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为什么清理福岛损毁的核电站还需要30年?

2021-06-24科学

军事文摘·科学少年 2021年6期
关键词:堆芯冷却水反应堆

科学

关停核电站需要700多亿美元

日本东北部的大部分地區都已经从2011年3月11日的9级地震和40米高的海啸中恢复过来了。但在福岛第一核电站,对于自然灾害导致的熔毁和爆炸的清理仍处于起跑线附近,还需要漫长的时间。

具体来说,核电厂所属的东京电力公司预计还将花费约30年的时间来彻底回收未损坏的燃料、清除熔化后重新凝固的燃料碎片、拆卸反应堆并处理受到污染的冷却水,预计花费700多亿美元。

清理核燃料可能还需要10年

10年前的那场地震切断了工厂的电力传输线,使得工厂只得依赖应急发电设备运转,而50分钟后海啸将应急发电机也冲毁了。停电会导致用于泵送循环冷却水的机器停止工作。当反应堆堆芯由于过热而开始熔化,放射性的蒸汽和氢气从反应堆的压力容器中逸出,聚集在三座建筑物的上层,并最终导致了爆炸,将屋顶和墙板炸毁,沉降物被喷涌扩散到了附近的社区。

尽管4个反应堆是相似的,但熔化和爆炸对它们的损坏却略有不同。因此,必须要建造4个独特的结构来支撑起重机,以安全回收建筑上层未被损坏的核燃料。清除这些燃料的工作预计将会持续到2031年。

清理工作还需要30年

在福岛第一核电站事故中损毁的1~4号机组建造共花费了2 370亿日元(约合22亿美元),前后历经10年。

由于损毁的程度和现场情况的不同,每一个机组都需要一个独特的结构和策略来回收未损坏的燃料和燃料碎片。预计2022年将开始尝试清除2号机组内的燃料碎片。

清理燃料碎片异常艰巨

对于燃料碎片的清理是一项艰巨的任务,目前仍无法预知完成的具体日期。东京电力公司认为仍有一些碎片残留在反应堆堆芯,一些碎片可能掉落在反应堆压力箱的底部,散落在堆芯周围;另一些可能已经将压力箱熔穿,掉落在反应堆底部的混凝土层上。

人们已使用远程操控设备在被高度污染的反应堆区域,尝试确认燃料碎片散落的位置和周围的情况。但是,日本福岛县知事内堀雅雄表明“目前为止,我们还无法准确地掌握熔融燃料的具体状况”。到2022年,工作人员将测试远程操控机械臂,以清除被怀疑掉落在2号机组反应堆底部的少量燃料碎片。

把废水排放到大海里?

另一主要的挑战,则是如何处理那些在反应堆周围循环给燃料降温的被污染的冷却水。初步处理能够清除大多数的放射性元素,但是无法去除氚—氢的一种极难捕获的同位素。福岛核电站在过去的十年间收集了超过124万吨受氚污染的水,储存在1000多个水箱中,几乎堆满了福岛第一核电站的每一个角落。

日本经济产业省指出在海洋和大气中也存在氚,并据此辩护将这些污染冷却水逐渐排入海洋并不会对海洋造成重大污染。但此提议遭到了比邻国家、环境组织、水产养殖业的强烈反对。因此,政府官员表示还没有做出最终的决定。

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