Mühendislik Sürdürülebilir Bir Gelecek: Fukushima'nın Post-Disaster Reconstruction as a Global Model
11 Mart 2011 tarihli üçlü felaket - 1,700 kilometrelik arazide radyoaktif bir tsunami ve daha sonraki nükleer kaza, Fukushima Daiichi bitkisinde - tüm topluluklardan uzaklanan ve 1,700 kilometrelik arazide radyoaktif kirliliğin ortadan kaldırılması, insan sağlığının korunması ve sürdürülebilir mühendislik için küresel bir teste yol açan bir nükleer kazadır.
Krizden Fırsata: Post-Disaster Mühendislik
Kazadan hemen sonra mühendisler, olası bir meydan okumanın bir aradaki yerini almışlardı. Radyoaktif caesium ve strontium ormanlar, çiftlikler ve şehir alanları arasında yer almıştı. tsunami, tüm şehir akanlarını, yolları yok etti, köprüleri ve deniz duvarlarını yok etti, ve neredeyse 16.000 kişi hayatını kaybetti ve Hamadōri bölgesinin sosyal dokusu yakında yok oldu.
Bu bağlamda “sustainable mühendislik uygulamaları” ifadesi, geleneksel yeşil bina kontrol listesinin çok ötesine geçiyor. Güneydoğu Asya'daki kıyı megalitleri, Kuzey Amerika'daki dayanıklı enerji mikrogridleri ve aşırı katılımcı planlama ethos ölçeği, genellikle hasarın ölçeğiyle eşleşiyor, Fukushima'nın öğrenildiği şey, dünya çapındaki acil insan ihtiyaçlarına ve uzun vadeli sağlıklara hizmet verebilecek şekilde yapılan bir çalışma.
Contamination: Decommissioning, Demographics ve Deep Challenges
Radyasyon Yayınlamanın Ölçeği
Mühendislik yanıtını takdir etmek için, ilk olarak, büyük bir dışlama bölgesinin büyük ölçüde yok edildiği 1986 Chernobyl felaketinin boyutunu anlamalı, Japonya, ev sahibi olmayan bir konut alanının büyük ölçüde ortadan kaldırılmasına neden olan bu tür bir atıkların geri dönüşebileceğini belirtti.Bu, dünyanın en büyük radyasyon rekreasyon programına yol açtı. 2017'nin aksine, büyük bir dışlanma alanı ve organik atıkların büyük ölçüde yok edici bir hedefi haline geldi.
Hasarlı Reaktörleri Emisyon Etmek
Paralel olarak, Fukushima Daiichi reaktörlerinin denetlenmesi - 30 ila 40 yıl süren bir süreçtir - hasarlı rezerve edilen yakıtların içine güvenle erimiş yakıtları alınabilecek mühendislik çözümleri.Bu koşullar altında güvenilir bir şekilde çalışabilmek için gelişmiş malzeme bilimi, uzak algılama ve özerk sistemlerde büyük bir yenilik sürücüsü haline gelmiştir.
Demographic Dimension
Aynı zamanda Fukushima Prefecture bu iç içe geçmiş gerçeklikleri ele almak zorunda kalacaktı: bir yaş nüfusu, genç insanların aşırı yoksulluktan önce düşüş ve 2011 yılında “rekonuşturucu” yapılan derin psikolojik bir yara, bir toplum olarak teknik olarak yeniden inşa etmek zorunda kalacaktı. Herhangi bir sürdürülebilir mühendislik stratejisi, bu iç planlayıcıları ve yerel sakinlerin felaketten önce, ancak ertesi yıllarda 70.000'den fazla inşa etmek istediği gibi, bir toplum inşa etmek zorunda kalacaktı.
Core Principles, Fukushima'da Sürdürülebilir Mühendislik
Yeniden yapılanma, her büyük projeye rehberlik eden dört geçici ilkeye sahiptir. Bu ilkeler, önceden belirlenmiş bir meydan okumanın belirli bir boyutunu ele alır, ancak entegre bir çerçeve olarak birlikte çalışmak için tasarlanmıştır.
