日本核泄漏对环境的影响

第一篇：日本核泄漏对环境的影响

日本泄露对环境的影响

核电站发生核泄漏事故，是指核反应堆里的放射性物质外泄，造成环境污染并使公众受到辐射危害。核能外泄所发出的核能辐射虽远比核子武器威力与范围小，但是却相同能造成一定程度的生物伤亡。

核能外泄最主要原因，就是核子反应炉核心冷却系统故障，导致控制辐射的相关设备失常。虽说核能外泄不一定全然包括核子灾害，但是已经是已知核能应用上的最大环保隐忧。另外，核能外泄虽也可指使用核能发电的航海器具所发生的灾害；尤其是潜舰，不过一般说来是指用来发电的核能电厂发生的核熔毁事件，例如：切尔诺贝利核事故。

核泄漏对人员的影响表现为核辐射，也叫做放射性物质。放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核爆炸和核事故都有核辐射。它有α、β、γ三种辐射形式。其中又以γ射线“杀伤力”最高，放射性物质的衰变中产生电离辐射。它能破坏人体组织里分子和原子之间的化学键，可能对人体重要的生化结构与功能产生严重影响。我们的身体会尝试修复这些损伤，但是有时损伤过于严重或涉及太多组织与脏器，而且，身体在自然修复过程中，也很可能产生错误。最容易为辐射所伤的身体部分包括肠胃上皮细胞以及生成血细胞的那些骨髓细胞。最大的长期健康风险是癌症。通常当体细胞受损或老化到一定程度时，它们会自我消除。当这种自我消除的能力消失时，细胞获得“永生”，可以不受控制地不断地分裂，这就演化成癌症。以至于不可能修复。核电站发生核泄漏，一般是通过两个途径，一是呈灰尘状飘散，一是随水流出。当时切尔诺贝利核电站的放射性物质是呈灰尘状飘散，灰尘落下来无论通过呼吸道进入人体还是直接粘附在皮肤上，对人体伤害都很大。

2011年3月11日日本本州岛海域地震后，福岛第一核电站传出反应堆停止运转的消息，由于反应堆冷却系统停止运作，燃料有露出水面发生“堆芯融化”的危险，当局不得不向反应堆注入海水，并排出蒸汽。该核电站1号机组在当地时间12日下午3点36分发生疑似冷却用氢气爆炸，造成反应堆附近机房墙体严重受损，4人受伤。不过，幸运的是，反应堆金属外壳安然无恙。

日美联合的一个调查小组在2011年6月实施的一项调查结果显示，福岛第一核电站300公里外海域中浮游动物体内放射性铯含量最高达到事故前的约100倍，在核电站600公里外的海域也检查出了放射性铯，这表明福岛第一核电站事故泄漏的放射性物质已经广泛扩散到海洋中。日本东京大学海洋研究所与美国伍兹霍尔海洋研究所在距福岛第一核电站30公里至600公里外海域的60个地点采集了海水和浮游动物，并用浮标测量了海流情况。结果，研究小组在所有地点采集的海水和浮游动物体内都检测出了放射性铯。在距福岛第一核电站300公里外海域采集的浮游动物体内放射性铯水平最高，浮游动物被干燥后最高每千克含铯约102贝克勒尔，相当于事故前平均值的100倍。在距福岛第一核电站600公里外海域的浮游动物体内也检测到微量放射性铯。除此之外，江苏莴苣叶检出放射物。据新华社电 针对日本福岛第一核电站事故可能对我国产生的影响，国家核事故应急协调委员会昨日做出权威发布。在4月6日的空气监测样本中，我国内地除贵州外，其他省、自治区、直辖市部分地区均检出来自日本核事故释放出的极微量人工放射性核素碘-131。其中，北京、上海、天津、重庆、河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、河南、湖北、湖南、广东、陕西、宁夏和新疆等省、自治区和直辖市空气中同时监测到更加微量的人工放射性核素铯-137和铯-134。从江苏地区的莴苣叶、广东地区的莙荙菜抽检中发现了极微量的放射性碘-131。对饮用水的抽样监测无异常。

福岛核电站释放铯22%落东日本，其余或落太平洋。中新网8月25日电日本国立环境研究所地域环境中心主任大原利真等人近日汇总的分析结果显示，福岛第一核电站释放的放射性物质扩散到了关东、甲信越等大范围地区，其中有13%的碘131和22%的铯137落在了东日本的陆地上。

大原等人通过大气污染物质扩散的预测模型，对3月11日事故发生至3月下旬放射性物质在东日本地区的扩散情况进行了分析。放射性物质会随风飘移，并在风雨的影响下沉降至地面。这些物质向北扩散至岩手、宫城和山形各县，向南越过关东到达静冈县，并飘至新潟、长野和山梨各县。有关沉降原因，碘131主要受风的影响，铯137则除风外还伴随降雨落下。据称，局部地区辐射偏强可以被认为是受到了降雨等因素的影响。核电站释放的放射性物质有一部分落在东日本的陆地上，其余可能大多飘落到了太平洋。

日本核污水入海引发渔业担忧 日局地已全面停捕。新华网东京4月7日电每年的三四月份，是日本渔民捕捞玉筋鱼的旺季。但福岛第一核电站事故，尤其是茨城县近海玉筋鱼被查出放射性铯超标，一切都变了。

“鱼卖不出去了！”茨城县当地渔民如此哀叹。捕捞上来的海鲜要么被退货，要么低价贱卖，茨城县大洗町渔业协同组合5日干脆要求下属约120艘渔船全部暂停捕捞。该渔协参事杉山光说：“海啸损失本来就很大，如果没有利润，最好还是停止捕捞。” 一些渔民准备到其他县的渔船上寻找工作，新鲜海产品不再是当地旅馆的卖点。“大洗町已经没有了活力。”一些渔民这样说。据茨城县渔政科统计，该县11个主要渔协中已有7个决定暂停所有鱼类的捕捞作业。

