薛定谔的太平洋——说说最近日本排核废水事件_风闻

NuclearEngineer原创04-16 21:18 已编辑 投诉编辑记录阅读数：277万+早在几年前，我就在微博上说过，日本迟早会把福岛堆积的核事故垃圾扔到太平洋里去，到时候大家不用客气，骂死他们。

这一天终于到来了。

现在，我们必须旗帜鲜明地对日本表明态度：将福岛核事故废水排入大海是对地球生态环境的极大犯罪，是对人类社会长期发展的严重不负责任。日本政府最好能悬崖勒马，收回这个错误决定，否则相关责任人或组织必将为此付出代价。

我虽然是核工程师，但一直反对单纯从科学角度解读核能和核技术应用相关技术，嗯，为防止同行告状（注：某核一名员工，以工作身份发表核废水观点，被另一名员工举报了），更精确一点吧，前核工程师，反正现在不干这行了，本文仅代表个人观点，不代表任何单位和同行。涉核问题从来就不是一个单纯的科学问题，核能应用的公众沟通是核科学界必须面对的社会问题，对于此次事件的分析，一定要考虑科学的局限性，也一定要考虑公众关切和认知度。

长久以来，正是由于部分核科学界和部分相关从业人员高高在上的态度导致公众对核能普遍的不信任感，现在搞出福岛核事故这么大的生态灾难，居然还说那么多带有放射性的污水排入太平洋是无害的？公众要是能轻易相信那就有鬼了。

不客气地说，核能与核技术应用的某些领域的科学研究进展要落后于当前社会需求。日本福岛核事故发展到现在的种种状况就是明证。时间拨回到十年前，核电专家们就没能想到，二代核电做了那么多核应急方案，面对福岛核事故居然会束手无策，而能应付这种状况的三代核电，在全球尚未发电；更没有想到的是七八年前，面对复杂的核事故废水，全世界的放射化学家居然拿不出一个可行的，完善的净化处理方案，任由它越积越多；同样，今天的环境放射化学家们也回答不了，福岛的120万吨核污水排入太平洋会对环境和人类社会的长期发展有什么影响。

由于放射性元素的特殊性，低剂量放射性的长期生物效应研究基本上是一片空白。除了日美政府中那些别有用心的政客和民科，没有任何一个正统科班教育出身的核专家敢拍胸脯保证这些废水排入太平洋是没有问题的。

辐射防护最早的系统数据来自于日本广岛和长崎核爆的受害者。日本投降，美军进驻日本本土后，将核爆后受到辐射的人群分门别类进行了长期的跟踪观测，大致建立了人体吸收放射性剂量当量与健康演化的关系。后来美国在太平洋岛屿做核试验，放射性污染了附近的岛礁，严重伤害了当地的原住民。据传，美国政府以为他们治病的借口又采集了一批系统的辐射生物效应数据，但是从未公开过。因此，放射性对人类健康影响的科学模型非常粗糙，不得已搞出了一个概念叫做电离辐射的随机效应与非随机效应。

所谓非随机效应，就是当人体吸收的放射性电离辐射超过一定阈值后，人一定会死，或者一定会得放射病，这是确定的，非随机的。但是如果一个人吸收的辐射剂量小于这个阈值呢？那就是随机地、有一定几率地会产生癌变或其他异常的遗传效应，这就是随机效应。截至目前，没有确定的科学理论能够定量说明随机效应的概率是多少，只能定性分析，吸收的辐射剂量越小，这个概率就越小，没有谁敢保证绝对不会出问题。

因为没有定量的辐射效应科学模型，所以辐射防护的指导原则也没法定量，最后产生了相对比较模糊的辐射防护三原则**：一、辐射实践正当化；二、辐射防护最优化；三、个人剂量当量限值。**

先看第一点，辐射实践正当化。意思是说，在施行伴有辐射照射的任何实践之前要经过充分论证，权衡利弊。只有当该项所带来的社会总利益大于为其所付出的代价的时候，才认为该项实践是正当的。

来来，我们就来看看，日本政府将核事故废水排入太平洋的操作是否符合这一原则。他们充分论证了吗？他们权衡利弊了吗？他们仅仅考虑了日本的利益，甚至于仅仅考虑了福岛核电站业主东电公司的利益。而付出代价的是谁呢？是太平洋沿岸所有居民，是整个海洋生态系统，而且这个代价到底有多大，无法评估。

