地下水合理開採
[拼音]：fangshexing wuran
[英文]：radioactive contamination
人類活動排放出的放射性汙染物，使環境的放射性水平高於天然本底或超過國家規定的標準。
概述
放射性汙染物是指各種放射性核素，它與一般的化學汙染物有顯著區別，即放射性汙染物的放射性與其化學狀態無關。每一種放射性核素都有一定的半衰期，能放射具有一定能量的射線。除了在核反應條件下，任何化學、物理或生化的處理都不能改變放射性核素的這一特性。
放射性核素排入環境中後，可造成對大氣、水體和土壤的汙染，由於大氣擴散和水流輸送可在自然界得到稀釋和遷移。放射性核素可被生物富集，使某些動物、植物，特別是一些水生生物體內放射性核素的濃度比環境中的增高許多倍。例如牡蠣肉中的鋅的同位素 65Zn的濃度可以達到周圍海水中濃度的10萬倍。環境中的放射性核素可通過多種途徑進入人體，使人受到放射性傷害(見放射性汙染對健康的影響)。
對大氣的汙染
放射性氣體釋放入環境後，在大氣中的輸送過程受氣象條件、地形和本身性質等多種因素影響。放射性氣體排入大氣後在平坦地區的擴散，一般採用帕斯奎爾公式來定量描述下風向放射性煙雲的平均濃度分佈。
放射性氣體對人產生輻照傷害通常有三種方式：
（1）浸沒照射：人體浸沒在放射性汙染的空氣中，全身和面板會受到外照射。
（2）吸入照射：吸入放射性氣體，使全身或甲狀腺、肺等器官受到內照射。
（3）沉降照射：沉積在地面的放射性物質對人產生的照射，如產生γ外照射或通過食物鏈而轉移到人體內產生內照射。沉降照射的劑量一般較浸沒照射和吸入照射的劑量小，但有害作用持續時間長。
對水體的汙染
核試驗沉降物會造成全球地表水放射性水平增高。核企業排放的放射性廢水，以及沖刷放射性汙染物的地面徑流水，往往會造成附近水域的放射性汙染。地下水受到放射性汙染的主要途徑有：放射性廢水直接注入地下含水層，放射性廢水排往地面滲透池和放射性廢物埋入地下等。地下水中的放射性核素也可能遷移擴散到地表水中，造成地表水汙染。放射性核素汙染地表水和地下水，影響飲水水質，並且汙染水生生物和土壤，通過食物鏈對人產生內照射。
對土壤的汙染
放射性核素可通過多種途徑汙染土壤。放射性廢水排放到地面上，放射性固體廢物埋藏處置在地下，核企業發生放射性排放事故等，都會造成區域性地區土壤的嚴重汙染。如美國漢福德鈽生產中心從40年代中期以來，向地面滲透池排放了5×108立方米的放射性廢水，其中含鈽約200公斤、鈾約 10萬公斤，經過衰變後到1972年β放射性核素仍殘存20萬居里，當地成了全球土壤放射性汙染最嚴重的地區。大氣中的放射性沉降，施用含有鈾、鐳等放射性核素的磷肥和用放射性汙染的河水灌溉農田也會造成土壤放射性汙染。其特點是汙染的範圍較大，一般汙染程度較輕。
放射性核素在土壤中的擴散遷移與核素本身的性質和狀態、土壤的物理化學特性、地表植被以及氣象水文等因素有關。不同核素在土壤中的擴散遷移能力有很大差異，其順序為3H>Tc>Ru>Sr、Cs>Ra>Ru。如美國漢福德鈽生產中心30多年來，排往滲透池的鈽向下遷移穿透的土壤深度不超過 3米，而氚和釕早已穿透60多米的地層，進入地下水。
放射性核素汙染土壤後，可以被植物根部吸收，經食物鏈進入人體，也可以被雨水沖刷汙染地表水或者滲入地下水，從而汙染水源。
汙染來源
環境中放射性物質有以下主要來源：
核工業
核工業的廢水、廢氣、廢渣的排放是造成環境放射性汙染的一個重要原因。核燃料生產迴圈的每一個環節都排放放射性物質，但不同環節排放的放射性核素的種類和數量是不同的。
鈾礦開採過程對環境的放射性汙染，主要是氡和氡的子體以及放射性粉塵對周圍大氣的汙染，放射性礦井水對水體的汙染，廢礦渣和尾礦等固體廢物的汙染。
鈾礦石經選礦後是送往鈾水冶廠製成鈾的化學濃縮物的。鈾水冶廠的放射性廢水量和廢渣量很大。如採用酸法浸出工藝，處理每噸礦石約產生2.5～5.5立方米廢水。採用鹼法浸出時，因沉澱母液返回利用，處理每噸礦石產生 0.4～0.8立方米廢水。這些廢水排入江河後，往往造成下游河段鈾和鐳的含量明顯增高。鈾水冶廠廢水中除了鈾和鐳等放射性核素外，還有某些無機離子如硝酸根、銨和錳的離子等。鈾水冶廠提取鈾後的尾礦量與原礦石量大致相同。尾礦中的鐳約為原礦的93～98％，鈾為原礦的5～20％，所以尾礦中的鐳及其子體氡是汙染環境的主要放射性核素。鈾精製廠、鈾元件加工廠以及鈾氣體擴散廠對環境的汙染都較輕。
核電站
核電站排出的放射性汙染物為人工放射性核素，即反應堆材料中的某些元素在中子照射下生成的放射性活化產物，由於元件包殼的微小破損而洩漏的裂變產物，元件包殼表面汙染的鈾的裂變產物。
