上海季遇有数教育科技有限公司

24

2023

-

08

今天日本核污水排放,多久后流入上海?来自清华大学的建模测算

污染物随洋流的运动多久来到上海?浓度要多高?后续发展如何?


根据央视新闻和Knews的最新消息:今天下午,日本福岛第一核电站核污染水开始排海。

这一决策引发了周边国家乃至全球对于损害人体健康以及污染生态环境等问题的担忧。

切尔诺贝利事故是否会重演?福岛核废水排放后多久会来到我们身边?

 

 

为了回答这一问题,清华大学的研究团队对福岛核废水的扩散过程进行了模拟,

并以动画的形式展现了废水中主要放射性物质——氚的扩散过程。

为了实现模拟,研究团队首先将放射性物质在海洋中的扩散拆解为3个近似独立的子过程,

分别是迁移过程、分散过程以及衰减过程。

 

简单的说,该模拟会解答——

污染物随洋流的运动多久来到上海?浓度要多高?后续发展如何?

《国家科学评论》已经通过详细图文梳理了核废水,从日本福岛到流向上海的详细扩散过程。

预计:240天到达中国沿海,1200天后覆盖北太平洋(4.450, 0.17, 3.97%)。

 

 

首次时间点:240天(8个月)

首个触达点:中国台湾

 

以我国为例,大约是核废水开始排放后第8个月,放射性物质最早出现在台湾东侧海域,

之后污染物将迅速覆盖我国的东南沿岸海域,并逐渐向东海和渤海扩散。

 

在排放后的第1200天(3.3年),污染物扩散到加拿大和美国的西侧海域,而澳大利亚的北部也出现了一部分污染物,

此时几乎整个北太平洋都被污染物覆盖,但排放的核废水其实主要向东扩散,太平洋西侧的受污染程度似乎要低一些。

 

 

流入上海时间点:第1200天(3.3年)

上海的浓度最高值:第2700天(7.4年)

 

放射性物质在赤道洋流的作用下沿美洲海岸向南太平洋快速扩散,同时也通过澳大利亚北部海域向印度洋转移。

 

第1200天(3.3年),上海出现污染物,呈现浓度较低的浅粉色。随后浓度出现快速增长,

预计第2400天后期逐渐趋于平稳。也正是在2400天左右,美国圣迭戈的浓度污染物浓度超过上海。


第4000天时,圣迭戈附近海域的污染物浓度大约为0.01个单位,这一数值已经超过了东亚的绝大部分沿海区域,

是宫崎的3倍左右、上海的40倍左右。

 

为了补充和验证前面的宏观扩散模拟方法,

研究团队还从微观的角度(将污染物分解成大量的独立微粒)进行了核废水排放的扩散模拟,

两种结果的对比如下图,可以看出两种方法得到的结果在时间、空间上都是一致的,

这也印证了分析方法的可行性。

 

放射性物质产生的负面影响可能是长期的,日本政府计划的核废水排放将持续30-40年

在这么长的时间里,是否会出现放射性物质的聚集也是个未知数。

所以,对福岛核废水的扩散过程进行模拟是非常有必要的。

 

值得注意的是,根据日本的排放计划,

一单位氚污染物的浓度大约对应每立方米0.29贝可,相比于氚在海洋中的背景浓度来说不算大

 

在该研究的基础上,还需要通过进一步试验来探究生态环境对于放射性物质的敏感性

确定放射性物质浓度增加对于海洋生态环境和人类生活环境的影响程度,

从而最终判断排放核废水这一行为对于整个海洋和人类的影响。

 

这项研究成果发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR),

关于研究的详细内容,感兴趣的读者可以点击链接阅读原文:https://academic.oup.com/nsr/article/9/1/nwab209/6442253?login=true

 

 

清华大学团队的建模测算再次展现数学的魅力!利用理科思维计算出核辐射到达中国及世界各地的时间,造福全人类。

 

季遇专注国际理科竞赛,如果你也想加强自己的数理能力,可以从下面三站开始。

 

 

如果孩子想在AMC等数学竞赛中实现能力突破,斩获更具含金量的奖项,选择季遇是正确的决定

给家长们推荐下季遇的AMC系列秋季班主要针对五类学生:

 

AMC8 Junior班

针对2-3年级想提前抢跑AMC8的学生,数学基础较弱的学生。

与其通过奥数提升数学能力,不如提前进入AMC的赛道

 

②AMC8秋季班:

针对3-8年级学生想高效备考AMC8的学生,基础+强化+冲刺三合一

 

③AMC10 Junior班:

针对6-8年级,数学程度较好,想提前抢跑AMC10的学生

 

④AMC10秋季班:

针对8-10年级学生想高效备考AMC10的学生,基础+强化+冲刺三合一

 

⑤AMC12秋季班:

针对8-12年级学生想高效备考AMC12的学生,基础+强化+冲刺三合一

 

线上或线下都可学习

班课均为小班授课

1V1可定制课表~

Key words:

数学,建模,AMC竞赛

返回

咨询