Subscribed unsubscribe Subscribe Subscribe

石川カオリのブログ

NTHU ESS 大学生 ✈ 阪大工学部留学生(2015/09~2016/08)

熔融核燃料調查:福島第一核電廠事故六周年

www.nippon.com

 

東京電力公司福島第一核電廠事發六年後,拜訪持續進行廢爐作業的現場。 

核電廠各機組氫爆相繼發生、全副武裝全面式的面罩外加全白防護衣的工作人員、警報響不停的輻射計,緊接著和汙染水苦鬥……和六年前看到的現場相比,現在眼前看到的廢爐現場和事發當下很不一樣。

為了要減少流入從反應器廠房地底下而受汙染的地下水量,現場絕大部分鋪設了可以在雨天時防止地下水滲入地層受汙染地下水的水泥隔板,原先還看得到土的地方,都變成了灰色的水泥。現場林立著900座以上的巨大水槽而成為相當特別的景象,水槽裡放的是幾乎已經除去放射性物質的汙染水,和以前存放高濃度汙染水時相比,水槽所輻射出來的線量值比較少。

從西側看向東京電力公司福島第一核電廠,為數眾多的巨大水槽們在事故發生後的從一號機組到四號機組都有。2017年2月17日(筆者攝)

 

在這樣的現場環境也逐漸改善,有越來越多的區域不在規定工作人員需要全身防護或者穿上防護衣。工人們在談笑間走路的樣子,就像普通的工地現場一樣,當然還有一些地方是人們不太方便進出的,其中一個就是原子爐廠房內。

廣泛的錯誤情報

今年二月上旬,在海外傳出了像是「福島又發生重大事故了」、「輻射線量突然大幅上升」等流言,原因是東京電力公司、國際廢爐研究開發機構(IRID)和東芝在一月下旬進行二號機組一次圍阻體內部調查時發現,一次圍阻體內部有處據推算輻射線量值超過500西弗。

如果內部的輻射劑量真的足以致人於死,實際上有了一次圍阻體的屏蔽,內部的高輻射劑量並不會對人體造成影響或導致反應器廠房外的環境汙染。二號機組在事發當下因為原子爐內核燃料熔毀,熔融燃料棒落到一次圍阻體內,所以在廢爐工程會測得這個程度的劑量值也在預期之內。但是,新聞媒體向海外發布訊息的過程中,只向大眾提到了這個數字,卻少了最重要的「輻射線量會被一次圍阻體給遮蔽住」的訊息。

福島第一核電廠二號機組的反應器廠房=2017年2月17日(筆者攝)

 

如果實際站在反應器廠房外就有足以殺人的輻射線會從原子爐廠房外逸散出來的話,周圍地區的環境就會再次收到汙染。事故發生至今已過了六年,卻還是不斷有如此這般的錯誤訊息傳出,老實說也沒有到很失望的地步。謊言或者似是而非的訊息擴散出去,對於當地來說又是一次來自謠言的二度傷害,目前的現狀也只能不停地對外發布正確的訊息而已。

攝影機調查成功

回到二號機組的調查結果,二號機組在六年前東日本大地震發生時,和一號機、三號機一樣仍在運轉中。雖然因為地震發生而緊急停機,卻因為海嘯導致核電廠內部停電而無法將燃料棒冷卻下來,三個機組內部的核燃料都因此熔融(「爐心熔毀」,melting down)了。熔融狀態的核燃料從原子爐底部流出,混合了廠房的建材形成了「燃料碎片」(loose core debris)落到一次圍阻體正下方後冷卻、凝固。這次的調查是透過遠端操控機器來確認二號機組內部「燃料碎片」的情況,在通往原子爐正下方的路徑選擇了一條編號「X-6」,在巨型膠囊狀一次圍阻體下方的直徑60公分連通道,而「X-6」連通道被一個厚重的鐵蓋緊密的封鎖著。一次圍阻體內輻射線量過高使得工人無法長時間在內部作業,目前透過遠端操控儀器已經在「X-6」連通道的鐵蓋上開了一個直徑11.5公分的孔洞,1月26日和30日工人輪班將前方裝有攝影機的可調整長度的管子插入鐵蓋上的孔洞,成功拍攝到一次圍阻體內部的影像。在「X-6」的內側,也就是

