זיהום הנחתים של פוקושימה: הנדסה מתקרבת למייגציה

סולם וטבע של דיסיעה רדיואקטיבית

רעידת האדמה וצונאמי של ה-11 במרץ 2011, עוררה קערה קטסטרופלית ב-Fukushima Daiichichi כוח גרעיני, וכתוצאה מכך שחרור מקרי המשמעותי ביותר של חומרים רדיואקטיביים לתוך האוקיינוס בהיסטוריה, כאשר כוח הגיבוי אבד ו ליבת כור התמוסס, בעוד כמויות גדולות של מים מוזרקים לקירור הפכו להיות מזוהמות מאוד באמצעות דלק פגוע.

סטרנטיון-90 וטריאטום שוחררו גם, למרות שהתנהגותם הסביבתית שונה במידה ניכרת. סטרנטיון, עם חיי מחצית של 29 שנים, מחקה סידן ויכולה לקשור לרקמות העצם, בעוד שטריאטום, איזוטופ של מימן, משלב ישירות לתוך מולקולות מים, מה שהופך את ההפרדה קשה במיוחד.

מעבר לרדיונוקלידים העיקריים, כמויות של פלוטוניום ו americium התגלו באזורי החוף ליד האתר.אלמנטים טרנסאורניים אלה, שמקורם בדלק הכור עצמו, נקשרו חזק לחומר חלקי ומהווים סיכון ארוך טווח בשל הזיהומים הקיצוניים שלהם, אך מחצית החיים של אלפי שנים.

אסטרטגיות הנדסה חיוניות

מול זיהום האוקיינוס מאתר תאונה ארצית דורש מערכת הגנה רב שכבתית.מהנדסים חילקו את האתגר לשלוש חזיתות רחבות: טיפול בנפח העצום של מים מזוהמים המאוחסנים באתר, מניעת הגירה נוספת של מכשירי רדיו באמצעות מי הקרקע וקרקע, וניהול הפסולת המוצקה המיוצרת על ידי תהליכי טיפול.כל חזית מסתמכת על חבילת טכנולוגיות שהתפתחו באופן משמעותי מאז שנת 2011.

מערכת עיבוד נוזלית מתקדמת (ALPS) וטיפול במים

המרכז של ניהול מים באתר הוא מערכת עיבוד נוזלי מתקדם (ALPS), בנק של עמודות ספיגה כימית שנועד להסיר 62 רדיונוקלידים שונים מן מים מזוהמים.המערכת משתמשת סדרה של מסננים המכילים חומרים כגון נתרן titanate, מופעל פחמן, וספקית רמות הסרה של נתונים קטנים יותר, סגסוגת אלטריום (Tomctom) על ידי הסרת ספקטרום חשמלי (Tomctomtom) נמוך יותר מ-tomtomtomtomine) הוא רק על ידי LTTruium-tomcreceine) על פי רמות LTTrucereceine (D) של LTT) של ⁇ tium-tomcreine) של ⁇ reine-tomcretinronine-tomcreine-tomine) אשר ניתן לטפל ב-tomine-tomine-tomine-tomine (D) על ידי ירידה מוגבלת של ⁇ reine-tomine-tomine-tomine-tomine-tomine פחות.

המציאות המבצעית הייתה מאתגרת יותר מהעיצוב התיאורטי.בעיות ביצועים מוקדמות, כולל סינון, תקלות חותם מסתם, והצטברות בלתי צפויה של פיקדונות רדיואקטיביים ברמה גבוהה בצנרת, הכפופות מרובות ו- 140 מהנדסים הגיבו על ידי הצגת צעדים טרום טיפול כמו osmosis לאחור ו- Mediaing כדי להפחית את העומס על העמודות הסלקטיביות, כמו גם כלי בדיקה רובוטיים כדי להחליף ולחשוף כמה מ"מתקני מקביל"ל"ל"כ .

