举步维艰的核燃料碎块调查
福岛第一核电站事故发生六年之后

高桥秀树 [作者简介]

[2017.09.27] 其它語言 : ENGLISH | 日本語 | FRANÇAIS | ESPAÑOL | Русский |

东京电力福岛第一核电站事故发生六年后,笔者走访了仍在进行废炉作业的事故现场。

核反应堆厂房相继发生的氢气爆炸、头戴全覆盖式面罩身着全白防护服的作业人员们、发出警报的辐射探测仪、后来与核污水的长期斗争……。六年来,我一直在观察着事故现场,如今,呈现在我眼前的反应堆的废炉情景已与当年大相径庭。

为了尽可能避免地下水流入厂房地下变成核污水,厂区大部分地面都实施了铺装,防止雨水渗入地下导致地下水增多。原来裸露泥土的地面已经铺设了灰色的混凝土。尽管密布在厂区内的900多座巨型水槽看起来确实有些怪异,但其中存放的是几乎已经清除了全部放射性物质的水,与存放高浓度污水的时候相比,水槽释放的辐射量已经有所下降。

从厂区西侧眺望东京电力福岛第一核电站。在密密麻麻的巨型水槽群前端,可以看到当年引发事故的1~4号机组反应堆厂房,2017年2月17日(笔者摄影)

由于现场环境得到改善,所以无需穿戴全覆盖式面罩和防护服就可以进入的区域已经大幅增多。从作业人员一边谈笑一边行走的样子看上去,似乎与普通的工程现场也没有两样,但还是有一些地方不能随意进入。核反应堆厂房就是其中之一。

广为流传的错误信息

今年二月上旬,海外传出一些风言风语——“福岛又出大事了”“放射线量好像突然升高了”。这些传言的源头在于东电、国际废炉研究开发机构(IRID)和东芝于一月下旬实施的2号机组反应堆安全壳内部调查,当时检测到安全壳内某些部位的推测辐射值超过了500希沃特。

如果人类受到这种剂量的辐射,很可能会致死,但现实中这些辐射都屏蔽在安全壳内部,不可能对人造成影响,也不会污染厂房外面的环境。2号机组反应堆内的核燃料因事故发生了熔毁,落到了安全壳底部,所以在废炉作业进程中确认到这种水平的辐射量是预料之中的事情。但在新闻传播到海外的过程中,似乎只有这个数字先声夺人,关键信息“放射线始终屏蔽在安全壳之内”却被遗漏了。

福岛第一核电站2号机组反应堆厂房,2017年2月17日(笔者摄影)

如果亲身站在厂房前,就会明白那种夺命射线并没有泄露到厂房外,也没有再次污染周边地区的环境。事故已经过去六年,这种错误信息竟然还在广泛传播。坦率而言,只能说令人感到遗憾。从现状来看,由于谎言和错误信息的扩散容易给当地带来新的“风评被害(因没有根据的传言遭受损失——译注)”,所以只能反反复复地发布准确的信息。

摄像头调查取得成功

让我们回顾一下2号机组反应堆的调查活动。六年前东日本大地震发生时,2号机组和1、3号机组一样,都处在运转状态。虽然地震发生后反应堆紧急停堆,但海啸导致机组电力供应全部中断,燃料无法得到冷却,这三个座机组反应堆内的燃料都发生了堆芯熔毁。熔毁燃料穿透了反应堆底部,熔化建筑结构物并与之混杂形成了燃料碎块,掉落到了正下方的安全壳底部。

此次调查的目的在于通过远程操作设备确认2号机组的燃料碎块情况。要将摄像头深入送到反应堆正下方的底部,就需要建立一个操作通道,调查人员将通道的开辟点定在位于巨型圆底烧瓶状安全壳底部的一个被命名为“X-6”的直径约60厘米的破损处。X-6已用厚实的铁盖封住,并通过放置铅制掩体降低了周边的辐射量,所以作业人员得以接近安全壳。

调查人员在铁盖上打了一个直径11.5厘米的洞,分别于1月26日和30日将前端装有摄像头的伸缩式线缆送入内部实施了摄像作业。X-6的内侧,也就是安全壳内部对着反应堆正下方脚手架设有一条宽60厘米、长7.2米的更换设备用轨道。作业人员沿着这个轨道送入了摄像机。

