放射性從何而來

日本排放的核污水中的放射性來源于其中的放射性同位素。這里先復習一個知識——同位素：我們將質子數相同而中子數不同的不同核素稱為同位素。這個名字的來源是這些核素應該排在元素周期表同一位置上，因為元素周期表是按照質子數分類的。

放射性就來源于不穩定的同位素的自發衰變。

原子核由質子和中子組成。中子在其中重要的作用就是平衡其中的電磁相互作用。實際上，中子并不是原子核必備的強子，氫原子核就只有一個質子而沒有中子。但質子帶正電，質子之間會有庫侖斥力，無法形成穩定的束縛態，注意，庫倫相互作用的強度與距離呈平方反比，距離越近，作用越強，因此，僅靠質子之間的強相互作用無法克服庫倫相互作用。因此，僅參與強相互作用力而不參與庫倫相互作用的中子就成為了平衡原子核內相互作用的關鍵。

在原子核的尺度上，強相互作用表現為吸引作用，可以平衡質子之間的庫倫斥力。隨著原子核內質子的增多，所需要的中子也要增多，元素周期表后部分的穩定核素中子數明顯會多于質子數。當原子核增加到一定程度后，原子核將無法保持穩定，會自發衰變成為更輕但更穩定的原子核。而隨著原子核體積的增加，強子之間終究會超過強相互作用的力程，因此原子核內質子數是有限的。

對于確定的質子數，中子數過多或過少都會影響原子核的穩定，因此即便是較輕的原子核，也會存在可以自發衰變的同位素。大家或許都聽說過，氫原子的同位素：氘和氚，就對應原子核中有一個和兩個中子。

原子核的自發衰變有三種，分別是α衰變、β衰變和γ衰變，這個知識點想必大家在前幾日的科普中已經學習到了。但需要注意，無論是哪種衰變，衰變后產生的原子核往往處于激發態，會自發退激發到能量更低的穩定態，這一過程伴隨能量的放出，能量以光子的形式釋放。

同位素衰變產生的輻射能量較高，為電離輻射。電離輻射可能會對人體等生物組織造成傷害。

核污水中有放射性多強

福島核事故產生的核污水中的放射性就來自于其中的放射性同位素，最初的核污水中有六十多種同位素：

而日本方面也采取了相應措施去除其中的放射性同位素。

他們利用多核素去除裝置（Advanced Liquid Processing System，ALPS）去除其中除了氚之外的所有放射性同位素。

多核素去除裝置的主要原理是吸附。經過處理了Cs-137和鹽的廢水，先加入鐵鹽和碳酸鹽進行共沉淀預處理，以除去廢水中可能引起吸附效果的組分，這一步主要除去α核素、Co-60、Mn-54等，碳酸鹽除去Ca、Mg等核素。然后廢水依次通過活性炭、鈦酸鹽、亞鐵氰化物、浸漬活性炭、氧化鈦、螯合樹脂和樹脂等7種吸附劑。該裝置的預期效果為其中的Cs-134、Cs-137濃度由原來的10Bq/mL降低至檢測限0.27Bq/mL、0.32Bq/mL以下，β放射性水平由10^5Bq/mL降低至檢測限以下（除氚外）。

這里的Bq是放射性活度的單位，定義是一個放射源單位時間內發生衰變的原子核數，1 Bq即1次核衰變/秒。Bq/mL即放射性濃度。

實際上，多核素去除裝置無法清除核污水中的氚，因此，即便是經過處理后的核污水實際上仍無法達到排放標準，而最開始的熱試之后的初步結果表明核污水中仍有多種放射性同位素未達到檢測限。