למרות שמו, ALPS אינו מייצר מנעול נקי לחלוטין. טריטימטום, נוכח מים מחוסנים (HTO), לא ניתן להסיר מבחינה כימית על ידי ספיגה כי הוא מתנהג זהה למים רגילים.גורם הפירוק הגבוה הזמין ב סגסוגת מים קבועה (הכולל אטומית של זמן רדיו נמוך של 3tium) תחת פיקוח על פני 2023 של מים לטיפול במים אל-פני האוקיינוס השקט לאחר שחרור חד-חמצני.

מחסומים במים קרקעיים וגדרי משנה

מניעת מי קרקע נקיים מלהיכנס לבניינים הכור ומונעת מים מזוהמים לברוח לנמל דרשה אחד הפרויקטים הנרחבים ביותר להנדסה אזרחית הנדסה אזרחית הנדסה שבוצעה אי פעם באתר תאונה גרעינית.מהנדסים פרסמו רשת של מחסומים אנכיים, משאבת בארות, וקיר אדמה קפוא שביחד יוצרים מערכת המכילה מערכת המכילה הידראולית הידראולית.העיצוב היה צריך לקחת בחשבון את הגיאולוגיה המקומית, הכוללת שכבות של חול, קבר, קבר, ושפל, וגמישות נמוכה, אשר מעדיף נתיבי דם שטוחים לזרימה.

הקיר הלא-אפשרי של כדור הארץ, שנבנה על ידי נסיעה של גיליון פלדה ערימה של 30 מטרים קפוא עמוק לתוך בוץ חסר-הנוחות נמוכה, חותך את הקרקע בצד ההר זרם לכיוון אזור הכור.רשת של 150 בארות עמוקות במעלה הזרם של קיר משאבות מים קרקעיים אל פני השטח לפני שהוא יכול להפוך מזוהם; מים אלה הם מדגם ונקים לתוך האוקיינוס דרך מערכת עקפת בין הכורים ו-1.5 ק"מחץ ארוך-קלי דם, 000, 000 עד ליום, 000 ארוך, נוצר באופן קבוע, 000, 000 נוזל מים זורמים לתוך כדור הארץ, 000, 000 ארוך-טווח, 000, 000, 000, 000 ארוך-טווח של נוזל נוזל נוזל נוזל נוזל קירור, הוא נוזל קירור, 000, 000, 000 ארוך-מחץ, 000 נוזל מים זורמים לתוך נוזל מים זורמים לתוך נוזל מים זורמים לתוך כדור-טווח של נוזל נוזל נוזל נוזל נוזל הדם, 000 ארוך-טווח של נוזל הדם, 000 ארוך-מחץ עד נוזל עד נוזל הדם, 000 ארוך-טווח של נוזל הדם, 000 ארוך-ידי נוזל הדם, 000 ארוך-טווח של נוזל נוזל נוזל נוזל הדם, 000 עד נוזל עד נוזל עד נוזל נוזל נוזל הדם, 000 ארוך-ידי נוזל הדם היה מסוגל היה מסגסוגת נוזל נוזל נוזל נוזל נוזל הדם

בצד האוקיינוס, ערימה של גלימת צינורות פלדה עם מפרקי מים סוגרים את אזור הריבוע המיידי, ומערכת אוטומטית של משאבות בלתי ניתנות לערעור מכסה את קרקעית הים כדי למנוע משקעים מזוהמים מ-140 מ"מ בתוך נמל סגור זה, מערכת אוטומטית של משאבות בלתי נשלטת לאסוף כל מי קרקע אשר רואה את המחסומים ומעבורת לטיפול זה 140 מי מעוקבים אלה מכילים באופן דרמטי של מים זורמים, במיוחד ביום חמישי של מים בלתי מבוקרים של מים בלתי מבוקרים, במיוחד, כולל של מים זורמים, במיוחד, כולל של מים זורמים של מים זורמים של מים זורמים, כולל של היום, כולל של 540 מטרים ספורים של מים זורמים של מים בלתי מבוקרים של מים בלתי מבוקרים של מים מחסומים גרעיניים, במיוחד, כולל מים מחסנים של מים מחסומים גרעיניים של מים מחסומים עתידיים של מים מחסנים של מים מחסומים גרעיניים, כולל מים מחסנים של מים מחסנים של מים מחסנים של מים מחסנים של מים בלתי מבוקרים, במיוחד, במיוחד, כולל מים בלתי מבוקרים של מים מחסנים של מים בלתי מבוקרים, כולל מים מחסנים של מים מחסנים של מים מחסנים של מים בלתי מבוקרים, כולל מים בלתי מבוקר

