阻碍“停堆”的核污水:彻底解决,尚无眉目
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现在每天仍产生300吨核污水
在3.11核事故中熔毁的核燃料,不断混入冷却用水和每日不断流入涡轮机房的地下水中,时至今日,每天仍会新产生约300吨含有放射性物质的“核污水”。而且,因海啸而涌入机房的海水也变为核污水,大量积留在机房的底部。
由于东京电力公司在事故当初应对不力,导致核污水流入海洋以及地上蓄水槽发生泄漏等情况层出不穷。面对这一问题,日本政府正真开始采取对策措施,是在2013年9月,也就是说,距核事故发生已有两年半之久。在政府制定的三项基本方针下,东电除了紧急对策外,还制定并实施了具有中长期根本对策。投入的国家经费总计将达到约470亿日元。
政府对“核污水”问题的基本方针
清除核污染源
避免水靠近污染源
避免核污水泄漏
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政府近年来在核污水问题上实施的主要对策
2013年 | |
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3月30日 | ALPS A系统开始试运行(单日处理量250吨,6月停止) |
6月13日 | ALPS B系统开始试运行(单日处理量250吨,8月停止) |
9月7日 | 安倍晋三首相在IOC全体大会上宣称“福岛的情况已得到控制” |
9月11日 | 东电承诺在2014年度内对蓄水槽内的高浓度核污水实施净化处理 |
9月27日 | ALPS C系统开始试运行(单日处理量250吨) |
11月21日 | ALPS B系统再次开始试运行,已设置的3套系统全部再次开始试运行(单日总处理量750吨) |
2014年 | |
2月20日 | 地上蓄水槽外泄约100吨高浓度核污水 |
4月14日 | 地下水绕流扬水井水泵启动,开始汲取地下水 |
4月28日 | 冻结2号机组坑道与涡轮机房连接处积留的约1万吨核污水,在用“冰墙”堵住后,开始实施去除核污水作业 |
5月21日 | 汲取后临时储存在蓄水罐中的地下水,开始排入海洋 |
6月2日 | 启动机房靠山一侧的“冻土挡水墙”建设工程,力争在2015年3月开始冻结作业 |
7月21日 | 东电增加约10万吨核污水蓄水槽容量,将在15年3月末以前增至总量90万吨水平 |
9月17日 | 改良型ALPS A系统开始试运行(单日处理量250吨) |
9月27日 | 改良型ALPS B系统开始试运行(单日处理量250吨) |
10月9日 | 改良型ALPS C系统开始试运行(单日处理量250吨) |
10月18日 | “高性能ALPS”1 系统(单日处理量500吨)开始试运行 |
11月21日 | 放弃在靠海一侧坑道修筑“冰墙”止水的计划,转用浇灌水泥方式 |
12月18日 | 机房靠海一侧坑道内11700吨高浓度核污水中,2510吨清除完毕 |
2015年 | |
1月19日 | 在第一核电站检查雨水蓄水槽的作业人员坠落身亡 |
1月23日 | 东电表示放弃在2014年度内净化蓄水槽内所有高浓度核污水的计划 |
即便放射性物质去除装置投入使用,仍有26万吨核污水尚未处理
为“清除核污染源”,东京电力公司一直在采取措施净化厂区蓄水槽里储存的核污水。福岛释放出的放射性物质包括铯(Cs)、锶(Sr)等31种核素。东电希望通过对核污水的处理,将这些核素清除至安全标准的水平。作为王牌力量投入其中的是七套可以清除氚(T)以外的多达62种核素的多核素去除设备(ALPS)、两套铯吸附装置和两套锶去除装置。
从2013年3月开始,有三套ALPS相继投入运用,2014年9月又追加了三套可以高效去除辐射物质的改良型ALPS。2014年10月,政府投入151亿日元补助金,增设了采用过滤器替代药液进行预处理的高性能ALPS(一套)。东电先后已经对蓄水槽内的约56万吨核污水中的28万吨进行了处理。但截至2015年1月,尚有约26万核污水有待处理。
不过,由于释放β射线的氚主要以液体状态存在,ALPS也无法通过过滤等手段加以清除,所以它依然残留在核污水中。一般认为氚的毒性较低,所以只要在一定浓度以下,就可以任其释放到自然界中,但最终要如何处理则尚无定论。