这一原则特别指出，个人或组织与社会获得的净利益可能在程度上是不一致的，说的就是这种情况。日本政府将少部分人的利益置于人类社会长期发展利益之上，严重违背了辐射防护最重要的一条原则。

再看第二点，辐射防护最优化。具体是说，在实施某项辐射实践的过程中，可能有几个方案可供选择，在对几个方案进行选择时，应当运用最优化程序，也就是在考虑了经济和社会等因素后，应当将一切辐射照射保持在可合理达到的尽可能低的水平。

福岛核事故废水除了排海真的就没有更好的办法了吗？当然不是。相关科普文章很多，这里我就不再一一重复了。只需要说一点，根本没到山穷水尽的地步，日本还有很多手段更加安全地处置这些放射性废水。最简单的，处置库容积再增加一倍，不是又能撑十年嘛。各国都在研究轻水降氚技术，说不定到时候就可以解决了。当然，那些手段都要花钱，可是东电去年不是盈利几十亿美元吗？掏点钱擦自己的屁股不是理所应当的吗？

这就是资本的思维方式，让它掏钱比要它的命还难。

第三点，个人剂量当量限值，是指“不可接受的”和“可耐受的”区域分界线。它是原则二“辐射防护最优化”的约束上限。做这个约束限制的本意在于群体中利益和代价的分布不均匀性，虽然辐射实践满足了正当化的要求，防护也做到了最优化，但还不一定能对每个个人提供足够的防护，因此，对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益分析结果如何，必须用此限值对个人所受照射加以限制。

针对不同的人群，该原则给出了可接受的辐照剂量限值。比如专业从事放射性工作的人员，五年内平均剂量不得超过20mSv，单一一年不得超过50mSv，普通群众每年不得超过1mSv。mSv是电离辐射的剂量单位，这里就不展开了。

只说一点，就是这次事件中很多核技术业内人士的神奇操作。很多人依据自己的专业知识做了详尽的计算评估，认为福岛核事故废水经太平洋稀释后带给普通民众的辐射剂量增加值远小于个人剂量当量限值，所以得出结论：日本政府的决定是安全的、可以接受的。

大错特错！首先，个人剂量当量限值是在辐射实践正当化和辐射防护最优化前提下确定的。福岛核事故废水排海连前两个基础原则都未能满足，直接讨论第三个原则中所谓剂量大小根本就是无稽之谈。其次，个人剂量当量限值的确定根本没考虑到类似此次实践中几十亿人庞大群体的普遍的、无差别的辐照实践，更何况还有太平洋生态圈中极为复杂的生态系统。第三，如果真是核技术专业人士，应该知道，因工作需要受到一定剂量的核辐射，国家会给予相应的保健补贴。印象中听说最高的有三千块钱一个月吧，最低也有两百（此为道听途说，我没看过相关文件）。日本政府将这些毫无必要的电离辐射强加于几十亿民众，要不要考虑一下也给大家发点保健补贴？

所以说，日本政府此次的决定严重违反辐射防护基本原则，是极端错误，极端不负责任的。

事件之初，我本想等等看国际原子能机构IAEA的说法。说实话，IAEA此次表态大出我意料之外，我本以为IAEA会强烈谴责日本政府，至少也不会支持他们的做法，没想到IAEA能把自己制定的辐射防护三原则生吃了。前两天看到IAEA报告的时候，脑子里闪现出的是陈佩斯的那个经典表情包。

我只能感慨，日本政府的公关能力，可以的。

至于美国的表态，非常符合他们的立场，也没什么好说的。可是美国转头就禁止了日本的部分食品、农产品的进口，“身体”那是相当诚实。

日本现在的说法，是要在两年后启动排海，保证核事故废水中典型放射性核素如铯137、锶90等被处理干净，只有氚实在没办法，但可稀释至排放标准的七分之一，然后排海。这个承诺并不可靠，日本在这事情上撒谎那是有前科的。大概两三年前的新闻，有一批废水测量铯137含量合格后排海了，后来被查出实验记录作假，他们拿铯134的数据冒充铯137上报，导致放射性超标的核事故废水被排入太平洋。时候日本相关负责人对此次数据误报做了“诚恳”的道歉，我脑海里闪现的是蔡明那个经典的表情包。