一次圍阻體的內部裡,在原子爐正下方的工人作業區平台上有一個寬60公分、長7.2公尺的機器交換用軌道。工作人員沿著這條軌道,將攝影機深入到內部進行拍攝。

26號的調查只沿著軌道進行拍攝到一半,確認內部沒有大型的障礙物。30號的調查將攝影機推到深的位置,成功拍攝到原子爐正下方的工作人員作業區平台的一部分,這是福島第一核電廠事故發生後,首次將攝影機潛入原子爐正下方的案例。從攝影機閃光燈上反射出的影像上,鐵製的工作人員作業區平台上有著像是「下雨」般凹陷、垂下的棕黑色沉積物處處皆是,十分震撼。

1月30日的調查中,從攝影機拍攝到的二號機組原子爐正下方工作人員作業區平台(grating)。平台上有多處因熔融而脫落的地方。=國際廢爐研究開發機構(IRID)提供

 

因為高溫而變形的平台上有多處脫落,其中甚至還有1平方公尺大的破洞。沉積物有可能是「燃料碎片」,但因為這是的調查並沒有在攝影機上加裝輻射計或溫度計,而無法確定沉積物為何。

在這次的調查中透過影像中因輻射線產生的雜訊來推算,機器交換用軌道上有處輻射值達530西弗,就是因為這個數字,不實的資訊才會在海外廣為流傳。

難以理解的輻射線量大逆轉

接著於2月9日再度將調查儀器潛入一次圍阻體內部,這次的作業是要利用可自行移動的機器人透過高壓水柱的沖洗,將前次在機器交換用軌道上發現的堆積物清除。這是為了要確保下一次正式調查時,不會有沉積物阻擋住蠍型機器人的移動路徑。

因為沿途處處皆是的沉積物厚度最高有2公分,推測沉積物的組成應該包含一次圍阻體內的塗料或纜線的外層封套。機器人被固定在軌道上約5公尺處,利用高壓水柱除去了半徑2公尺範圍內的沉積物,但因為周圍環境的輻射線量過高,攝影機產生異狀又無法縮短作業時間,只好先結束作業而無法全部清除全數沉積物。從清除作業的影像中,機器交換用軌道上有處據推算輻射線量值為650西弗的地方。

到目前為止的調查中,原子爐正下方的情況或推算而得的輻射線量值等新取得的訊息有很多都是片面、或令人難以理解的。從畫面雜訊推算的輻射線量值,在原子爐正下方只有20西弗,但在支撐原子爐的圓筒狀水泥製基座(pedestal)外側,也就是不在原子爐正下方處,竟得出多了一個位數的500西弗超高輻射線量值。

比起在有著「燃料碎片」的原子爐正下方,明明就不是「燃料碎片」落下的範圍卻有著高輻射劑量值的理由為何?究竟那個地方何以成為輻射熱點?東京電力公司福島第一廢爐振興公司老闆增田尚宏先生也對此感到困惑。

東京電力公司福島第一廢爐振興公司的增田尚宏董事長=2017年2月3日,東京都千代田區(筆者攝影)

「老實說,我也在想怎麼會這樣!如果是原子爐正下方的輻射線量較高,外圍較低的情況下還可以理解……但外側的輻射線量值較高,如果那裡有什麼東西的話就有趣了,但卻想不到會有什麼東西在那裡。反觀正下方卻只有20西弗,感覺又有點太低了。在原子爐正下方的工作人員作業區平台上的沉積物是否為『燃料碎片』,在沒有輻射線量或溫度讀值之前,一切都還很難說。」

於是乎相關人士們都很期待蠍型可自行移動式機器人的調查成果。蠍型機器人是IRID和東芝共同開發的遠端操控可自行移動的機器人,在前端和尾端都裝有攝影機、輻射計和溫度計。從前述的X-6連通道投入機器人時,可以利用高約9公分、長度約60公分的棒子懸吊住蠍型機器人的尾端邊拍攝邊降落在機器交換用軌道上,也可以實際測得沉積物的輻射線量或溫度值,就可能夠判斷是否為「燃料碎片」。