邻接茨城县的千叶县情况也好不到哪儿去。千叶县铫子市渔业协同组合参事木村清一说：“现在捕捞的沙丁鱼价格只有平时的一半。”海产品价格暴跌，一些卖不掉的鱼不得不扔掉，渔民和批发商损失惨重。

在东京，海水遭放射性污染给日本渔业带来的冲击。东京都中央批发市场加工过的玉筋鱼最高价格现在每千克只有735日元(1美元约合84日元)，与一周前的1000多日元相比暴跌了约40%。而在东京大型超市内，不想买鲜鱼的顾客也越来越多，即便核事故发生前采购的咸鱼和干鱼都要想办法促销。

虽然日本政府认为排放低放射性污水对鱼类的影响有限，但是法国辐射防护与核安全研究院(IRSN)日前发表报告指出，以微粒形式沉淀到海底的放射性物质有可能造成长期污染，特别是铯－134半衰期有数年，铯－137半衰期约30年，它们有可能在日本近海沉淀，并有可能在鱼类体内富集，需要长期进行监控。

在日本的核威胁事故发生后，欧洲多国政府表明了对发展核能的忧虑，并宣布搁置增加核电的计划。在中国，温家宝总理主持召开了国务院常务会议，决定将调整完善核电发展中长期规划，并在核安全规划批准前，暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。我们欢迎中国在这一关键时刻采取的果断态度和针对核电的审慎态度。关注核辐射对日本的影响，同时关注由于日本很难迅速从核辐射的影响中走出来，日本的旅游业和电子、汽车等高端制造也以及饮食也必然受到长期持久的冲击。至于对于我们中国的影响，多少都会有点，但是也无需太过于紧张，况且辐射真正到我国的时候，也都被稀释的差不多了，对环境及人们的影响当然也就不会很大！

第二篇：日本核泄漏对我国的影响分析

日本核泄漏对我国的影响分析

【摘要】 论文通过建立核污染物的大气传播扩散的线性模型，高斯模型和ADMS模型和海洋环流扩散模型，从理论计算值和实际监测值两个方面都说明了日本核泄漏的辐射物质不会对我国产生直接的影响，在模型的建立过程中也通过模型间的比较，找出更具有实用价值和更具有推广性的模型，通过模型的计算可以看出高斯模型较线性模型更具有使用价值，而ADMS模型较高斯模型又有进一步的推广实用性。

通过海洋环流模型的分析可以知道，若泄漏源设置在近地层992hPa, 10 d 后影响范围可达北美大部地区, 但浓度比所设置的源区浓度低约6 个量级, 15 d 后可影响到欧洲, 20 d 后前锋进入中国西部地区, 30 d 后则布满整个纬带;若泄漏源在5 km 高度, 泄漏10 d 后影响范围可覆盖欧洲, 15 d 即可布满整个纬带;若泄漏源在10 km 高度, 10 d后即可影响中国大部分区域.核泄漏物质通过海洋表层通道向东输运则缓慢得多, 50 d 后到达150°E 左右, 且影响范围仅在一条狭窄条带内。

通过对本文模型的分析，日本核泄漏物质可能有微量会覆盖我国全境，而且在3月25号日核泄漏物的辐射量达到最大值，但我国的核辐射量仍然处于人体可以接受的安全的值。也就是说，日本核泄漏物质不会多我国造成直接的危害。

【关键字】 核污染

流体传播

影响分析

一、问题重述与分析

1、问题重述

在日本大地震导致核泄漏后，关于核扩散而引起的安全问题已经受到广泛的关注，在我国也一度引起了人民的恐慌。根据人们的这种恐慌心理，提出合理的假设建立数学模型，解决以下两点问题：

① 日本的核泄漏物体究竟会不会覆盖我国的全国范围，对广大人民的人生安全又会不会产生危害【1】。

② 由于人体对辐射物质有一定承受能力，只有当大气中的辐射物质达到一定程度的时候才会对人体产生危害，那么在我国，大气中的核辐射物质会不会达到危害人体的程度，如果会，那么会在什么时候达到，如果不会，那么我国的哪一地区受到的核污染最严重，并通过数学模型分析在什么时候达到最严重的程度。

2、问题分析

由于核泄漏物在空气中的传播类似于流体运动，受到诸多因素的影响，如风速，,核污染源头的控制，大自然对核泄漏物质的吸收能力等多方面，另一方面由于我国地域辽阔，各地地形差异也较大，所以各地距日本核泄漏源的距离也有明显的差异，所以各地受到核污染的危害也肯定有所不同，通过建立流体运动的模型，同时考虑到诸多影响流体运动的因素，就可以大概的估算出我国是否会全境被日本的核泄漏物质所覆盖，另一方面，由于流体是要不断的流动的，所以不会产生聚集，也就说，只要当核泄漏物质的扩散高峰期通过我国时没有达到对人体产生危害的程度，则以后就不会对我国居民的身体产生危害，通过建立数学优化模型，以日本核泄漏程度及扩散情况为主要影响因素，就可以估算出日本核泄漏物质在我国达到最大影响程度的时间

二、问题背景 2011年3月11日，日本近海发生9.0级地震并引发了大海啸，沿海核电站受到破坏，开始释放具有放射性物质。很多人担心这些物质会危害自己的健康，因此急切希望了解：地震中损坏的日本核电站散发的放射性物质，究竟会在什么时候到达自己的身边，以及什么时候会达到对人体有害的程度。

专家们认为，对日本之外的国家和地区而言，会随空气移动的发射性粉尘可能是主要的威胁。若对此进行预测，需要考虑到风向，风速以及距离受损核电站的远近。截止到2011年3月30日，在我国上海，天津，重庆，河北，山西，内蒙古，吉林，黑龙江，江苏，安徽，浙江，福建，河南，广东，广西，四川，陕西，宁夏，部分地区空气中监测到来自日本核事故释放放出的极微量人工放射性核素碘-131。

二、模型假设

由于要用数学模型解决实际问题，一般都要对实际问题进行量化处理，并且还要建立合理的假设上，针对要解决的问题，记流体在真空中的流动速度为v0 ,空气对流速度（及风速）为v1。

