钚的發現及其對環境的污染
1940年,格倫·西奧多·西博格和埃德溫·麥克米倫首度在柏克萊加州大學實驗室,以氘撞擊鈾-238而合成钚元素。麥克米倫將這個新元素取名Pluto(意為冥王星),西博格便開玩笑提議定其元素符號為Pu(音類似英語中表嫌惡時的口語“pew”)。科學家隨后在自然界中發現了微量的钚。
二次大戰時曼哈頓計劃則首度將制造微量钚元素列為主要任務之一,曼哈頓計劃后來成功研制出第一個原子彈。1945年7月的第一次核試驗“三一原子彈”,以及第二次、投于長崎市和廣島市的“胖子原子彈”,都使用了钚制作內核部分。
關于钚元素的人體輻射實驗研究,并在未經受試者同意之下進行,二次大戰期間及戰后都有數次核試驗相關意外,其中有的甚至造成傷亡。核能發電廠核廢料的清除,以及冷戰期間所制造的核武器,核武裁減后的廢物,都延伸出日后核武擴散以及環境等問題。非陸上核試驗也會釋出殘余的原子塵,現已依《部分禁止核試驗條約》明令禁止。
資料顯示,當作為核電站燃料的鈾氧化物開始裂變反應后,他們在產生能量的同時,釋放出中子并生成高度放射性的钚-239。這就是可以用來制造核武器的原料的。緊接著,這些剛剛生成的钚-239再次發生裂變,并且釋放出更多能量。在鈾裂變過程中,40%的能量都來自钚元素裂變。
有關資料顯示,這些钚及其同位素多在鈾-235在發生核裂變反應過程中自然形成的,并非人為加工的結果。
在一個燃料棒的核反應結束后,其中仍含有鈾、钚和其他劇毒放射性副產品。在六座核反應堆內,共有3400噸乏燃料棒,還有877噸核燃料棒裝載反應堆中。一旦這些钚泄漏出來,他們不會很快消失,其半衰期高達2.5萬年。鈾-235的半衰期則高達7億年。
核安全問題專家介紹,钚對人體肺和腎威脅較大,而且同鈾相比更不穩定,容易引發爆炸和其他泄漏事故。美國方面認為,福島第一核電站內的核反應堆使用鈾235作為燃料,并且在附近都設有“乏燃料存放池”。這樣,整個電站現在相當于一座傷痕累累的大型“钚倉庫”。
日本官員表示,在經歷了爆炸、起火和核燃料熔化泄漏等諸多險情后,福島第一核電站很可能將就此報廢。如果今后仍無法有效控制電站的放射性污染,將采取前蘇聯對付切爾諾貝利核電站的終極做法:修建一個巨大的鋼筋混凝土“棺材”將這些反應堆牢牢封閉起來,整個過程可能持續數年時間。