福岛:五年后

福岛:五年后

我。

地震产生的 50 英尺高的水墙冲破了第一核电站的防波堤,淹没了备用柴油发电机。现场六座核反应堆中有四座完全停电。在接下来的几天里,其中三座反应堆熔化,向空气和海洋中释放出大量辐射,这是自 1986 年切尔诺贝利核事故以来最严重的核灾难。

日本政府从未考虑过像苏联放弃切尔诺贝利那样放弃福岛。它做出了史无前例的决定,清理受污染地区——在此过程中,预计会产生 2200 万立方米的低放射性废物——并让大约 8 万名核难民返回家园。去年 9 月,福岛强制疏散区 11 个城镇中的第一个在经过广泛净化后重新开放,但当月只有不到 2% 的撤离者返回。随后会有更多人返回,但调查显示,大多数人不想回去。一些撤离者害怕辐射;许多人只是继续他们的生活。

另一个计划在未来两年内重新开放的城镇是位于核电站以南 6 英里的富冈。去年秋天的一个晚上,我开车绕着被海啸完全摧毁的富冈海滨转了一圈。除了从焚化设施方向传来的一声响亮的金属撞击声,空荡荡的街道上回荡着,周围一片死寂。野猪在旧火车站所在的田野里乱窜。微风吹来商店和房屋发霉腐烂的气味,这些商店和房屋在地震中开裂,在海啸中被摧毁。在一家商店里,一辆卡车被推过橱窗,放在地板上,好像是故意停在那里的。

白天,富冈市曾经有 16,000 名居民,如今是一片巨大的建筑工地,绵延数英里,横跨住宅区、商业区和休耕稻田。数千名除污工人仅用铁锹,在镇上每栋建筑周围 65 英尺的范围内清除 2 英寸厚的污染表土。他们将土壤倒入黑色除污袋中,堆放在每个街角和空地上。有些袋子放在那里的时间太长了,上面已经长满了杂草。工人们还用干手巾擦拭每一栋建筑,从屋顶到地基,并用高压水冲洗沥青和混凝土。这是一项繁琐而累人的工作。

“富冈市名存实亡。它再也不会成为城镇了。”

该镇允许居民白天来访,但过夜需要特别许可。我见到他时,肩膀宽阔的 Kenichi Hiyashi 是一家清理富冈公司的主管,他正准备搬回镇郊的家。四年半前,当他带着女儿和父母撤离时,辐射水平为每小时 5 微西弗 (µSv/h)。现在,辐射水平徘徊在 0.6 µSv/h 左右——仍然是政府长期目标 0.23 µSv/h 的两倍多,是东京正常背景水平的 15 倍左右。Hiyashi 回到富冈这个放射性程度较低的鬼城,原因数百万郊区居民都能理解。

他哀叹道:“通勤真折磨我。”

Hiyashi 带我去看他家,他家那一周才刚刚完成净化工作。车道上,一个空的净化袋垂在钢架上。亮粉色的胶带标记着辐射高的区域:落水管、水龙头、电线管。我们在院子里走来走去,避开还没有耙出来的干净填料堆。太阳正落在马路对面一片漆黑的松树林上。净化缓冲区外的高草丛中,蟋蟀开始骚动起来。Hiyashi 双手叉腰,环顾四周漆黑的房屋。

“富冈只是个名义上的城镇,”他说,“它再也不会成为城镇了。”我感觉日石和许多撤离者一样,宁愿得到补偿才能搬迁。在一个很少有人愿意住的地方拥有一所房子对他的女儿来说不算什么遗产。

二.

在日本政府重建福岛县的同时,东京电力公司 (TEPCO) 正在逐步拆除福岛第一核电站,预计这一过程将耗资至少 150 亿美元。访问日石两周后,我再次驾车经过富冈,这次是和几位其他记者一起乘坐巴士前往现场。

进入核电站大门,身穿东京电力白色高尔夫球衫的导游带领我们进入入口控制大楼,福岛第一核电站目前有 7,000 名员工,其中有些人在长长的储物柜前脱下防护服。我们的一位导游说,情况开始恢复正常,并指出 90% 的核电站工人不再需要佩戴全面罩式呼吸器,而且最近在自助餐厅外安装了自动售货机。考虑到自动售货机在日本的受欢迎程度,这并不夸张。

听完简报后,我们被带到了相邻的一座建筑,东京电力在那里专门设立了一个观察室,里面装有厚厚的防辐射舷窗。福岛第一核电站于 20 世纪 60 年代末在 115 英尺高的海岸悬崖上凿出,有两个主要平台,中间由陡坡隔开。从我所在的位置(高出上层平台七层楼)可以看到整个 860 英亩的核电站,那里是身着白色 Tyvek 工作服的工人们熙熙攘攘的景象。施工车辆在单调的工业建筑之间隆隆驶过。灾难发生前,核电站的大部分场地都长满了松树,是鸟类的保护区。