1、在日本大地震发生后的一段时间内，全球空气对流速度保持v1 不变。

2、核辐射物质在大气中的传播的绝对速度（及v0）总是保持不变的

3、忽略大自然对核辐射物质的吸收，且核泄漏物质是均匀扩散的。

4、所有人对核辐射的抵抗能力都是相同的。

四、符号约定和名词解释

s-------------辐射物质传播的距离

t-------------核泄漏物质传播s距离的传播时间 V0-------------日本核泄漏的核辐射物质的总量 v-------------核放射性物质在海洋中传播速度

B-------------核泄漏物质在海洋中传播时单位距离被吸收的量 S-------------我国海域的面积

P-------------我国单位海域面积的放射性物质总量 V1-------------单位面积覆盖的辐射物质量

C------------核辐射源下风向任一点（x,y,z）的污染物浓度，mSv/s yz-----------y和z方向扩散系数，m U-----------污染源排放口的平均风速，m/s Q-----------辐射源核辐射泄漏物的强度, mSv /s He-----------辐射源核辐射物上升的有效高度,m Y-----------Y方向扩散参数*m。

Cy-----------地面横风向积分浓度，mSv /m3 KA-----------计算点A的地面浓度，mSv /m3 Q0-----------计算点所在源块的源 强，mSv /s*m2

Qr-----------其上风方向第i号源块的源强，mSv /s*m2 L-----------网络的边长，m u-----------平均风速，m/s b,q-----------分别为确定大气垂直扩散标准z的参数，他们随不同稳定度类别而取不同的值，并满足z=bxq的关系 h-----------面源的平均高度，m N-----------上风方网格数

Hs-----------和污染物在竖直方向的几何高度 h-----------和污染物抬升的高度m

五、问题的模型建立

模型一 假设全球大气处于不对流状态，则核污染物质会以恒定的速度v0 向四周扩散，已辐射源的核辐射量近似作为核辐射总量，据日本文部科学省3月21号发表的核辐射检测报告说，在距离福岛第一核电站南3公里的福岛县大熊町，检测到的最高浓度的放射量为每小时110微西弗。在做近似计算式，就以此浓度作为辐射源的核污染物浓度V0，在地理位置上，中国东南沿海距核泄漏中心（西南向）2000公里以上，东北地区在西北向相距1000公里以上，由于核泄漏放射性最强的核素是碘-131，极微量的碘与水蒸气中的少量钾钠结合，极容易溶解在水中，因此降雨和降尘影响地表水是主要的污染方式，同时也使大气中碘-131较快清除掉。3月20号以前，日本离福岛核电站100公里以外的地方几乎没有碘-131的异常。3月20号至23号的降雨使东京金町至日立方向地表水和饮用水碘-131急剧增加和波动（200-300Bq/kg）;而东京横滨地区碘-131有少量增加（）9-30Bq/kg)。25号水中碘-131量在日立-茨城-金町-东京新宿-横滨小雀一线的分布具有一定的相似性（见图一）。而根据这一回归计算可确定西南向的最大的影响范围为369公里。这远小于我国日核泄漏源在西南方向距离我国的最小距离2000公里。

图一 西南向I-131的检测值线性变化和回归计算

图二 西向地表饮用水I-131含量的线性变化和回归计算

图三 西向地表饮用水I-131含量的线性变化和回归计算 从图而可以看出，当距离核泄漏源200km的地方，核放射性物质基本上就降为0，而我国的东北地区距离日核泄漏源的而最近距离为1000km，也就是说，在此模型的假设下，我国东北地区基本上不会受到的日核泄漏的影响，而由图一可以看出，在日核泄漏源的西南方向辐射物质的传播的方程可以用线性函数 建立核污染物质运动的方程

V1=-0.2172s+80.079（1）

由方程（1）求解可知当s=368.69时，核辐射量就降为0，而在西南方向，我国东南沿海距离日和辐射源最近的距离为2000公里，也就是日核泄漏物不会大量的传到我国。由于分子的扩散和海洋环流，肯定会有少量的污染物的传到我国，但不会对我国构成大的危害。

模型二

对于日核泄漏物得传播，我们首先建立一般的高斯扩散模型：

对于高架连续点源，若把坐标原点取在排放点正下方的地面上，X轴的正方向指向平均风方向，Y轴在水平面上垂直于X轴，Z轴垂直向上延伸，则高斯模式的基本形式是：

(ZHc)(ZHc)Qy2C(x,y,z,Hc)[]exp[2]*[exp[]exp[]] 222Uyz2y2z2zHc2y2C(x,y,z,Hc)exp[22]

Uyz2z2zQ22高架点源的地面浓度是：

但由于在实际应用中，高斯模式的限制条件太过于苛刻，主要有：①下垫面平坦，开阔，性质均匀，平均流场平直，稳定，不考虑风场的切变；②扩散过程中，污染物本身是被动，保守的。及污染物和空气是无相对运动，且扩散过程中污染物无损失，无转化。污染物在地面被反射；③扩散在同一温度层结中发生，平均风速大于1.0m/s;④适用范围一般小于10~20km。由于这些限制条件过于苛刻，不利于模型在实际中的扩散，为了使建立的模型更具有推广性，下面将建立更具一般性的ADMS模型(该模型有PDF模式，小风对流尺度模式，Loft模式)：

PDF模式：在不稳定条件下，对低浮力核污染物采用weil的PDF模式计算地面的浓度，即： CCy2Yexp{1YYF2[]} 2y式中的Y由下式决定：

(zx/u)/[10.5x/(uTxy)1/2(Fm0.1)]1/32/3Y1.6FmXmZi(Fm0.1,u/wm2)

1/32/30.8FmXmZi式中Cy由下是确定：

Cyuh22F1h122F2h22F1exp[]exp[] Q2x12x22x12x12x2

小风对流尺度模式：

在不稳定条件下，对高浮力核泄漏污染物采用briggs的小风对流尺度模式，即： 当：x<10F/W*3

1YYp2C0.021Qw*x(FZi)exp[()]

