Table of Contents
פתרונות אחסון הפסולת של פוקושימה: אתגרים הנדסיים וחדשנות
רעידת האדמה הגדולה של מזרח יפן והצונאמי שיצרה שרשרת קטסטרופלית של אירועים ב- Fukushima Daiichi כוח גרעיני הצמח, המוביל להתמוסס בשלוש ליבות כור ושחרור כמויות עצומות של חומר רדיואקטיבי. יותר מעשור לתוך ה-Fukushima Daiichi כוח גרעיני, העולם צופה באחת ממשימות ההנדסה המורכבות ביותר בהיסטוריה.
ההיקף והמגוון של פסולת הרדיואקטיבית של פוקושימה
בניגוד לפרויקטים טיפוסיים של פירוק גרעיני, אשר מתמודדים עם זרמי פסולת צפויים יחסית, Fukushima מציגה מלאי ייחודי של heterogeneous.התאונה יצרה שלוש קטגוריות פסולת עיקריות, כל דורש גישה הנדסית מותאמת לחלוטין.
ראשית, עולה מן המים המיושבים מן המים המקרקעים (FLT:0) מבניינים כור פגום, בשילוב עם הזריקה רציפה של מים קירור הדרושים כדי לשמור על דליקות דלק מלוטש יציבה.המים האלה מצטברים בקצב של כ-100 עד 130 מ"ק ליום, כמו של 2024 מוקדם, מעל 1.3 מיליון מ"ק של מים מעוקבים ולא מאוחסנים על פני שטח זה, כולל סגסוגת מים סגסוגת, לאחר סגסוגת רחבה זו, כולל סגסוגת מים סגסוגת של כלי סגסוגת גבוהה ביותר, כולל סגסוגת גבוהה ביותר, כולל סגסוגת מים סגסוגת מים סגסוגת גבוהה ביותר, כולל סגסוגת של מים סגסוגת מים סגסוגת של מים סגסוגת, כולל סגסוגת של מים סגסוגת, כולל סגסוגת גבוהה ביותר, לאחר סגסוגת גבוהה ביותר, לאחר סגסוגת מים סגסוגת מים סגסוגת מים סגסוגת, לאחר סגסוגת מים סגסוגת עם סגסוגת עם סגסוגת גבוהה ביותר, לאחר סגסוגת עם סגסוגת גבוהה ביותר, לאחר סגסוגת עם סגסוגת מים סגסוגת גבוהה ביותר של מים סגסוגת גבוהה ביותר של מים סגסוגת של מים סגסוגת של מים סגסוגת, לאחר סגסוגת עם סגסוגת גבוהה ביותר של מים סגסוגת מים סגסוגת מים סגסוגת, 000 סגסוגת,
שנית, ⁇ :0 ⁇ רדיואקטיביים מסולקים 1FreaLT) כוללת את כל מה שממנה פלדה מבנית מקודמת ומטה מבני הכור ועד לערכאות הדלק המבוזבזות עדיין יושבות במאגרים פגומים.במהלך הפיצוצים המימן שעולים דרך יחידות 1, ו-4, רכיבים מבניים כבדים היו מפוזרים על פני השטח, רבים מהם, אשר ספגו שימוש נרחב בתהליך של חיתוך, מחוספס, ודמויות, הם מייצרים רק 7 מחוסנים, 000, ומחסומי פסולת, אשר משמשות, כמו גם כלי אחסון יציבים, כמו גם כלי אחסון מוצקים, אשר נמצאים תחת לחץ מלא, כולל, כולל, כולל, כולל של 7, כולל, 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, 000, 000
שלישית, בזבזנית של 0 ;0 שניות מטיפול במים FIRLT:1 , הפכה לאתגר משמעותי בזכות עצמה.מערכת עיבוד נוזלי מתקדם (ALPS) ומתקני טיפול אחרים מייצרים סלורים מרוכזים ועמודות מודעות מובלים. אלה מוצרי פסולת גבוהה אלה דורשים אי-יציבות ואמצעי אחסון שונים מניהול כמויות גדולות או מפולות בקנה מידה גדול מעל 270,000 מעוקבים כיום דורשות כלי תקשורת מבודדים, כולל מחסנים לטווח ארוך, כולל של מחסנים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לטווח ארוך, ואספקה לטווח ארוך, כולל של מחסנים של מחסנים של מחסנים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לטווח ארוך, 000, 000, 000 לטווח ארוך, 000, 000, 000, 000 לטווח ארוך, 000, 000 לטווח ארוך, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לטווח ארוך, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לטווח ארוך, 000 מחסנים של מחסני
ניהול מים ומהפכת הטיפול ב- ALPS
החלק המרכזי של אסטרטגיית הפסולת הנוזלית של Fukushima הוא גישה רב-תחומית לטיהור מים. Tokyo Electric Power Company Holdings (TEPCO) יישמה רשת של מערכות עקפי מים, תת-דרדרנים, וחומות חד-קרקעיות אחרות, כדי להפחית את זרימת מי הקרקע לתוך המבנים הכור.