1. Çevre Güvenliği ve Radyasyon Yönetimi
İnsan sağlığı ve ekosistemleri korumak, kalıcı olmayan temeldir. Yaygın dekontaminasyon çabası üstleri toprak, bakım ağaçları ve baskı yıkama binalarını başarıyla yerine getiriyor, ancak toprağın kalıcı bir cam gibi bir çözüm oluşturabileceğini hızla anladılar.
Toprak ötesinde, su yönetimi kritik bir mühendislik sınırı olmuştur. reaktörler devam eden soğutma, Gelişmiş Sıvı İşleme Sistemi (ALPS) tarafından yapılan ve tritium dışında 62 radyonuklit çıkarmak için yapılan yüksek çözünürlükte, ALPS-treated radyasyon izleme kararı, daha aşağıda düzenleyici sınırların altında daha fazla dilsel güvenlik değerlendirmeleri sağlamak için bir mühendislik çabasını temsil eder.
2. Topluluk-Centred ve Katılımcı Mühendislik
Belki de belediyenin yüzde 40'ı bir Zorlu-Return Bölgesi olarak kalır ve yeni bir kasaba merkezi oluşturmazdı ve sakinleriyle çok yıllık atölyeler gerçekleştirdiler – diğer prefeklerde geçici konutlarda yaşayanlar – yeniden inşa edilen bir bölge ile birlikte, geçmişten gelen bir karbon kopyası değildi.
Benzer şekilde, Minamisōma'nın kıyı şeridinin yeniden inşası, şimdi mühendislik sözleşmelerinde yer alan tarihsel tsunami yollarının bir kriz sırasında sezgisel hissetmenin yollarının tahliye kulesine ve egre rotalarına giriş yapmasını göstermek zorundadır. Bu katılımcı çerçeve, genellikle “machizukuri” (komünasyon binası), artık mühendislik sözleşmelerinde yer almaktadır: kamu işleri için teklif verenler, kavramın zaman değerlendirme sırasında nasıl entegre edileceğini göstermeli. Sonuç daha güçlü topluluk desteğinin keyfini çıkarmak ve uzun vadede daha büyük ölçüde kullanılır.
3.Komsuzluk Binasını Kod Uyumu
Fukushima'daki tsunami savunma duvarları genellikle 3 ila 5 metre yüksekti; onlar birkaç dakika içinde aşırı sağlanmışlardı, dışsal bariyerin ihlal edilmesi durumunda bile, derin bir enerji sağlayan bir boşluk sistemi yaratarak.Yeni “multikat savunma” doktrini Sendai Bay'de 15 metre yüksek deniz duvarının bir araya gelmesiyle, en azından 20 metreden fazla deniz seviyesinin üzerinde inşa edildi ve betonda inşa edilmiş bir karargah inşa edildi.
Resilience krizden sonra kriz için de tasarım anlamına gelir. Yeni ⁇ kuma hidrojen yakıt istasyonu, örneğin, yakınlardaki barizlerin kapanmasına izin veren bir ada-mode yeteneğine sahiptir.Bu tasarım felsefesi iletişim için genişletilebilir: tüm kıyı koridorları boyunca kurulmuş olan bir güneş destekli, deprem- Wi-Fi kulesi ağı, tremors sırasındaki bağımsız olarak monte edilebilir.
4. Yenilenebilir Enerji ve Geometrik Ekonomiyi Embracing
Felaket, 2040'ın üzerindeki enerji talebini kapsayan ulusal bir tahmine neden oldu. Fukushima Prefecture şu anda yenilenebilir bir enerji geleceği için önemli bir noktaya kadar ele geçirdi, Ulusal Gelişmiş Endüstri Bilimi ve Teknolojisi Enstitüsü'nün% 100'ünü kapsayan bir hedef belirledi. FREA'nın araştırması, Fukushima Yenilenebilir Enerji Enstitüsü'nün () inşaatını küçük bir tarım için çok kontamine eden 11 güneş çiftliklerinin ve 10 rüzgar çiftliğinin inşasını yaptı.