2y31/34/3y1.6F1/3X2/3Zi

当：x≥10F/w3

7F3/21YYp2C[Q/(wxh)exp[(3)]exp[()]]

zw2yy0.6XZi

Loft模式： 对近中性条件下的高浮力核泄漏物，采用Weil的Loft模式，即：

Q1YYp2C[1erf()]exp[()] y22Z1uy1.6F1/3X2/3u1(L0或LO3且u/w2)y1/32/3u10.8FX(L0且u/w<2)由于人体对核辐射有一定的抵抗能力，只有当地表的和辐射物质的浓度超过50毫西弗时才会对人体产生明显的影响；为了计算地表的核辐射物得浓度，以下基于一般高斯模型系统中的采用有面源高度的ADTL模型来计算由面源产生的污染物浓度。该模式的应用要根据具体情况，把他们分为多箱排列的面源，并假设源强的空间分布均匀，污染的扩散遵循一定的规律，计算某点的地面浓度为：

CQ1YYp2[1erf()]exp[()] y2y2Z1u1(i)LNL/212yx1h21h22KA[]{Q0exp[22dx]Qfexp[22dx]} qq0bx1bxu2bxq2bxqi1(i)L2由于日本核泄漏的具体情况，将高度大于100m的核泄漏物作为电源处理，100m以下的核泄漏物作为面源处理。

高斯模式中的y和z的选取则应该根据具体情况而定，根据我国各个监测点的监数据，统计得到中性层结是y和z的一般表达式如下： y=0.1984x0.9601 z=0.3743x0.8203

(本文主要针对中性层结进行数值描述)。由监测统计数据同时可以知道中性层结时

U的表达式为：

U=2.9[Z/10]0.29 式中He的选取HeHsh

利用上述两种模型计算了4月我国东北，华北，东南地区3个监测点的核辐射物质的日均浓度，表一给出了监测点计算得到的和辐射物质日均浓度和实测浓度值

表一

不同模式核辐射物质浓度计算值及实测日均值/(mSv/m3)高斯模式 ADMS模式

监测点 计算值 误差（/%）计算值 误差(/%)实测值 样本数 东北 5.68-131 7.12 8.9 6.54 10 华北 14.07-12.4 17.31 7.8 16.06 10 东南 8.7-14.7 9.19-11.3 10.36 10

由表一可知，用高斯模型计算时，地面浓度日均值均小于相应的监测值 用ADMS模型计算时，有两个点位的计算值大于监测日均值，另一个点位则相反，监测值大于日均值。而且实际监测的值和计算得到的值都表面，日核泄漏无不会对我国造成大的伤害。也就是说我国全境是安全的。

模型三 全球可以看成是一个大的生态系统，核泄漏物不仅可以通过空气的扩散传播，也可以通过海洋环流扩散，由于我国和日本是隔海相望的邻国，而日本在核泄漏事故后，也将大量的和污染物倾倒进海洋，而此部分核泄漏物是否会影响我国的沿海地区，主要取决于大气输送沉降和海洋自身环流输送两个方面。另外由于，核泄漏物质在海洋中的传播速度极慢，而且很容易被吸收，而且从海洋大气方面看，日本福岛核电站事故发生地处于西风带，盛行西向风，核辐射物质会向偏东方向扩散，而我国位于日本西侧，所以辐射物质只会离我们越来越远。从海洋洋流方向看，事故海域3月份平均洋流方向是向东北方向的，如果有放射性物质泄漏，也会被输运到日本以东的西北太平洋海域。实际上，通过实际监测结果叶表面，日本核泄漏未对我国海洋造成危害。例如：北海分局于3月13日派出“中国海监23”船，在位于日本福岛核电站约1600公里的黄海中部进行了海水取样，并于14日返回山东青岛。监测机构对采集的海水样本进行监测发现，海水样本中的总β含量处于我国近海海域天然放射性本底范围，日本福岛核电站事故未对黄海中部海域造成影响。

3月16日上午，“中国海监23”船和“中国海监15”船搭载国家海洋局北海环境监测中心8名技术人员，在距离日本福岛核电站1781公里的黄海相关海域再次进行海水取样和大气γ辐射剂量率监测。监测结果显示：海洋大气中的γ辐射剂量率处于正常本底水平，日本福岛核电站事故未对黄海中北部海洋大气造成影响。据3月17日7时大气监测结果显示，黄海中北部海域海洋大气中的γ辐射剂量率处于正常本底水平，未见异常，未受到日本核电站爆炸事故影响。

我们也可以通过数学模型对这一情况进行说明。

P=(s-vtB)/S 放射性物质在海洋中一次方程向四周扩散，根据气象部门的预测报告，放射性物质在海洋中的传播过程，大致如下图二所示：图3 给出了日本福岛事故发生后10, 20, 30 和50 d 的核泄漏物质随海流输运扩散的分布情况.图中箭头代表模拟的平均环流场分布, 流速小于0.2 m/s 的分布略去,红色实线表示泄漏源处核物质1/1000 浓度的等值线分布, 以其表征核泄漏物质的影响范围.可以看出,20 d 后, 核泄漏物质向北输运扩散到约38.5°N 位置向东转向;50 d 内, 核泄漏物质随海流沿日本东海岸向东北输运扩散, 远离中国海域.整体看来, 核泄漏物质在海表面输运速度比大气中慢得多, 且限制在一个窄带范围内.图2 假定福岛核泄漏物质源在不同高度(近地面(a)、5(b)和10 km(c)),模式预测的核泄漏物质影响范围。紫色、红色、绿色、蓝色、墨绿色和黑色实线分别代表预测的不同时刻(3, 5, 10, 15, 20, 30 d)全场最高浓度10%的浓度等值线, 以其代表核泄漏物质影响范围.在3 月14 日最靠近福岛的大气模式网格点3 层不同高度处分别放置浓度为1.0 的核泄漏物质,(a)中各时刻(3,5, 10, 15, 20, 30 d)边缘线浓度值分别为1×104, 5×105, 1×105, 3×106, 2×106, 1×106;(b)和(c)中各时刻(3, 5, 10, 15, 20 d)边缘线浓度值分别为1×104, 5×105, 2×105, 7×106, 5×106