工人们在福岛海岸修建新的海堤。迈克尔·福斯特·罗斯巴特

“每次来这里,我都感到很惊讶,”东京电力的一位导游一边惊叹地看着下面一排排的水箱,一边说道。“两年前,这里还是一片平地。”向东半英里,即核电站与太平洋交界的地方,四座反应堆从低层平台拔地而起:四号机组拥有网格状的支撑结构;三号机组的残骸;二号机组看似完好无损,是唯一一座仍保留外壳的受损反应堆;一号机组则覆盖着米色面板。每座反应堆的外观不同,反映出核电站退役的复杂性。

“福岛第一核电站没有教科书,”一周前我在东京电力公司总部采访首席退役官增田直宏时说道。“有三座反应堆(发生熔毁),每座反应堆的燃料熔化方式都不同。建筑物受损的方式也不同。所以我们需要考虑三种不同的方法来解决这个问题。”换句话说,福岛第一核电站有三个独立的退役项目,而不仅仅是一个。

福岛第一核电站的反应堆本质上是一台烧水的精密机器。核燃料棒产生的裂变热产生蒸汽,推动涡轮机旋转,产生电力。蒸汽被冷凝、冷却,然后泵回反应堆核心,以防止燃料过热,并产生更多的蒸汽。如果水循环停止,燃料棒会变得非常热,开始失去完整性。在最坏的情况下,它们会像蜡烛一样融化,熔化的燃料在反应堆内积聚,释放出大量辐射。

从受损反应堆中捞出熔化的燃料所需的技术还不存在。

增田估计,福岛第一核电站的退役(即消除所有核与放射性危害)将需要三四十年,尽管他承认,从受损反应堆中捞出熔化燃料所需的技术目前尚不存在。

“工程师们正在研究这个问题,”他说,“但我们认为,并非没有办法移除燃料。这其中存在巨大的风险。如果你犯了一个小错误,就可能给当地人民,甚至全世界带来巨大的麻烦。我们必须意识到这种可能性。”

为了近距离观察反应堆,我们穿上了防污染装备:安全帽、防尘面罩、护目镜、两双乳胶手套、一双棉手套、长袖内衣,胸前有口袋可以放剂量计(一种翻盖手机大小的设备,可以测量人体吸收的辐射量)、一次性裤子、两双袜子、特卫强套装、橡胶靴、一次性靴套,以及用于密封衬衫袖口的遮蔽胶带。所有这些预防措施都是为了防止放射性污染物进入我们的肺部和皮肤。但它对伽马射线完全没有保护作用。东京电力公司的一份宣传单告诉我们,我们的剂量计设置为以 20 µSv 的间隔发出哔哔声。穿好衣服后,我们登上了一辆用厚塑料和胶带包裹的公共汽车。

装满受污染土壤和碎屑的袋子堆放在楢叶町的一处场地上。迈克尔·福斯特·罗斯巴特

福岛第一核电站上层和下层之间的斜坡曾经绿树成荫,如今却变成了光滑的混凝土地面,犹如月球表面,其设计目的是为了防止雨水渗入受污染的土地。当巴士驶向大海时,我们经过了一片堆满被太阳晒得发白的松树干的区域。只有几棵樱花树没有被电锯锯断。

我们的第一站是山坡上一栋不起眼的无窗建筑。站在上面,我的眼高与四座受损反应堆的屋顶齐平。除了 3 号反应堆外,其余反应堆共有 19 层楼高,3 号反应堆因氢气爆炸而顶部炸掉,高度缩短。用于安装新反应堆覆盖物的起重机吊杆高高悬挂在反应堆上方。覆盖物可防止放射性尘埃扩散。最终,当东京电力最终开始提取熔化的燃料时,它们将提供一个悬挂设备的框架。

即使在正常情况下,从核反应堆核心取出燃料棒也是一个精细的过程,需要使用专门的机器。燃料棒密封在反应堆压力容器 (RPV) 内,这是一个重达 750 吨的钢制胶囊,装满水,位于反应堆中心。RPV 周围是主安全壳 (PCV),这是一个巨大的梨形结构,由厚达 5 英尺的混凝土制成,内衬 5 英寸厚的钢材。PCV 则嵌入在混凝土蜂巢状的杂物间中,里面充满了迷宫般的管道、泵和其他设备。反应堆唯一可见的部分是薄薄的一层金属板和混凝土外层。

