福島核事故六年半后抗輻射機(jī)器人Manbo終于抵達(dá)反應(yīng)堆核心

2017-11-27 16:22:06 核電縱橫　點(diǎn)擊量：評論 (0)

在人類的核能利用歷史上，曾發(fā)生過三場嚴(yán)重的核事故。兩場分別發(fā)生在兩極爭霸時(shí)期的美國和蘇聯(lián)，第三次則是六年前發(fā)生的日本福島核事故。雖然事故已經(jīng)過去了六年半，但是政府的善后工作仍然處在初始階段。由于地

在人類的核能利用歷史上，曾發(fā)生過三場嚴(yán)重的核事故。兩場分別發(fā)生在兩極爭霸時(shí)期的美國和蘇聯(lián)，第三次則是六年前發(fā)生的日本福島核事故。雖然事故已經(jīng)過去了六年半，但是政府的善后工作仍然處在初始階段。由于地震和海嘯的破壞，核電站的三個(gè)反應(yīng)堆因過熱發(fā)生堆芯熔毀，大量核燃料向外泄露，至今仍然下落不明。幸運(yùn)的是，新一代抗輻射機(jī)器人Manbo能夠避開反應(yīng)堆中的危險(xiǎn)熱點(diǎn)，最終它抵達(dá)了嚴(yán)重受損的三號反應(yīng)堆底部，向科研人員發(fā)回了熔毀鈾燃料的視頻。這是科研人員在核電站事故發(fā)生后首次定位熔毀燃料。紐約時(shí)報(bào)駐日本記者Ko Sasaki現(xiàn)場探訪了福島核電站的一個(gè)反應(yīng)堆，并撰寫了這篇報(bào)道。

福島核事故六年半后，抗輻射機(jī)器人 Manbo 終于抵達(dá)反應(yīng)堆核心

圖為東京電力公司發(fā)言人廣瀨大輔先生（Daisuke Hirose）在福島核電站5號反應(yīng)堆內(nèi)。東京電力公司通過水下機(jī)器人Manbo在被事故摧毀的3號反應(yīng)堆中發(fā)現(xiàn)了熔化的鈾燃料。

在日本的福島第一核電站，四名工程師在一排監(jiān)控器前彎下腰，其中一個(gè)人拿著一個(gè)看起來像是一個(gè)游戲控制器的裝置。他們花了一個(gè)月的時(shí)間來訓(xùn)練一個(gè)小型機(jī)器人做未來他們將要做的事情——抵達(dá)被核輻射污染的福島核電站的中心。

2011年的福島核事故是自 1986 年切爾諾貝利核電站事故以來最嚴(yán)重的核事故，因地震和海嘯的破壞，核電站的三個(gè)反應(yīng)堆因過熱發(fā)生堆芯熔毀。雖然事故發(fā)生至今已經(jīng)超過六年，但里面的輻射水平屢破紀(jì)錄，不止生人勿近，就連機(jī)器人也承受不住，多次嘗試都以失敗告終，或被碎片阻擋前路，或因遭受過度輻射而導(dǎo)致電路故障。但可喜的是，近日日本的研究人員開發(fā)出了新版的機(jī)器人Mini-Manbo，有一個(gè)可愛的昵稱“小太陽魚”（little sunfish），是用輻射加固材料制造的，能夠利用傳感器避開核電站反應(yīng)堆建筑中的危險(xiǎn)熱點(diǎn)，最終抵達(dá)了嚴(yán)重受損的三號反應(yīng)堆，發(fā)回了熔毀鈾燃料棒的視頻。

Manbo的尺寸只有鞋盒大小，能夠使用微小的螺旋槳在水中盤旋滑翔，類似于一架空中無人駕駛機(jī)。

經(jīng)過工作人員長達(dá)三天的謹(jǐn)慎操作，Manbo終于到達(dá)了嚴(yán)重受損的三號反應(yīng)堆內(nèi)部。在那里，Manbo傳回了一個(gè)關(guān)于反應(yīng)堆底部的大洞的視頻。從視頻中可以看到，在反應(yīng)堆底部的水泥地板上，有一團(tuán)看起來像是凝固巖漿的東西——這就是關(guān)于福島核電站的熔毀鈾燃料的第一張照片。