图3 模式预测的海洋表层流场(矢量)分布和核泄漏物质在海洋表层的影响范围(红线内)红线表示泄漏源处核物质0.001 浓度的等值线分布, 靠近福岛海洋网格点浓度设置为1.0.a)~(d)分别代表核物质泄漏后10, 20, 30 和50 d 后的影响范围

若核泄漏物质进入海洋, 则会随海洋表层通道向东北缓慢输运, 50 d 后到达150°E 左右, 但影响范围仅限于一条窄带内。

六．模型结果的分析

通过问题一的线性模型可以直观的看出和辐射物质在传播过程中会被大气中的一些物质吸收，以使得距离核泄漏源越远的地方，核辐射强度就越弱，由模型一的计算可知，在距离日本核辐射源西北方向200km的地方，和辐射物质基本上就降弱为0，在西南方向距离核辐射源368.69km的地方，核辐射物质浓度也降为0，而日本核辐射源在西北方向距离我国最近的为1000km，西南方向距离我国最近的为2000km，可以看出，日本核辐射污染物不会大量的扩散到我国，而高斯模型和ADMS模型，通过计算，我国距离日本最近的几个监测点的放射性核物质浓度分别为东北7.12mSv/m3，华北17.31mSv/m3，东南9.19mSv/m3,这与实际监测值东北6.54mSv/m3，华北16.06 mSv/m3，东南10.36 mSv/m3的误差仅为8.9%，7.8%,-11.3%,而对我们人体安全的核放射性物质浓度为不高于50mSv都不会对人体产生明显的伤害，所以从理论计算上和实际监测都表明我国不会直接受到日本核泄漏污染物质的危害。

据日本防卫省透漏，3月25日是福岛第一核电站核泄漏扩散范围最大的时间。3月底至4月中旬，以WHO环保标准衡量核泄漏影响范围已不断趋于缩小。尽管福岛第一核电站核泄漏级别被提升至最高级别7级，在离福岛第一核电站西北方向40公里的饭馆村土壤中检测到铯-137达到163000 Bq/公斤，但广泛的面上监测数据表明4月下旬核泄漏影响范围趋于相对稳定。

DCG（derived concentration guideline）标准(饮用水与食品)和DAG标准（derived air guideline）（大气环境, 5.7Sv/小时）衡量, 超标范围被限定在离福岛第一核电站西北方向长45公里左右，宽小于15公里的狭长范围内，面积达600平方公里左右（图1）。这一范围对环境的严重影响将会持续到10年以上 以WHO环保标准衡量（饮用水碘-131和铯-137小于5Bq/升；大气环境放射性辐射剂量小于5.7Sv/小时×0.04%=0.23Sv/小时, 也相当于地表自然环境背景值的上限），不达标的范围在10000平方公里左右（图2）。离福岛第一核电站60-80公里的福岛市、群山市、白河市一线虽大气环境放射性辐射剂量在0.6-1.6Sv/小时左右，但饮用水水碘-131和铯-137已降至WHO环保标准以下。因此这一带在数月后也会达到WHO环保标准要求，以WHO环保标准衡量不达标的范围将会缩小到5000平方公里以内。与切尔诺贝利泄漏影响范围（6万平方公里）相比，福岛第一核电站核泄漏影响范围要小得多。从切尔诺贝利到福岛核泄漏事件，是人类和平利用核能的又一次经验和教训，应当说也是一次不小的进步。

其实一次达到7级的核泄漏（释放1018 Bq），相当的碘-131重量只有2.2克左右。其中95%会沉降在附近600平方公里范围内；99.5%会沉降在300公里半径范围内，有可能扩散到全球的量不过是几毫克。全球每平方米球面角能分到的量小于0.1Bq，而地表每立方米的岩石平均释放的放射性达1×106 Bq。核泄漏碘-131只占天然放射性的千万分之一。因此我国没有任何理由去紧张和恐慌

另外通过建立海洋环流的模型分析，也表面日核泄漏放射性物质不会通过海洋环流的形式直接危害到我国。由于太平洋的大气和海洋环流特点，日核泄漏物质主要会向太平洋西岸流动

七、模型的评价及推广

本文通过建立了三种不同的模型来计算日核污染是否会对我国构成危害，模型一的线性规划虽然过于理论，但对于我们研究问题也有一定的指导意义，在绝对理想的情形下，物质的运动确实具有一定的线性相关性，而且我们往往也是从简单模型入手，逐步将模型细化，实际化以得出更具有一般性和推广性的模型。在模型二中，用通过建立高斯模型和ADMS模型，既比较了两种模型对实际问题的处理能力，也进一步将问题一的模型推广到实际应中。但这两类模型仍然具有一定的限制性，主要表现在（1)扩散参数yz的计算在目前主要有廓线法和经验公式法．但是这2种方法所得扩散参数都有一定的局限性，建议在应用时，结合对当地长期气象观测与污染物扩散监测资料的分析．给出适合于当地的扩散参数计算方法（2)对f区域或更大的范围，一般来说高斯模式不太适用．这时候要采用其他的扩散模式．在选择所要采用的模式时，既要考虑到模式的优点，同时还要考虑到诸如模式对源资料的要求、模式的计算量、模式分辨率等因素．尽可能地做到优化模式，提高效率。（3)对于局地扩散，在地形不太复杂的条件下．可 采用高斯模式，这样不但计算速度快．同时计算精度也不会受太大影响：如果地形比较复杂 可以采用地形订正和考虑风切变影响的高斯模式。（4)在利用高斯扩散模式时．很多时候要考虑将面源简化为点源，这时候只要比较两者的计算结果(面源可以看作是点源的积分，如果差异不是很大(一般用最大浓度的相对偏差不超过某个百分数或下风向某个距离以后，相对浓度差异很小来判断-，则可以将面源简化为点源。（5)如果要获得理论上更合理的计算模式，若采用直接解扩散方程类的扩散模式，可以嵌套流场预报模式，这时候一定要注意2个模式接口程序的设计；若果用高斯模式，流场可以采用台站的风、温预报结果．计算结果是否能够令人满意，主要就看流场预报结果。但在实际中还有很多有毒气体的排放，像SO2，NH3等气体的排放及其扩散，我们通过建立高斯模型和ADMS模型，研究他们的扩散规律及危害。也有一定的指导意义。

