对地下核试验造成的地下水污染的评价(一).doc

对地下核试验造成的地下水污染的评价 (一)摘要：地下水核试验会产生放射性核素，人们非常关注它造成的环境危害这种危害很大程度上依赖于物理和化学机理，这些机理控制着放射性核素如何进入地下水并将它传播给生物圈内的各种物种在内华达州南部和美国其它的试验基地，相关的环境包括地下水中潜在的污染、它们对环境或农业所产生的影响，以及它们对那些可能会发生间接生态影响的地方的地表水源的极限排泄的环境在南太平洋的阿留申群岛的海洋试验区，人们还对地下水中渗漏的放射性核素进入海水以及由此引起的对渔民和其它生物所产生的影响表示关注关键词：地下核试验地下水污染地下水核试验会产生放射性核素，人们非常关注它造成的环境危害这种危害很大程度上依赖于物理和化学机理，这些机理控制着放射性核素如何进入地下水并将它传播给生物圈内的各种物种在内华达州南部和美国其它的试验基地，相关的环境包括地下水中潜在的污染、它们对环境或农业所产生的影响，以及它们对那些可能会发生间接生态影响的地方的地表水源的极限排泄的环境在南太平洋的阿留申群岛的海洋试验区，人们还对地下水中渗漏的放射性核素进入海水以及由此引起的对渔民和其它生物所产生的影响表示关注在内华达州的试验基地，进行了 800 多项核试验，其中约有 1/3 在地下水位下。

仅在地下水位以下进行的试验中， 放射性核素就有超过 108 居里的放射能，由于大部分的地下试验都位于地球表面之下几百米甚至更深处，因其特性很难获得数据，所除去的放射性污染物很少，很难评价其向公共水井或私人水井的流动走势结果是对进入或移向地下水放射性核素的潜能的评价尽管这样的模型设计得很容易理解放射性核素迁移过程所包含的复杂机理，但是它仍然能很好地对一些确实存在的特殊数据进行解释和综合评价也有利于今后确认设计数据及其特性应用本文作者在这样的模型研究中，讨论了几个更为独特的、需要相关步骤的，而且重点在地下水位下扰乱了的环境附近的试验分析中，第一步要理解 “扰乱的 ”环境自身 ——它是如何形成的，放射量在试验的工作地点是如何分配的大部分的讨论是概念性的，考虑到了物理、化学和其它属于传统的传输模式范畴的、受较为复杂的相关冲击的影响 接下来，作者会讨论在放射物最终进入水中的过程，哪些是更重要的过程， 以及将来放射物从试验基地移走的问题 最后，作者主要讨论根据这些工艺而设计的流线模拟设施，并对将来这个地方能进行什么样的工作进行讨论一、核试验影响测试地下核设备的引爆会释放出大量的能量，使得试验点周围区域内相关的地质和设备材料发生蒸发。

实验产生的高温和压缩的震动波会使试验点生成空隙和裂隙或者改变洞壁上的结构孔穴是汽化作用和原始的地质介质的压缩所造成的 孔穴的大小 (或半径 )可以根据爆破能的作用力、埋藏的深度以及地质介质的强度而估算出来孔穴最大尺寸在爆炸发生后的 1/10 秒内即可达到在接下来的几秒钟，发生爆炸、温度冷却、气压消散、孔穴内气体的成分开始按顺序冷凝，冷凝顺序按相对蒸汽压或沸点进行首先，岩石和重放射性核素元素，同墙内壁上的熔融岩块一起，在洞的底部积聚成熔融的泥胶土试验几小时或几天后，上面的材料坍塌进入洞内， 形成一个垂直的 “碎石”竖井，这个“竖井 ”随着地面的扩大而扩展， 在那里形成一个弹坑 部分倒塌的材料会落入熔融胶泥体内如果最初的爆炸点位于地下水之下，则地下水此时会再次涌入洞内二、放射性核素的分布放射性核素同地下水的核爆炸有关，核反应与爆炸有关，并在地质介质中生成活性产物在爆炸后几秒到几小时的时间内发生的复杂的动力学过程，控制着最初的化学成分以及空间的分布大多数放射性核素蒸汽在孔穴扩张时存留在孔穴内这是因为在周边的介质内的压缩处于均衡状态，这种均衡状态是由于流出的震动波和随后地质介质回弹到爆炸点，压缩空气趋向封闭和封密状态，潜在的驱动压力从旁路流失的结果。

要注意还有一例外情况，会导致少量的放射性核素蒸汽从洞区流出，发生 “即时性注入 ”在冷却和冷凝过程中， 具有较高的沸点的重放射性核素，如 241Am 和 239Pu，首先发生的冷凝在正在凝聚的熔融玻璃体中变为一体沸点较低的放射性核素，如氚（ 3H）、36CL、22Na、129I，稍后冷凝，尽管有一些在熔融相中也可以找到，但通常沿着洞壁和洞内的碎石表面以及竖井的较低部分进行理论上放射性区域总是视为一个以试验点为中心的球体，从地震井内的观测来看，其半径在 1.5m 之间变动其它的放射性核素， 如 85Kr、90Kr、137Xe，可在无压缩的气体内存在，如果环境允许，还会在体积变化中产生运动总体来说，气体的置换会促进蒸发的重新分配，置换作用与洞体坍塌、浮力、分子扩散有关，在气体可以进入的、不饱和空隙空间内进行一些放射性核素， 90Sr、137Cs，都会在熔融区外面发现，它们是一些只能短期存在的物质如 85Kr、137Xe 等衍生物的产物对试验所产生的放射性核素的总量，通常用试验的设计和放射性核素的特征性数据进行估计对熔融玻璃体内物质的区分、置换体积、不压缩的气体分数，也可根据多次实验所得到的特征数据以及元素的热力学能估算出来。

作为实验产生的函数，可以用来估算试验中所产生的熔融玻璃体的总量 Olsen（1993）建议，每千吨的试验场地可以产生约 700 吨的熔融玻璃体放射性核是如何在熔融玻璃体内进行冷凝的，以及冷凝后在岩块和回流的地下水中化学状态，人们知之甚少已经知道熔融体相是混合了气泡和大块玻璃体的各向异性的角砾石，通常内部混合物有落下来的碎石，这些碎石的物化性能和放射性核素的含量是不同的大部分玻璃体保留了母体岩块的化学组成在碎石内，当蒸汽冷凝或地下水回流到洞里时，冷凝的放射性核素会从空隙中溶入回流的水它们会根据当地的地理环境，形成液体核素，也可能根据地下水的速度返回并接近不饱和区，从洞内或竖井区移出对一些放射性核素来说，尽管已经对钻孔内的水样进行了测定，但是仍需要对它们真实的含水量以体积交换的空间分布作出更为精确的评价。