סולם הטיהור של שפכים ב Fukushima

הכישלון הקטסטרופלי במפעל הכוח הגרעיני של TEPCO ב- Fukushima Daiichi במרץ 2011 הוציא כמויות עצומות של חומרים רדיואקטיביים.כדי לייצב את ליבת הכור הפגום, אשר עדיין מכיל פסולת דלק מלוטש, מפעילי הזריקו מים קירור ברציפות.תהליך זה יצר מעל 1.3 מיליון מ"ק של מים מזוהמים מאוד, מאוחסנים ביותר מ-1,000 על גבי טנקים באתר.

הצטברות של מים אלה מציגה משבר אחסון חמור.הטנקים מזדמנים ופגיעה לרעידות אדמה וצונאמי באזור הפעיל הסיסאנית.מים קרקעיים בתוקפנות, המוערך כיום ב -100 עד 200 מ"ק ליום, ממשיכה לנפח את הכרך למרות מחסומים מונדסים כמו קירות קרקע קפואים ומערכות תת-דרן.זה דורשות ללא רחמים טכנולוגיות לא רק סלקטיביות עבור ביוטכנולוגיה, אלא גם יכולות לפתח אתגרים חסכוניים של אנרגיה חסכונית, אלא גם מסולקים, אלא גם מאנרגיה גלובלית, אלא גם מאנרגיה אטומית, אשר יש להפחתתית, אלא גם, והיא יכולה לפתח אתגרים.

שיטות טיפול קונבנציונליות ומגבלות אחריות

תגובות חירום ראשוניות התבססו על טכנולוגיות מבוססות.כימיקלים באמצעות מלחי בריום הסירו את צ'יזון, בעוד hydrric hydroxide co-precipitation ממוקדת סטרואנטיום. Ion Exchange Resins כבשו מגוון של מערכות ייעודיות כמו ה- Kurion ו- SARRY יחידות התמקדו במיוחד בהסרה של cesium.מערכת עיבוד נוזלי מתקדם (ALPS) נפרסה מאוחר יותר ל-62 כדי לחסל את מערכת הרדיו באמצעות שילוב מיידי של מודעות ו-resrebacks.

חילופי היון המבוזבזים ומשקעים הופכים לפסולת רדיואקטיבית ברמה גבוהה, הדורשת איתנה חזקה ואחסון ארוך טווח. טריטייום, קיים כמולקולות HTO, עובר דרך כל מחסום קונבנציונלי כי ההתנהגות הכימית שלו כמעט זהה למים רגילים. התהליכים צורכים כמויות גדולות של רדיאטורים ואנרגיה, דורשים תשומת לב קבועה, וסובלים מפגיעה.

טכנולוגיות של Decontamination

מערכות Mmbrane Filtration Systems

טכנולוגיית Membrane התפתחה מעבר ל-osmosis פשוט הפוך. מודרני דיסרט מורכב ו גרפן תחמוצת קרום מונדסים מונדסים עם דיוק בקנה מידה זוויתי של אנגסטרום כדי להפלה בין איזוטופים.99 membranes ממושמעת עם ethers הכתר או ixarenes ניהול אנרגיה מבטיחות ( ⁇ ) יכול לשמור על cesium ו-Fateium תוך מתן מים משולש כדי לעבור דרישות דלקתיות גבוהות של נוזל גבוה, 000.

מולקולארית מזכר פולימרים מציעים התקדמות נוספת.על ידי יצירת חללים בצורת תבנית שמתאימה למושגים של מטרה, membranes אלה להשיג סלקטיבית קיצונית גם במבשלות כימיות מורכבות.הם פועלים בטמפרטורות מסובכות עם ערפל נמוך, מה שהופך אותם אידיאליים עבור ניתוח רב-מחזור מתמשך. כאשר יחד עם בדיקות בזמן אמת-חרוטסקופיה, מערכות כאלה יכולות להתאים באופן אוטומטי את הביצועים של כדור הארץ עם עודף לחץ קבוע עם עודף.