Manbo是一款配備有輻射硬化材料和傳感器的水下機(jī)器人，首次亮相于日本橫須賀的一場展示。Manbo是一款配備有輻射硬化材料和傳感器的水下機(jī)器人。之前的核電站機(jī)器人都失敗了，而它成功地繞過了大量廢墟，抵擋了超高核輻射，并準(zhǔn)確定位了福島核電站反應(yīng)堆的熔毀鈾燃料。

今年七月份在三號反應(yīng)堆的發(fā)現(xiàn)，以及今年在定位核電站其他兩個(gè)廢棄反應(yīng)堆的燃料位置上所取得的類似的成功，都標(biāo)志著這場切爾諾貝利事故后最嚴(yán)重的核災(zāi)難的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這也正是日本政府官員一直以來希望看到的。

2011年3月11日，一場地震和隨之而來的海嘯摧毀了日本福島核電站的重要冷卻系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)正在運(yùn)行的反應(yīng)堆中核燃料的下落，是這場罕見災(zāi)難中最持久的謎團(tuán)之一。事故發(fā)生時(shí)，由于燃料溫度過高，六個(gè)反應(yīng)堆中有三個(gè)熔毀了，鈾燃料棒像蠟一樣熔化成了液體，滴落到反應(yīng)堆容器的底部，燃料所釋放出的熱量足以穿透鋼墻，甚至是穿透反應(yīng)堆底部的混凝土地板。沒有人確切地知道，在那些絕望的核電站工作人員們向反應(yīng)堆建筑中注入冷水以冷卻它們之前，這些熔融燃料已經(jīng)滲透到了內(nèi)部的哪個(gè)區(qū)域。核燃料的輻射水平是如此之高，而它們的下落至今不明，這一切都令人非常不安。

當(dāng)日本政府官員們對災(zāi)難處理的善后工作終于有了信心后，他們開始定位這些失蹤的鈾燃料。這一艱巨的任務(wù)需要由機(jī)器人來承擔(dān)，然而普通機(jī)器人根本無法勝任，因?yàn)樗鼈兺€沒有靠近核心區(qū)域就已因?yàn)樵馐苓^度核輻射而報(bào)廢。于是，日本科學(xué)家和工程師們研發(fā)制造了像Manbo這樣的新型防輻射機(jī)器人。團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了一種類似大型X光機(jī)的成像設(shè)備，這種機(jī)器能夠通過一種叫做“Munos”的罕見空間粒子來觀察反應(yīng)堆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

目前，日本的政府官員和運(yùn)行核電站的公用事業(yè)公司都希望通過已經(jīng)找到熔融核燃料的事實(shí)，來扭轉(zhuǎn)公共輿論中對核電站的恐懼和厭惡情緒。在這場一度幾乎危及東京的核輻射泄漏事故發(fā)生六年半后，日本官員們希望能向媒體和仍然沉浸在恐慌之中的大眾證明，核電站已經(jīng)從災(zāi)難后的危機(jī)模式中脫離出來了，政府和公司已經(jīng)開始采取安全有效的清理措施。

“直到今天，我們才知道當(dāng)年熔融的核燃料到底在哪里，也才知道它們現(xiàn)在是什么樣子的。”核電站運(yùn)營商、東京電力公司核電部門的總經(jīng)理木本貴宏先生（Takahiro Kimoto）說。“既然我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠定位并觀察燃料，我們就可以進(jìn)一步計(jì)劃回收它們了。”

東京電力公司更喜歡將核電站描述為一個(gè)大型“工業(yè)清理”現(xiàn)場。目前，每天大約有7000人在這里工作，他們的任務(wù)包括建造新的儲水罐、將放射性碎片轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的處理地點(diǎn)，以及在反應(yīng)堆建筑上架設(shè)巨大的腳手架，這些建筑曾一度在事故中因氫氣爆炸而分崩離析。

