日本東京電力公司在福島核電站周圍為阻擋核污水而建的“凍土擋水墻”一直未能完全凍結,而近日登陸日本的臺風“獅子山”帶來的強降雨讓“凍土擋水墻”兩處本已凍結的地方又出現溶化現象。
福島核電站西側地勢較高,東京電力公司稱每天有200噸地下水自西向東流入反應堆所在建筑的地下,進而變成核污水。為此,該公司在核電站1至4號機組周邊的地下建設了一道“凍土擋水墻”,以防止地下水流入、控制核污水的增加。
公開資料顯示,“凍土擋水墻”于2014年6月開建,今年3月底部分啟用。東京電力公司將1568根凍結管以1米的間距插入地下30米深處,后注入冷凍材料,并利用冷凍機使其冷卻到零下30攝氏度,從而將周圍地基凍住,形成一道“凍土墻”。但直到8月中旬,東京電力公司稱仍有1%的地下水集中的部分未凍結,并試圖通過向地下灌注水泥等來封堵。日本原子力規制委員會邀請的外部專家認為“凍土擋水墻”計劃正在失敗。
核污水處理再陷僵局
受臺風影響,福島核電站一號機組附近的兩處凍土墻近日發生融化。一旦地下水位繼續上升,核污水恐將流入大海。該事件再度暴露了日本核污水處理問題存在的漏洞和風險。
東京電力公司對外聲稱,核反應堆附近的兩處凍土墻發生融化,原因可能是受到大量地下水沖擊,本已降到零攝氏度以下的地下溫度再次上升到零攝氏度以上,導致流經核反應堆下方的地下水流出。目前,東京電力正試圖通過注入特殊化學物質,使這兩處凍土墻再次凍結。東京電力公司負責人表示,如果當時的降雨量再多1.5厘米,地下水就可能滲出地表,導致含有放射性物質的核污水通過排水溝等途徑流入大海。
凍土墻是東京電力公司為減少核污水采取的對策之一。由于福島核電站西側地勢較高,每天有200噸地下水自西向東流入核反應堆所在建筑地下,變成核污水。為此,東京電力公司在核電站1至4號機組周邊地下建起一道凍土墻,防止地下水流入。
據東京電力公司7月發布的2015年度調查結果顯示,發生事故的福島核電站1至4號機組反應堆廠房周邊地下通道排水溝中仍有一萬多噸污水積存。因輻射量較高或存在瓦礫垃圾等障礙物而無法進行內部調查的排水溝還有40多處。
今年7月,日本原子能規制委員會批評東京電力公司在處理核污水問題上態度消極。建議把廠房內的核污水全部抽出并一次性凈化,以防大型海嘯襲擊時核污水外流。然而,東京電力公司堅持在今后數年內分階段逐步處理。
凍土遮水壁效果難顯現
顯然,在日本福島核電站污水治理問題上,被東京電力公司視作“絕招”的“凍土遮水壁”計劃并未凸顯出理想成效。而計劃自2016年3月展開,靠海一側大部分已順利凍結,但日本原子能規制委員會則以下游一側的地下水量并無較大變化為由對效果提出質疑。建成時間也并未決定。
報道稱,在1至3號機組內,為對發生堆芯熔融的核燃料實施冷卻,大量水注入反應堆,形成高濃度污水并積聚在反應堆廠房和渦輪機房的地下,截至8月總量約達7萬噸。廠區內儲存正在凈化的污水的儲罐也高達近千個。而設在海岸的福島核電站地下有地下水自靠山一側(西側)流入,自管道縫隙流入廠房后與高濃度污水混合,形成新的污水并持續增加。
在廠房附近,東電采取了多種應對措施,包括將流入廠房前的地下水抽出并在凈化后再釋放入海的“排水溝”和防止污水從護岸流出的“海側遮水壁”等。除此之外,若全長約1.5公里的凍土壁建成,一天流入廠房的地下水量將從目前的200噸左右降至50至100噸左右,東電認為污水產生量將得到大幅減少。對于凍土壁的現狀,東電介紹稱,“大部分已順利凍結。凍土壁的內外產生了地下水的水位差,遮水效果開始顯現。”然而,若順利阻止地下水流動的話,凍土壁下游一側的地下水量應該會減少,但事實上卻并未出現顯著變化。
據悉,污水凈化后,一直儲存在儲罐內含有放射性物質氚的水若也低于標準值,則在日本法律上可以允許排放入海,日本原子能規制委員會認為應在稀釋后排出,但這一計劃并未得到漁業相關人士的同意。
廢水處理隱患日益嚴峻
笨重的水箱像灰色的蘑菇一樣,在日本福島核電站此起彼伏。近1000個10米高的鋼鐵容器中裝著56萬余噸放射水,它們是由滲入毀壞的反應堆建筑中的地下水積累而成并被抽出。該核電站的運營者東京電力公司表示,公司目前已去除了儲藏水中的大部分放射性核素,但無法去除其中的氚。因此,目前公司仍不敢把污染水排入太平洋。“這些被污染的水是我們需要解決的緊迫的問題。”該核電站經理AkiraOno說。
不過,解決方法已隱隱在望。一家美國公司表示已研究出一種催化過程,大體上可把福島核電站所有的氚集中到體積僅有5立方米的水中,其花費是10億美元。該公司是獲得日本政府撥款且有望實現除氚技術的3家公司之一。它需要在2016年3月前證明,其技術可以應對福島核電站的挑戰。
東京電力公司認為,3個被破壞的反應堆中,有一個反應堆的燃料碎片可能通過反應容器熔入了混凝土安全殼廠房中。但“我們并不確切地知道那些燃料棒在哪里”,Ono說。強放射風險使檢查員無法接近發生熔化的震中區域,遙控設備終或可用于檢查并清除被破壞的核燃料。同時,全體機組人員必須連續不斷地讓水在反應堆建筑中循環以冷卻燃料,并獲取每天滲入的300噸地下水。經過一年多努力,他們可以用過濾器和吸附器構成的系統緩慢地凈化儲藏水。Ono表示,現在已確定去除了62種放射性核素。
但去除氚面臨著嚴峻挑戰。氚是氫原子的一種同位素,可置換水中的氫原子,并直接穿過過濾器和吸附器。由于只能發出低能量的β粒子,氚的放射性風險較小。加利福尼亞大學舊金山分校放射健康專家James Seward表示,來自海洋的排放物只會有“非常有限的人類健康隱患”。至于終如何處理這些氚,“要看東京電力公司和政治家的決定。”富山大學氫同位素研究中心主任Masao Matsuyama說道。
(參考資料:環球網、人民日報、中國新聞、中國科學報)