Daha hırslı hala Fukushima Hidrojen Enerji Araştırma Alanı (FH2R), dünyanın en büyük hidrojen üretim tesislerinden biri 20 MW güneş enerjisi dizisi tarafından tamamen desteklenen bir sistemdir. Burada üretilen yeşil hidrojen enerjisi, 2050 için büyüyen bir yakıt-uygu aracı, otobüsler ve hatta bir pilot tren hattı mühendisleri, baskılı boru römorkları ve yerinde depolama içeren yerel bir hidrojen tedarik zincirini, su kaynaklarına geri dönmek için güvenli bir şekilde bir şekilde geri dönmek için kullanılan bulutlu bir altyapıya dönüştürmek için kullanılıyor.
Öncül Teknolojiler Fukushima'nın Kurtarmasını Yeniden Tehdit Ediyor
Geniş ilkelerin ötesinde, Fukushima'nın yeniden inşasında çok sayıda özel teknoloji öncüldü ve bu değer sadece akademik değil - gerçek dünya koşullarında etkinliğini gösteriyorlar.
Gelişmiş Atık Koninment ve Cilt Azaltımı
Kontenjan zemininin heer hacmi sağlam bir şekilde yenilik yapıyor ve uzun vadeli bir tasarruf sağlıyor. Tam ölçekli bir gösteri bitkisi şimdi daha düşük operasyonel atıklar için radyoaktif olarak kontenjatların vitrikasyonunu test etmek için çalışıyor.Bu teknikler uluslararası en iyi uygulama ve başarılı olursa, dünya büyük ölçekli çevresel kazaların ötesine nasıl başlayabiliyordu.
Eko-Friendly Construction Materials
Bu, mühendislik ekipleri, Iitate köyü ile uçan ve patlamalı timberin% 30'u aşırı derecede düşük maliyetli bir şekilde kapatarak, karbon sempasyonu ve yüksek sismik performansı için seçilen karbon sempozyumunu azaltan CO2 emisyonlarının% 40'ına kadar azaltmış bir karbon sempozyumun daha düşük karbonlu beton karışımlarına yol açtılar.
Robotik ve Uzak Dekommisyon
Daiichi'deki emekli reaktör binaları uzun süreli insan girişi için çok radyoaktifdir, bu yüzden de cayma çabasını almak için tasarlanmış bir robot kolu, daha önce ulaşılabilen bir alanda (ROVs) yoğun ve kumar kameraları ile donatılmış ve yapısal bütünlüğü haritaladı - 1. birimdeki ilk depodaki yakıtın dağıtımını tasarlamak için kullanılan bir robot kolu daha yakın zamanda, mekanik ve nükleer bir test alanı oluşturmak için tasarlanmış birkaç gramı başarıyla tedarik edecek.
Akıllı İzleme Ağı
Fukushima şimdi dünyanın yoğun halk radyasyon izleme ağı ile battaniyeleniyor. 3000 sabit noktalı monitörler, drone destekli spektrometreler ve vatandaşa verilen hediyeler, veriyi gerçek zamanlı kondüksiyon haritalarını oluşturmak için kullanan bir bulut tabanlı platforma dönüştürüyor.Bu sistem sadece yeniden ortaya çıkan bölgelerin güvenliğini sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda işçiler ve turistler için dinamik bir maruz kalma modelini de sağlıyor.
Persiste Challenges ve Geliş Fırsatları
Nihai Disposal Conundrum
Büyük strideslere rağmen, ulaşılabilen zorluklar hala kalır.Son tasarruf yolu milyonlarca paketli toprak için kapalı toprak kararsız kalır. Kanunla, malzeme Fukushima Prefecture'ı 2045'e kadar taşımalıdır, ancak ev sahibi olmayan bir topluluk henüz gönüllü olarak istihdam edilir.