后来，据说加拿大近海捕捞的三文鱼中检测到了放射性铯137，不知道上了那些人餐桌。客观地说，剂量不算大，吃了这些鱼的人健康受影响的概率也很小。但是，他们本来没必要冒此风险。

好吧，就算是日本做到了，锶啊，铯啊，碘啊这些放射性核素都处理干净了，那么处理不了的氚呢？

氚，一个平素不为人所知的核素，随着日本政府冒天下之大不韪将福岛核废水排入太平洋的决定而进入了公众视野，让我又回想起当年与氚亲密接触的年代。

氚是氢的同位素。氢有三种同位素，丰度最高的就是普通的氢，也叫氕（音撇），它的原子核仅有一个质子，在自然界氢元素中含量占比为99.9844%；原子核中含有一个质子和一个中子的被称为氘（音刀），含量占比，也就是丰度为0.0156%；如果含有一个质子和两个中子，就是氚（音川）了，它在自然界中本来含量极少，相当于没有。直到人类打开了核物理的大门，氚这种核素才通过核反应被制造出来。目前自然界中的氚都是人类各种核活动产生的，比如核武器试验，或者各式各样的核反应堆。

氚的性质很活泼，它和氢的化学性质几乎一样，可以完美替代氢参与生物体各种过程，比如替换掉水中的一个氢原子，变成氚化水，氚化水的化学性质与水几乎完全一致，因此极易被人体吸收，参与人体内所有与水相关的生物化学反应。但与氢不同的是，它的原子核不稳定，有一定概率衰变放出一个电子变成氦3，放出的这个电子也被叫做β射线，带有很高的能量，可以轻易打断化学键，产生各种各样奇奇怪怪的化学反应，这部分内容属于辐射化学范畴，在此不展开了。

人们很容易想到，一个很容易被人体吸收的放射性核素，如果在人体内正在参与生物过程的时候突然衰变了，那会发生什么样的情况。

关于氚的生物效应，国内外研究极为有限。目前氚被定为低毒级别，也就是说，它对人体健康影响并不严重。但是对于放射性物质，使用毒性概念应该更加慎重。对于很多常见的化学毒素，人体如何吸收、如何参与生物过程、如何代谢的研究已经比较充分，但是放射性物质是完全不同的机制。

也许某个衰变的氚正好在胃里，射线只是打在胃液中，导致某个水分子解离，水分子会很快恢复，氚变成氦气打个嗝就跑出去了，人什么事都没有。也有可能某个氚正好在遗传物质DNA中，这个DNA正好要复制，中间一个伪装成氢的氚衰变跑掉了，然后复制出错，那就会给人体留下了肿瘤的隐患。更严重的，某个氚原子正好位于一个跑得贼快的小蝌蚪内部，就在它幸运地完成生命大和谐的那一刻，它突然衰变放出β射线切断了一个关键的染色体，那就会给那位母亲留下一个畸形的胎儿甚至死胎。

有人会说，后果如此严重的概率很低，我知道，概率是很低，低到在数学上只是一个无穷小量可以被完全彻底地忽略，低到几十亿人中也许只有几个人会因此导致癌变或者生殖异常，那几个人早死几年晚死几年根本不会对人类社会的发展造成什么影响。可是，有句话怎么说来着：

时代的一粒沙，落到普通人身上就是一座山。

注：这句话原作者的为人，仁者见仁智者见智。但我一向是信奉“三人行，必有我师焉，则其善者而从之，其不善者而改之。”不会因为一个人的某些问题，就彻底否认了他的一切。毕竟中央说要善于吸收和利用世界各国所创的一切先进文明成果来发展我们的国家，我们也要善于学习别人的优点部分