沒有達到預期目標的「蠍子」

2月16日終於投入蠍型機器人,但結果不全然「失敗」。蠍型機器人在跨越機器交換用軌道上沉積物時,來回移動的結果,機器人行走用的帶狀軌道突然動彈不得,原因出自於沒有被高壓水柱清除完全的沉積物。雖然抵達了原子爐正下風的工作人員作業區平台,卻沒有達到調查疑似是「燃料碎片」沉積物的目標。IRID將連接蠍型機器人的纜線切斷,機器人並沒有被回收回來,而是被遺留在機器交換用軌道上。

外傳二號機組一次圍阻體內部調查計畫耗費十數億日圓,蠍型機器人的失敗雖然有些扼腕,但一連串的調查得以透過攝影機俯瞰原子爐正下方的樣貌卻是很大的收穫,對於往後用來判斷取出「燃料碎片」的作業方法來說是很大的提示。

究竟該如何取出從一次圍阻體落下的核燃料,是人類史上的首次嘗試,也是廢爐工程最大的難關,任何情況都有可能發生。IRID開發計畫部部長桑原浩久先生表示:「不論是哪個領域,在踏入前人從未嘗試的研究開發領域中不可能零失敗,即便失敗了也必須要重新站起來繼續努力。」

今後的計畫是在今年夏天取出各個機組內大型的「燃料碎片」,到了2018前半年就會決定要先從哪一號機開始進行燃料取出作業,直到2021年完成第一個機組的「燃料碎片」取出工程。

「碎片取出的工程因為輻射線量極高,故採用徹頭徹尾的遠端操控。少了小心謹慎的技術開發,一旦中間某個環節出差錯,之後的作業就會因此中斷。如果變成這樣的狀況,也希望能有其他的方法可以解決,在設計時就必須要思考各種可能突發狀況的應對方式」──桑原

和其他機組相比已經先進行事前調查的二號機組,要確定「燃料碎片」的取出方法,就必須要先確定「燃料碎片」的位置和狀態等資訊。從這次的調查結果虛心地總結來看,今後仍必須一步一腳印的完成調查。按東京電力公司和IRID的計畫來看,現在可能需要加快腳步才能跟上計畫,但廢爐計畫得以緩慢的進展、沒有發生需要重新來過的失敗,也是在已經沒有退路的情況下需要注意的。

想讓那雙眼睛瞧瞧

我在一開始寫到了「廢爐現場的輻射線量低,像一般的工地一樣」,對於不曾到現場的人來說難以置信也說不定。實際上在福島第一核電廠園區內來回走動三小時的親身經驗,也只暴露到0.03毫西弗的輻射線量值而已,相當於照射一次胸部X光的量。

您知道嗎?每年約有8000人來到廢爐現場參觀,每年的參觀人數也逐漸成長,事發六年累積約有3萬人造訪。事故發生當下多半為技術人士或相關政府單位,但最近有不少高中生或大學生的團體前來,這些參觀者戴上東京電力公司借用的安全帽和醫療型口罩站在可以望見原子爐廠房的高台,多虧於福島第一廢爐振興公司的增田先生積極對外的態度。

「想要告訴在未來支撐大局的年輕世代們福島第一核電廠的現況,並得以理解從現在開始要做些什麼、在做些什麼、什麼樣子更糟、更危險的狀況並沒有發生、東京電力公司沒有隱瞞什麼事……之類的疑問想必大家都曾有過吧!也因為這樣,我更覺得要讓大家親眼來看是很重要的」

福島第一核電廠的參觀人次累計

2011年度

913人

 

2012年度

2753人

 

2013年度

3798人

 

2014年度

5409人

含外國人694人

2015年度

8000人

含外國人870人

2016年度

7945人

含外國人558人

2萬8818人

 

(2016年度為截止至2016年12月底的參觀人次,東京電力公司調查)

 

每個參觀者來到廢爐現場一定都有不同的感受,這也是為何下一個世代的年輕人們透過自己的眼睛親眼瞧瞧廢爐作業的現場是何等重要。願每多一位年輕人來到發生史上最糟層級的核能災害現場,就能藉著這個機會來思考核電廠究竟為何。

 

(2017年2月22日記)

 

封面照片:位於進行一次圍阻體內部調查的二號機組西側150公尺處的筆者。在這附近的輻射線量值很低,並不需要穿戴全面的面罩或防護衣=2017年2月17日、東京電力福島第一核電廠