在日本福島第一核電站發生有記錄以來最大的地震之一,並引發大規模海嘯和堆芯熔燬七年後,官員們表示,他們終於開始著手處理清理現場的艱鉅任務,然後最終將其拆除。但預計這個過程仍然會是一個漫長而昂貴的苦差事,需要尚待嘗試的工程壯舉,而且並非所有細節都已敲定。
2011 年 3 月 11 日,當災難使場內和場外電力供應中斷時,該電站四個反應堆裝置中的三個冷卻系統被停用。這導致內部的核燃料過熱,導致堆芯熔燬和氫氣爆炸,從而噴射出輻射。該電站的運營商東京電力公司 (TEPCO) 透過用水冷卻反應堆來應對,這種情況一直持續至今。與此同時,居住在周圍地區的數千人被疏散,日本的其他核電站也被暫時關閉。
自災難發生以及為阻止放射性物質釋放而立即採取行動以來,官員們一直在研究如何在不向環境釋放更多輻射的情況下對現場進行去汙。處理數千根燃料棒,以及反應堆的損毀碎片和用於冷卻它們的水,將需要複雜的工程技術。官員們表示,儘管遇到挫折,但這項工作現在正在認真推進。“我們仍在對熔融燃料的位置進行研究,但儘管如此,我們還是判斷這些裝置是穩定的,”東京電力公司第一核電站退役部門負責人增田尚宏說。
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水利工程
徹底清理和拆除該電站可能需要一代人或更長時間,而且代價高昂。2016 年,政府將其成本估算增加到約 757 億美元,這是福島災難總價 2025 億美元的一部分。然而,日本經濟研究中心(一傢俬人智庫)表示,清理成本可能高達 4700 億至 6600 億美元。
根據政府的路線圖,東京電力公司希望在 30 到 40 年內完成這項工作。但一些專家表示,即使這樣也可能被低估了。“總的來說,涉及去汙和核材料處置的工作估算都被低估了幾十年,”斯坦福大學核安全和地質科學教授羅德·尤因說。“我認為我們必須預料到這項工作將超出估計的時間。”
大量的時間和費用是由於清理工作是一個名副其實的九頭蛇,涉及前所未有的工程技術。東京電力公司及其眾多承包商將專注於幾個戰線。
每天都有水被刻意迴圈透過每個反應堆,以冷卻內部的燃料——但該電站位於斜坡上,降水產生的水也不斷流入建築物。工人們建造了一個精密的洗滌系統,可以去除水中銫、鍶和數十種其他放射性粒子;其中一部分水被再迴圈到反應堆中,另一部分水則被輸送到現場一排排巨大的水箱中。大約有 100 萬噸水儲存在 1000 個水箱中,水量每天增加 100 噸,低於四年前的 400 噸。
為了防止更多的水滲入地下並受到汙染,該場地 90% 以上的區域都已鋪設路面。還建造了一系列排水溝和地下屏障——包括耗資 3.25 億美元* 據稱是不可滲透的“凍土牆”——以防止水流入反應堆和海洋。然而,這些屏障的效果不如預期,尤其是在臺風期間降水激增時,因此地下水繼續受到汙染。
儘管在災難發生後,受汙染的水被傾倒入海,但日本和外國實驗室的研究表明,在該地區捕獲的魚類中放射性銫的含量已下降,目前已在日本的食品安全限制範圍內。東京電力公司不願透露何時決定如何處理所有儲存的水,因為再次將其傾倒入海將招致國內外譴責——但有人擔心,另一次強烈的地震可能會導致水從水箱中溢位。
燃料清理
福島的第二個主要問題是如何處理燃料——熔化的鈾堆芯以及儲存在反應堆中的乏燃料和未使用的燃料棒。工人們使用機器人探測器和利用μ子(一種亞原子粒子)進行 3D 成像,在核電站三個反應堆裝置的主安全殼內的各個區域發現了卵石狀沉積物和碎片。這些高放射性殘留物被認為是熔化的燃料以及支撐結構。東京電力公司尚未制定出如何清除這些殘留物,但它希望在 2021 年開始這項工作。這項任務幾乎沒有先例。萊克·巴雷特——1979 年賓夕法尼亞州米德爾敦的三里島核電站發生部分堆芯熔燬後,該核電站退役期間的主任——表示,東京電力公司將使用機器人遠端挖掘出熔化的燃料,並將其儲存在現場的罐中,然後再運往最終處置地點。“這類似於我們在三里島所做的工作,只是規模更大,工程技術更復雜,因為他們的損失比我們更大,”巴雷特說。“因此,儘管這項工作的技術難度比我們的工作大得多,但日本擁有卓越的技術能力,而且在過去 30 多年中,全球機器人技術取得了巨大的進步。”
綠色和平組織德國分部高階核專家肖恩·伯尼懷疑雄心勃勃的清理工作能否在指定的時間內完成,並質疑放射性物質是否能夠完全控制住。他說,在東京電力公司能夠核實熔融燃料的狀況之前,“無法確認這種物質對反應堆的各種部件產生了何種影響和損害”——因此也無法確認未來輻射可能如何洩漏到環境中。
儘管該公用事業公司設法在 2014 年 12 月之前安全地從該電站 4 號反應堆裝置中移走了所有 1,533 束燃料元件,但它仍然需要對儲存在其他三個裝置中的數百根燃料棒做同樣的事情。這包括清理瓦礫、安裝防護罩、拆除建築物屋頂以及設定平臺和特殊的屋頂裝置來移除燃料棒。上個月,在 3 號裝置上安裝了一個 55 噸重的穹頂屋頂,以方便安全移除仍儲存在那裡的 533 束燃料元件。雖然 3 號裝置的燃料移除工作應在 2019 年 4 月前的某個時候開始,但根據東京電力公司的說法,1 號和 2 號裝置的燃料在 2023 年之前還無法轉移。至於現場所有燃料和其他放射性固體碎片將長期儲存在哪裡或處置,目前尚未決定;上個月,該場地第九座固體廢物儲存設施投入使用,容量約為 61,000 立方米。
至於幾十年後該場地的樣子,清理官員拒絕透露。但他們很快將其與 1986 年蘇聯切爾諾比利核災難(現在的烏克蘭)的石棺式封堵區分開來。切爾諾比利核電站已被封鎖,周圍地區仍然禁止進入,除了短暫的參觀——留下了幾個鬼城——而日本官員希望第一核電站周圍儘可能多的地區最終能夠再次適宜居住。
經濟產業省核事故對策室國際問題負責人豐元悟說:“為了加速福島地區及其當地居民生活的重建和重建,關鍵是降低中長期風險。”“在這方面,未經批准將碎片留在場所內是不可行的。”
*編者注(2018 年 3 月 10 日):這句話在釋出後經過編輯。原文錯誤地報道成本為 3250 億美元。
