阻礙「停爐」的核汙水:徹底解決,尚無眉目
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現在每天仍產生300t核汙水
在3.11核事故中熔毀的核燃料,不斷混入冷卻用水和每日不斷流入渦輪機房的地下水中,時至今日,每天仍會新產生約300t含有放射性物質的「核汙水」。而且,因海嘯而湧入機房的海水也變為核汙水,大量積留在機房的底部。
由於東京電力公司在事故當初應對不力,導致核汙水流入海洋以及地上蓄水槽發生洩漏等情況層出不窮。面對這一問題,日本政府正真開始採取對策措施,是在2013年9月,也就是說,距核事故發生已有兩年半之久。在政府制定的3項基本方針下,東電除了緊急對策外,還制定並實施了具有中長期根本對策。投入的國家經費總計將達到約470億日圓。
政府對「核汙水」問題的基本方針
清除核汙染源
避免水靠近汙染源
避免核汙水洩漏
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政府近年來在核汙水問題上實施的主要對策
2013年 | |
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3月30日 | ALPS A系統開始試運行(單日處理量250t,6月停止) |
6月13日 | ALPS B系統開始試運行(單日處理量250t,8月停止) |
9月7日 | 安倍晉三首相在IOC全體大會上宣稱「福島的情況已得到控制」 |
9月11日 | 東電承諾在2014年度內對蓄水槽內的高濃度核汙水實施淨化處理 |
9月27日 | ALPS C系統開始試運行(單日處理量250t) |
11月21日 | ALPS B系統再次開始試運行,已設置的3系統全部再次開始試運行(單日總處理量750t) |
2014年 | |
2月20日 | 地上蓄水槽外洩約100t高濃度核汙水 |
4月14日 | 地下水繞流揚水井水馬達啟動,開始汲取地下水 |
4月28日 | 凍結2號機組坑道與渦輪機房連接處積留的約1萬t核汙水,在用「冰牆」堵住後,開始實施去除核汙水作業 |
5月21日 | 汲取後臨時儲存在蓄水罐中的地下水,開始排入海洋 |
6月2日 | 啟動機房靠山一側的「凍土擋水牆」建設工程,力爭在2015年3月開始凍結作業 |
7月21日 | 東電增加約10萬t核汙水蓄水槽容量,將在15年3月末以前增至總量90萬t水準 |
9月17日 | 改良型ALPS A系統開始試運行(單日處理量250t) |
9月27日 | 改良型ALPS B系統開始試運行(單日處理量250t) |
10月9日 | 改良型ALPS C系統開始試運行(單日處理量250t) |
10月18日 | 「高性能ALPS」1系統(單日處理量500t)開始試運行 |
11月21日 | 放棄在靠海一側坑道修築「冰牆」止水的計劃,轉用澆灌水泥方式 |
12月18日 | 機房靠海一側坑道內11,700t高濃度核汙水中,2,510t清除完畢 |
2015年 | |
1月19日 | 在第一核電廠檢查雨水蓄水槽的作業人員墜落身亡 |
1月23日 | 東電表示放棄在2014年度內淨化蓄水槽內所有高濃度核汙水的計劃 |
即便放射性物質去除裝置投入使用,仍有26萬t核汙水尚未處理
為「清除核汙染源」,東京電力公司一直在採取措施淨化廠區蓄水槽裡儲存的核汙水。福島釋放出的放射性物質包括銫(Cs)、鍶(Sr)等31種核種。東電希望通過對核汙水的處理,將這些核種清除至安全標準的水準。作為王牌力量投入其中的是7臺可以清除氚(T)以外的多達62種核種的多核種去除設備(ALPS)、2臺銫吸附裝置和兩臺鍶去除裝置。
從2013年3月開始,有3臺ALPS相繼投入運用,2014年9月又追加了3臺可以高效去除輻射物質的改良型ALPS。2014年10月,政府投入151億日圓補助金,增設了採用過濾器替代藥液進行預處理的高性能ALPS(1臺)。東電先後已經對蓄水槽內的約56萬t核汙水中的28萬t進行了處理。但截至2015年1月,尚有約26萬核汙水有待處理。
不過,由於釋放β射線的氚主要以液體狀態存在,ALPS也無法通過過濾等手段加以清除,所以它依然殘留在核汙水中。一般認為氚的毒性較低,所以只要在一定濃度以下,就可以任其釋放到自然界中,但最終要如何處理則尚無定論。
