Fukushima'nın Emisyon Zaman Çizelgesi: Mühendislik Milestones ve Challenges

Fukushima'nın Emisyon Zaman Çizelgesi: Mühendislik Milestones ve Challenges

11 Mart 2011'de Büyük Doğu Japonya Depremi - büyüklüğü 9.0 megatrust - Fukushima Daiichi Nükleer Enerji Santrali'nde deniz duvarlarına boğulan bir tsunami açığa çıktı. İstasyonda altı tane su reaktörü (BWRs) tüm acil güç ve soğutma sistemleri tarafından ihlal edildi.

Kaza: Başarısızlıkların Cascade

Bitkinin altı BWR birimi General Electric tarafından tasarlandı ve 1971 ve 1979 arasında ticari operasyona başladı. Deprem çarptığında, Birimler 1, 2 ve 3 tam güçteydi; Birimler 4, 5 ve 6 adet reaktörler otomatik olarak tamir edildi (sorunma ürünleri), 14-15 metre uzunluğundaki patlamaya yol açtı ve 1 Mart'ta pompalanan gaz ünitesine ulaştı.

Tarihçiler bir siteye özgü kırılganlığa işaret ediyor: yedekleme jeneratörleri bilinen tsunami risklerine rağmen bodrumlarda yer alıyor ve deniz duvarları sadece 5.7 metre yüksekti - en sonunda gelen dalga yüksekliğinin altında kazak olarak küresel nükleer güvenlik düzenlemeleri. Radyasyon serbest bırakılması, Japonya'nın 150.000'den fazla sakinliğe sahip olmadığı bir meydan okumaya da yol açtı: üç simdili çekirdek kazaları kirlenmiş suyla söpürüldü, hasar görmüş binalar ve radyoaktif sersium ve iodine.

Aşama 1: Stabilizasyon ve Containment (2011-2013)

Hemen sonra, öncelik soğutmayı geri yüklemek ve daha fazla serbest bırakmaktı. Yangın kamyonları reaktörlere su pompaladı ve daha sonra temiz su geçici boru hattının altında enjekte edildi. Ancak bu başarı sadece başlangıçtı: Aralık 2011'de TEPCOCO hasar görmüş binalara ulaştı ve “soğuk bir kapanma” - yani reaktör basıncının alt kısmındaki ısı 100°C'nin altındaydı.

Buz duvarı ve Yeraltısu Kontrolü

⁇ influx of ⁇ , TEPCO, reaktör binalarından 1,5 kilometrelik bir "karanlıksız duvar" inşa etti - genellikle buz duvarı olarak adlandırılır. Sistem günde yaklaşık 400 metreye kadar kalsiyum klorür salladı, bazı sızıntı hala önemli olsa da, 1 megawattlık bir duvarda inşa etti ve 2016 yılında tamamen entegre edildi.

Su Tedavisi ve ALPS

Su reaktör soğutmasından ve inpostdan gelen su, Gelişmiş Sıvı İşleme Sistemi (ALPS) aracılığıyla toplanmaktadır ve serbest bırakılmadığı 100 yıl boyunca yapılan bir dizi kimyasal yağış, adsorpsiyon ve filtrasyon aşamasına kadar, strontium-90, cesium-137, ve kobalt-60, serbest bırakılması için yasal sınırlar altında tutulur.

2. Aşama 2: Spent Yakıt Yokluğu (2013-2021)

Herhangi bir girişim reaktörlerdeki ermiş yakıt mahzenlerini almak için yapılabilir, 1, 3 ve 4 su patlamalarından dolayı hasar gördü. Bu havuzlar, her bir birimde yüksek yüksekliklerde bulunuyor, ancak yüksek radyasyon alanları nedeniyle hala tehlikeliydi.

Unit 4: Yüksek Hızlar Başarısı

4 numaralı birim kaza sırasında kapatılmış olmasına rağmen, harcanan yakıt havuzu 1,535 yakıt meclisleri içeriyordu - 2010 yılında reaktörden transfer edilen tam bir temel yük. Özel yakıtlı makineyi kullanan patlama, yüksek çözünürlüklü kamerada ağır bir çelik koruyucu kapak inşa etti ve işçilere düşmelerini engellemek için binadan daha fazla güvenli bir şekilde aktarılan bir çalışma sağladı.

