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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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[What if]第29期——在乏燃料池里游泳   

2013-05-27 13:40:34|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:一起剥坚果

原作:http://what-if.xkcd.com/29/

译者:猪的米

What if 系列:http://songshuhui.net/archives/tag/what-if

如果我在一个普通的乏燃料池游泳会怎么样?我是不是要潜到水底才会受到致命剂量的辐射?我在表面能安全地呆多久?—— Jonathan Bastien Filiatrault

维基百科:乏燃料,是经过辐射照射、使用过的核燃料,含有大量放射性元素,但已经无法继续维持核反应,通常由核电站产出,由于会对接触者的健康造成严重威胁,因此必须妥善处理。

回答

假设你的游泳技术还算不错的话,那么你差不多可以通过不停踩水的方式活个10到40小时。过了这个点之后,你就会因为体力不支而发生溺水,对于底部没有核燃料的水池来说也是如此。

核反应堆产生的乏燃料是具有高度放射性的。水在屏蔽辐射和散热方面性能很不错,因而乏燃料被储存在水池底部,直到其中的放射性物质活跃程度降低到一定程度后才会转移到干桶中。对于这些干桶该储存在哪里我们目前没有达成共识,但总有一天我们会找到解决方案的。

下面是一个普通的乏燃料储存池的样子:

溢出的热量不是大问题,虽然理论上来说乏燃料池中水的温度可以达到50摄氏度,但在现实中水温一般介于25度到35度之间——这比大多数泳池的水温要高,但比浴缸里的水温要低。

对于那些由乏燃料释放出来的辐射来说,每7厘米深的水就能把辐射量减半。

辐射剂量最高的燃料棒通常是最近才从核反应堆里移除出来的。基于安大略电力公司的这份报告中给出的辐射水平,如果把刚取出来的燃料棒放在燃料池中,那么危险区域如下:

就算你潜到水底,用手肘碰一下刚拿出来的燃料罐,然后再立即游回水面,你受到的辐射基本上会让你丧命。

如果你在最外面的那块区域,那么你想呆多久就呆多久——燃料棒核心所释放出的辐射剂量比你在它周围走动时受到的本底剂量还少。事实上,只要你呆在水下,那么绝大多数正常的本底辐射是够不到你的,所以说你在乏燃料池里踩水受到的辐射剂量比你在大街上走时受到的还要少。

编辑注:本地辐射,也称为背景辐射,在环境中普遍持续存在,通常来自人类活动排放和自然界的释放。

以上讨论的情况只是建立在没有什么东西出差错的情况下的,如果乏燃料棒的外壳发生了腐蚀,那么水中就可能会有些裂变产物。这些物质能够很好地清洁水质,而且你在里面游泳也不会受到伤害,但它的辐射剂量超过了法律许可的程度,所以你不能把这里的水用作瓶装水卖出去。(太糟糕了——否则它就是能量饮料了。)

我们知道在乏燃料池里游泳一般来说是安全的,因为定期会有潜水员进行保养。

但是,这些潜水员也必须小心。

在2010年8月31日,一位潜水员正维护瑞士莱布施塔特核电站的乏燃料池。突然他发现在池子底部有一根长度不明的管子,于是他通过无线电询问主管该怎么办。主管让他把管子放到他的工具篮里,他也这么做了。由于水池中气泡的声音太响,他没有听到辐射警报的响声。

当工具篮被提出水面后,屋子里顿时警铃大作。工具篮被扔回水中,潜水员也马上离开了水池。他身上的辐射计量器显示他受到的全身辐射剂量比正常水平高,而他右手上的剂量更是大得出奇。

原来这根管子是反应堆核心中的辐射监测器上的一根保护性管线,被长时间的中子流弄得具有高度放射性。在2006年一个舱室关闭时它意外地脱落了下来,然后就沉到了燃料池底部一个不起眼的小角落里,而在之后的四年里居然没有人发现。

要是那名潜水员把这根管子放到工具腰带或者背包里等靠近身体的地方的话,管子上的辐射物质足以使他丧命。正如前面所说的,水救了他一命,只有他的手——手比身体其他娇嫩的内脏器官更能承受得起辐射——受到了大剂量的辐射。

所以说,只要你按照规矩在乏燃料池里游泳,你应该是死不掉的,除非你自作孽不可活地潜到水底或者手贱捡了个什么东西上来。

但为了保证真实性,我联系了一位在研究用核电站工作的朋友,然后问他如果你试图在他们的被辐射污染的池子里游泳会发生什么。

“在我们这里?”他想了一会儿之后说道,“你会挂得很快,甚至在你碰到水之前,警卫就把你一枪打死了。”

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