模型三通过建立核泄漏物质通过海洋环流传播的方式污染，但由于太平洋的环流特点，可以看出，通过海洋环流并不会对我国造成直接的危害，海洋环流主要对美国和加拿大的太平洋西岸的国家产生影响。

参考文献：

【1】 姜启源 谢金星 叶俊 编.【数学模型】 高等教育出版社，2003 【2】 牛文胜 孙振海 大气扩散模式的简要回顾 气象科技 2000年

【3】孙大伟 新一代大气扩散模型（ADMS）应用研究 朝阳市环境科学研究所 【4】乔方利 王关锁 赵伟 赵杰臣 戴德君 宋亚娟 宋振亚 2011年3月日福岛核泄漏物质输运扩散路径的情景模拟和预测 科学通报 2011年

附录：

【1】 国际上有着两类不同的放射性物质安全标准。一类是DCG标准，根据在固定环境生活一年产生1mSv辐射剂量推算的特定放射性物质浓度。另一类为环保标准，以特定放射核素的区域平均自然放射性背景值加二倍标准差，或DGC标准的4%来确定。因此DGC标准常是环保标准的20-50倍。同时各个国家对这两类标准确定也有相当的差别。以以碘-131为例日本对自来水的DCG标准为300Bq/升，美国和世界卫生组织（WHO）的DCG标准为110 Bq/升。自来水的环保标准，加拿大为6 Bq/升，WHO为5 Bq/升，而美国为1.5 Bq/升日本没有具体规定，按计算应是12 Bq/升。对空气也有相应的不同标准。日本的环境标准是比其它发达国家宽的。机构发布的信息和传媒的报导，常常是什么不超标，或超标多少倍等等。如果是没有说是用什么标准，这些信息将是很模糊的。如报导说:“日本福岛地区自来水、牛奶碘-131超3-5倍”和“香港从日本进口的菠菜碘-131含量超标10倍”，那个高？由于用了不同的标准，导致了错误的理解，实际上前者高了30倍。“日本13个都县检测出自来水含有放射性物质”的报导说法也是不妥的。实际上是自来水碘-131已超过了WHO环卫标准。能检测出自来水含有人工放射性物质远不止这些地区。如东京新宿地区自来水碘-131在3月18日为1.47 Bq/升，属自然背景值，19-20日为2.85-2.93 Bq/升, 已检测出有污染加入的放射性物质;21日达到5.25 Bq/升, 已超标;22日升至18.7 Bq/升, 超标了3倍

第三篇：日本福岛核泄漏影响

福岛核电站正在发生什么

1号和3号机组：厂房内氢气爆炸

（在阅读本专题之前需要阅读《不必担心日本“核爆炸”》了解背景知识）

如图，在正常情况下，压力容器中的蒸气会被排出去发电，发完电后经过冷却变成水又回到容器中，但是由于失去电力供应，这个循环过程没法完成。核燃料产生的衰变热把水变成蒸气，使得容器内压力变大，而且随着水位下降，包裹核燃料的锆合金暴露在蒸气中，无法被水冷却，温度越来越高，当超过1200度时，锆合金会与水分子发生反应，产生大量氢气。容器内压力的增大会让容器壁难以承受，而且高压使得水无法注入，所以需要把蒸气排出去（尽管这个过程也会把放射性物质带出去）。蒸气先被排到抑压水池，水会把蒸气中的部分放射性物质滞留住，然后蒸气通过抑压水池上的阀门排到厂房里，蒸汽中的氢气与厂房中的氧气混合发生爆炸，炸毁了厂房，但是没有伤及安全壳（图中灰色部分）。…[详细]

2号机组：抑压水池爆炸，安全壳或受损

2号机组经历的本该与上述过程相同，但出乎意料的是，氢气在抑压水池部分就爆炸了，说明这个地方 混入了空气。爆炸发生的详情没有披露，造成的后果也未知，这个爆炸有可能伤及安全壳，甚至有可能

伤及压力容器，如果二者都被损伤，那么相当于给里面的放射性物质开了一个出口，这时候，只能祈求注水成功，使核燃料不至于熔化（核燃料是一种陶瓷，熔点2800度），完好的核燃料本身就可以滞留

90%以上的放射性。

4号机组：核废料池冷却不足

福岛第一核电站有6座机组，4、5、6号机组都在例行检修，所以反应堆本身就是停止运作的，目前情况也很稳定，麻烦的是核废料池（乏燃料池）。在安全壳的外面、厂房的里面有一个核废料池，里面盛着水，用完的核燃料先要放到这个池子里冷却，因为废料中的铯和碘等元素还在衰变产生热量。由于电

力故障或者别的什么原因，核废料池的水循环也出了问题，池子里的水被持续加热沸腾进而变成蒸气，这就和上述几个机组容器内的情况是一样的，只不过核废料池的外面既没有容器壳也没有安全壳，所以产生的放射性物质就直接排到外面了。15日，核废料池也发生了氢气爆炸，炸坏了厂房，这可能也是锆合金裸露在水外，温度升高与水分子反应产生氢气所致。另一种说法是，这是3号机组产生的氢气通过共用管道流入而引起。目前，日本官方正考虑用直升飞机或消防车向核废料池注水。

最坏情况分析

现在最可能的情况就是：1号、3号和2号机组通过蒸气排放排出了放射性物质；如果2号机组的容器壳和安全壳受损，则放射性物质也可以通过破损口排出；4号机组的核废料池本身就没有防泄漏外壳，产生的放射性物质直接排了出去。如果情况进一步恶化，达到的最坏情况可能是：1号、3号机组注水失败，核燃料熔化，跌落在容器壳上，将钢壳熔穿，然后跌落到安全壳上，再将钢筋混凝土壳（熔点1600度）熔穿，泄漏到外界；2号机组除了上述过程外，还可能两个壳子早就被炸坏，已经在源源不断的泄漏放射性物质；4号机组核废料池注水失败，核废料熔化直接排放放射性物质。

