日本福島核電站燃料碎片清除難

　　近日，日本東京電力公司利用水下機(jī)器人對福島第一核電站1號機(jī)組內(nèi)部進(jìn)行安全檢查。在反應(yīng)堆基座底部，水下機(jī)器人拍攝到厚度為40厘米至50厘米固體沉積物，這些沉積物被認(rèn)為是核燃料碎片。圖像顯示，反應(yīng)堆基座有一半被損毀，鋼筋暴露嚴(yán)重，有些已經(jīng)變形。據(jù)估計(jì)，核燃料碎片已經(jīng)擴(kuò)散到基座外部，同時基座的抗震性也引起擔(dān)憂。先前，東京電力公司曾對1號機(jī)組內(nèi)沉積物進(jìn)行取樣調(diào)查，計(jì)劃利用一年的時間通過分析元素類型和三維建模等手段，詳細(xì)了解機(jī)組內(nèi)部情況。

　　碎片清除成機(jī)組退役難題

　　全面清除核燃料碎片被認(rèn)為是福島第一核電站退役的最大挑戰(zhàn)。據(jù)國際核退役研究會估計(jì)，2011年，福島第一核電站事故中總共積累了約880噸核燃料碎片。

　　根據(jù)東京電力公司公布的調(diào)查報(bào)告，福島核電站1至3號機(jī)組碎片沉積情況各有不同。東京電力福島第一核電站退役促進(jìn)公司代表小野明在接受日本廣播協(xié)會采訪時表示：“就我們所能確認(rèn)的而言，1號機(jī)組沉積物似乎相對平整，與2號和3號機(jī)組情況有所不同。還有一種可能性是，核燃料熔化方式可能與迄今為止的假設(shè)不同。我們希望繼續(xù)調(diào)查，以了解事故進(jìn)展情況，并為清除燃料碎片進(jìn)行全面分析。”

　　在三座機(jī)組中，由于2號機(jī)組未遭遇氫氣爆炸，損毀的結(jié)構(gòu)物相對較少，在調(diào)查中取得進(jìn)展最大。東京電力公司在2018年的調(diào)查中確認(rèn)，在基座附近有一個厚度在40厘米至70厘米之間、被認(rèn)為是核燃料碎片的卵石狀沉積物。日本政府和東京電力公司計(jì)劃明年下半年，利用機(jī)械臂試驗(yàn)性清除2號機(jī)組內(nèi)部分碎片，但數(shù)量預(yù)計(jì)僅限制在數(shù)克。而2017年對3號機(jī)組的調(diào)查顯示，其燃料碎片沉積物中心最高點(diǎn)超過3米。

　　清除方案仍在討論

　　據(jù)日本媒體報(bào)道，為選擇一個可行的核燃料碎片清除方案，日本政府相關(guān)機(jī)構(gòu)成立了一個由國內(nèi)外10位專家組成的委員會，他們將審查清除方案的安全性和技術(shù)可行性，并在明年春天之前提交審查結(jié)果，東京電力公司將據(jù)此選擇碎片清除方案。

　　清除的難點(diǎn)在于，1至3號機(jī)組融化的核燃料已經(jīng)突破了反應(yīng)堆，同時安全殼也遭到破壞導(dǎo)致無法滿量蓄水。因此，無法用水灌滿反應(yīng)堆屏蔽輻射，并將反應(yīng)堆內(nèi)的碎片在水下裝入容器。為此，上述委員會目前提出兩種方案：一種是在外部建設(shè)一個能夠?qū)⒄麄€機(jī)組覆蓋的結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部注水并清除碎片;另一種方案則是在不注水的情況下，直接在空氣中清除碎片，而這種嘗試在世界上還沒有先例，必須采取措施防止放射物擴(kuò)散，并需確保在輻射環(huán)境中作業(yè)安全。

　　清除工作或?qū)⑹?ldquo;持久戰(zhàn)”

　　“日本政府和東京電力公司所說的‘退役’是指將核燃料碎片從機(jī)組中取出，密封在一個特殊的容器中，并運(yùn)出福島縣。”原京都大學(xué)反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)所助理教授小出裕章指出。

　　目前，日本政府和東京電力公司正在按照一個退役路線圖進(jìn)行工作，計(jì)劃在30-40年內(nèi)完成福島第一核電站退役。但小出裕章認(rèn)為，所謂退役線路圖只不過是一場“幻想”。“事實(shí)證明，碎片已經(jīng)從反應(yīng)堆基座內(nèi)處擴(kuò)散出來。開啟安全殼和壓力容器蓋子從上方抓取碎片的計(jì)劃無法完成清理。而從側(cè)面挖洞進(jìn)入機(jī)組底部的方法同樣行不通，因?yàn)檫@意味著沒有水可以用于屏蔽輻射，而且這種方法也只能清除擴(kuò)散至基座外部的碎片，對基座內(nèi)部大量堆積的碎片依然束手無策。”小出裕章表示。

　　小出裕章認(rèn)為日本政府和東京電力公司要做好“打持久戰(zhàn)”的準(zhǔn)備，他們唯一能做的就是用混凝土結(jié)構(gòu)的“石棺”封住整個反應(yīng)堆，等待輻射衰減和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，靜待有朝一日能夠?qū)崿F(xiàn)核燃料碎片的全部清理，但這可能需要100到200年的時間。（記者 楊沐巖）