Birimler 1, 2 ve 3

Kalan üç birim çok daha büyük zorluklar sundu. Birim 1, yakıt kaldırma sırasında radyoaktif toz bulundurmak için büyük bir muhafaza inşaatı gerekliydi. 3'ün yakıt kaldırması kullanılarak yapılan robotlar, binadaki erimiş ve yüksek doz bölgelerin varlığı daha sonra, binadaki yakıt kesintisinin başlamasıyla, tüm zamanların en büyük temizleme ekipmanlarının yerleştirilmesini ve 20.000'den fazla ağır bir şekilde azaltımının tamamlanmasını sağladı.

3. Aşama: Melted Yakıt Tartışması (2021-2031)

Merkezi meydan okuma - ve teknolojisini sınırlarına iten kişi - erimiş yakıtların yok edilmesidir: üç birim arasında sağlam bir parça var ve tam kompozisyon ve mekanik özellikler yıllarca bilinmeyen, herhangi bir retrieval denemesi öncesinde kapsamlı bir soruşturma gerektirdi.

Robotik Reconnaissance ve Muon Tomography

Mühendisler, karanlık, yoğun olarak radyoaktif içler için esnek bir dizi robotu dağıtmışlardı. Erken araştırmalar - “Scorpion” ve “Mini Sunfish” gibi - yüzen engellerle karşı karşıya kalır: radyasyon, kirli kamera elektronikleri, iletişim kabloları snagged on the dark, and unexpected doz rates on the early tasks. over time, hardized Electronics and improve mobilite robotları ters tomografide seyahat etmek için izin verdi, bu da kozmik ışınlanmış bir tomografi ile görüntülenen yüzeysel malzemelerle ilgili olarak, 1 ve daha sonra şarj edilen teknelerin dağılımını teyit etti.

Büyük-Scale Retrieval için Planlar

TEPCO'nun yol haritası, bir su altında küçük bir tozun yok edilmesi için çağrıda bulunuyor ve ilk denemeler için 20 yıldan fazla bir süre sonra tekrarlanabilir hale gelecektir.

Radyoaktif atık Yönetimi ve Çevre Güvenliği

Decommissioning muazzam bir ölçek üzerinde atıklar üretiyor - yakıtın kendisini yok etmesinin çok ötesinde, tedavi sistemlerinden ayrılan su, başarısız ekipman, koruyucu kıyafetler ve site boyunca toprak tamamen yönetilmelidir.

Soil ve Off-Site Cleanup

Fukushima Prefecture'in büyük alanları, üst kattan, bitki örtüsünden ve organik maddeden uzaklaştırarak tamamen tahrip edildi.Bu, yüksek seviyeli bir toprak ve atıkların, geçici olarak orta depolama tesislerinde depolanan ve gelişmekte olan hacimsel teknolojilere 2045 yılına kadar son bir tasarruf alanına taşınmayı hedefliyor, ancak uzun süreli depoların seçimi ve kamu kabul edilemez bir şekilde geri dönüştürülemez hale getirilmesi gibi bir miktar betonun yeniden dağıtılması mümkün değildir.

ALPS-Treated Water Discharge

Pasifik Okyanusu'na yapılan ALPS-treated suyun serbest bırakılması, planlanan su korumalarının en az 1.500'den fazla sallantının en iyi şekilde değerlendirilmesini sağlamak üzere, Fernadian Nükleer Güvenlik Komisyonu ve diğer ulusal düzenleyiciler, Çin ve Güney Kore gibi güçlü protestolara yol açıyorlar.

Uzun Süreli Yüksek Orta Atıkların Belirlenmesi

Yakıt, Fukushima'nın kendisi, derin bir jeolojik tasarruf gerektirecek yüksek seviyeli bir atık, geleneksel reaktörlerden yakıt harcanmış gibi, ancak kimyasal ve fiziksel form - uranyum oksitinin bir karışımı, zirkonyum, çelik ve beton - yeni ve yüksek seviyeli bir ortamdaki atıklar hala incelenecek. OECD Nükleer Enerji Ajansı ve uluslararası bariyerler, dünya çapındaki bir geri yükleme noktasından önce gerçekleşen önemli bir geri çekilme sürecinden önce kalacak.

