日本福岛核电站燃料碎片清除难

• 2023-04-10 12:44:19 来源：中国能源报

近日，日本东京电力公司利用水下机器人对福岛第一核电站1号机组内部进行安全检查。在反应堆基座底部，水下机器人拍摄到厚度为40厘米至50厘米固体沉积物，这些沉积物被认为是核燃料碎片。图像显示，反应堆基座有一半被损毁，钢筋暴露严重，有些已经变形。据估计，核燃料碎片已经扩散到基座外部，同时基座的抗震性也引起担忧。先前，东京电力公司曾对1号机组内沉积物进行取样调查，计划利用一年的时间通过分析元素类型和三维建模等手段，详细了解机组内部情况。

碎片清除成机组退役难题

(资料图片)

全面清除核燃料碎片被认为是福岛第一核电站退役的最大挑战。据国际核退役研究会估计，2011年，福岛第一核电站事故中总共积累了约880吨核燃料碎片。

根据东京电力公司公布的调查报告，福岛核电站1至3号机组碎片沉积情况各有不同。东京电力福岛第一核电站退役促进公司代表小野明在接受日本广播协会采访时表示：“就我们所能确认的而言，1号机组沉积物似乎相对平整，与2号和3号机组情况有所不同。还有一种可能性是，核燃料熔化方式可能与迄今为止的假设不同。我们希望继续调查，以了解事故进展情况，并为清除燃料碎片进行全面分析。”

在三座机组中，由于2号机组未遭遇氢气爆炸，损毁的结构物相对较少，在调查中取得进展最大。东京电力公司在2018年的调查中确认，在基座附近有一个厚度在40厘米至70厘米之间、被认为是核燃料碎片的卵石状沉积物。日本政府和东京电力公司计划明年下半年，利用机械臂试验性清除2号机组内部分碎片，但数量预计仅限制在数克。而2017年对3号机组的调查显示，其燃料碎片沉积物中心最高点超过3米。

清除方案仍在讨论

据日本媒体报道，为选择一个可行的核燃料碎片清除方案，日本政府相关机构成立了一个由国内外10位专家组成的委员会，他们将审查清除方案的安全性和技术可行性，并在明年春天之前提交审查结果，东京电力公司将据此选择碎片清除方案。

清除的难点在于，1至3号机组融化的核燃料已经突破了反应堆，同时安全壳也遭到破坏导致无法满量蓄水。因此，无法用水灌满反应堆屏蔽辐射，并将反应堆内的碎片在水下装入容器。为此，上述委员会目前提出两种方案：一种是在外部建设一个能够将整个机组覆盖的结构，在其内部注水并清除碎片;另一种方案则是在不注水的情况下，直接在空气中清除碎片，而这种尝试在世界上还没有先例，必须采取措施防止放射物扩散，并需确保在辐射环境中作业安全。

清除工作或将是“持久战”

“日本政府和东京电力公司所说的‘退役’是指将核燃料碎片从机组中取出，密封在一个特殊的容器中，并运出福岛县。”原京都大学反应堆实验所助理教授小出裕章指出。

目前，日本政府和东京电力公司正在按照一个退役路线图进行工作，计划在30-40年内完成福岛第一核电站退役。但小出裕章认为，所谓退役线路图只不过是一场“幻想”。“事实证明，碎片已经从反应堆基座内处扩散出来。开启安全壳和压力容器盖子从上方抓取碎片的计划无法完成清理。而从侧面挖洞进入机组底部的方法同样行不通，因为这意味着没有水可以用于屏蔽辐射，而且这种方法也只能清除扩散至基座外部的碎片，对基座内部大量堆积的碎片依然束手无策。”小出裕章表示。

小出裕章认为日本政府和东京电力公司要做好“打持久战”的准备，他们唯一能做的就是用混凝土结构的“石棺”封住整个反应堆，等待辐射衰减和相关技术的发展，静待有朝一日能够实现核燃料碎片的全部清理，但这可能需要100到200年的时间。

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