从福岛核事故二周年看放射性衰减规律
上海市核学会 申 森 许道礼
两年前的3月11日，日本东北部发生了9级强烈地震，地震又引发了海啸，造成2.5万人死亡或失踪。海啸导致福岛第一核电厂四座核电机组失去所有电源，核燃料因失去冷却而升温，并相继发生氢气爆炸，大量放射性物质失控释放至环境中，造成了核事故。这是继切尔诺贝利核电站事故和三厘岛核泄漏事故后的第三大核事故。当时核电厂周围20公里范围内的16万居民被疏散，虽然福岛核电厂事故没有造成人员直接死亡，但还是引起全世界人民的关注和担心，甚至一度引起周边国家及我国东部地区部分民众的恐慌，我国部分城市还受误导，出现了抢购碘盐、碘制品风潮。2年过去了，福岛核电厂周围的放射性强度怎么样了呢？原来疏散的民众可以返回自己的家园了吗？
辐射现状
今年3月1日日本文部科学省发布了福岛第一核电站辐射污染分布图，它是根据2012年10月至12月收集到的监测数据绘制的新版分布图。它与2011年同时期的版本相比，最明显的是新版分布图上，红色、黄色区域显著缩小，绿色区域也显著缩小，而蓝色区域明显增加。图中红色代表辐射剂量率高于每小时19.0微希(uSv/h)-约合每年166毫西弗(mSv/y)，绿色代表辐射剂量率位于每小时1.0-1.5微希(uSv/h)-约合每年10西弗(mSv/y)左右，由此可见各种颜色变化均表明测量到的辐射剂量与2011年同期的相比降低了一半。
时隔一年后的两份辐射测量对比图，左边为2011年的发布图，右边为2012年的发布图。
（图片来源：MEXT, 世界核协会）。
下图为日本文部科学省第一次发布的2011年4月29日福岛第一核电站辐射污染分布图，从图中可以看到当时红色区域的范围比上面两图明显要大，而绿色区域明显不多，由此可见当时放射性辐射还是相对集中，随着时间推移，放射性物质不断扩散，周围低辐射地区的放射性辐射水平不断升高，而目前呈现的是放射性辐射水平全面下降的态势。
辐射下降的速率
2011年3月的福岛核事故释放了三种主要的放射性物质：碘-131，铯-134和铯-137。其中，碘-131的衰变速度最快，其半衰期约为8天，这意味着它对2011年10月至12月收集到的数据几乎没有影响了。其中变化最大的是铯-134，其半衰期为2年，从分布图上可看出，其含量已显著减少。预计未来几年，铯-134的含量会随着持续衰变有更显著的降低。
而铯-137的半衰期约为30年，这意味着其衰减速度较慢，将会在相当长时间内使空气中辐射量维持在较高水平。日本国家和地方政府正通过开展大范围的清理和除污计划来解决这一问题。
除了衰变，过去的一些自然现象也帮助减少了放射性污染。例如：由于降雨，污染物从地表渗透进入地下，或从地表汇入河流，再流入大海。由于强劲的洋流和稀释作用，即便是在受损核电站周边，其海水中也几乎探测不到辐射剂量。另外去年福岛地区遭受了4次台风也加速了污染物的消散。
作为参考，下图给出的是切尔诺贝利核电厂事故后周围辐射水平历年变化情况，从中可以看到，切尔诺贝利核电厂事故2年后，周围辐射水平就下降了一半以上，但此后下降幅度就会减少。考虑到切尔诺贝利核电厂是位于内陆地区的，而福岛位于海边，大量的雨水和台风将帮助污染物的消散，因此其周围辐射水平的下降速度将大于切尔诺贝利。
切尔诺贝利事故后周围辐射水平历年变化情况
放射性衰变的基本规律
我们知道在自然界中到处充满了各类放射性物质，这是因为在已经知道的自然界或人工合成的大约2700种各种原子（或称核素）中，只有约300种是稳