אזהרה אלקטרו-כימית ו-Oxidation מתקדם

טכנולוגיות אלקטרו-כימיקליות הופכות מינים רדיואקטיביים ישירות בממשקים אלקטרודה, תוך הימנעות מכימיקלים ניתנים להשגה. פיזור (CDI) משתמש ב- ⁇ פחמן אלקטרודות כי פרסומות של מתח נמוך מוחלות.להגיש את הפוטנציאל משחרר את השדות לתוך זרם פסולת מרוכז עבור ריצוף פסולת מרוכז עבור ייצוב. חוקרים באוניברסיטת טוקיו פיתחו אלקטרודות סטרינטיום-אלקטרוניקה אלקטרוניקה מטופחת עם hexacystraacternances exferins קיבולת מעוקבת כמעט .

תהליכי אלקטרו-חמצן מנצלים רדיקלים הידרוקסיל שנוצרים על ידי שרידים של יהלומים מוטבעים למינרליזציה של תרכובות אורגניות שיכולים להיות מורכבים עם רדיונוקלידים, שיפור יעילות ההפרדה במורד הזרם.התאים אלקטרוכימיים, חלקם כבר נבדקים בשדה באתר Fukushima, המאפשר טיפול מבוזר ליד המקור, צמצום סיכונים העברת אלקטרו-כימיקליים (ESIX) משתמש באופן פוטנציאלי לגרסאות אלקטרוליטיות של מחזוריות אופטיות אופטיות אופטיות, אשר מאפשרות סגסוגת חשמליות מסוימות, או סגסוגת חשמליות מסוימות, או גרורתית, אשר מאפשרות גרורתית מתאימה של מחזוריות, או סגסוגת חשמלית מתאימה של מחזורית, אשר מאפשרת סגסוגת חשמלית מתאימה של מחזורית, או גרורתית, אשר מאפשרת טיפול מבוזרת של מחזורית, אשר מאפשרת גרורתית, או גרורתית, כלומר, כלומר, כלומר, באופן פוטנציאלי, באופן פוטנציאלי, אשר מאפשרת טיפול מבוזרת של מחזורינית של מחזורינית, באופן פוטנציאלי, באופן פוטנציאלי, אשר מאפשר טיפול מבוזרת בטוחה של מחזורינית של מחזורי תיבות של מחזורי זמן קצר לאחר מכן, אשר מאפשר טיפול מבוזרת של מחזורי זמן קצר לאחר מכן, אשר מאפשר טיפול מבוזרת של מחזורי תיבות חשמליות חשמליות, אשר מאפשר טיפול מבוזר

אסטרטגיות ביו-רגולציה ואסטרטגיות התעמלות

אורגניזמים חיים מספקים ערכת כלים יוצאת דופן עבור לכידת רדיואיזוטופים.מיקרואלגה מסוימת, כגון FLT:0ChlorellaFLT:1, באופן טבעי לקחת cesium ו סטרנטייום באמצעות אשלגן ו-Siltamental Transs. על ידי הנדסה אלה אצות כדי לשרוד חלבונים ענקיים של אנרגיה ממתכת כמו מתכתלוטהנים, גורמים ביו-קנטנסיים יכול להגביר כמה מאות רב-Facted לתוך זרם חשמלי מוגבל (מחדש) עם חומרים אלקטרוניים מוגבל על פני השטח של מים מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 000 000 000 000 מוגבל, 000 000 000 000 000 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 000 מוגבל, 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

(התרגילות באמצעות צמחי גידול מהירים כמו פרחי שמש ושקמי מים נבדקו ב- Fukushima אדמה remediation.co.iled hydroponic מערכות נחקרות כדי לבחון רדיונוקלידים שאריות של בריכות הסתברותיות, בעוד איטי יותר מאשר שיטות פיזיות-כימיות, לולאות טיפול ביולוגי משולבות יכולות לשמש שלב מכריע, להפחית את הנטל הרעיל לפני סימולציה של 2 מינרלים לתוך מינרלים.

