很多人把核電站的發電原理比作燒開水，這個真的是“話糙理不糙”，核電站真有點像在用高科技燒開水，只是它用的“柴火”是核燃料而已。
一般情況下，核電站的核燃料是包含由氧化鈾（氧化物比金屬鈾-235更耐高溫）製成的小顆粒，然後這些顆粒被堆疊並密封在金屬管內。
圖注：像柴火一樣的核燃料棒
這個包含鈾-235的金屬導管就有時候被稱為燃料棒，非常像柴火，每次都是一捆一捆地放入反應堆裡。
核燃料棒和普通柴火也一樣，“燒”一段時間就不能再燒了，這時候就要把老的核燃料棒取出來換上新的，大約每 12 到 24 個月就得換掉四分之一到三分之一的核燃料。
然而，這些被換出來的核燃料就像沒燒完的火炭一樣，也具有很強的有放射性，同時會不停產生熱量，這些被稱為乏核燃料。
圖注：長期儲存在水中的乏核燃料
乏核燃料不能繼續參加裂變反應，但因為它的輻射性，也不能隨便亂處理。
為了控制這些東西的輻射和熱量，現在一般的處理方法就是把它放置在一個灌滿水的乏核燃料池底部，用水來冷卻它和阻擋其輻射汙染，一直持續幾年時間。
2011年，受地震引發的海嘯影響，日本福島核電站堆芯熔燬，他們的處理方法也是趕緊注水來冷卻和阻擋輻射影響。
圖注：福島第一核電站，IAEA Imageba
眾所周知，2023年春季左右，日本將把用於處理福島核事故的100多萬噸核廢水排入海洋。
那麼，日本的這些核廢水真的很危險嗎？如果我們不小心掉入到這些用來冷卻核燃料的水池中會怎麼樣呢？
在討論這個問題前，我們得先清楚為什麼可以用水來處理核廢料？
大部分核電站都建在擁有充足水資源的地方（比如海邊和湖邊），因為水是所有核電站的重要工具。
一方面是水很廉價，另一方面是水確實是冷卻和遮蔽輻射的好材料。
圖注：乏核燃料池，源：Simone Ramella
水之所以可以遮蔽輻射，是因為原子核可以阻擋各種輻射，而水分子（H₂O）是由三個小原子組成的，這意味著它每單位體積包含的原子核比金屬多，也就更容易阻擋一些輻射。
對於來自乏核燃料的各種輻射而言，每 7 釐米的水就可以讓輻射量減少一半。
乏核燃料池的水
鈾-235經過裂變後，它會產生一些較輕的元素，但是這些元素中有一些同樣具有放射性，比如比較最出名的有銫-137，它就是一個難以清除裂變產物。
圖注：核裂變
事實上，即便是那些已經從核反應堆中取出來的乏核燃料棒，它所含的輻射劑量也是致命的，而且產生的熱量也非常強烈。
所以，乏核燃料池都建造得很深——一般可以達到12米深，這樣的深度可以忽略池底燃料棒所發出的輻射。
所以，一個工作人員可以在毫無保護的情況下，在乏核燃料池周圍工作，甚至不小心掉入池中游上一圈問題都不大，不過一定不能太靠近核燃料棒。
圖注：乏核燃料池，源：IAEA Imagebank
就像我們前面說的，乏核燃料棒還會產生熱量，如果人掉入乏核燃料池中，除了考慮它的輻射量之外，還要考慮它的溫度。
幸運的是，乏核燃料池的水溫很適合游泳，它被控制在50攝氏度之內，一般而言也就是在25℃-35℃之間。
當池水的溫度達到一定閾值，它就會被泵入熱交換器中，冷卻後再重新注回到池中，核燃料棒的最高溫度會持續2-4年，在此期間關注水溫至關重要。
圖注：小型核反應堆，源：Rama
另外，核燃料棒從反應堆中取出來後，它會在乏核燃料池裡儲存10-20年的樣子，那些半衰期較短的放射性元素在這個過程中會逐漸減少而變得安全。
圖注：幹桶處理
最後，這些被認為相對安全的乏核燃料棒會被送去後處理或者幹桶儲存。
那還有一個問題，既然核廢水對人是安全的，那麼我們為什麼要說日本核廢水的排放會造成嚴重的環境汙染呢？
日本的核廢水有何不同？
其實，乏核燃料池裡的核廢水在經過評估，確定安全後，經常也會被排放到湖泊或者海中，但是日本福島核電站的核廢水確實不同，它的汙染更嚴重。
我們前面已經提到了，核燃料是被包裹在金屬管中的，等它變成乏核燃料後，那些同樣具有放射性的裂變產物會保留在金屬管中。
圖注：日本福島核電站事故
所以，在乏核燃料池中，其實除了輻射之外，水中幾乎沒有多餘的裂變產物，除非是外殼腐蝕導致洩漏。
日本核廢水是事故造成的，事實上，福島核電站的三個核反應堆在地震和海嘯後發生了熔燬，導致嚴重的核洩漏。
簡單地說，由於沒有及時冷卻，熔化的核燃料碎片燒穿了外部金屬安全殼，進入了反應堆建築的混凝土基座。
圖注：福島核電站儲存的核廢水
而日本現在超過100萬噸的核廢水基本是在冷卻這個核洩漏的反應堆中收集起來的，這些水含有所有裂變產物，當然是更加不安全。
日本聲稱他們可以採用一個被稱為高階液體處理系統 (ALPS)的方式將核廢水中62種不同放射性核素捕獲，除了氚。
氚是氫的一種放射性同位素，其半衰期為 12.3 年，日本認為可以不停稀釋和延長排放時間——大約是40年，來降低氚對環境的影響。
圖注：民眾抗議日本核廢水排放
然而事實上，他們自己也承認了，ALPS不僅無法處理氚，有時候那些半衰期更長的同位素，例如釕、鈷、鍶和鈽也會被透過。
所以即便是經過處理，這些核廢水也不一定安全。
其實，這些放射性物質在水裡，我們去游泳可能問題也不大，因為水確實挺能阻擋這些乏核燃料輻射的，但是這些物質進入食物鏈的話就變得很危險。