התפתחות מערכת עיבוד הנוזלי המתקדמת
תהליך ALPS משתמש סדרה של משקעים ועמודות מודעות.בשלב הראשון, ברזל co-precipitation ומשקעים פחמן scavenge alpha-emitting nuclides ו סטרנטיון. המים עוברים דרך אמצעי מודעות מרובים, כולל תחמוצת טיטניום, zeolite, ו resins המומחיות כי לכידת ium, סטרואנטיום, אלמנטים אחרים של ALPS הוא תנאי הנדסית הוא משמעותי של זמן רב.
מאז היישום הראשוני, TEPCO כבר ארגן מספר רכבות אל-PS עם תצורה שונה. הדור הראשון, הזמין בשנת 2013, נאבק עם דרישות אחסון תכופות ותחזוקה גבוהה עקב השעועים במים הגולמיים.דורים מאוחר יותר משולבים בשלבים טרום-מטטר ושיפור בקרת dos כימי, הגדלת דרך תיק עד למעלה מ -40 אחוזים.
אתגר טריטיום ואוקיינוס לשחרר
רדיו אחד נשאר בעקשנות מחוץ להישג ידו של אלפס: טריטייום.כאיזוטופ רדיואקטיבי של מימן, טריטיום מהווה חלק ממולקולה המים עצמה ולא ניתן להפריד על ידי סינון קונבנציונלי או אמצעי כימי.במשך שנים, מים זעירים-מזומנים שנצברו באופן דרסטי בטנקים ללא מסלול שחרור ברור, הניצוץ 10,000 ציבורי ודיפלומטי אינטנסיבי, במיוחד עם מדינות שכנות המעורבות של הערכה מדעית ותוכנית חיצונית של מים נקייה מ-אווירית אחת, עם מחזור מים, עם מחזור מים, עם מחזור מים נמוך יותר מ-אווירה, לאחר 20 חודשים של 20 חודשים של מים מספטמבר, ומערכת הביטחון ה-אווירה, 000, 000, ומערכת הביטחון ה-אווירה, החל מ-אווירה, 000 גבוהה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוהה, 000, 000 גבוהה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 טווח, 000, 000, 000 גבוהה, 000 מאי-ידי מערכת הביטחון המהיר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוהה, 000, 000, 000, 000, 000 אווירי אווירי
אחסון תשתית טנקים: הנדסה עבור חוף רעידת אדמה
חוות הטנק של פוקושימה מייצגות הישג הנדסי אחסון מונומנטלי בזכותן.בשיאם, למעלה מ-1,000 טנקים של עיצוב משתנה קו בצד הגבעה המשקיף על הכורים ההרוסים, מחזיק יותר מ-1.3 מיליון מ"ק של מים מטופלים וטופלו חלקית.הפילוסופיית העיצוב התפתחה באופן דרמטי לאורך זמן, מונעת על ידי כישלונות מוקדמים והאיום הסיסמית' המגדיר את חופי האוקיינוס השקט של יפן.
טנקים מוקדמים היו לוחות פלדה עם חותמות גומי, שהוקם באופן חד משמעי כדי להתמודד עם הזינוק הראשוני של מים.מספר של טנקים מכוערים אלה שפותחו דליפות בשנת 2013, המוביל למקרי זיהום מים פגומים שפגעו קשות אמון הציבור.TEPCO השיקה מיד תוכנית זיקוק בסיסית.הדור הנוכחי של טנקים מחוסנים פלדה תמיד עם ליסודות כפולים ומערכות בסיס המאפשרים בדיקה חזותית של כל אחד של מינרלים סלעי מתכת, לפני שברשותו של כל אחד מהם יש צורך זרם פלדה באופן ישיר.
מעבר לשלמות הטנק הבודד, חצר האחסון כולה חייבת לעמוד באותן רעידות אדמה של גוש הפחתת גודל 9.מהנדסים גיאוטכניים ביצעו ניתוח ליקפצ'אקציה נרחב, תוך קביעה שהבסיס של החווה על Miocene-era בוץ מספק יכולת מספקת של ניהול דלק גמישה וכיסוי עצמי של מערכות דלק לא יכלו גם לשלב יותר של מים מתוחכמות, כמו גם למנוע מחץ חשמליות חום וחום של מערכת מים.
