福島核災 6 年後,機器人終於找到第一個融化的鈾燃料棒

作者 | 發布日期 2017 年 11 月 22 日 19:40 | 分類 核能 , 機器人 follow us in feedly

還記得 6 年前日本的福島核災嗎?當地震引起 50 公尺高的大海嘯,損毀了緊急發電機造成冷卻系統停止運作,福島第一核電廠 6 個反應爐中 3 個因過熱經歷爐心熔毀,鈾燃料棒像蠟燭一樣液化,滴落到反應爐底部,燒穿了鋼鐵容器、混凝土地板……



即使後來「福島 50 死士」(Fukushima Fifty)透過引灌海水讓反應爐降溫,在環境輻射水平過高情況下,沒有人能靠近,也沒有人知道這些熔毀的燃料棒究竟「旅行」到何處。

紐約時報指出,其實在事故發生後幾年間,日本政府和負責的東京電力公司(Tepco)一直都有在清理工廠周圍環境,一些居民甚至已被允許返回原城鎮居住。但東電發現,只要工廠清理作業尚未完成一天,大眾就很難相信事故已經結束了。

除此之外,工廠清理作業也能幫助東電贏回大眾的信任,重新啟動因核災擔憂而關閉、位在其他地區並未受損的核電廠。為了避免進一步事故發生,東電和日本政府正在謹慎行事,畢竟誰都不想再引起人們對核電廠是否在掌控中的懷疑。

美國科學組織「擔憂的科學家聯合會」(UCS)核安項目主任 David Lochbaum 表示,東電正在非常小心翼翼的工作,避免任何失誤或意外發生,「他們希望重新贏得信任,因為他們明白失去信任的速度,遠比恢復信任快上許多。」

這些累積的努力似乎已獲得一些進展,在清理工作持續進行之下,福島核電廠的環境比一年前好上許多,除了一些最危險的地方,工人和訪客都不再需要穿特殊防護服才能在廠內走動。

(Source:Flickr/IAEA Imagebank CC BY 2.0)

儘管活動區域仍受到嚴格限制,每個人也必須配戴輻射測量徽章,工廠內的情緒已明顯輕鬆。負責退役工廠處理的東電子公司發言人透露,碎片清理工作已經完成,工廠終於能開始準備退役。

當然完整的後續作業並沒有這麼快,除了需要花費數百億美元巨資,時間上也需要花費 30~40 年才能妥善處理完,但至少近期而言,日本政府 9 月時已先為福島核災訂下一個目標:希望 2021 年前至少從 3 座毀壞的核反應爐提取至少 1 個已熔化的燃料棒。

東電核電部門總經理木元崇宏表示,過去他們並不知道燃料棒在哪裡,或呈現什麼狀態,但如今已能看到燃料棒的狀況,東電便能開始制定計畫取回它。

為了進行後續作業,官方也在核電廠附近建了一個價值 1 億美元的研究中心,用來幫助科學家和工程師開發新一代機器人,協助融化燃料棒的提取工作。

提取融化的燃料棒帶來的技術挑戰

只是即使是機器人,要進入福島核電廠的危險地區仍是挑戰。反應爐附近漆黑又雜亂,混雜著一堆廢棄管道和機器,儘管科學家嘗試透過一些巨大的 X 光機拍攝出大致的內部圖片,工程師幾次嘗試仍舊失敗了,機器人不是被碎片絆住,就是因過度輻射導致電路故障。

而不久前,尋找燃料棒的目標終於獲得一些進展。

為了進行尋找燃料棒任務,研發團隊近期運用輻射硬化材料製成一款稱為「小翻車魚」(Mini-Manbo)的機器人,Manbo 只有大概鞋盒大小,操縱方式與無人機相似,搭載微型推進器(propellers)和感測器以踏上前往危險地點的路程。

工程師為了這次任務,花了一個月時間訓練操縱過程,而在任務執行時,為了避免被路上的雜亂管線和過去損壞的機器人殘骸勾住,Manbo 花了 3 天時間才走過 20 英尺,到達第 3 座反應爐(Unit 3)的底部。

▲ 透過機器人,工程師首次見到 2011 年福島核災時融化的鈾燃料棒。

距離工廠要妥善清理還有很長的路程,但這項成功的確是很重要的一步;畢竟這是事故發生 6 年以後,工程師終於首次得以見到融化的鈾燃料棒影像。

日本官方希望這項發現,能成為福島核災的轉折點。

即使是現在,日本工程師團隊也持續努力,運用日本核能研究機構 JAEA 模擬反應爐建築的虛擬實境(VR)房間開發新的抗輻射機器人。

工程師目前為了其他兩個反應爐設計了一款可穿過殘骸的蛇形機器人,配合先前拍攝的大致內部影像,或許未來有機會能提取燃料棒。

JAEA 福島研發開發部門負責人川妻伸二表示,他從事機器人工程師已 30 餘年了,但從未碰過跟這項任務一樣艱難的挑戰。「這是日本機器人工程師的一項神聖使命」。

(首圖來源:Flickr/PROIAEA Imagebank  CC BY 2.0 )