26日,调查人员拍摄了轨道途中的情况,确认了不存在大的障碍物。30日,进一步向深处推入摄像机,成功拍到了反应堆正下方作业用脚手架的局部。这是福岛第一核电站事故后,摄像装置首次进入反应堆正下方。从摄像头探灯照亮的情况来看,铁制脚手架就像“麦芽糖”一样扭曲耷拉着,上面粘附着说不清是黑色还是茶色的堆积物,场面触目惊心。

在1月30日实施的调查中,摄像头拍到的2号机组反应堆正下方的作业用脚手架(格栅)。脚手架多处发生了熔化和脱落现象(图片提供:国际废炉研究开发机构IRID)

受热变形的脚手架多处发生脱落,其中甚至有个地方露出了一米见方的巨大空洞。尽管存在堆积物是燃料碎块的可能性,但由于摄像头上没有装配辐射测量仪和温度计,所以当天的调查无法做出准确判断。

此次调查检测到在更换设备用轨道上有些地方的推测辐射值为530希沃特。这是通过放射线对摄像头干扰形成的图像噪点推算出来的数值。正是这个数值导致前面提到的错误信息传遍了海外。

辐射值的逆转令人难以理解

接下来,调查设备于2月9日进入了安全壳内部。这次是要让自动行走式机器人喷射高压水清除此前已确认的更换设备用轨道上的堆积物。目的是为下次用于开展正式调查的蝎形机器人开辟行走通道。

轨道上粘附的堆积物最厚处大约为两厘米,据推测应该是安全壳内的涂料和缆线外皮等物体熔化形成的。堆积物在轨道上的粘附区间长度大约为五米,其中约两米的范围用高压水进行了清除,但由于周围的高辐射导致机器人的摄像头无法正常工作,所以不得不缩短作业时间,未能清除掉其余的堆积物。

此时,轨道上残留的堆积物成为了决定下一次投入的蝎形机器人命运的因素。借助这次清除作业过程的图像,人们发现更换设备用轨道上有些地方的推测辐射值达到了650希沃特。

通过这些调查,调查人员掌握了反应堆正下方的情况和推测辐射值等新信息,同时也发现了一个令人费解的问题。那就是相较于反应堆正下方20希沃特的辐射值,通过图像噪点推算出支撑反应堆的圆筒形混凝土基座外侧,也就是正下方以外的其他地方的辐射值超过了500希沃特,整整高出了一个数量级。

为什么在本应不属于燃料碎块掉落范围的地方测出了比被认为存在燃料碎块的反应堆正下方更高的辐射值呢?那个区域到底存在什么放射源呢?东电福岛第一废堆推进公司负责人增田尚宏对此也感到十分不解。

东电福岛第一废堆推进公司负责人增田尚宏,2017年2月3日,东京都千代田区(笔者摄影)

“坦率地说,有些情况真令人困惑。反应堆正下方辐射值高,外侧辐射值低的话,倒是可以理解……。如果外侧较高,那肯定就有某种东西在那里,但我想不出来到底是什么。相反,我觉得正下方20希沃特这个数值又有点太低了。如果没有掌握辐射值和温度数据,那就无法判断位于反应堆正下方脚手架处的堆积物到底是不是燃料碎块。”

于是,相关人员对蝎形自动行走式机器人在实施调查方面的表现寄予了厚望。蝎形机器人是IRID和东芝联合开发的远程控制自动行走式机器人,其前部和后部均装有摄像头,并配备了辐射探测仪和温度计。将之送入前面提到的X-6破损部位时,它处于高约9厘米,长约60厘米的棒状,降落到更换设备用轨道上以后,可以根据情况像蝎子翘起尾部那样通过后部摄像头展开拍摄作业。它还可以实测堆积物的辐射值和温度,帮助调查人员判断到底是不是燃料碎块。

未能实现目标的“蝎子”