סולידריות פסולת ודיון ניהול: מרוטפל ועד רסטורי
בעיית הפסולת המוצקה ב-Fukushima נעה בין הרקב למסוכנת ביותר.מיין, חיתוך, ואריזות חומר זה דורש בבטחה פעולות מבוקרות מרחוק ואופיציה רדיומטרית קפדני.מהנדסים היו צריכים לפתח זרמי עבודה חדשים לחלוטין לטיפול בחומרים שאף אחד לא תכנן לנהל.
המונחים: heterogeneous Debris
לאחר הפיצוצים, חתיכות גדולות של מבנה בניין כור, כמה במשקל כמה טון, היה צריך להסיר באמצעות ארגזים זחליים מצויד מצלמות קרינה. שפשף מזוהמים מאוד נחתך לתוך מגזרים ניתנים לניהול בתוך המתחם זמני עם סינון אוויר, ולאחר מכן מועבר לקרני פלדה מעוצבים אישית עבור אחסון ביניים. אלה הם מחסנים ייעודיים שטח אחסון חיצוני עם מגן קונקרטי כדי לשמור על מינון עובד מתחת ל 50 מחסנים המדומים של רדיו מומלץ על ידי לוחמת כלי רכב מיוחד על ידי הגנה מפני קרינה מחוסמת כלי רכב מאובטחים סטנדרטית כלי רכב מאובטחים סטנדרטיים סטנדרטיים לוחמת כלי רכב מאובטחים לוחמת כלי רכב מאובטחים של כלי רכב מאובטחים על ידי aRMIRMI מופעלת על ידי הגנה מפני הגנה מפני הגנה מסווגת על ידי לוחמת כלי רכב מאובטחים על ידי לוחמת כלי רכב מאובטחים על ידי לוחמת פלדה ייעודית כלי רכב מאובטחים על ידי מערכת הגנה מסווגת של כלי רכב מאובטחים של פלדה ייעודית של כלי רכב מאובטחים על ידי מערכת הגנה מסווגת של כלי רכב מאובטחים של פלדה ייעודית של לוחמת פלדה עבור אחסון מסווגת של פלדה ייעודית של פלדה עבור אחסון לטווח בינוניים.
טכניקות הפחתה ו Immobilization
עבור פסולת משנית מוצקה כגון בגדים הגנה משומשים, מסננים HEPA, ו- קידוד, TEPCO מפעילה כמה אתרי In-site incineration ומתקנים לצמצום נפח של קומפקטיות בלחץ גבוה להפחית את נפח הפסולת המוצקה על ידי גורם של עד 10 לפני שהוא ממוקם לתוך מחסנים חשמליים חזקים יותר 200 ליטרים.
רובוטיקה וידלינג מרחוק: צמצום החשיפה האנושית
גישה אנושית ישירה לאזורים רבים של אתר Fukushima Daiichi הוא בלתי אפשרי או מוגבל מאוד בגלל שדות קרינה אשר יספקו מנות קטלניות בתוך דקות. מציאות זו הניעה מהפכה רובוטיקה גרעינית ומערכות טיפול מרחוק התומכים ישירות במנגנוני אחסון פסולת.המהנדסים שעובדים על בעיה זו צריכים להמציא מכונות המסוגלות לפעול בתנאים שאף רובוט מסחרי לא נועד לשרוד.
מניפולטורים רובוטיים המצויים במצלמות קרינה, לידר, ו- gamma spectrometers משמשים כדי לבדוק את הפנים של כלי שיט ראשוניים ולהחתך ולחבילה פסולת.לדוגמה, כלי רכב המופעל מרחוק ממנצ'סטרו סקר את האזורים התת-ימיים של יחידת 3 pedestal, זיהוי המיקום והמצב של דלקות.
פרוטוקולי מעקב ובטיחות
דאגה ציבורית מעל אחסון הפסולת של פוקושימה אילצה רמה חסרת תקדים של ניטור סביבתי, המשמש גם כפונקציה בטיחות ומנגנון שקיפות.האתר כולו מוטבע על ידי יותר מ -100 פוסטים ניטור המדידה את שיעורי המינון של gamma ודיווח נתונים בזמן אמת לאתר אינטרנט מול פנים ציבוריות.קרקע מדגימה בעשרות בארות שבועיות וניתח עבור חבילת רדיונוקלידים, כולל רצף של זיהוי מרחוק, עם מגבלות זיהוי מרחוק מתחת לרמה.