泄漏的放射性物质会影响到中国吗

什么是核辐射

辐射可以粗略地分成两类，核辐射和电磁辐射。核辐射就是指一些元素（放射性元素），携带有很高能量的质子、中子、氦原子核、电子、光子等等，这些粒子可能脱离这些元素而射出去。如何脱离呢？有的是因为元素本身不稳定，比如《不必担心日本“核爆炸”》提到的铯和碘同位素，它们衰变的过程就是射出高能粒子的过程；有的是因为发生核裂变，一个大原子核分裂成几个小原子核，过程中射出粒子，核燃料铀235就是这样；还有的是因为聚变，几个小原子核合成大原子核，射出粒子；还有就是来自宇宙的高能粒子（宇宙辐射）。由于裂变和聚变往往是人为驱使的，所以日常接触不到这两种辐射，但是人体却不停的接受着衰变辐射和宇宙辐射。

现在福岛核电站的情况是，核燃料中铀的核裂变已经停止，但是核燃料中还有铯和碘等放射性元素，这些元素衰变得慢，可能飘到你的周围才射出粒子。…[详细]

核辐射如何危害人体

粒子射出后，会打到组成人体细胞的分子，把分子结构破坏，这会产生三种结果：

1、细胞受损坏掉，被人体分解、吸收、重新利用，不会造成很大伤害；

2、打到生殖细胞，改变了染色体上DNA（基因）的结构，导致生育的后代是“怪胎”；

3、打到体细胞，体细胞DNA发生变化，如果这种变化不能修复并

且细胞仍然存活，就有可能出现细胞不受控制地复制的情况，就成了癌细胞。结论就是，人体总在接受辐射；辐射未必会产生危害；更多的辐射会增加危害的概率。

如何应对核辐射

日常的核辐射，对人体产生危害的概率太小，可以忽略。如果遇到核电站泄漏这种非常规情况，也要看泄露出来的剂量大小，如上图所示，人体受辐射大于100毫希弗才有风险。对于泄露出来的放射性元素，我们要尽量把它们隔绝在皮肤外，衣服沾上了就把衣服换掉。如果皮肤也粘上了，就洗澡洗掉。当然更要防止吸入、或吃入体内。核电站泄漏后，“主力军”就有碘，而人的甲状腺是会吸收碘的，我们可以提前吃没有放射性的碘，甲状腺吸收到足够多的碘，就不会去吸收放射性碘了。怎样吃碘呢？方舟子给出了意见：在吸入放射性碘数小时前服用碘片可起到100%保护作用，在吸入的同时服用也基本可保护，所以没必要提前服用。碘片剂量（100毫克）远远超出碘的每日限量（一天1.1毫克），没事不要乱吃。…[详

细]

目前普通人需要做什么

东京离福岛200多公里，辐射超标23倍，但也不过是每小时0.809微希弗，而坐飞机是每小时4.25微希弗。中国大陆离福岛最近的部分都有上千公里，虽然放射性元素的扩散与气候和风向等有关，但距离越远浓度越小是肯定的，所以中国大陆普通老百姓该吃吃，该喝喝，该上班上班，其它的都是瞎折腾。…[详

细]

万一出现最坏情况呢

万一出现最坏情况，各机组的核燃料都泄露，会是什么局面呢？我们可以拿切尔诺贝利事故作类比。切尔诺贝利事故至少有两个方面比福岛糟得多，第一是控制棒没能插入反应堆，所以核裂变没有停止；第二是没有安全壳，爆炸后核燃料完全暴露了。而福岛完全暴露的是核废料，反应堆中的核燃料应该不会全都冲破安全壳，且都是裂变停止的状态，也就是说福岛情况再坏也要比切尔诺贝利好很多。切尔诺贝利造成的损害范围主要在几百公里以内，所以即便是福岛出现最坏情况，给中国大陆造成严重危害的可

能性也很小。…[详细]

谨慎的人自然可以多做防范，但是像抹碘酒这类行为，那不叫防范，叫

胡闹。

第四篇：日本核泄漏（本站推荐）

This is the VOA Special English Economics Report.The crisis at Japan's Fukushima Dai-Ichi nuclear energy center has raised questions about the future of the nuclear energy industry.Arjun Makhijani is president of the Institute for Energy and Environmental Research in the United States.He says the disaster in Japan is historic.ARJUN MAKHIJANI: “We are witnessing a completely unprecedented nuclear accident in that there have never been three reactors in the same place at the same time that have had a severe accident.” This week, the chairman of America's nuclear agency said there is little chance that harmful radiation from Japan could reach the United States.Nuclear Regulatory Commission Chairman Gregory Jaczko also said America has a strong program in place to deal with earthquake threats.No new nuclear power centers have been built in the United States since nineteen seventy-nine.That was when America's worst nuclear accident happened at the Three Mile Island center in Pennsylvania.The accident began to turn public opinion against nuclear energy.To support more clean energy production, the Obama administration has been seeking billions of dollars in government loan guarantees to build new centers.Currently, about twenty percent of electricity in the United States comes from nuclear energy.But critics say nuclear power is too costly and dangerous to be worth further expansion.German Chancellor Angela Merkel said Germany would temporarily close seven nuclear power centers while energy policy is reconsidered.The European Union is planning to test all centers in its twenty-seven member nations.Developing nations are less willing to slow nuclear expansion.China said it will continue with plans to build about twenty-five new nuclear reactors.And India, under a cooperation agreement with the United States, plans to spend billions on new centers in the coming years.Japan has made nuclear energy a national priority since the nineteen seventies.Unlike many major economies, Japan imports eighty percent of its energy.The Nuclear Energy Institute says twenty-nine percent of Japan's electricity came from nuclear sources in two thousand nine.The government planned to increase that to forty percent by twenty seventeen.Nuclear reactors 核反应堆supply fourteen percent of global electricity.Nuclear energy is a clean resource, producing no carbon gases.But radioactive waste is a serious unresolved issue.So is the presence of nuclear power centers in earthquake areas like the one near Bushehr, Iran.And that's the VOA Special English Economics Report written by Mario Ritter.I'm Steve Ember.