從2號機組和3號機組機房通向海洋的海水管坑道(管道和電纜貫穿的地道)內也淤積著11,700t高濃度核汙水,其中的一部分已經滲漏到地下,汙染了地下水。東電從2014年4月開始,採取了一項世界上尚無先例的對策,試圖通過凍結核汙水,封堵空隙,在阻止核汙水從機房外洩的基礎上提取核汙水。但由於水的流速快,來不及封凍就已流走,這一嘗試最終以失敗告終。11月,東電宣布放棄「冰牆」擋水計劃。
最大瓶頸:地下水的流入
東電在「避免水接近汙染源」方面也一籌莫展。這是因為福島第一核電廠所在地高出海面30~40m,於是地下水從核反應爐正下方流向大海。從廠區靠山一側流來的地下水通過機房時,混入了用於冷卻在事故中熔毀的核燃料的冷卻水,致使每天新產生出多達約300t(2014年末的評估)的核汙水。
如何阻止這些地下水的流入呢?2014年5月開始東電採取了「地下水繞流」措施,即在靠山一側汲取地下水,暫時儲存在水槽中,實施水質檢查後排入大海。東電試圖通過汲取流入機房前的地下水,改變地下水流,降低地下水位,通過這些做法減少流入機房的水量。東電宣稱,過去每天約有400t核汙水流入,而採取此項措施後,2014年9月,核汙水流入量減少了100t左右。
東電也研究過利用機房周圍原有的蓄排水井,抽取地下水後排入大海的方法,但沒有得到擔心海洋汙染的漁業人士的充分理解,因而最終未能付諸實施。
東電從2014年6月開始又啟動了以凍土方式修建陸上擋水牆的工程。計劃在1~4號機的機房附近的1,500m距離內,按一定間隔在地下表層垂直埋入管道,讓溫度低至零下30度的液態冷卻劑在管道中循環,藉此凍結周圍的土壤,通過這堵「冰牆」攔截大量的地下水流。據說這種施工方法在地鐵和海底隧道建設工程中已有過實際運用。然而,在海水管道坑道內的凍結和攔水嘗試已經失敗,採用同樣的施工方法在更大規模上建造陸上攔水牆的工程,也處於遲遲不得進展的狀態。
增設焊接型蓄水槽
「避免核汙水洩漏」對策的重點是修建全長780m的「海邊擋水牆」。沿著1~4號機的防洪堤,築起一道直達海底深處的鋼鐵「擋水牆」,從而防止核汙水通過地下流入海洋。此項工程2011年10月動工,到今年1月已經完成了約770m。目前正在實施擋水牆內側的填埋作業。
同時還在增設和更換核汙水蓄水槽。2013年8月,約300t高濃度核汙水從法蘭盤水槽外洩。洩漏量創下歷史最高記錄,據原子力規制委員會評估,其嚴重性達到國際核事故分級表中的「3級」(8個等級中從低到高排序的第4位),屬於「大事故」。法蘭盤水槽是用螺栓鉚接鋼板製成的,接合部用橡膠墊圈填充,做工十分粗糙。政府正在加速將法蘭盤水槽更換為焊接型水槽的工作。
單個水槽的容量為1,000t。如果每天新增300t核汙水,那就必須每3天造出1個。當核汙水量成長到每天400t時,就需要每兩天造出1個。這也是需要穿著防護服開展的工作。而且核汙水還在源源不斷地湧出。東電對此事態表示重視,於2014年7月增設了總容量達10萬t的地上水槽,並決定了2015年3月末前確保增至90萬t的方針。1,000多水槽遍布核電廠廠區內,實在是一幅奇異的景象。
放棄「全部淨化」、「凍土牆」計劃受阻,或可能徹底調整對策
東京電力社長廣瀨直己於1月23日向政府匯報稱,在淨化蓄水槽內核汙水問題上,由於ALPS的運轉率並未達到預期效果,所以在2014年度內淨化所有核汙水的目標難以實現。他推測「按照現在的進度,要到2015年5月中旬才能處理完畢」。而有專家指出,僅用鍶去除裝置淨化過的水,最後必須用ALPS進行再次淨化。這樣一來,最終完成淨化的時間還將延後。
關於淨化全部核汙水的問題,2013年9月在東京申奧活動中,為了打消人們對核電廠事故影響的憂慮,安倍晉三首相宣稱「情況已經得到控制(under control)」。在首相的強烈要求下,東電承諾在2014年度內對全部核汙水實施淨化處理,形成了所謂的「國際承諾」。
同時,針對停滯不前的凍土牆修建工作,東電在2月9日的原子力規制委員會討論會上表示,將先行凍結60m,這僅相當於機房靠山一側986m中的約6%,並放棄了最初設想在2014年度開始全面運用的計劃。凍土牆的開發建設費用為319億日圓,將由中央政府全額負擔。東電要實際展開凍結工作,必須獲得原子力規制委員會的批准,但目前尚未獲批。
只要處理核汙水問題得不到解決,就無法進入下一步真正意義上的拆除反應爐的廢爐作業。停爐作業據稱需要長達30至40年時間。日本的廢爐對策,在起點處——核汙水處理上就遭遇了「拋錨」的尷尬局面。現今要求從根本上調整對策的呼籲也時有所聞,前景愈發混沌不明。
撰文:編輯部 長澤孝昭
標題圖片:原子力規制委員會的田中俊一委員長(前面)在東京電力福島第一核電廠視察核汙水蓄水槽堆放區,2014年12月12日,福島縣大熊町(圖片提供:時事通信社)