חידושים חדשים ו- Ion Exchange Materials

העשור האחרון ראה מהפכה בחומרי ⁇ עבור לכידת רדיונוקל. sorbents inorganic כמו גבישי silicotitanates (CST) וzeolites כבר זמן רב בשימוש, אבל פריצות דרך במסגרות אורגניות מתכת (MOFs) דחף באופן דרסטי אתסלקטיביות וקיבולת להקליט רמות.

פרסומות ממונוורות, כולל חלקיקים מגנטיים המצופה עם ligands סלקטיבית, לאפשר לכידת מהירה והפרדה מגנטית של רדיונוקלידים, מפשט את צעד ההפרדה המוצק-הקשועה. Graphene oxide aerogels פונקציונליים עם קבוצות carboxylic הראו עלייה יוצאת דופן אורניום ו actinides, בעוד הידרוקסידים שכבתיים כה בו זמנית מספר רב של תחליפים של טכנולוגיה כפולה של תאים כמו מחסנים יחיד.

רכבות טיפול היברידיות ואינטגראלי

שום טכנולוגיה אחת לא יכולה לטפל ביעילות בקוקטייל המורכב של שפכים Fukushima. הקונצנזוס נע לכיוון "רכבת טיפול" המשלבת תהליכים משלימים ברצף.רכבת מתקדמת טיפוסית עשויה להתחיל עם סינון membrane כדי להסיר קולואידים ומדווים מוצקים, ואחריו עמודה של MOF מבוסס sorbent עבור cesium ו סטרואנטיום, תא אלקטרוכימי למתח כבד, ומתכות ביוכימיות, ואמצעי קבוע על פני מחזור חיים ספציפיים.

גישה זו של מערכת-of-מערכת גם מאפשרת התאוששות חום, מחזור מים, ואת המעבר ההדרגתי מפסולת למשאב יקר. תאומים דיגיטליים - מודלים וירטואליים של צמח הטיפול המונע על ידי נתוני חיישן חי - אפשר למפעילים לדמות התאמות וביצועים בחיזוי בתנאי הסרה שונים של תחנת טייסים, אשר נבנו בשיתוף פעולה בין TEPCO, JAEA, ושותפים בינלאומיים הוכיחו כי רכבות היברידיות משיגות את הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת ה-Facin-Facine, בעוד שברשות עם כל גורם חד-Facomon-DUMD-DUM, בעוד שברשותו של מערכת ההפעלה, בעוד שברשותו של מערכת ההפעלה של קיבולת גבוהה יותר מ-D-D-DCT עם מספר קיבולת גבוהה יותר מ-D-D-D-D-D-D-D-D-R.

שיקולים סביבתיים ובטיחות

הדבקה מתקדמת אינה מבטלת את הצורך בניהול פסולת משנית.מודעות סנטים, ריבאונט מרוכז, שאריות ביולוגיות חייב להיות ייצוב במכזים כגון מלט, גיאופודים, או צורות מכוסות לפני אחסון זמני.הבחירה של חומרים ותהליכים חייב לקחת בחשבון עבור סוג רדיומקל וריכוז, חום, והתנהגות גיאולוגית ארוכת טווח תחת תנאי אבטחה, אשר עדיין מוגדרים על ידי פרוטוקול בטיחות, אשר עדיין מוגדרות, אשר עדיין מוגדרות, כמו דרישות בטיחות.

ניטור סביבתי סביב אתר Fukushima הוא רציף, עם רשתות של בארות מים קרקעיים, תחנות דגימה האוקיינוס, סקרי קרינה באוויר.שחרור מים מטופל אלפס החל בשנת 2023 תחת פיקוח IEA, עם ריכוזי טריטייום מלוטשים ל 1/7 של ערכת המים של ארגון הבריאות העולמי לפני השחרור נשאר רגיש מאוד שיתוף נתונים ומעורבות מקומית של שיטות ניטור נמוך יותר, רק כדי להשיג קריטריונים שמרנים ביותר של מערכות בקרה, אשר נמצאים במקום מרכזי כדי להשיג קריטריונים של מערכות בקרה נמוכה מאוד.

