福島核事故六年半后抗輻射機器人Manbo終于抵達反應(yīng)堆核心

2017-11-27 16:22:06 核電縱橫　點擊量：評論 (0)

在人類的核能利用歷史上，曾發(fā)生過三場嚴重的核事故。兩場分別發(fā)生在兩極爭霸時期的美國和蘇聯(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)生過三場嚴重的核事故。兩場分別發(fā)生在兩極爭霸時期的美國和蘇聯(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。幸運的是，新一代抗輻射機器人Manbo能夠避開反應(yīng)堆中的危險熱點，最終它抵達了嚴重受損的三號反應(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。紐約時報駐日本記者Ko Sasaki現(xiàn)場探訪了福島核電站的一個反應(yīng)堆，并撰寫了這篇報道。

福島核事故六年半后，抗輻射機器人 Manbo 終于抵達反應(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，其中一個人拿著一個看起來像是一個游戲控制器的裝置。他們花了一個月的時間來訓(xùn)練一個小型機器人做未來他們將要做的事情——抵達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重的核事故，因地震和海嘯的破壞，核電站的三個反應(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錄，不止生人勿近，就連機器人也承受不住，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)出了新版的機器人Mini-Manbo，有一個可愛的昵稱“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)堆建筑中的危險熱點，最終抵達了嚴重受損的三號反應(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。

經(jīng)過工作人員長達三天的謹慎操作，Manbo終于到達了嚴重受損的三號反應(yīng)堆內(nèi)部。在那里，Manbo傳回了一個關(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器人。之前的核電站機器人都失敗了，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廢棄反應(yīng)堆的燃料位置上所取得的類似的成功，都標志著這場切爾諾貝利事故后最嚴重的核災(zāi)難的轉(zhuǎn)折點，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)，當時正在運行的反應(yīng)堆中核燃料的下落，是這場罕見災(zāi)難中最持久的謎團之一。事故發(fā)生時，由于燃料溫度過高，六個反應(yīng)堆中有三個熔毀了，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)需要由機器人來承擔(dān)，然而普通機器人根本無法勝任，因為它們往往還沒有靠近核心區(qū)域就已因為遭受過度核輻射而報廢。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器人。團隊還研發(fā)了一種類似大型X光機的成像設(shè)備，這種機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，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，我們就可以進一步計劃回收它們了。”

東京電力公司更喜歡將核電站描述為一個大型“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)移到一個新的處理地點，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服。除了最危險的區(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，這是因為污染核心區(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，盡管個人在核電站的行動范圍仍然受到嚴格限制，每個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大型自助餐廳中享用從便利店里買來的便當和零食。

在工廠的入口處，一個牌子上寫著：“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周年紀念日——確定為核事故清理工作進入下一重要階段的目標日期，屆時工作人員們將從三個被摧毀的反應(yīng)堆中的某一個著手，提取其中熔毀的鈾燃料，盡管目前他們還沒有確定到時候要從哪一個反應(yīng)堆開始。

日本政府承認，徹底清理核島福電站至少需要三十到四十年，并耗費數(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造價高達幾億美元的研究中心，幫助科學(xué)家和工程師們開發(fā)新一代的防輻射機器人，以進入受損反應(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)堆埋入混凝土當中，而沒有采取進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，因為核電站周圍的農(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，如果不對核電站進行進一步的處理，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）的核安全項目主管戴維˙洛赫鮑姆這樣評價，“他們希望重獲公眾的信任。他們已經(jīng)認識到，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)與其他三個被嚴重摧毀的反應(yīng)堆是一樣的。

廣瀨先生指著一個狹窄的入口坡道告訴我，那里有兩個機器人，其中一個看起來像一只蝎子。這個不幸的蝎子機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，因為其內(nèi)部電子部件遭到了核輻射的嚴重破壞。事后的報道表明，當時機器人周圍核輻射達到了每小時70西韋特的驚人水平，而一個西韋特的輻射量就足以引起人體的輻射病變。

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

廣瀨先生引領(lǐng)我來到了反應(yīng)堆下一個被稱作“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——事實上它是反應(yīng)控制桿的接入點，能夠加速或減緩一個正常運營反應(yīng)堆內(nèi)部的核反應(yīng)?；雌饋硐褚粋€閃閃發(fā)光的金屬格柵，整個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)堆底部周圍的整個區(qū)域都是黑暗的，充斥著各種復(fù)雜的管道和機械。

廣瀨大輔正在進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機器人花了3天時間抵達事故中嚴重受損的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名叫“蛇”的機器人，用以檢查其他兩個嚴重受損的反應(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。

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)新一代抗輻射機器人。該研發(fā)中心擁有一個機庫大小的倉庫，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，包括定位已知殘骸和燃料的位置。

“我已經(jīng)當了30年的機器人工程師，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，這是一項艱難而神圣的使命。”

原標題:福島核事故六年半后，抗輻射機器人 Manbo 終于抵達反應(yīng)堆核心

責(zé)任編輯：lixin

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