چرا آب رادیواکتیو ذخیره شده در فوکوشیما باید در اقیانوس تخلیه شود؟!

بیش از ده سال پیش، یک سونامی فاجعه‌ای را در نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما دایچی در سواحل شرقی ژاپن ایجاد کرد. پس از این حادثه، مقادیر زیادی رادیواکتیویته اقیانوس را آلوده کرد که ناگزیر یک منطقه قرنطینه دریایی ایجاد شد و آسیب بزرگی به شهرت صنعت ماهیگیری منطقه وارد شد.

از آن زمان حجم عظیمی از آب آلوده در این سایت انباشته شده. آب برای خنک کردن راکتورهای آسیب دیده مورد نیاز بود و آب‌های زیرزمینی که در اثر نفوذ به سایت آلوده می‌شدند باید خارج و ذخیره می‌شدند. بیش از 1000 مخزن در محل برای ذخیره بیش از یک میلیون تن آب رادیواکتیو ساخته شده است.

اما فضای ذخیره سازی سایت در حال اتمام است و مخازن به ویژه در صورت وقوع زلزله یا طوفان، ممکن است نشت کنند. بنابراین مقامات ژاپنی به سایت اجازه داده‌اند تا آب رادیواکتیو ذخیره شده را از طریق یک خط لوله به اقیانوس آرام آزاد کند.

یک دانشمند محیط زیست، با بیش از 30 سال مطالعه بر روی تأثیرات آلاینده های رادیواکتیو در محیط هم بر این باور است که رهاسازی این آب‌ها بهترین گزینه است.

آب آلوده

پساب تولید شده در فوکوشیما قبل از ذخیره سازی، تصفیه می‌شود تا تقریباً تمام عناصر رادیواکتیو حذف شود. اینها شامل کبالت 60 ، استرانسیوم 90 و سزیم 137 است. اما تریتیوم – شکل رادیواکتیو هیدروژن – باقی می‌ماند.

هنگامی که یکی از اتم‌های هیدروژن در آب با تریتیوم جایگزین می‌شود، آب تریتی شده tritiated water رادیواکتیو ایجاد می‌شود. آب تریتی شده از نظر شیمیایی با آب معمولی یکسان است و باعث می‌شود که جداسازی آن از پساب را پرهزینه، انرژی بر و زمان‌بر شود. بررسی فناوری‌های جداسازی تریتیوم در سال 2020 نشان داد که آنها قادر به پردازش حجم عظیم آب مورد نیاز نیستند.

البته تریتیوم اثرات زیست محیطی محدود است. از نظر شیمیایی مشابه با آب معمولی است، آب تریتی شده، در بدن موجودات زنده تجمع نمی‌یابد.

آب تریتی شده دارای ضریب تجمع زیستی در حدود یک است. این بدان معنی است که حیواناتی که در معرض آن قرار می‌گیرند، تقریباً همان غلظت تریتیوم را در بدن خود نسبت به آب اطراف دارند.

در مقایسه، سزیم 137 رادیواکتیو که در مقادیر زیادی پس از فوکوشیما و از سایت هسته‌ای سلافیلد بریتانیا در دهه‌های 1960 و 70 منتشر شده بود، دارای عامل تجمع زیستی در محیط‌های دریایی تقریباً 100 است. یعنی حیوانات تقریباً 100 برابر بیشتر از آبهای اطراف آن را دارند.

 دوز کم تشعشع

هنگامی که تریتیوم تجزیه می‌شود، یک ذره بتا (الکترونی با حرکت سریع که در صورت بلعیده شدن می تواند به DNA آسیب برساند) تولید می‌کند. اما ذره بتا تریتیوم خیلی پرانرژی نیست. یک فرد باید مقدار زیادی از آن را بخورد تا دوز قابل توجهی اشعه به او داده شود.

استاندارد آب آشامیدنی سازمان جهانی بهداشت برای تریتیوم 10000 بکرل (Bq) در هر لیتر است که چند برابر بیشتر از غلظت آب فوکوشیما است.

دشواری جداسازی تریتیوم از فاضلاب و اثرات زیست محیطی محدود آن دلیلی است که تاسیسات هسته ای در سراسر جهان به مدت چندین دهه آن را در دریا تخلیه می‌کنند. سایت فوکوشیما دایچی در حال برنامه ریزی برای انتشار حدود 1 پتا بکرل تریتیوم به میزان 0.022 PBq در سال است.

این عدد بسیار زیاد به نظر می‌رسد، اما در سطح جهانی، هر سال 50 تا 70 پتا بکرل تریتیوم به طور طبیعی در جو ما توسط پرتوهای کیهانی تولید می‌شود. در حالی که سالانه، سایت بازفرآوری سوخت هسته ای Cap de la Hague در شمال فرانسه تقریباً 10 پتا بکرل تریتیوم را در کانال مانش آزاد می‌کند.

نرخ‌های قابل‌توجه بالاتر رهاسازی از Cap de la Hague نسبت به آنچه در فوکوشیما برنامه‌ریزی شده بود، نشان‌دهنده هیچ شواهدی از اثرات زیست‌محیطی قابل‌توجه نیست و دوزها برای مردم کم است.

آزادسازی ایمن

اما انتشار آب رادیواکتیو باید به درستی انجام شود.

مطالعات ژاپنی‌ها تخمین می‌زند که فاضلاب باید از صدها هزار بکرل در لیتر تریتیوم در مخازن ذخیره به 1500 Bq در لیتر در آب تخلیه رقیق شود. رقیق کردن فاضلاب قبل از رها شدن، دوز تشعشع را کاهش می دهد.

دوز تشعشع به افراد بر حسب سیورت یا یک میلیونم سیورت (میکروسیورت) اندازه گیری می شود، که در آن دوز 1000 میکروسیورت نشان دهنده یک در 25000 احتمال مرگ زودهنگام ناشی از سرطان است. حداکثر دوز تخمینی از آب تخلیه شده فوکوشیما 3.9 میکروسیورت در سال خواهد بود که بسیار کمتر از 2400 میکروسیورت است که مردم به طور متوسط ​​سالانه از تابش طبیعی دریافت می‌کنند.

مقامات ژاپنی همچنین باید اطمینان حاصل کنند که مقادیر قابل توجهی «تریتیوم متصل به مواد ارگانیک» در آب آزاد شده وجود ندارد. یعنی اتم تریتیوم جایگزین هیدروژن معمولی در یک مولکول آلی شده باشد. سپس مولکول‌های آلی حاوی تریتیوم می‌توانند در رسوبات جذب شده و توسط موجودات دریایی بلعیده شوند.

در اواسط دهه 1990، مولکول‌های آلی حاوی تریتیوم از کارخانه داروسازی Nycomed-Amersham در خلیج کاردیف، ولز آزاد شدند. این انتشار منجر به فاکتور تجمع زیستی تا 10000 شد.

تصفیه سایر عناصر رادیواکتیو خطرناک‌تر باید با دقت صورت گیرد تا اطمینان حاصل شود که سطح این عناصر به اندازه کافی پایین آمده.

در مقیاس بزرگ مشکلات زیست محیطی که با آن روبرو هستیم، انتشار فاضلاب از فوکوشیما نسبتاً خالی از مشکل است. اما احتمالاً صدمات بیشتری به صنعت ماهیگیری در محاصره فوکوشیما وارد می‌کند. خشم سیاسی و رسانه‌ای ناشی از انتشار جدید آب رادیواکتیو در اقیانوس آرام قابل پیشبینی است.

نوشته جیم اسمیت ، استاد علوم محیطی، دانشگاه پورتسموث

منبع: The Conversation