从2号机组和3号机组机房通向海洋的海水管坑道(管道和电缆贯穿的地道)内也淤积着11700吨高浓度核污水,其中的一部分已经渗漏到地下,污染了地下水。东电从2014年4月开始,采取了一项世界上尚无先例的对策,试图通过冻结核污水,封堵空隙,在阻止核污水从机房外泄的基础上提取核污水。但由于水的流速快,来不及封冻就已流走,这一尝试最终以失败告终。11月,东电宣布放弃“冰墙”挡水计划。
最大瓶颈:地下水的流入
东电在“避免水接近污染源”方面也一筹莫展。这是因为福岛第一核电站所在地高出海面30~40米,于是地下水从核反应堆正下方流向大海。从厂区靠山一侧流来的地下水通过机房时,混入了用于冷却在事故中熔毁的核燃料的冷却水,致使每天新产生出多达约300吨(2014年末的评估)的核污水。
如何阻止这些地下水的流入呢?2014年5月开始东电采取了“地下水绕流”措施,即在靠山一侧汲取地下水,暂时储存在水槽中,实施水质检查后排入大海。东电试图通过汲取流入机房前的地下水,改变地下水流,降低地下水位,通过这些做法减少流入机房的水量。东电宣称,过去每天约有400吨核污水流入,而采取此项措施后,2014年9月,核污水流入量减少了100吨左右。
东电也研究过利用机房周围原有的蓄排水井,抽取地下水后排入大海的方法,但没有得到担心海洋污染的渔业人士的充分理解,因而最终未能付诸实施。
东电从2014年6月开始又启动了以冻土方式修建陆上挡水墙的工程。计划在1~4号机的机房附近的1500米距离内,按一定间隔在地下表层垂直埋入管道,让温度低至零下30度的液态冷却剂在管道中循环,借此冻结周围的土壤,通过这堵“冰墙”拦截大量的地下水流。据说这种施工方法在地铁和海底隧道建设工程中已有过实际运用。然而,在海水管道坑道内的冻结和拦水尝试已经失败,采用同样的施工方法在更大规模上建造陆上拦水墙的工程,也处于迟迟不得进展的状态。
增设焊接型蓄水槽
“避免核污水泄漏”对策的重点是修建全长780米的“海边挡水墙”。沿着1~4号机的防洪堤,筑起一道直达海底深处的钢铁“挡水墙”,从而防止核污水通过地下流入海洋。此项工程2011年10月动工,到今年1月已经完成了约770米。目前正在实施挡水墙内侧的填拓作业。
同时还在增设和更换核污水蓄水槽。2013年8月,约300吨高浓度核污水从法兰连接式水槽外泄。泄漏量创下历史最高记录,据原子力规制委员会评估,其严重性达到国际核事故分级表中的“3级”(8个等级中从低到高排序的第四位),属于“大事故”。法兰连接式水槽是用螺栓铆接钢板制成的,接合部用橡胶垫圈填充,做工十分粗糙。政府正在加速将法兰连接式水槽更换为焊接型水槽的工作。
单个水槽的容量为1000吨。如果每天新增300吨核污水,那就必须每3天造出1个。当核污水量增长到每天400吨时,就得每两天造出1个。这也是需要穿着防护服开展的工作。而且核污水还在源源不断地涌出。东电对此事态表示重视,于2014年7月增设了总容量达10万吨的地上水槽,并敲定了2015年3月末前确保增至90万吨的方针。1000多水槽遍布核电站厂区内,实在是一幅奇异的景象。
放弃“全部净化”、“冻土墙”计划受阻,或可能彻底调整对策
东京电力社长广濑直己于1月23日向政府汇报称,在净化蓄水槽内核污水问题上,由于ALPS的运转率并未达到预期效果,所以在2014年度内净化所有核污水的目标难以实现。他推测“按照现在的进度,要到2015年5月中旬才能处理完毕”。而有专家指出,仅用锶去除装置净化过的水,最后必须用ALPS进行再次净化。这样一来,最终完成净化的时间还将延后。
关于净化全部核污水的问题,2013年9月在东京申奥活动中,为了打消人们对核电站事故影响的忧虑,安倍晋三首相宣称“情况已经得到控制”。在首相的强烈要求下,东电承诺在2014年度内对全部核污水实施净化处理,形成了所谓的“国际承诺”。
同时,针对停滞不前的冻土墙修建工作,东电在2月9日的原子力规制委员会讨论会上表示,将先行冻结60米,这仅相当于机房靠山一侧986米中的约6%,并放弃了最初设想在2014年度开始全面运用的计划。冻土墙的开发建设费用为319亿日元,将由中央政府全额负担。东电要实际展开冻结工作,必须获得原子力规制委员会的批准,但目前尚未获批。
只要处理核污水问题得不到解决,就无法进入下一步真正意义上的拆除反应堆的废堆作业。停堆作业据称需要长达30至40年时间。日本的废堆对策,在起点处——核污水处理上就遭遇了“抛锚”的尴尬局面。现今要求从根本上调整对策的呼吁也时有所闻,前景愈发混沌不明。
撰文:编辑部 长泽孝昭
标题图片:原子力规制委员会的田中俊一委员长(前面)在东京电力福岛第一核电站视察核污水蓄水槽堆放区,2014年12月12日,福岛县大熊町(图片提供:时事通讯社)