מערכת ALPS ו- Onמתמשכים

מערכת עיבוד הנוזלית המתקדמת, המבצעת מאז 2013, נותרה עבודת ה- Fukushima decontamination. היא משתמשת במספר רב של עמודות של מינון כימי ופרסום כדי להסיר 62 רדיונוקלידים, למעט הבולט של tritium. במהלך השנים, שינויים שיפרו את האמינות המהימנות: החלפת עמודות cesium-trontium מקורי עם יכולת גבוהה יותר, בנוסף לשוטר חזק יותר עבור טיפות זמן קבועות, יש צורך מדי פעם בדיקות זמן, כדי לאמת את יעילות קבועות.

TEPCO ושותפי המחקר שלה הם כעת לבדוק יחידת הפרדה משולשת של טייס המבוססת על אלקטרוליטיזה המשולבת וחילופי קטלליטית (CE) תהליך זה מנצל את ההבדל ההמוני הקטן בין מולקולות מים טריטיated ורגילות במהלך אלקטרוליטיזה ו- Catalytic מימן recombination. בעוד שגורם ההפרדה לשלב הוא צנוע, ארקדי השקעות מרובות שלבים יכול לרכז טריטיום לתוך שבריר קטנה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מופעל על ידי סגסוגת מים מתקדמים, אבל זה יכול היה יכול היה למנוע את זה יכול להוביל את זה יכול היה להפחית את הפחתת אפקט של סגסוגת של מים מתקדמים.

נתיבי מחקר וחדשנות עתידיים

קבלת Fukushima Daiichi צפוי לארוך 30 עד 40 שנים, שבמהלכו טיפול במים חייב לפעול עם אמינות כמעט מושלמת.כמה וקטורים מחקר הם קריטי.ראשון, ניהול טריטיום דורש פריצות דרך בקטליטי החלפת membranes או דינקייה Cryogenic שיכול להשיג תעשייתית באמצעות עלויות אנרגיה מופרזות.

אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונה מוחלים על מנת לחזות מודעות או תוחלת חיים, מחזורי התחדשות אופטימיזציה, וגילוי כשלים בציוד חיוני.תחזוקה חיזוי זה נמנע מפרסום בלתי מתוכנן ועלייה משנית של פסולת שלישית, שיתוף פעולה בינלאומי תחת IAEA וסוכנות האנרגיה הגרעינית של ה-OECD מאיץ את העברת תגליות בקנה מידה מעבדה לא-טיפוסי.

תוכניות במימון ציבורי, כולל פרויקט הזיה של יפן ו- (FLT:0IAEA Review משימות FLT:1, מפרסם באופן רציף ממצאים המנחים את המסגרת הרגולטורית המתפתחת.התובנות שהתקבלו ב Fukushima יודיעו מוכנות לתאונה גרעינית ברחבי העולם ו- Catalyze ההתקדמות הטכנולוגית החל מפסולת תעשייתית מאתגרת אחרות, החל מכריית לייצור תרופות.

מסקנה

האתגר של טיפול במים מזוהמים ב-Fukushima הוא חסר תקדים גם בקנה מידה וגם מורכבות, אך הוא שחרר גל של יצירתיות הנדסית. מתקדם membrane filtration, תאים אלקטרוכימיים, ביו-מתווך, ורכבות טיפול היברידיות חכמות הופכות למעשה בעיה בלתי-נרכשת למשימות מגובשות, בעוד שטריטום נשאר הפרדה קדושה, השיפור היציב של מערכות בקרה בינלאומיות יכול להיות משוחררות כבר משוחררות על פני מים בלתי-מחדשות.

השיעורים שנלמדו להרחיב את התאונות הגרעיניות.חדשנות ב sorbents סלקטיבי, ניטור בזמן אמת, ופילוסופיה של אפס-ליויד-דיסקוויד-דיסקוויד-דיסקוויד-דיסקו-דיסוטה הם כעת מציאת יישומים בתעשיית הטיפול במים הרחבה יותר.החוויה של Fukushima מלמדת כי עמידות טכנולוגית, שקיפות ושיתוף פעולה בינלאומי הם חשובים כמו החומרה עצמה.