美日“敏感核材料”纷争新进展

    日本答应归还铀和钚

    钚：毒性不大危险大

    钚可做

    核反应堆燃料

    钚，原子序数94，是人工放射性元素，元素名仿照铀、镎以冥王星命名。钚是继镎后第二个发现的超铀元素。

    1940年末，美国科学家用60英寸回旋加速器加速的16兆电子伏特氘核轰击铀时发现钚238，次年又发现了最重要的同位素钚239。

    金属钚是银白色的，与氧气、水蒸气和酸作用，但不与碱反应。它和铀一样用于核燃料和核武器。现在已经可以获得成吨的钚。

    钚熔点640℃，沸点3234°C；从室温到熔点之间有6种同素异形体（相同元素组成，不同形态的单质），这是冶金学上很独特的现象。钚在空气中的氧化速度与湿度有关，湿度高则氧化快，且有自燃危险；钚易溶于酸中，不过浓酸可能会引起钝化。

    1945年，西博格比较了镎和钚，认为它们与铀的性质相似，同时又与稀土元素中钐相似，在1945年发表了他编排的元素周期表，建立了与镧系元素相同的锕系元素，把它们一起放置在元素周期表下方，成为今天形式的元素周期表。

    钚的碳化物由于具有较高的导热性、低的蒸气压和较大的钚密度，可以做核反应堆的燃料。钚239是易裂变核素，是重要的核燃料；钚238可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星、极地气象站等的能源。

    钚的毒性比砒霜低

    “钚是世界上最毒的物质”，“一丁点就能致人死亡”的说法，曾在西方广泛流传。推测，钚可能是受到剧毒的钋的牵连。两者的衰变类型相同，化学符号接近（Po、Pu），连中文写法、读音都那么相近，也难怪不明真相的群众把他们的各类性质掰到一起去。

    如果非要来说明钚的化学毒性，人们相对熟悉的砒霜、氰化物的毒性都比钚要大得多。单次过量摄入钚而引发的死亡案例，至今都未出现。

    事实上，在上世纪40年代，美国就有26名工作人员因核武器研究，受到钚的污染。但是在他们身上并没有出现严重的健康影响，更没有人因此而死亡。到上世纪90年代，一批志愿者甚至接受注射或是吸入钚的实验，也没有发现有任何明显的伤害。这与之前大家对钚毒性的过高估计大大不同。

    基于钚本身的化学毒性并不那么大，电离辐射能力也不比其他放射性元素特殊，加上铀钚混合燃料里钚也只有7%，3号反应堆如果发生爆炸泄露，并不会比其他使用铀燃料的反应堆要来的更危险。

    钚会提高患癌风险

    二战时，投在长崎市的原子弹就使用钚制作内核部分。日本东京电力公司2011年3月28日晚宣布，福岛第一核电站厂区采集的土壤样本首次检测出放射性元素钚。

    钚的危险性很大，一旦侵入人体，钚就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织的细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。钚的半衰期很长，钚最稳定的同位素钚-244半衰期约为8000万年，而钚-239的半衰期达到2.41万年。

    对于钚危害的担忧，更多的是来自于钚的电离辐射能力。钚衰变时会产生α射线。α射线的穿透能力非常弱，在空气中前进几厘米就将能量耗尽。对于环境中的钚并不用太担心。

    尽管钚产生的α射线并不会穿透人体的皮肤而进入人体，但钚可能被人体吸入或消化而进入人体从而对内脏造成不利影响。α射线会造成细胞、染色体的损伤，理论上可能导致癌症发病率的上升。但是这种影响并不会比其他能放出α射线的放射性物质危害更大。相比之下，钚的半衰期很长，使得单位时间里的辐射量相对要小，危害也就更小。在自然界广泛存在的氡的放射危害就要比钚大的多。钚容易在人体的肝脏和骨骼中聚集，但该过程非常缓慢。

    331公斤武器级钚

    现存于日本原子能开发机构，分量足以制造40至50件核武器

    人工放射性元素，原子序数94，是继镎后第二个发现的超铀元素。

    名词解释

    锕系元素：即是周期系ⅢB族中原子序数为89～103的15种化学元素的统称。包括锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹，它们都是放射性元素 。铀以后的原子序数为93～109的17种元素称为超铀元素。前4种元素锕、钍、镤、铀存在于自然界中，其余11种全部用人工核反应合成。

    半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期（Half-life）。随着放射的不断进行，放射强度将按指数曲线下降，放射性强度达到原值一半所需要的时间叫做同位素的半衰期。放射性元素的半衰期长短差别很大，短的远小于一秒，长的可达数百万年。

    新闻背景

    日本曾拒归还钚

    据报道，美国曾以研究名义于冷战时期交给日本331公斤钚，其中大多数为武器级丰度的钚，用于核研究。美国在过去几年内多次提出要求，日本最终答应归还。

    按共同社说法，那批高丰度武器级钚可制造40枚至50枚核弹。现阶段，核材料处于日本原子能研究开发机构控制下。

    日本原子能研究开发机构的总部设在茨城县东海村。在那里的核设施内，有日本唯一一座快中子临界装置，这一装置于1967年正式达到临界状态。

    位于东海村的核设施曾发生泄漏事故。1999年9月，东海村一座核燃料加工厂由于工作人员违反安全操作规程，引发核分裂链式反应的“临界事故”，导致两人死亡，30多万当地居民在室内避难。

    美国总统奥巴马上台后推行强调核安全的相关政策。美国说，为避免危险放射材料落入恐怖分子之手，必须消除或最小化使用核材料。美方随后向日本提出归还这批钚的要求。

    共同社报道，日本原先强烈反对归还这批钚，理由是日本需要这批钚用于快中子反应堆研究。

    依照共同社公开的数据，日本现在自身还有大约44吨钚，但这些钚的品质不足以用于研究目的，若每年处理8吨将可造1000枚原子弹。

    小八卦

    英国女王曾触摸钚环

    英国女王伊丽莎白二世访问哈维尔核子实验室时，就曾受邀触摸一块以塑料包裹的钚环，以亲自体会其温暖的触感。

    据解释，钚最普遍释放的游离辐射类型是α粒子发射（即释放出高能的氦原子核）。最典型的一种核子武器核心即是以5公斤（约12.5×10"24个）钚原子构成。由于钚的半衰期为24100年，故其每秒约有11.5×10"12个钚原子产生衰变，发射出5.157 MeV的α粒子，相当于9.68瓦特能量。α粒子的减速会释放出热能，使触摸时感觉温暖。

    （记者 孙伟芳 整理）