אספקת ים וחילול ים

cesium רדיואקטיבי נקשר מאוד חלקיקים חימר במשקעים ימיים, יצירת מאגרים של זיהום שיכול להימשך עשרות שנים ולספק מסלול לאורגניזמים benthic מיד לאחר התאונה, המשקעים בנמל נמצאו להכיל cesium-137 ריכוזים מעל 100,000 Bq / kg. התגובה ההנדסית שילבה ייבוש עם החלפת המרחב של זיהום אווירי של צינורות חרוטציה היה גבוה יותר מ 100,000 Bq / ק"ג.

התכווצות ממוקדות באמצעות דלי לכידת הידראוליות הסירו את המשקעים המזהמים ביותר מהנמל וה התעלה ישירות מול יחידות הכור.החומר המזעזע היה מחוספס, מייצב, והוצב במאובטח על מתקני אחסון באתר.עבור אזורים שבהם נזיקין נוסף אורגניזמים זעירים על גבי משקעים טבעיים, כולל משקעים רבים של קפריזטה, אשר נספו על ידי משקעים טבעיים, כולל ריצוף מים עמידים של ריבועים, כולל ריבועים בודדים, 000 עמידים, 000, 000, 000 עמידים, 000, 000, 000, 000, 000 עמידים, 000 עמידים, 000, 000, 000, 000 ריצוף מגובה על ידי ריצוף טבעי, 000, 000, 000, 000 קטיפה, 000, 000, 000, 000, 000 ריצוף טבעי, 000 ריצוף, 000 ריצוף ריצוף ריצוף, 000 ריצוף, 000 ריצוף טבעי, 000 ריצוף, 000 ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף, 000 ריצוף, 000 ריצוף, 000 משקעים על ידי ריצוף ריצוף, 000 ריצוף, 000 ריצוף, 000 ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף

ייצוב פסולת והצלה

תהליכי טיפול במים מייצרים פיסת רדיו ממוקדת, פילטרים מובלים, ומגוון של פסולת מוצקה משנית.חומרים אלה מייצגים את השבריר המאתגרת ביותר של משימת ההנדסה, כי הם חייבים להיות מבודדים מן הסביבה במשך תקופות הרבה מעבר לחיי העיצוב של תשתיות קונבנציונליות.הגישה העיקרית הייתה לערעור את הפסולת באמצעות מלט, זכוכית, או טכניקות מוצקות גיאו-פומריות.

Cement מוצקה, השיטה הנפוצה ביותר בשימוש נרחב, כוללת ערבוב הפעוט עם פורטלנד מלט ותוספים כדי ליצור מונוליטי מוצקה.הבלוקים וכתוצאה מכך הם מוצצים בפלדות ומושפעים מבני אחסון ייעודיים.עם זאת, תכולת המים גבוהה ותגובתיות כימית של ה-Stevetation יכול לגרום נפיחות וסדקים לאורך זמן.

יכולת אחסון זמנית באתר הורחבה ליותר מ-3,000 מיכלי פלדה כבדים ובניינים רבים של אחסון פסולת מוצק, כולם ממוקמים על קרקע גבוהה מעל אזור השיקום הצונאמי. מערכות ניטור מבניות מתקדמות, כולל חיישני הטיה רציפה ובדיקות קורוזיות, לעקוב אחר מצב של כל מתקן.ארו-טווח תוכניות לייצוב פסולת מייצבת לכדי חידוש מובנה בנוי מחדש, אך לשבת משא ומתן ממוקד, עומד כעת על 20 מיליון מערכי אחריות של תהליכי בנייה יציבים.