如今，訪客們進(jìn)入福島核電站參觀比一年前要輕松很多，不過他們還是得換上特殊的防護(hù)服。除了最危險(xiǎn)的區(qū)域之外，工作人員和游客都可以自由地在核電站內(nèi)部行走。東京電力公司的一名引導(dǎo)人員解釋說，這是因?yàn)槲廴竞诵膮^(qū)域已經(jīng)拆除一切建筑，并被徹底隔離開來，所有受核污染的土壤都被密封了。

福島核電站一號反應(yīng)堆，其頂部在2011年3月11日的事故中被摧毀。

在記者最近的一次采訪中，盡管個(gè)人在核電站的行動范圍仍然受到嚴(yán)格限制，每個(gè)人都被要求隨身佩戴核輻射測量表，但是工廠里的氛圍明顯比以往更加輕松自在了。在休息區(qū)域，工作人員們甚至可以在一個(gè)大型自助餐廳中享用從便利店里買來的便當(dāng)和零食。

在工廠的入口處，一個(gè)牌子上寫著：“禁止在此設(shè)施內(nèi)玩Pokemon GO等游戲。”

“我們已經(jīng)完成了事故殘骸的清理工作，一切基本上都在掌控之中。”負(fù)責(zé)拆除核電站的東京電力公司發(fā)言人廣瀨大輔先生說，“現(xiàn)在，我們終于要準(zhǔn)備著手拆除福島核電站了。”

今年9月，日本首相辦公室將2021年——也就是災(zāi)難的10周年紀(jì)念日——確定為核事故清理工作進(jìn)入下一重要階段的目標(biāo)日期，屆時(shí)工作人員們將從三個(gè)被摧毀的反應(yīng)堆中的某一個(gè)著手，提取其中熔毀的鈾燃料，盡管目前他們還沒有確定到時(shí)候要從哪一個(gè)反應(yīng)堆開始。

日本政府承認(rèn)，徹底清理核島福電站至少需要三十到四十年，并耗費(fèi)數(shù)百億美元的巨額資金。為此，日本政府還專門在核電站附近建造了一個(gè)造價(jià)高達(dá)幾億美元的研究中心，幫助科學(xué)家和工程師們開發(fā)新一代的防輻射機(jī)器人，以進(jìn)入受損反應(yīng)堆建筑的深處展開清理工作。

在1986年發(fā)生在前蘇聯(lián)切爾諾貝利的核電站事故中，處理人員只是簡單地將燒毀的反應(yīng)堆埋入混凝土當(dāng)中，而沒有采取進(jìn)一步的清理和隔離措施。與此不同的是，日本政府已向公眾承諾要拆除福島核電站，并對周圍的廣大鄉(xiāng)村地區(qū)進(jìn)行全面凈化——在事故發(fā)生前，這里曾一度是16萬居民的家園。背井離鄉(xiāng)的難民們中有不少人已經(jīng)被允許返回故土，因?yàn)楹穗娬局車霓r(nóng)村和城鎮(zhèn)已經(jīng)被清理干凈了。但日本政府官員們不得不承認(rèn)，如果不對核電站進(jìn)行進(jìn)一步的處理，他們將很難讓公眾相信，這場事故在真正意義上結(jié)束了。

政府官員們還希望通過展開清理工作來幫助核電站事業(yè)重新獲得公眾的認(rèn)可，從而重新啟動一系列其他未受損的核電站——日本國境內(nèi)大部分核電站在災(zāi)難發(fā)生后關(guān)閉至今。

在處理福島核電站事故的過程中，東京電力公司和日本政府一直謹(jǐn)慎行事，以避免引發(fā)二次災(zāi)難。“他們的工作非常有條有理——有些人可能會說，這太慢了——他們小心翼翼地避免任何失誤或令人不快的意外。”憂思科學(xué)家聯(lián)盟（Union of Concerned Scientists）的核安全項(xiàng)目主管戴維˙洛赫鮑姆這樣評價(jià)，“他們希望重獲公眾的信任。他們已經(jīng)認(rèn)識到，信任的恢復(fù)比損失的速度要慢得多。”