第五篇：浅析日本地震核泄漏事件对国际关系的影响

浅析日本地震核泄漏事件对国际关系的影响

【摘要】日本地震及地震引发的核泄漏问题对日本的经济和政治产生了重大影响，同时，由于此次自然灾害所波及的范围十分广泛，所以大地震及核泄漏事件也引起了国际社会的广泛关注。日本政府应对此次自然与社会危机的举措不仅关系着日本国内经济、社会的发展，也在不同程度上对国际政治产生一系列的影响。因此，从国际关系学的角度上看待此次的日本地震核泄漏事件，将对中国甚至是世界未来一定时期内的局势或是走向，具有或多或少的借鉴意义。

【关键字】日本 地震及核泄漏 国际关系 影响

2011年4月11日，西太平洋地区爆发了里氏9.0级大地震，随后，日本多地发生地震，并使位于福岛的第一核电站1—4号机组发生核泄漏。截止到18日目前的数据统计，该国因地震、海啸等灾害遇难的人数已达到6539人，失踪人数则上升到10354人。日本首相菅直人也发表讲话，表示准备放弃东日本。综上可见，此次的日本大地震对日本国内的经济、社会造成了极大的破坏。但是日本政府在这次危机中也表现出了较强的应急反应能力，而且日本政府在灾害之中以及在灾后重建过程中所采取的种种措施，不仅会影响该国国内局势，还会影响国际政治的发展。

首先，在此次地震中收到严重破坏的福岛县等12个都道县的灾后重建工作给日本政府的财政构成了极大的挑战。日本媒体报道说，政府有关人士透露，制定通过补充预算至少要筹集10万亿日元的款项，而补充预算的钱在目前税收减少的情况下只能靠发行国债解决。日本国家债务已经超过GDP的200%以上，在发达国家中最差，再发行巨额国债无疑会进一步恶化财政状况，更加影响日本在国际市场的信用，从长期来看，对日本经济极为不利。但是，日本的灾后重建工作一经开展，势必会为日本的经济增长带来动力，而且，也会在一定程度上缓解日本在经济危机中所受到的压力。但是这种动力究竟会为日本的经济增长带来多少效益，还是值得探讨的，日本经济在全球资本市场低迷的大环境下是否能够振兴，还是有待观望。对于国际关系上，日本的灾后重建工作也会吸引国际大量的投资，对于世界经济摆脱经济危机的阴影或多或少的带来一些好处。并且，针对于日本今后的重建工作，中国的建材业、建筑业等行业可能减缓近期由于房地产调控带来的低迷境况，一定程度上缓解中国的就业问题，从而缓和中日之间的紧张情绪。但是，日本也可以以重建为借口，撤回美国的国债与企业债券，避免投资的缩水，而且，美国利用制造东北亚紧张局势以图兜售军火的如意算盘也会落空，日本势必减少对美国军火的购买量，更加剧了美国经济的低迷，从而使全球的经济再次下降，反过来再使日本的经济重创。全球资本市场的低迷现象，势必会造成国际关系的紧张，引发国家间的摩擦。

另外值得注意的是，日本的核电站泄漏事件及灾后重建工作对能源的进口也产生巨大的推力，而现今全球能源价格上涨和几个能源产地不稳定因素的增加，也造成了日本经济复苏的巨大压力。而核电站的核泄漏事件也对日本政府发展核电工业的前景铺上了一层迷雾，核电的安全性与可靠性收到了来自民间与政府机构双重的质疑，但现在日本电能的26%来自核电，而且更多的核电生产计划正在酝酿实施，此次的核泄漏事件无疑给政府与核工业造成巨大的压力。日本是个资源短缺的国家，如果减少或是不增加核电比重，势必会大大增加常规能源的进口。因此，日本将在一段时间内加强能源的进口，保持海上生命线得畅通，也加剧了世界各国对资源、能源的竞争，促使国际关系朝不安定的方向发展。综上，日本政府对此次事件所采取的种种措施不仅关系着日本本国的政治、经济局势，而且，对于现在处于低迷时期的世界经济局势和脆弱的政治局势也会产生相当大的影响。

在此次处理核泄漏事件中，日本政府位于任何组织与主权国家协商，擅自将未处理的受过核污染的废水排入大海，引起多国不满。虽然日本政府在事后向国际舆论道歉，但这种恶劣的行径还是应该引起我们的反思，虽然核泄漏事故发生在日本境内，属于日本的“内政”，但是日本政府将污水排入海洋，引起更大范围的核污染事件，也是应该受到制裁的。现行的国际法对于危急情况下国际相关负责部门的介入是有规定的，必须充分尊重国家的主权，但是，这也凸显了一个问题，当对国家主权的尊重与对国际社会整体利益特别是人类安全的保护之间如何平衡，以及是否应赋予代表国际社会行事、作为相关领域职能部门的国际组织更多职权与责任，现行的国际法仍然存在着探讨的空间。这也说明，当像地震、火山等重大自然或人为灾害突发时，更需要国际社会达成广泛的一致，加强合作，密切合作。

作为美国遏制中国战略的第一道岛弧链上的日本，美国的远东部署基本围绕日本及台湾展开。而作为日本的保护者的美国也可以趁日本重建之时渗透美国的力量，并以援建日本为借口重新布置其军事力量，进而威胁东北亚的稳定局面，对地区和平构成威胁。

因此，从国际关系学上分析此次日本地震核泄漏事件，对我国在未来一段时间中的对内对外政策的制定，都有一定的借鉴意义。

【参考文献】《世界政治》，Bruce Russett，Harver Starr，第5版

《政治科学原理》，施雪华主编，2001年3月第1版

《政治学原理》，王惠岩，2006年2月第2版