袁宣民/編譯
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危機五年后,住在福島是否安全
袁宣民/編譯

吊車在吊起頂蓬的一部分,以估計福島核電站1號反應堆建筑的廢墟的防塵效果
日本福島第一核電站一直在努力使一切恢復正常。工人在清理反應堆周圍被污染的土壤方面取得不少進展,五年前被疏散的居民現在正糾結是否返回自己原來的家園。目前,該核電站仍屬于高危區域,工人的工作復雜而危險,他們正在尋找熔化的核燃料,并嘗試移走它們。
2011年3月11日,日本東北部發生了里氏9.0級地震,隨之而來的40米高的海嘯導致15 893人死亡,2 527人失蹤,127 290棟房子損毀。它還引發了福島核電站泄漏事故,導致了核電站周圍20千米范圍內及放射性塵埃嚴重影響地區的150 000居民的疏散。
目前,災民正面臨這樣一個難題:以前的家園在多少輻射指數的范圍內是安全的。經過不懈的努力,當地政府至今已挖出了約9 000 000立方米污染的土壤和樹葉,并且通過沖洗建筑物與道路,使室外輻射指數減少到每小時0.23微西弗。2015年9月,日本政府開始對全部或部分在核電站20千米范圍內的七個城市解除了疏散令。隨著各項工作的不斷推進,預計到2017年春天,將有70%的災民被允許返回他們的家園。
然而災民仍掙扎于安全問題與賠償問題。他們中的很多人宣稱是被迫返回的,因為福島的輻射指數仍然太高。南相馬市在核泄漏事故后有14 000人被疏散,該市市長櫻井勝延表示:“沒有開展任何關于輻射的教育。許多災民并不知道輻射水平的含義,也不知道自己以前的家園是否安全,在這種情況下,要他們做出回去的決定是很難的。”目前日本政府和福島核電站的所有者東京電力公司準備停止向拒絕返回家園的居民發放賠償支付款,一些市民團體正在為此事起訴它們。雖然部分受影響區域已解除了疏散令,但靠近核電站的高污染區域將可能永久性隔離。
福島核電站經理小野晃近日告訴記者,核電站的情況“非常穩定”。核燃料產生的放射性物質和熱量在過去的五年間大幅下降。但因為無法對核燃料的位置進行定位,清理工作仍然進展緩慢。2015年,福島核電站的管理層公布了一份路線圖,決定在未來30到40年內徹底清理熔化的核燃料,報廢核電站的4座反應堆。這項工作至少耗費90億美元。東京電力公司打算在2021年開始從反應堆中移除核廢料。
小野晃預測,清理工作已完成了接近10%,其中一個大的障礙在2014年12月得到清除,當時工作人員將儲存在4號機組乏燃料池的最后1535根燃料棒全部移走。一些人擔心冷卻水會從蓄水池中溢出,使核燃料暴露在空氣中,使它們由于溫度過高而熔化。但這些并沒有發生,然而核燃料仍然構成不小的威脅。
小野晃承認,目前最大的挑戰來自于污水。在福島核電站,冷卻水源源不斷灌入1、2、3號反應堆已熔化的堆芯,以防止其中的核燃料由于過熱而再次熔化。這些冷卻水最后排放到各個反應堆的地下室,在那里與地下水混合。為了減少排進海洋中的廢水總量,東京電力公司用10米高的鋼制蓄水池收集、儲存這些用過的冷卻水。如今這些蓄水池幾乎分布在電站的各個角落,已儲存了750 000噸廢水。為此政府正在評估試驗方案,以凈化廢水中關鍵的放射性同位素——氚。小野晃說,在核電站的空間被用完以前,迫切需要制訂一個方案來解決這些廢水。
另一方面,東京電力公司已經找到將地面水從站點分離的方法,使反應堆每天的廢水滲透量減少約150噸。現在,東京電力公司打算冰凍剩余的廢水。承包商在1~4號四個反應堆的地下巖床埋設了1 500根30米長的管道,建造了一個類似地下柵欄的建筑。當在1 500根管道中循環的海水被冷卻至零下30℃時,它們形成了一個人工凍土層,從而阻止反應堆內外水體的交換。東京電力公司打算盡快實施這一計劃。
福島發電站面臨最艱巨的任務是轉移核廢料。東京電力公司的建模和分析結果表明,1號反應堆大部分燃料已在壓力容器內熔化、燃燒,并掉落在安全殼的底部,甚至腐蝕到混凝土建成的地下室。2號與3號反應堆局部熔毀,一些核燃料可能殘存在堆芯中。
為了確認熔化核燃料的位置和情況,由東京電力公司和其他組織組建的國際核退役研究所一直使用介子來探測各個反應堆內部。當宇宙射線撞擊地球外層大氣層時,每分鐘會產生數萬億個介子,其中的少量介子按照通過物體的密度不同以一定的比例被吸收或散射。依據這一原理,由于鈾的密度比鋼鐵或混凝土的密度大,因此介子成像的陰影更深,據此可以找到反應堆中含有鈾的燃廢料的位置。
2015年2月,位于筑波的日本高能加速器研究機構提供了兩個廂式貨車大小的介子探測器,東京電力公司將它們放置于緊鄰1號反應堆的地面上。在收集介子一個月后,這些裝置證實了1號反應堆內部沒有核燃料殘留。但因為兩個探測器是被放置在地面上,因此無法了解反應堆地下室的情況。東京電力公司計劃用機器人來定位地下室的核燃料,并找出方法來轉移它們。
另一個研究團隊開發了新的探測器,該探測器可觀察穿過物體前后的介子情況,從而得到反應堆內部更精確的圖像。來自美國新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室和日本東芝集團的研究人員開發了一個7米見方的龐大探測器。他們計劃將其放在2號反應堆的外面。因為東京電力公司決定先派機器人進入2號反應堆的安全殼中,這項工作被耽擱了,居高不下的輻射指數一直阻礙這一計劃的實施。小野晃說:“我們當前的任務是降低這里的輻射指數”。即使利用機器人設備探查反應堆內的情況,也需要工人進入附近對機器人進行安裝。
當政府努力清理現場并安置災民時,一些當地居民也對他們自己的安全進行評估。2014年,由福島一些高中生組成的團隊在疏散區外開展了一項國際輻射劑量測定項目。共約 216名學生和老師參與了這一項目,分別來自于福島的6所學校、日本其他區域的6所學校、法國的4所學校、波蘭的8所學校以及白俄羅斯的2所學校。在兩周的時間,他們用輻射劑量計進行測定,并對自己的行蹤和活動情況進行詳細記錄。參與該項目的福島高中超級科學俱樂部成員小野寺遙說:“我想知道我所在地區的輻射劑量有多高,并將它與其他地區的人所接收到的輻射劑量進行比較。”
2015年11月,這些學生在《放射保護》雜志上發表了他們項目的成果。他們的結論是:“福島的高中生接收的輻射量并不顯著高于其他地區的高中生。”
雖然對于福島的居民來說這是個好消息,但對于懷抱著希望搬回核電站周邊地區的居民來說仍然不夠。
[資料來源:Science][責任編輯:岳 峰]