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冻土壁挡得住核污水吗?

导读: 自2011年3月福岛第一核电站发生人类历史上最为严重的核事故以来,在迄今长达三年多的时间里,东京电力公司一直采取向核反应堆内进行大量注水的方法,用以冷却在核事故中溶毁的核燃料。由此而产生的高放射性核污水与流入厂房内的地下水相混合后,既无法直接排放又难以有效处理。

  日本政府此次不惜代价,务求让冻土壁工程成为解决核污水问题的“撒手锏”。据测算,该工程的施工费用将高达320亿日元(约合人民币20亿元)。同时,该工程完工后,仅用于维持冻土壁效用而所需的电力就大致相当于13000户家庭日常用电量的总和。

  6月2日,被认为是解决福岛第一核电站污水问题重要措施的“冻土遮水壁”工程正式动工。根据日本政府及东京电力公司公布的设计规划,为防止地下水持续大量流入厂房而造成高放射性核污水的不断增加,在“311”东日本大地震及海啸灾难中受损的福岛第一核电站1至4号核电机组厂房周围约1.5公里的土壤将被冻结,以形成所谓的“冻土壁”,从而阻断地下水流入厂房。

  自2011年3月福岛第一核电站发生人类历史上最为严重的核事故以来,在迄今长达三年多的时间里,东京电力公司一直采取向核反应堆内进行大量注水的方法,用以冷却在核事故中溶毁的核燃料。由此而产生的高放射性核污水与流入厂房内的地下水相混合后,既无法直接排放,又难以有效处理。

  为此,东京电力公司不得不修建了约900座地上储水罐,用于暂时储存已经产生的约48万吨核污水。然而,随着时间的推移,这种权宜之计已经越来越难以为继。一方面,储水罐的数量不可能随着源源不断产生的核污水而无限制地增加下去;另一方面,既有的储水罐也已经开始出现老化、漏水等可怕现象。于是,借助冻土壁来阻断地下水这一史无前例的工程设想被摆上桌面。

  从物理学原理上看,该工程的设计思路其实并不复杂。根据施工计划,工作人员将沿着地面上事先划定的、围绕1至4号核电机组厂房的约1.5公里线路,以间隔1米左右的距离向地下钻孔。然后,在地下约30米的深处依次铺设约1550根冻结管,并在冻结管上方连接循环输送冷却材料的管道。最后,使用零下30摄氏度左右的氯化钙溶液作为冷却材料,注入冷却管,并用几个月的时间彻底冻结周围的土壤,在地下水和厂房之间形成一堵近似于“地下冰墙”的冻土壁。按照设计预期,该工程将于明年3月底结束。完工后的冻土壁将使得目前每天流入厂房内的约400吨地下水减少280吨左右,从而大幅减缓核污水的增加速度。

  然而,从实际操作来看,冻土壁工程能否发挥出预期的作用,仍需要画一个大大的问号。首先,冻土壁技术原本是在开挖隧道等工程中,用于防止透水、塌方等事故的临时性施工方法。但根据后续规划,此次在福岛第一核电站1至4号核电机组厂房周围建设的冻土壁至少需要维持到2020年前后。其施工和维护的难度之大,可想而知。其次,由于无法探明地下水的流向和路径,因而在地下深处很有可能出现难以冻结的地方。而如果某些地方未能被彻底冻结,则整堵冻土壁的阻断效果将大打折扣。第三,冻结管深埋于地下数十米,其破损、泄漏等情况难以控制。一旦发生意外,整个冻土壁工程将前功尽弃。

  尽管存在着上述诸多未知因素和风险,但由于在此前处理福岛第一核电站事故的过程中,日本政府和东京电力公司一直因措施不力和处置不当而饱受日本国内和国际社会的指责和诟病。因此,日本政府此次不惜代价,务求让冻土壁工程成为解决核污水问题的“撒手锏”。据测算,该工程的施工费用将高达320亿日元(约合人民币20亿元)。同时,该工程完工后,仅用于维持冻土壁效用而所需的电力就大致相当于13000户家庭日常用电量的总和。

  在完全没有任何前例可供参考借鉴的情况下,动工建设如此大规模、长时间的冻土壁工程。日本政府和东京电力公司此举,可以说是在情急之下而不得不进行的一场豪赌。成,则堪称一桩人定胜天的壮举;败,则后果不堪设想。冻土壁究竟能不能挡住核污水,全世界都将拭目以待。

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