Ekosistem Restorasyon ve Biyomühendislik
Ekosistem restorasyonu da geride kalıyor: dooyama ormansız tepeler, bir zamanlar yönetilen ormanlık alanlarının bir mozaik, yangın riski yükselten ve eski avlama ve tedavi uygulamaları için engellenmiş durumda, ancak 80.000 hektarlık bir şekilde küçültülmek zor. ekolojik iyileşme sadece kirliliğini ortadan kaldırmakla ilgili değil; bu, yüzyıllardır bölgeyi ekolojik harcamalar için tanımlayan bu ilişkileri ortadan kaldırmak için karmaşık insan-yaralamalar için geri yüklemektir.
Fonlama ve Kamu Özel Ortaklıklar
Fonlama başka bir gerilim noktası. Hükümet, daha geniş Tohoku rekontruna £ 32 trilyon üzerinde iş çıkardı, ancak Fukushima akıllı mikrogridlerde ilk test edilen algoritmalar üzerinde yapılan yatırımların devam etmesiyle birlikte, Minamisōma'daki ortak bir araştırma kampüsüni planlamaya başladı.
Global Laboratuvar Fırsatı
En büyük fırsat, Fukushima'yı dünya çapındaki ilk alan laboratuvarının sürdürülebilir posta-disaster mühendisliği için dönüştürülmesinde yatıyor.Eğer hidrojen ekosistemi Futaba'da ticari olarak uygulanabilirse, 2011 depreminden sonra Kalio Rico'da kurtarma ajansları tarafından test edilebilir ve hacimsel dönüşüm tekniklerinin uygulanmasına izin verebilir ve 2011 Mart ayındaki gerçek mirasın yeniden inşa edilmesi, Futaba'da geliştirilmesini önerir.
Future rotası ve 2050 için Vizyon
Karbon Neutrality ve Yenilenebilir genişleme
Önümüzdeki gibi Fukushima'nın mühendislik yörüngesi, karbon nötritenin geçici hedefleri ile tanımlanır, tamamen dekommisyon ve topluluk yeniden canlandırılır. Prefecture'in revize edilmiş enerji planı, 2030 yılına kadar, düşük radyo kanalları için bilinen% 60 yenilenebilir elektriklerin geçici hedeflerini belirler, Japonya Trench'un güçlü rüzgarlarını kullanmak için gelişmiştir.
Roadmap ve Uluslararası İşbirliği
Önde, Orta ve Uzun Süreli Yol Haritası, TEPCO'nun Fukushima Daiichi Nükleer Güç İstasyonu'nun ilk üniteden 2025 yılına kadar yakıt kirliliğinin başlaması için çağrıları, mikro-reactor fizik modellerine yönelik olarak yönlendirilen genişleyen bir robot kolu kullanarak: OECD Nükleer Enerji Ajansı yakın zamanda Daiichi analiz ekiplerine ait genç mühendislere ait olan bir burs başlattı.
Yeniden Yeniden Yeniden Yeniden İnşa ve Kompakt Kentsel Tasarım
Sosyal alanda, “geri inşa” kavramı, yerel yenilenebilir enerji kooperatiflerine ait hisseleri almaya çalışmak yerine, onları çevreleyen sürdürülebilir altyapıya doğrudan bağlantı kurmaya çalışmak yerine, yeşil buffer bölgelerin çevrelediği, evlenebilir şehir merkezlerinin çevrelediği, kırsal yeniden canlanma modellerine hizmet edebilecek şekilde tasarlanmış, yerel bir turizm kooperatiflerine hizmet edebilecektir.
Sonuç: Bir Volatile Planet için Yaşayan Bir Laboratuar
Fukushima'daki sürdürülebilir mühendislik uygulamalarının gelişimi, son tarih olmadan bir hikayedir. Bu, Fukushima'nın yeni deniz duvarlarına uyum sağlamak ve günlük yaşamın kumaşına yeni bilgi entegre etmek.Bölge, akut kriz yönetiminden, çevresel güvenlik, sosyal dahiliyete ve teknolojikliğe karşı çıkan bir iyileşmeye yol açtı.