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模拟结果揭示福岛核事故的核废水离我们有多远

2021-12-02 14:40 · 稿源: cnbeta

2021年8月26日,日本内阁通过了一项法案,将经过处理的福岛核事故核废水排入太平洋,以缓解核废水的储存问题。然而,大量的放射性核素被海洋生物吸入后会影响海洋生物链,对海洋渔业和人类健康产生不利影响。福岛排放物的全球影响将持续30-40年,这仍然是未知的。因此,确定放射性水在海洋中的扩散过程是至关重要的。

为了解决这个问题,来自清华大学的一个团队从宏观和微观的角度开发了分析模型,以模拟核元素的扩散过程。前者侧重于污染物的整体分布,而后者则侧重于单个污染物的行为。

Fukushima-Nuclear-Accident-Discharge-Macroscopic-and-Microscopic-Diffusion-Analyses-777x865.jpg

宏观模拟结果(图b)显示,在污染物排放的早期阶段,污染区域迅速增加,在120天内达到北纬30度附近海域。由于洋流的作用,污染物在纬度方向的扩散速度大大高于经度方向的扩散速度。

在1200天内,污染物将覆盖几乎整个北太平洋地区,最远到达东边的北美海岸,以及南边的澳大利亚。然后,在沿巴拿马运河的赤道洋流的影响下,污染物将迅速扩散到南太平洋。印度洋也将在2400天内受到影响。在第3600天,污染物将几乎覆盖整个太平洋。

值得注意的是,尽管污染水是在日本岛附近排放的,但污染中心(在图b和c中用黄色和红色表示)将随着时间的推移沿着北纬35度线向东移动。

研究小组绘制了宫崎县、上海和圣迭戈(都在北纬30度附近)邻近水域的污染物浓度,如图d所示。宫崎县首先受到污染,其次是上海和圣迭戈,按照它们与福岛的距离排列。根据这三条曲线的趋势,每个地区的污染物浓度在开始时迅速增加,然后趋于稳定。虽然圣迭戈是三个城市中最后一个受影响的城市,但其附近水域的污染物稳态浓度甚至高于宫崎县附近的浓度。

宫崎县、上海和圣迭戈附近的污染物浓度的差异是由日本附近的强洋流造成的。具体来说,福岛处于日本暖流(向北)和千岛寒流(向南)交汇的地方因此,大多数污染物不会沿着陆地边缘向北和向南迁移,而是随着北太平洋的西风漂移向东扩散。在处理水排放的早期阶段,应重点关注其对亚洲沿海的影响。然而,在随后的阶段,北美附近的高浓度核元素肯定会成为一个问题。

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