רובוטיקה וחיפוש מרחוק בסביבה מסוכנת

שדות הקרינה הקיצוניים בתוך ומבנים הכור הופכים את התערבות אנושית ישירה בלתי אפשרית עבור משימות קריטיות רבות, כולל זיהוי המיקום המדויק ומצב של דלק נמס וגילוי דליפות דקה.בתגובה, TEPCO ושותפיה הבינלאומיים השקיעו בכבדות באקוטיקה ובסיסית רובוטיקה במיוחד עבור סביבות עתירה גבוהה.

כלי רכב המופעלים מרחוק (ROVs) מצויד במצלמות קרינה-הקשודות, gamma spectrometers, ומדגמי מים נבדקו באופן שגרתי מבנים תת-מעורשים של יחידות 1–4 תעלות צריכת קרינה, מכונות אלה שרדו מינונים ממוקדים של כמה מאות משקעים, הודות למוליכים למחצה סובלניים ורשתות כבל שמונעות אלקטרוניקה רגישים מחוץ לאזורי ה-Ricrex הגדולים ביותר, הוא מיפוי זמן קצר מ-DIVEL, אשר מאפשר ל-DIVEDIVECremicial של פעילות גופנית (מתקני בטיחות) של מחזור זמן קצר של מחזור זמן קצר של מחזור זמן קצר יותר מ-DIVE 3 ק"מתאים (מתאים של תאים חשמליים).

מעל מים, צי של רובוטים מעקב עוקב מצויד גלי גלאי לידר ומן השדלים שימש כדי לעמית בתוך כלי ההחזקה ללא קידוח נרחבים של דגימה מוון, שפותח במקור עבור חקר גיאולוגי, אמצעים הפיזור של ריריות קוסמית-ריי כדי ליצור מפות של אזור הליבה של ה-Ricial.טכניקה זו סיפקה כמה מן הראיות הראשונות של הפצת דלק, אשר הובילו לאחר מכן החלטות ניתוח קיסרי של שבועות מורכבים של אינטגרציה של זמן קצר לאחר מכן.

מדדי התאוששות אקולוגית ו- Fishery Recovery

אין אסטרטגיה להפחתה הנדסית שניתן לקחת בחשבון ללא השקעה במקביל בשיחזור אקולוגי, בעוד אפקט הדילול של האוקיינוס הפתוח שמר על רמות הרדיופסיום בדג האגן שנתפס מתחת לחוף Fukushima מתחת לגבולות הבטיחות המחמירים ביותר של 100 Bq/kg ביפן מאז 2015, הדג החוף הגרמני הוחרב על ידי התאונה והנזק המוניטיןי שמאוחר יותר תרם להחלמה באמצעות עיצוב רגישות גבוהה של 5 ק"מ, אשר ניתן לפקח ישיר על ידי 5 משאיות חקלאיות מקומיות תחת לחץ דם מקומי, אשר נשמרו על ידי חברת BS, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 של ציוד למניעת שימוש ישיר על ידי ציוד רכבת הרים של ציוד למניעת שימוש ישיר על ידי אספקת ציוד רכבת הרים של ציוד רכבת הרים של ציוד רכבת הרים של ציוד רכבת הרים של ציוד רכבת הרים של

מבנים שונית מלאכותית, אשר נוצרו במקור כמגבירי גידול דגים, עוצבו מחדש עם גלאי גמא משובצים המעבירים נתונים איכותיים רציפה לאתר ציבורי, אלה "שוניות חכמות" לשרת מטרה כפולה: מתן בתי גידול למינים חשובים מבחינה מסחרית כמו flounder ו abalone, ותפקוד כמו צגים של שיטור בלתי צפוי של מחקר שפורסם בכתב העת של מערכות רדיואקטיביות סביבתיות אשר ניתן לזהות פחות מ -41 שעות של הגנה סביבתית.

אספקת ים באזורים המשפיעים ביותר הושלמה על ידי השתלה בקנה מידה פיילוט של אורגניזמים הנקה מסנן כגון זוסטרים ושרירים, אשר באופן טבעי מצטבר של contaminants. בעוד לא שיטת ניקוי ראשונית, גישה ביו-סטרקטיבית זו מספקת מדד רלוונטי ביולוגית של בדיקות אבטחה מוסמך גם עבור הערכת מערכות אקולוגיות מאושרות ומעורבות קהילות מקומיות בתהליך שיקום.