同样，数学上微乎其微的概率，落到某个确定的人身上，那就是人伦惨剧。

日本政府的政客们，东电的股东们有没有想过，太平洋沿岸的某个角落，有某个家庭会为他们的错误决策承担不可接受的代价。

多年前，我曾参与过涉及氚的实验工作。

实验室里，几个工人和技术人员正在处理氚部件，它被放在手套箱里密封着，不锈钢和玻璃隔绝了放射性气体不至泄露到环境中。在最后一个工序中，操作者让我们离开，因为他们要转移氚部件，手套箱会打开大约几秒钟时间。我们在厂房外等候，几分钟后，操作者们呼啦一下全跑了出来，在院子里大口喘着气。我以为发生了什么意外，他们摆摆手示意没事。原来，打开手套箱的那几秒中他们会集体屏住呼吸，完成操作后马上跑出厂房，避免吸入过多含氚气体。之前做过对比，在那一刻，多呼吸一口室内的气体，身体内的氚含量会高出好几倍。

我知道，刚才逃离手套箱的氚原子很快逃出厂房，已经进入了我的身体。实验结束后，我们每个人都在特制的小瓶子里留了尿，这些样品被送到另一个实验室里。在那里，尿液被稀释在水中，再加入闪烁液，这种闪烁液在遇到氚衰变放出的β射线时会发出荧光，可以被高灵敏度光探测器测量，于是我体内吸收了多少氚就被测量出来了。

那次试验后的测试结果显示，我体内的氚含量低于真正在一线操作的工人和技术人员，都远低于国际规定的健康限值，但我还是拿到了放射性补贴。晚上，我和工作人员在一起喝酒。但在他们这个岗位上，喝酒不是娱乐，是工作。

氚的半衰期是十二年多，也就是说一定量的氚会在十二年内衰变掉一半，放射性就会降低一半。如果氚进入人体，正常情况下半排期是十二天，意思是我那天吸入身体的氚会随着新陈代谢在十二天后降低一半。如果多喝水，多排尿，可以将半排期缩短到四天。所以在操作氚的岗位，啤酒是单位免费提供的，每次做完实验，大家都要敞开了喝几顿啤酒，加快水代谢，以尽量降低氚伤害身体的概率。

我问他们，他们经常接触氚，有没有感受到氚对身体的伤害。他们笑着说，氚有没有害不清楚，啤酒的伤害倒是很明显，一个个的，啤酒肚都不小。

那些可爱的人，他们冒着风险操作放射性物质，现在是为了科学突破，但在过去除了为了科学突破，还为了保家卫国，还为了英特耐雄纳尔（International）。

但民众何辜，他们接受来自福岛核废水的氚辐射，哪怕是剂量再小，影响再微弱，又有什么意义？难道是为了东电公司的利润吗？

另外，各国在操作氚的岗位有个不成文的规定，未婚未育的年轻人一般不会安排在一线，这是为了保护年轻人的生殖健康。我知道，没有明确的科学结论支持吸入多少氚一定会对遗传造成影响，但是，大家都认可没生孩子的人最好不要接触氚，我理解他们这种做法。

那么，年轻的母亲怎么能够相信日本政府的承诺，怎么能够让自己未出世的孩子处于氚放射性的风险之中。这样说并非危言耸听，看看美国禁止进口日本食品的目录，多数和婴幼儿食品相关，他们也是有相关专家做过评估的。

毫无疑问，日本核事故废水排海将会是人类历史上最大的环境污染事件，将把几十亿人的健康和人类社会的安全置于不确定的风险之中。

很多人把此次事件与日本水俣病等环境灾难作类比，我觉得还不够恰当。水俣病等环境工业污染虽然听起来吓人，但毕竟局限在某一地区，没有造成世界性的影响。我印象中有个例子，倒是可以类比一下，那是一个有良心的科学家拯救世界的故事。

美国地质学家克莱尔.卡梅伦.帕特森（Clair Cameron Patterson）利用高灵敏度的质谱仪对铅同位素的分析测量获得了地球的年龄数据。在他的实验过程中曾经发现，环境中的铅含量严重影响了测量。他觉得很奇怪，环境中怎么会有那么多铅呢？他测量了来自格陵兰的冰核样本，确认大气层中的铅含量在四乙基铅被加入汽油后快速增加。

四乙基铅是另一个著名科学家米奇利的发明，是一种汽油的抗爆震剂，把它添加在汽油中能够让汽车发动机更加安稳地运行。

在20世纪初期，长期困扰汽车业的一大难题是汽油在汽缸中燃烧速度大于正常值，会发生“爆震”，既耗油又容易烧坏汽车引擎。经过六年时间的研究，米奇利终于发现了一个叫做“四乙基铅”的物质。在汽油中加入这个物质，汽车引擎刺耳的噪音就会神奇般地消失，不但解决了爆震，还可以加大引擎动力。1923 年，美国三家最大的公司——通用汽车公司、杜邦公司和新泽西美孚石油公司，合资成立了四乙铅汽油公司。