כל מיכל מים ובניית אחסון פסולת היא צומת ברשת צפופה של גלאי דליפת סיבים אופטיים זיהו כבלים רגישים של אספקת דלקים נוזליים, אשר נמצאו תחת הטנקים, יכולים לזהות נורמה טמפרטורה הקשורה לדלפה נוזלית.
שרידים ארוכים ופרטים גאולוגיים
בעוד שהמסלול לשחרור המים יסלק בסופו של דבר את נטל החווה הטנק, הפסולת המוצקה והגבוהה תישאר מסוכנת מבחינה רדיולוגית במשך עשרות אלפי שנים. האסטרטגיה ארוכת הטווח של יפן נשענת על הרעיון של מאגר גיאולוגי עמוק, בדומה לאלה המתוכננים או התפעוליים בפינלנד, שוודיה וצרפת.
מחקר בנושא דלק Debris Immobilization Research
פסולת הדלק של פוקושימה שונה בצורת מהפסולת התקינה המיוצרת על ידי עיבוד מחדש של דלק.זה תערובת כאוטי של דלק מומס, קלדינג וחומרים מבניים, לעתים קרובות המכילים zirconium, נירוסטה פלדה, ו בטון. Immobilizing זה פסולת לא קבוע לתוך שדה מחקר פעיל יפן וסוכנות האנרגיה האטומית מפותחת עם חניכיים מורכבות יכול להיות מסוגלות על ידי קרינה סגורה ללא גירוי גיאוגרפית לחלוטין.
בחירת האתר ואתגרים פוליטיים
הבחירה של אתר גאולוגי ביפן היא פוליטית, בהתחשב צפיפות האוכלוסייה הגבוהה של המדינה ואת ההגדרה טקטוני פעיל של טקטונית.הממשלה מבצעת בדיקות מדעיות של סלעים מארחים פוטנציאליים, אבל אף קהילה מקומית עדיין לא התנדבה לארח מהנדסים כאלה.כמידה ביניים, הממשלה הציעה מתקן אחסון ארוך טווח ייעודי במרכז המחקר של Horonobe ב ⁇ כדי לנהל הפגנות הנדסיות מלאות, אם כי לא ננקטו ניסיון מרכזי של אוקלהומי הוא ניסיון פוליטי של 20 שנים.
פרספקטיבה בינלאומית והדרך קדימה
האתגרים של אחסון הפסולת של פוקושימה השפיעו עמוקות על הנדסה גרעינית גלובלית.התאונה הוכיחה כי מסגרות רגולטוריות ועיצובי צמח חייבים לשקול במפורש ניהול פסולת לאירועים קיצוניים מעבר לתכנון כורים מודרניים, כולל כורים מים רותחים מתקדמים וכורים מודולריים קטנים, עכשיו לשלב תכונות כגון מערכות ניהול פסיביות אשר להפחית את מלאי המים שעלולים להיות מזוהמים, ולכו בבטחה כי הם ממזערים את הדור של מחסנים של רשתות אל-אל-עיראק, כמו אלה של ארגונים סביבתיים, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה, אשר מחסנים, כמו IPSARMARMICC, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה מתקדמים, אשר מנגנוני בקרה מתקדמים, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה מתקדמים, אשר מנגנוני בקרה על ידי ארגונים בינלאומיים, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה על ידי איגודים של מערכות ניהול סביבתיים, אשר מנגנוני בקרה על ידי איגודים של מערכות קירור של מערכות קירור של מערכות ניהול עקביים של מערכות ניהול סביבתיים של מערכות ניהול סביבתיים, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה, אשר מנגנוני בקרה על ידי איגוד IPS, אשר מנגנוני
במבט קדימה, פירוק של Fukushima Daiichi צפוי לקחת 30-40 שנים. במהלך תקופה זו, אחסון פסולת יעבור מניתוח תגובה חירום לפעילות תעשייתית שגרתית משולבת עם פירוק האתר ופירוק של ציוד רפואי ארוך, בעוד המעבר הזה ידרוש המשך השקעה במערכות ניטור סיכונים, תוכניות ניהול ההזדקנות לאחסון חשופים לחות החוף, והחלפת כוח העבודה כדי למנוע סימולציה של מהנדסי אוויריים מתקדמים, אם כבר יכול להיות מסוגל לפתח את הפחתת התקני בקרה גרעינית מאתגרים.
(ב) ראו את הדו"ח המתמשך של הסוכנות על שחרור המים של אלס-אס-ד"ר 1, TEPCO'sFLT:2 רשמי של פיזור האתר FLT 3: 3, מפת הדרכים הגלקטית של NDF לפירוק דלקים:2 רשמים, ניתוח השוואתי ואנליזה גיאולוגית של ה-FLT6.