性廢棄物(旁邊的水泥塊)並存。 (圖/國際原子能總署IAEA)

貯存場大門口的輻射值常年都在0.018微西弗/小時,與氣象站的0.016差不多,所以把瓶裝水送到蘭嶼核廢料貯存場大門口「加持」,這瓶水不可能因此帶有輻射。

荷蘭把低階核廢水泥塊 直街放街廊上

再進一步討論,即使陳聖文獲得貯存場管理單位的許可,前往核廢料貯存壕,甚至直接把瓶裝水放在核廢料貯存筒上,瓶裝水也不會因而輻射化,因為低階核廢料的輻射值非常低,輻射偵測計甚至必須靠近廢料筒表面才能測到輻射數值略為跳動。從理論上來說,它們與尋常的水泥塊沒什麼不同。

核子反應爐裡填充著純水,既是中子減速劑,也是冷卻劑與輻射隔絕層。燃料棒散發著幽藍光芒,這是切忍可夫輻射(cherenkov radiation)的效果,它並不會造成健康影響。這些長期接觸高能輻源的水,理論上也並不危險。(圖/shutterstock)

事實上,荷蘭博爾瑟勒市(Borssele)的低階核廢料存放場,就不再把成為水泥塊的低階核廢料,放入貯存筒裡,也不再進行隔離,就直接放在走廊上,讓來往行人路過。發起這場革命的是博爾瑟勒市市長戴克斯特豪斯(Gerben Dijksterhuis),他表示,低階核廢料的過度的包裝與隔離,反而在過去很長一段時間,引發人們的恐懼感。所以,為了打消市民對核廢料的疑慮,他決定將低放貯存場,變成藝術文化展示區,人們一邊看著名畫,身後就是低階核廢料水泥塊。多年下來,人們真的不再感到恐懼。

現在我們知道,在蘭嶼是不可能把水給輻射化的,那麼輻射更強的地方,水會被輻射化嗎?其實在核能工業當中,水是主要角色。輕水式核反應爐裡就填滿著水,因為水既是中子的減速劑,也是循環劑,還具有「隔絕輻射」的效果。

水其實可隔絕輻射

水隔絕輻射的能力有多強呢?根據估算,大約每距離7公分,水就會使輻射量減少一半,如果相隔一公尺左右,輻射值將衰減到2萬分之1,幾乎就毫無影響了。

文章來源:台灣環境輻射偵測 > 環境輻射即時監測 > 台灣含離島

比如清華大學核子研究所有一座水池式反應爐,池水深達10公尺,絕對足夠隔絕輻射。清華大學原科院退休院長李敏表示,當反應爐啟動時,那是非常漂亮的景象,反應爐核心散發著幽藍色光芒,那是切忍可夫輻射(Cherenkov radiation)的效果,但是研究人員不會有任何健康危害。

下一個問題是,那些與高能核物質接觸的水,那麼長的時間待在強輻射環境下,會不會自己也變得有輻射性呢?這是很多人關心的疑問。

水只有H2O 分子,它們遇到強輻射時,分子鏈會被打斷,這種過程叫做「輻射分解」。不過,隨後新生成的分子,比如氫氣、氧氣,或是雙氧水,都不是放射性物質。

那有沒有可能變成放射性呢?答案是:少量的情況下會。中子撞向氫原子有可就不離開了,這就會變成具有放射性的同位素氚。不過在反應爐裡,氚的生成量非常稀少,濃度低到不會造成威脅。

福島輻射水 為何引發抗議?

附帶一提,這裡生成的氚水,就是福島事故後,持續引發周遭國家討論的「福島輻射水」,因為福島電廠的反應爐破損,又需要持續冷卻,這些持續流經反應爐的水,就成為廣義的輻射水。現有的過濾系統能夠將水裡的雜質濾出,但是氚水就沒有辦法被分離了。不過,單純從科學的角度來看,它們非常稀薄,對環境的影響也非常有限;至於為何周邊國家持續抗議?那就是國際政治的問題了。

在此下個結論,在普通環境,包括核廢料貯存場,那裡的輻射值都與環境無異,水不可能因此變得有放射性。只有在反應爐裡,水才可能被強輻射改變性質,也就是氚水。但是平心而論,其濃度也非常稀薄,不至於會造成明顯的環境問題。