東京電力公司的發(fā)言人廣瀨大輔先生引導(dǎo)我進(jìn)入了未損壞的5號反應(yīng)堆的建筑內(nèi)部，該反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)與其他三個(gè)被嚴(yán)重摧毀的反應(yīng)堆是一樣的。

廣瀨先生指著一個(gè)狹窄的入口坡道告訴我，那里有兩個(gè)機(jī)器人，其中一個(gè)看起來像一只蝎子。這個(gè)不幸的蝎子機(jī)器人在今年二月份被廢墟里的殘骸纏住了。在工程師們把它解救出來之前，它的監(jiān)控屏幕已經(jīng)變成黑色了，因?yàn)槠鋬?nèi)部電子部件遭到了核輻射的嚴(yán)重破壞。事后的報(bào)道表明，當(dāng)時(shí)機(jī)器人周圍核輻射達(dá)到了每小時(shí)70西韋特的驚人水平，而一個(gè)西韋特的輻射量就足以引起人體的輻射病變。

楢葉町遠(yuǎn)程技術(shù)開發(fā)中心，工程師們正在測試一款新研發(fā)的清理機(jī)器人。

廣瀨先生引領(lǐng)我來到了反應(yīng)堆下一個(gè)被稱作“基座”的地方。反應(yīng)堆的底部看起來像一堆巨大螺栓的集合——事實(shí)上它是反應(yīng)控制桿的接入點(diǎn)，能夠加速或減緩一個(gè)正常運(yùn)營反應(yīng)堆內(nèi)部的核反應(yīng)。基座看起來像一個(gè)閃閃發(fā)光的金屬格柵，整個(gè)建筑物的混凝土地板在下面清晰可見。

“加熱到一定程度的核燃料會從這里掉下來，在這個(gè)格柵里熔化。”廣瀨先生向我介紹道。我們蹲下來以避免不小心撞到頭頂?shù)母鞣N建筑。反應(yīng)堆底部周圍的整個(gè)區(qū)域都是黑暗的，充斥著各種復(fù)雜的管道和機(jī)械。

廣瀨大輔正在進(jìn)入未受損的五號反應(yīng)堆的底部

廣瀨說，為了避免被廢墟阻擋或者被碎片糾纏，Manbo機(jī)器人花了3天時(shí)間抵達(dá)事故中嚴(yán)重受損的3號反應(yīng)堆單元的底部。

除了Manbo之外，工程師們還建造了一個(gè)名叫“蛇”的機(jī)器人，用以檢查其他兩個(gè)嚴(yán)重受損的反應(yīng)堆，“蛇”可以穿過反應(yīng)堆內(nèi)部的殘骸，而它身上攜帶的介子成像設(shè)備可以穿透大多數(shù)阻擋物體。目前，這套介子成像裝置已經(jīng)向工作人員傳輸了一些模糊的反應(yīng)堆內(nèi)部圖像。

總而言之，福島核電站受損反應(yīng)堆的殘余核燃料清理工作將呈現(xiàn)出前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)和安全風(fēng)險(xiǎn)。

目前，工程師們正在附近的楢葉町技術(shù)開發(fā)中心研發(fā)新一代抗輻射機(jī)器人。該研發(fā)中心擁有一個(gè)機(jī)庫大小的倉庫，專門用以容納福島核電站的等比例模型。研發(fā)中心還擁有一套虛擬現(xiàn)實(shí)裝備，用以模擬受損反應(yīng)堆建筑的內(nèi)部情況，包括定位已知?dú)埡『腿剂系奈恢谩?/span>

“我已經(jīng)當(dāng)了30年的機(jī)器人工程師，但從來沒有遇到過像這樣困難的任務(wù)，”楢葉町技術(shù)開發(fā)中心的研究發(fā)展主管川妻真司（Shinji Kawatsuma）先生這樣說。“對于我們研發(fā)中心的工程師而言，這是一項(xiàng)艱難而神圣的使命。”

原標(biāo)題:福島核事故六年半后，抗輻射機(jī)器人 Manbo 終于抵達(dá)反應(yīng)堆核心

責(zé)任編輯：lixin

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