机器人开始从福岛核电站移除熔化的燃料。这可能要花一个世纪
周二，一台长机器人进入日本福岛核电站受损的反应堆，开始为期两周的高风险任务，首次从反应堆底部打捞少量熔化燃料碎片。机器人进入 2 号机组反应堆是下一步工作的关键一步——这是一个艰巨的、长达数十年的过程，需要关闭核电站并处理 2011 年遭大地震和海啸损坏的三座反应堆内大量的高放射性熔融燃料。专家希望机器人能帮助他们更多地了解堆芯和燃料碎片的状况。
这里解释了机器人的工作原理、任务、意义以及反应堆清理工作最具挑战性的阶段开始时将面临哪些挑战。
燃油碎片是什么？
2011 年 3 月发生的 9.0 级地震和海啸导致福岛第一核电站的冷却系统发生故障，反应堆堆芯中的核燃料熔化。熔化的燃料从堆芯滴落下来，与反应堆内部材料（如锆、不锈钢、电缆、破碎的格栅以及支撑结构周围和主安全壳底部的混凝土）混合在一起。
反应堆熔化导致高放射性熔岩状物质四处飞溅，使清理工作变得非常复杂。每个反应堆的残骸情况也各不相同。
负责管理该核电站的东京电力公司控股公司 (TEPCO) 表示，三座反应堆中残留的熔融燃料碎片估计有 880 吨，但一些专家表示，数量可能更大。
机器人的使命是什么？
工人们将使用五根 1.5 米（5 英尺）长的管道依次连接起来，操纵机器人穿过 2 号机组反应堆主安全壳的入口。机器人本身可以在安全壳内延伸约 6 米（20 英尺）。一旦进入安全壳内，由于熔化的碎片会释放出致命的高辐射，操作员将远程操控机器人进入核电站另一栋建筑。
机器人的前端配有钳子、灯和摄像头，将通过电缆下降到熔化的燃料碎片堆上。然后它会剪下并收集一些碎片——不到 3 克（0.1 盎司）。少量碎片是为了将辐射危害降到最低。
2024 年 5 月 28 日，日本福岛第一核电站的运营商东京电力控股公司（简称 TEPCO）展示了一款用于回收位于日本西部神户的核电站残骸的机器人。图片来源：美联社共同社、文件
随后，机器人将返回进入反应堆的地点，往返旅程大约需要两周时间。
任务之所以耗时这么长，是因为机器人必须做出极其精确的动作，才能避免撞到障碍物或卡在通道里。早期的机器人也曾遇到过这种情况。
东京电力还将每日作业时间限制在两小时以内，以最大程度降低反应堆工人的辐射风险。八组六人小组将轮流值班，每组最多可停留 15 分钟。
官员们希望了解什么？
采集熔化的燃料碎片样本是“重要的第一步”，莱克·巴雷特说，他曾领导美国核管理委员会 1979 年三哩岛核电站灾难后的清理工作，现在是东京电力福岛核电站退役项目的付费顾问。
专家表示，虽然熔化的燃料碎片已被冷却并稳定下来，但反应堆的老化带来了潜在的安全风险，需要尽快将熔化的燃料移除并转移到更安全的地方进行长期储存。
日本原子能机构表示，了解熔化的燃料碎片对于确定如何最好地移除、储存和处理它至关重要。
专家预计，该样本还将提供更多线索，让我们了解13年前那场熔毁事件的具体过程，其中一些问题至今仍是个谜。
熔化的燃料样本将被保存在安全罐中，并送往多个实验室进行更详细的分析。如果辐射水平超过设定的限值，机器人将把样本带回反应堆。
“这只是一个过程的开始。前面还有很长的路要走，”巴雷特在一次在线采访中说。“我们的目标是移除高放射性物质，将其放入工程容器中……然后储存起来。”
在这次任务中，机器人的小钳子只能到达碎片的上表面。随着经验的积累和具有附加功能的机器人的开发，预计未来工作速度将加快。
这张照片拍摄于 2024 年 8 月 22 日，位于日本北部福岛县大隈市的福岛第一核电站 2 号反应堆。来源：美联社共同社
下一步是什么？
巴雷特说，东京电力必须“深入到厚度超过一米（3.3 英尺）的碎片堆中，所以必须深入下去看看里面有什么。”他指出，在三哩岛，表面的碎片与内部深处的物质截然不同。他说，必须从不同地点收集和分析多个样本，以更好地了解熔化的碎片，并开发必要的设备，例如更强大的机器人，以便将来进行更大规模的清除。
与收集微小样本进行分析相比，开发和操作能够将大块熔融碎片切割成碎片并将其放入罐中安全储存的机器人将是一个更艰巨的挑战。
另外两座受损反应堆，一号机组和三号机组，情况更糟，处理时间会更长。东京电力计划今年晚些时候在一号机组部署一组小型无人机进行探测，并正在为装有更多水的三号机组开发更小的“微型”无人机。
另外，1 号和 2 号机组顶层未封闭的冷却池中仍留有数百根废燃料棒。如果再次发生大地震，这将带来安全隐患。3 号机组的废燃料棒移除工作已完成。
什么时候能完成退役？
熔化燃料的移除工作最初计划于 2021 年底开始，但由于技术问题而被推迟，凸显了这一过程的难度。政府表示，退役预计需要 30-40 年，而一些专家则表示可能需要长达 100 年。
其他人则推动将核电站掩埋，就像 1986 年切尔诺贝利爆炸后那样，以降低辐射水平和核电站工人面临的风险。
巴雷特说，这对位于海边的福岛核电站来说是行不通的。
“这里是地震多发区，水位高的地方，而且这些（反应堆）建筑中还有很多未知因素，”他说。“我认为你不能只是埋起来然后等待。”
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