福岛核事故11年,废堆进入关键节点

2022/03/11


      2011年3月发生的东京电力福岛第一核电站事故已过去11年。海啸导致堆芯冷却所需要的电源中断,3个反应堆陷入堆芯熔毁。包括取出熔融燃料和以处理水排入海洋为目标的废堆作业将于近期正式启动。30~40年的长期工程进入了能否稳步推进的一个关键节点。

           

      东京电力最早将于2022年下半年开始着手取出核反应堆容器内核燃料熔化后又凝固的熔融燃料。首先将从2号堆开始这项作业。由于放射剂量高,人类无法长时间靠近,将在其他房间远程操作机器人来实施。这被认为是废堆作业中最困难的工程。

 

      东电提出的目标是利用英国企业开发的机械臂先试验性取出数克熔融燃料。机器臂已在三菱重工位于神户的工厂完成运行检测,并于1月底运抵福岛县启动最终测试。将于2022年下半年搬入福岛第一核电站的2号堆。由于新冠疫情的影响,工程延迟了一年。

 

      在2011年3月的事故中,在电源中断的核电站内,大部分核燃料被认为已经溶化。内部调查也证实,部分高温熔融燃料冲破了金属压力容器的底部,在存储容器的底部冷却凝固。

     

福岛第一核电站内

     

      据推算,1~3号堆共有880吨熔融燃料。据推测,有些熔融燃料和金属混在一起,附着在了混凝土上,不同地方情况不同,状态十分复杂。

   

      2022年下半年取出熔融燃料的工作主要是以调查为目的尝试性取出。这次将打开通向安全壳内的直径约55厘米的孔盖,伸开22米长的机械臂尝试接触熔融燃料。将使用机械臂顶端安装的金属刷和吸引器。

    


  

      2号堆内部的辐射量高。需要人工操作的机械臂设置及燃料碎片的回收需要与时间赛跑。取出的熔融燃料也会释放很强的放射线,将装到容易隔离放射线的金属密闭容器中运出。这一作业伴有放射性物质外泄的风险。

 

      将对取出的熔融燃料详细调查硬度、成分及辐射量,用于具体规划今后的废堆流程。如果今后要花30年取出880吨熔融燃料,简单计算每天要取出80kg。部分熔融燃料附着在混凝土及金属等构造物上,无法轻易回收。

 

      即使能顺利取出,保管和最终处理也面临难题。今后计划暂时放入在厂区内建设的临时保管设施内,但处理方法将由福岛县、日本政府和东电进行商讨。

 

      取出熔融燃料在美国三里岛核电站事故中也是难题。前苏联的切尔诺贝利核电站事故则放弃取出熔融燃料,而采用了用混凝土整体覆盖的“石棺”方式。

 

      日本政府和东电计划用30~40年时间完成废堆,但尚未公布整体流程和成本。此次取出熔融燃料只是漫漫长路的开端。

   

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