2月16日,蝎形机器人投入调查作业。然而,我们不得不说结果是“失败”的。它无法翻越更换设备用轨道上的堆积物,只能不断重复前进和倒退动作,就在这个过程中,行走用履带失灵了。障碍物就是之前用高压水没有彻底清除掉的堆积物。原定抵达反应堆正下方脚手架处,针对被推测为燃料碎块的堆积物展开调查的目标未能实现。IRID切断了蝎形机器人的缆线,将其留在了现场。

据说2号机组安全壳内部调查项目耗资达十多亿日元。尽管蝎形机器人的失败令人感到有些遗憾,但纵观一系列的调查,最初的摄像调查成功拍摄到反应堆正下方的情况是一项重大收获。这无疑为确定取出燃料碎块的施工方法提供了重要启示。

如何取出掉落到安全壳内的燃料,这是人类历史上的首次尝试,也是废炉作业面临的最大难关。不一定所有事情都和预想的一样顺利。IRID开发计划部的桑原浩久部长表示“即使遭遇失败,也只能一边恢复状态一边继续推进”。

今后的计划是,在今年夏季前后分别确定每号机组的燃料碎块取出步骤,2018年上半年要确定首先从哪一号机组下手,然后于2021年启动首座机组的燃料碎块取出作业。

“我们需要在非常高的辐射环境下完全采用远程操作的方式取出燃料碎块。如果不能切实推进技术研发,那么一旦出现故障,就无法实施后续操作。我们必须从设计阶段就提前考虑针对各种风险的处理办法,制定备用方案。”(桑原)

2号机组已经先于其他机组展开了前期调查,要想确定燃料碎块取出方法,就必须想方设法弄清燃料碎块的位置和状态。为此,只能谦虚谨慎地总结此次调查的结果,继续展开踏实认真的调查。或许东电和IRID需要大幅调整战略,但唯独必须避免单纯追求推进速度,酿成无法挽回的失败,导致废炉计划本身出现倒退。

希望大家眼见为实

话说回来,我在文章开头写道“废炉现场辐射值已经下降,就像普通的施工现场一样”。对于没有到过现场的人来说,或许觉得难以置信。我带着辐射探测仪在福岛第一核电站厂区内转了三个小时左右,实际被辐射量为0.03毫希沃特。这个辐射量应该和拍一次胸片差不多。

大家是否知道,一年之内大约有8000名参观者会来到这个废炉现场。参观人数呈逐年增长趋势,事故发生六年来,参观者总数已接近三万人次。事故发生之初,来访者主要是技术人员和政府相关人员,但近年来,也有不少高中生和大学生组团前来。他们戴着东电出借的安全帽和医用口罩,登上可以远眺反应堆厂房的高台。福岛第一废炉推进公司的增田先生对于开放厂区参观活动持积极态度。

“希望这些肩负着未来使命的年轻人理解现在福岛第一核电站的状况如何、今后打算开展哪些工作。是不是发生了什么危险的事情?东电是不是隐瞒了什么事情?想必大家都会抱有这些疑问。正因为如此,我觉得让他们亲眼看看实际情况具有重要意义。”

福岛第一核电站参观人数变化

2011年度 913人
2012年度 2753人
2013年度 3798人
2014年度 5409人 其中外国人694人
2015年度 8000人 其中外国人870人
2016年度 7945人 其中外国人558人
合计 28818人

(东京电力公司调查数据,2016年度为截至2016年12月末的数值)

参观者在废炉现场的所感所想或许各不相同。而肩负着未来使命的年轻人们来到废炉现场亲眼见证作业情况具有重大意义。我希望有尽可能多的年轻人能够看一看发生过人类历史上最严重核灾害的事故现场,进而促使他们去思考核电站到底是什么。

(2017年2月22日)

标题图片:笔者站在实施了安全壳调查的2号机组西侧约150米处。这个区域附近辐射值很低,不需要穿戴全覆盖式面罩和防护服,2017年2月17日,东京电力福岛第一核电站

共同通讯社核能报道室副主任。生于1964年。东京人。作为共同社记者曾供职于札幌分社、埼玉分社、总社编辑局社会部等。2011年3月东日本大地震以后,开始了有关福岛第一核电站事故现场和相关人士的采访活动。2012年5月起任现职。著作有《丧失全部电源的记忆 证言・福岛第一核电站——1000天的真相》(2015年,祥传社)。

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