核電站排入環境中的放射性廢水，包括冷卻水、元件貯存池水、實驗室廢水和地板沖洗水等。排往環境的放射性廢氣中的裂變產物有131碘、 氚和惰性氣體85氪、133氙，活化產物有14氮、41氬和 14碳，以及放射性氣溶膠。
核電站排入環境的放射性汙染物的數量與反應堆型別、功率大小、淨化能力和反應堆執行狀況等有關。如早期一座核電站每年排出的廢水放射性強度(除氚外)，一般為幾居里到幾十居里。到70年代後期，年排放量大大減少，只有個別核電站超過5居里。
在正常情況下，核電站對環境的放射性汙染很輕微。如生活在核電站周圍的絕大多數居民，從核電站排放放射性核素中接受的劑量，一般不超過本底輻射劑量的百分之一。只有在核電站反應堆發生堆芯熔化事故的時候，才可能對環境造成嚴重汙染。如1957年10月8日英國溫茲凱爾石墨氣冷堆發生的堆芯熔化事故，釋放到環境中的131碘為20000居里， 132碲為12000居里，137銫為600居里，89鍶為80居里，90鍶為2居里，嚴重汙染了周圍地區，並影響到歐洲大陸。周圍地區牛奶中的131碘最高達 1.4微居里／升，致使約700平方公里地區內的牛奶在短期內不能食用。
核燃料後處理廠
核燃料後處理廠是將反應堆輻照元件進行化學處理，提取鈽和鈾再度使用。後處理廠排入環境的放射性核素為裂變產物和少量超鈾元素。其中一些核素半衰期長、毒性大(如90鍶、137銫和239鈽），所以後處理廠是核燃料生產迴圈中對環境汙染的重要汙染源。
後處理廠的低水平放射性廢水，經蒸發、離子交換和絮凝沉澱等淨化處理後可排入環境。排出的放射性廢氣主要含裂變產物131碘、85氪和133氙等。後處理廠的中水平和高水平放射性廢水不能排入環境，須作固化處理(見放射性廢水處理)。
核試驗
核爆炸瞬間能產生穿透性很強的中子和γ輻射，同時產生大量的放射性核素。前者稱為瞬間核輻射，後者稱為剩餘核輻射。剩餘核輻射有三個來源：
（1）裂變核燃料進行核反應時產生的裂變產物，約有36種元素，200多種同位素；
（2）未發生核反應的剩餘核裝料，主要是235鈾、239鈽和氚；
（3）核爆炸時產生的中子和彈體材料以及周圍空氣、土壤和建築材料中的某些元素髮生核反應而產生的感生放射性核素。
核爆炸產生的放射性核素除了對人體產生外照射外，還會通過空氣和食物產生內照射。其中危害最大的核素是89鍶、90鍶、137銫、131碘、14碳和239鈽等， 核試驗汙染環境的主要放射性核素的特性及其作用於人體的靶器官見上表。
核爆炸產生的放射性核素在爆炸高溫下呈氣態，隨爆炸火球上升。爆炸火球溫度逐漸下降，氣態物質便凝成顆粒隨蘑菇狀煙雲擴散，逐漸沉降到地面。這些沉降的放射性顆粒稱為放射性沉降物，又稱落下灰。放射性沉降分為近區沉降和全球性沉降。近區沉降指爆炸後幾小時到一天內在爆炸區附近和下風向幾百公里範圍內的沉降，沉降物顆粒較大。全球性沉降過程是：細小放射性顆粒隨煙雲到達對流層頂部，進入平流層，並隨大氣環流流動，經過若干天甚至幾年才重新回到對流層，造成全球性汙染。核爆炸高度越高，近區沉降物越少。地面爆炸時，近區沉降的放射性物質佔總放射性物質的60～80％。在離地面30公里以上進行高空爆炸，幾乎沒有近區沉降物。
核試驗造成的全球性汙染要比核工業造成的汙染嚴重得多。1970年以前，全世界大氣層核試驗進入平流層的90鍶達 1550萬居里，其中1500萬居里已沉降到地面。核工業的後處理廠，年排放的90鍶一般只在居里級。英國溫茲凱爾後處理廠是世界上放射性物質排放量最大的核工廠，年排90鍶量一般在千居里級，該廠最高排放年份是1971年，排出的90鍶為12300居里。
放射性汙染防治
目前主要措施有：
（1）核企業廠址選擇在周圍人口密度較低，氣象和水文條件有利於廢水和廢氣擴散稀釋，以及地震烈度較低的地區，以保證在正常執行和出現事故時，居民所受的輻照劑量較低；
（2）工藝流程的選擇和裝置選型考慮廢物產生量少和執行安全可靠；
（3）廢水和廢氣經過淨化處理，並嚴格控制放射性核素的排放濃度和排放量。對濃集的放射性廢水一般進行固化處理。α 核素汙染的廢物和放射強度大的廢物進行最終處置和永久貯存；
（4）在核企業周圍和可能遭受放射性汙染的地區進行監測。
從核工業近40年執行的情況看，除了早期執行的核企業放射性廢物處理措施不夠完善，造成環境嚴重汙染外，絕大多數汙染都是事故排放造成的。一次事故的放射性核素排放量往往超過幾年甚至幾十年的正常排放量。因此儘可能減少排放事故，並對可能發生的排放事故採取應急處理措施，對於保護環境有重要意義。