致命的辐射水平使得检查人员无法进入反应堆。东京电力公司派出了两台机器人。

我们脱掉被污染的鞋套,登上大巴,沿着反应堆底部的一条道路行驶。1、3 和 4 号机组发生了氢气爆炸,新闻镜头中看起来很壮观。事实上,爆炸只炸毁了反应堆薄薄的外层,而巨大的压力容器大部分完好无损。至少这是希望。没有人能肯定地震、氢气爆炸或某种未知事件(例如,听到 2 号机组深处传来神秘的爆炸声)是否破坏了压力容器。致命的辐射水平使得不可能派遣检查人员进入反应堆内部。

相反,东京电力于今年 4 月派遣两台机器人进入 1 号机组的压力容器,定位熔化的燃料。一台机器人在三小时内停止工作,另一台则坚持了四天。迄今为止,东京电力收到的有关燃料碎片位置的最佳信息来自最近对 1 号机组的μ子扫描。扫描显示反应堆压力容器内部有一个空洞,证实了最坏的情况:熔融的燃料已完全烧穿,并沉到了主安全壳的底部。燃料很可能也已熔穿了 2 号和 3 号机组的压力容器。东京电力在 2021 年最后期限前开始清除燃料碎片的可能性微乎其微。与此同时,公司还有许多其他退役工作要做。

当巴士经过公共池大楼时,我的剂量计发出了第一声 20 µSv 警报,那里水下有数千个核废燃料组件。核反应堆大约每三年必须更换一次燃料。在福岛第一核电站,热的废燃料首先在反应堆顶层的水池中冷却,然后转移到公共池大楼。4 号机组在灾难发生时处于离线状态,因此没有熔化。2014 年 12 月,起重机从 4 号机组的废燃料池中吊起最后一个燃料组件,东京电力公司取得了重大进展。该公司计划从 2019 年开始从其他反应堆中取出剩余的废燃料。

大巴急转弯,驶上一条钢板路,这条路横跨大海和四座涡轮机大楼。这些大楼合在一起,形成一道毫无特色的白色墙壁,比尼米兹级航空母舰还要长。海啸卷起的残骸散落在大楼脚下:扭曲的管道、用生锈的钢筋插着的破碎混凝土块,以及大量被砸碎的设备。我们大约在海拔 12 英尺处,这是现场的最低点,也是欣赏反应堆设施和淹没它们的海啸的巨大规模的理想位置。望向大海,想象 50 英尺高的潮水翻过防波堤冲进大巴,真是令人恐惧。

核电站熔毁五年后,受污染的水继续从核电站流入海洋。尽管东京电力公司对海水的最新分析显示,铯的含量“检测不到”,但这一水平仅仅反映了监管阈值。伍兹霍尔海洋研究所的海洋化学家肯·布塞勒说:“检测不到并不意味着核电站没有泄漏到海里。事实上,东京电力公司的数据和我们的数据一样,都表明核电站附近海水中的铯含量持续升高。”

大巴在四号机组前刹车。我们下车去看东京电力所谓的“海边防渗墙”:594 根钢筋混凝土桩沿着海滨延伸近半英里。这是福岛第一核电站与大海之间的最后一道防线,但它的设计目的是保护大海不受核电站的破坏,而不是相反。

要了解福岛第一核电站水问题的严重程度,必须回顾灾难发生初期。正常情况下,水以闭环方式在反应堆设施内循环,冷却核燃料并产生蒸汽。灾难发生期间,闭环被打破,东京电力只好将海水注入过热的反应堆。反应堆和涡轮机房很快就开始被数千吨高度污染的海水填满。

“再过几天,水就会溢出核电站,这会是一场灾难,他们已经竭尽全力了,”位于加利福尼亚州欧文市的核废料管理公司 Kurion 的创始人约翰·雷蒙特回忆道。“我们听说,现场的一些人踩到水坑里后会立即被辐射灼伤。”

福岛第一核电站的地面上不再有灼热的放射性水坑。但东京电力公司仍然每天向反应堆循环 320 吨水,以保持熔化的燃料冷却。一个临时循环回路现在将反应堆中的污染水泵送到 Kurion 定制的净化系统中,该系统可去除两种最有害的放射性核素:铯和锶。大部分水随后会返回反应堆,而一些则通过管道输送到油库。

在现场的两个小时里,大部分时间都在乘坐公共汽车,我受到的辐射剂量相当于至少四次胸部X光检查。

福岛第一核电站共有 1000 个水箱,其中含有 70 多万吨污染水,相当于近 300 个奥运会标准游泳池。东京电力公司不能一直建造水箱,也不能将水排入大海。水中含有高浓度的氚,这是一种无法使用传统过滤技术去除的放射性同位素。即使东京电力公司能在一夜之间消除氚,政府也不太可能允许该公司在 2020 年东京奥运会之前将可能高达 100 万吨的“净化”福岛水排入大海;这将是一场公关噩梦。与此同时,水箱在核电站各处如雨后春笋般涌现。