כיוונים עתידיים ושיתוף פעולה בינלאומי

במבט קדימה, המשימה ההנדסית ניצבת בפני שני אתגרים נפרדים אך קשורים: השלמת ההשמצה של אתר Fukushima Daiichi ופיתוח טכנולוגיות שניתן לפרוס במהירות במקרה של תאונה ימית גרעינית עתידית.האתגר הראשון נשלט על ידי Retrieval של רכיבי פיזור דלק מורכבים, משימה שעבורה הזרוע הרובוטית שעוצבה במיוחד, עם מערכת אווירית וריק מתוכננת לניסוי אווירי של פחמן מורכב, היא 10 מטרים של דלק רדיואקטיביים, אשר חייב לפעול תחת לחץ דם רדיואקטיבי, והוא דורש זיהום אווירי, כולל, כולל, כולל של פחמן רדיואקטיבי, והוא דורש, כולל, כולל של פחמן, כולל של פחמן דו-עשר מטרים קריטי, 000, 000, והוא דורש, 000, לחץ דם רדיואקטיבי, והוא דורש, והוא דורש, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, והוא דורש, 000, 000, והוא דורש, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, מערכת רובוטי, 000, 000, מערכת רובוטי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000

האתגר השני עורר עניין גלובלי במערכות טיפול קומפקטיות, מודולריות שניתן לרומם לאתר תאונות חוף. Prototypes תחת פיתוח של FLT:0IA Incident ו-חירום CentermentFLT:1 להשתמש בהפרדה מגנטית גבוהה ⁇ כדי להסיר cesium-adsorbing חלקיקים ואלקטרוקוציה כדי למנוע יחידות מעוקבים יעילים בתוך כדור מים, אשר יכול היה לטפל במרווחי מים סטנדרטיים עם מחזורי מים סטנדרטיים של 50 מטר, אשר יכול היה להפחית באופן דרמטי, אשר יכול להיות מסוגל לטפל במרווחה של מחזורי מים סטנדרטי עם מחזורי מים סטנדרטיים עם מחזורי מים סטנדרטיים עם מחזורי מים עם מחזורי מים סטנדרטיים עם מחזורי מים.

שיתוף פעולה בינלאומי נשאר המנוף של התקדמות.התאונה Fukushima יצרה שפע של נתונים על תחבורה רדיונוקלית בסביבה הימית אשר שולבה במודלים של אגן פתוח המופעל על ידי ארגון האמנה הגרעינית-Test-Ban ו- IEA. מודלים אלה משתנים כעת כמכשירים תכנון עבור מדינות החוף, המאפשר להם לחזות את המסלול הסביר של קונפירציה מקושרת בתוך דקות של חיזוי האוקיינוסים מתקדמים, כגון העדכונים האלקטרומגנטיים של מערכות הגנה על ידי הגנה על ידי הגנה על ידי חיישנים אלה.

גבולות מבטיחים נוספים הם פיתוח של מודעות סלקטיבית חומרים שמקורם אנלוגיה כחולה פרוסיה ומסגרות מגזעיות מתכת שיכולים לחלץ cesium ו-Franntium ממי הים עם סלקטיבית כפולה של אלפי על נתרן ו אשלגן.חומרים אלה, אם הם מתקינים את ה-Surchreciateds של בדיקות מחזוריות קבועות או מ- ⁇ , יכולים להיות מושתמים דרך מים מזוהמים או מעוגן בערוצים נוכחיים עבור 24 שעות הפעלה נמוכות.

מסקנה

הזיהום הימי הנובע מתאונה Fukushima Daiichi דרש גיוס של כישרון הנדסי רק לעתים רחוקות נראה בשיקום האוקיינוס.מרכבות סינון של אלס"ס לקיר הקרקע הקפוא והשוניות החכםות המונעות כעת ניטור מים החוף, כל פתרון מגלם תערובת של דיסציפלינות כימיות, אזרחיות ורובוטיקה.