Mühendislik Yenilikçileri ve Uluslararası İşbirliği

reaktör binalarının içindeki aşırı radyasyon ortamı - birkaç dakika içinde insanlara ölümcül olabilecek doz oranları ile - robotik, uzaktan algılama ve malzeme bilimi için dikkat çekici inovasyonlar. Japonya Ekonomi Bakanlığı, Ticaret ve Endüstri (ODI) ve Japonya Atom Enerji Ajansı (JAEA) operatörler için teknoloji odaklı kameralar ve sanal gerçeklikler finanse etti.

Uzaktan Robot ve Simülasyon

Robotların başarı nesiller dağıtıldı: Bu cihazlar, geleneksel elektronikleri birkaç saat içinde yok edecek olan gamma radyasyon dozlarına dayanmalıdır.Bu cihazlar, aktif olarak kullanılan robotların yanı sıra, ekrandaki "Arm tipi retrival robot" ve görüntü bozulması için özel bir yazılım geliştirdi.

Global Ortaklıklar

ABD'nin Nükleer Dekommisyon İdaresi, özellikle de atık geri ödeme ve bina demolition'dan uzmanlığını alır. Fransız Alternatif Enerji Komisyonu (CEA), küresel güvenlendirici ve sualtı kesintilerine yardımcı olmak için enerjideki araştırmaların yerleşmesine yardımcı olur.

Meydan okumalar ve 2051'e giden yol

Önemli ilerlemeye rağmen, proje çok sayıda işçi üzerinde ivme sağlamak için çok sayıda çaba gerektirir, eğitimli bir işgücü ve sürekli halk katılımı. aşağıdaki alanlarda kritiktir.

İşer Güvenliği ve Dose Yönetimi

Binlerce işçi her gün siteye çalışır, tam yüz solunumları, birçok koruyucu kıyafet katmanı ve elektronik dosimeters. TEPCO gelişmiş koruyuculara yatırım yaptı - liderlik eden engelleri azaltmak için test edilir ve üst düzey alanlardan elde etmek için en büyük riskler, kirli geçiş programları sırasında beklenmedik bir şekilde ortaya çıkabilir ve diğer iki binden fazla ağır ekipmana sahip olmak gibi fiziksel tehlikeler.

Halkla İletişim ve Güven

Erken kriz gecikmiş ve çelişkili bilgilerle canlanmıştı, ki bu ciddi şekilde kamu güvenini ağırladı.Rebuild trust is essential for the project's long-term viability. TEPCO now maintain a real-time radyasyon monitoring portal, holder community briefings, and invite international media and expert to monitor operations. independent organization such as ablaze.Mun uzun süredir yürüttüğü bir çalışma prensibini yerine getiriyor.

Finansal ve Logistical Hurdles

Toplam ihmal maliyeti başlangıçta 8 trilyon dolarlık bir yen (yaklaşık 53 milyar dolar) tahmin edildi, ancak tazminat, kesinti ve geçici depolama alanı içeren daha yeni projeksiyonlar, 21.5 trilyon yen (40 milyar dolar) Proje, TEPCO'dan, Japon hükümetinden ve nihayetinde elektrik tüketicilerinden özel bir yük taşımacılığına kadar gelir.Bu tür uzun vadeli finansal taahhütler, ekonomik yatırımlarda ve kamu önceliklerinde yaşananlar dahil olmak üzere bir sonraki eğitimde de gelişmiş bir şekilde, inşaat mühendisliğinde de bulunmaktadır.

Global Nükleer Güvenlik için Dersler

Fukushima Daiichi decommissioning zaten dünya çapında nükleer güvenlik için uygulanan bir bilgi zenginlik üretti. Bir anahtar ders, potansiyel su kullanımı ve reaktör içleri dahil olmak üzere diğer nükleer tesislerde kullanılmak üzere daha iyi bir şekilde tasarlanmış olan bir diğer durum. Proje, aşırı doğal olayların ötesindeki kritik rolü vurgulamıştır.

Sonuç: Path Forward

Fukushima Daiichi'nin demişi sadece temiz bir şekilde değil; bir “yeşil alan” veya aktif soğutma için en iyi uygulamaları tanımlayabilecek bir öncü mühendislik görevidir.Her aşama - stabilizasyon, yakıt kaldırılması, yıkım geri adım adım adım atılması, atık yönetimi - öğrenilen derslerin olaysal hedefine doğru bir adım atmaktır: Tam ölçekli bir yakıt kirliliği, ancak daha uzun vadeli atıkların yönetimi, yüksek çözünürlükte 20 yıllık tasarruflar için daha iyi bir şekilde gözlemlenecektir.