我们登上大巴,前往 5 号和 6 号反应堆。途中,我们在各种井口和过滤设施处短暂停留,这些设施旨在收集和处理每天从山上流向大海的数百吨地下水——就在受损的反应堆下方。一些地下水与反应堆中高度污染的水混合,必须经过处理后泵送到油库;有些则未经处理就泄漏到大海。东京电力公司一直在测试一种地下“冰墙”,以转移反应堆设施周围的地下水流,但目前还不清楚该公司何时会启用它。

5 号和 6 号机组位于高地,未受海啸影响。但它们正好位于放射性羽流的路径上,最终污染了核电站西北部 3,500 平方英里的土地。我们经过一片树林边缘散落着像橙色牙签一样的枯死松树。松树对辐射特别敏感,这些松树可能遭遇了与切尔诺贝利臭名昭著的红森林中树木相同的命运,红森林里的松树被放射性尘埃杀死。这是第二次也是最后一次,我的剂量计发出 20 µSv 的警报声。在现场待了两个小时,大部分时间都是在公共汽车上,我接受的辐射剂量相当于至少四次胸部 X 光检查。

从富冈市泷川水坝旁的桥上可以看到被毁坏的福岛第一核电站,该水坝位于核电站西南约 7 英里处。迈克尔·福斯特·罗斯巴特

五、

福岛核事故给全世界的核能行业带来了寒蝉效应。例如,德国正在逐步淘汰核能。中国暂停了迅速扩张的核能计划。而在日本,核能占该国能源供应的 30%,该国所有反应堆都已下线。但核寒潮最近开始升温。去年有 10 座新反应堆投入使用,是 1990 年以来最多的。中国目前有 24 座反应堆正在建设中,还有更多反应堆正在计划中。去年 8 月,日本悄悄重启了核事故发生以来的第一座反应堆。

75 岁的京都核科学家安西一郎对这一发展持怀疑态度。他一生都在批评政府监管机构与核工业之间的不正当关系,这种关系让东京电力等公司无视安全警告。在他看来,日本应该效仿德国。在此之前,政府至少应该教育公众了解辐射暴露对健康的影响。安西对前者无能为力,但很少有人比他更有能力或更有动力去解决后者。他每个月都会去福岛县测量辐射水平,以安抚那些不再信任政府(更不用说核工业)的人,让他们放心,政府会保护他们的安全。

“这次事故摧毁了人们对核工业、政府和专家的信任,”安西说。“作为一名科学家,我希望真诚地努力与受害者站在一起,帮助他们减少辐射暴露,并恢复人们对科学家的信任。”

核科学家安西一郎测量福岛市一所托儿所附近的辐射水平。迈克尔·福斯特·罗斯巴特

一个细雨蒙蒙的下午,我在福岛市鸟川幼儿园见到了安西,这里距离福岛第一核电站约 40 英里。尽管居民从未撤离,但该市部分地区的放射性热点仍超过政府设定的 0.23 µSv/h 的长期净化目标。我跟着安西沿着蜿蜒的小路来到居民区中心的一座古老佛寺,他肩上挂着一台伽马能谱仪。安西跪在秋千旁,将能谱仪的传感器放在他在粗沙中挖的一个洞上。“每小时零点零七微西弗,”他宣布道。“和我在京都的办公室一样。”

这还不到两年前安西勘测同一条步行路线时发现的辐射水平的一半,这对鸟川幼儿园的孩子们来说是个好消息。自从灾难发生以来,他们一直因为害怕受到辐射而被关在家里。现在他们可以再次进行日常散步了。

“让孩子们能够触摸雪地、踩上冰面很重要,”托儿所的负责人佐藤美代子 (Miyoko Sato) 告诉我。“但我们仍然担心孩子们吃的食物。”福岛县是日本著名的农产品产地,其种植的食物受到严密的放射性污染监控,但学校的食物仍然从外部采购。可以理解的是,许多家长不再信任有关当局处理任何与辐射有关的问题,这很讽刺,因为在安西看来,政府在灾难发生后实施的食品限制是政府为数不多的正确举措之一。

随着福岛县清理工作和核电站退役工作的推进,安西对日本政府及其核工业提出了一个简单的建议,这也是他 40 多年来一直在重复的建议:“不要隐瞒,不要撒谎,不要低估。”

从很多方面来看,重建福岛都是比较容易的部分。日本已经从更糟糕的情况中恢复过来。恢复公众信心将更加困难,因为信​​任没有半衰期。

本报道由国际记者中心提供资助。

本文最初刊登于《大众科学》杂志2016年3/4月刊。

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