这个产品用量极大，米利奇及其公司凭借它大赚其钱。可就在汽油燃烧的过程中，大量的铅随着尾气进入大气中，散布在环境中了，人类生态圈中的铅含量开始大幅上升。

然而铅的毒性在当时已广为人知，米奇利将自己的产品命名为“乙基”，刻意避开了“铅”。出于同样的原因，四乙铅汽油公司被改名为“四乙公司”。

可是，自然界中的铅却不会因为改了名字而消失，首先出事的是近距离接触高浓度铅的生产人员。1924年，15名四乙公司的工人因铅中毒死亡，35人终身残疾，其他人也都得了怪病。

这时候，卡梅伦.帕特森确认了四乙基铅的使用是大气和人体内的铅含量急剧上升的原因。本着对公众健康负责的态度，他开始呼吁在汽油中禁用四乙基铅。

但资本家们不肯放弃巨大的利益，石油公司、汽车公司不仅直接切断了帕特森的研究经费，而且运用他们巨大的影响力，迫使很多研究机构拒绝与帕特森合作，他们甚至直接收买了一批科学家，宣传“铅无害”。帕特森被打压了许多年，经受了常人难以想象的压力和折磨，但他一直以环境和人类文明的健康发展为己任，毫不妥协，坚持上诉，一遍又一遍地在听证会上展示他的实验证据，最终迫使美国政府承认四乙基铅的应用对环境有害。1973年，美国国家环境保护局表示， 要逐步减少汽油中的铅含量。

这场旷日持久的争执，深刻地说明了资本绑架下的科学会做出什么样匪夷所思的事情，这严重地影响了科学家们的公信力。

看看这个过程，与现如今核事故废水事件是多么相似。

五十多年过去，生物圈中的铅含量究竟对环境造成了怎样的影响，恐怕永远说不清楚。如果任由四乙基铅使用下去，人类文明毁于铅中毒也不是不可能的事情。好在帕特森的坚持最终阻止了这一切的发生。

辘辘远听，历史车轮滚滚而过。尘埃落定之后，谁是生态环境的破坏者，谁是人类文明的捍卫者，谁的残骸被挂在耻辱柱上，谁的名字刻在历史丰碑里，功过荣辱都会无比清晰。

历史重演，我们需要新时代的帕特森。毫不夸张地说，我们正站在历史的转折点上，如果这次我们纵容日本政府将福岛核事故废水排海，人类对核污染的容忍底线就会进一步降低，将来再有类似事件，当事方可能会援引福岛先例做出同样不负责任的决策，自然环境中的放射性本底就会进一步升高。我们不知道，那个导致人类文明灭亡的阈值究竟在哪里，但我们知道，只要毫无节制地让它放任自流，那一天终会到来。

如果我们毫无作为，深受环境恶化困扰的后辈们一定会责怪我们的不负责任。这次事件中，我对原本横行无忌的国外环保组织非常失望，国内的民间环保组织应该发出自己的声音。

物理学中有个很出圈的概念叫做薛定谔的猫，其中就用到了放射性元素。量子力学先驱薛定谔曾提出过这样一个思想实验，在封闭的箱子里放一个放射性元素，比如就氚吧，一瓶毒药和一只猫。如果氚衰变放出了β射线，设备检测到了β射线就打破毒药瓶，猫就被毒死了。我们不知道这个氚原子什么时候衰变，数学上它有一定的概率衰变，通过量子力学将它处理为衰变和没有衰变的叠加态，于是乎，那只可怜的猫也就变成了死猫和活猫的叠加态。

我有时候会想，如果我吸收了来自福岛核事故废水中的氚原子，是不是也变成了死人和活人的叠加态，虽然死人的那部分比例会非常非常小，是否可以被称作薛定谔的人呢？

现在，日本政府想要将福岛核事故废水排入太平洋，这是要制造一个处于生存和死亡叠加态的薛定谔的太平洋吗？

我们绝不答应！