这个核电站是否太危险了?

2016-12-22 10:35:48

作者:班螓炷

作者:Valerie Brown,科学美国人:(点击此处查看原始文章)美国最毒,最大量的核废料--20.8亿升 - 位于华盛顿州东南部汉福德遗址(核保留区)腐烂的地下储罐中从第二次世界大战中期,当曼哈顿计划发明了第一个核武器,到1987年,当最后一个反应堆关闭联邦政府目前试图永久解决安全存储废物几个世纪 - 废物处理和固定工厂在这里 - 以潜在的连锁反应,氢爆炸和金属腐蚀泄漏的形式出现了重大障碍

去年2月发现六个储罐正在泄漏的进一步加剧了解决方案的压力经过数十年的研究,实验和政治惯性,美国能源部(DoE)于2000年开始在汉福德建造“Vit工厂”

旨在将废物隔离在不锈钢包裹的玻璃原木中,这一过程称为玻璃化(因此称为“维生素”),因此它不能逃逸到环境中,除非发生地震或灾难性火灾等自然灾害,但工厂的进展减缓到去年8月,许多利益相关方承认该工厂的设计可能存在严重的安全隐患

当时,能源部长朱棣文任命了一个专家小组寻找前进的方向因为177个地下坦克中有60个已经泄漏而且全部都在增加风险,解决问题紧急玻璃化准备101:一些艰苦的功课该工厂的建设,目前由DoE与Bechtel National,Inc签订合同,可能是美国正在进行的最复杂的工程项目

但早在2000年,DoE Bechtel决定通过开始施工来节省时间和金钱,然后重要的结构和工艺被设计并在一个标尺上进行适当的测试俄勒冈州能源部的核材料专家Dirk Dunning说,这不是一个好主意

“最省钱的最糟糕的时间是开始你最好还是差不多完成在开始施工之前进行设计“玻璃化项目要求废物在进入预处理设施之前进行化学和放射性分析,以分离成各种成分,如铯137,锶90和金属

之后,每个单独的废物流被引导为高水平或低活性废物进入指定的熔化器玻璃是通过将沙子与少量添加剂如硼混合而形成的;将废物搅入,将整个混合物熔化,然后倒入钢罐中

玻璃原木固化后,废物被困,应与环境隔离足够长时间,以使大部分放射性物质衰变至安全水平

高级废物罐将永久储存在汉福德因为计划中的尤卡山地质储存库项目被奥巴马政府制止,高级废物罐将被保存在汉福德一座尚未建造的建筑物内

1月份美国能源部宣布它是开始研究一个新的“综合管理和处置系统”,它将在2048年之前建成一个永久性的地质处置库

然而,即使从现在开始一切顺利,也需要到2062年才能将所有废弃物玻璃化

废弃物对维生素植物提出了重大挑战项目工程师和核化学家一方面,废物在坦克之间变化很大在佐治亚州萨凡纳河的前核武器设施也是曼哈顿计划的一部分 - 多年来已经成功地使武器废物玻璃化,但是在那里只使用了一种燃料分离工艺

在汉福德,有9个生产反应堆使用至少六种不同的放射化学过程制造钚和铀燃料,这些过程的化学成分和成分非常不同这也是废物的真实情况

从罐到罐的成分存在很大差异,需要在进入Vit工厂之前批量化学分析废料,这可能还需要改变另一端的玻璃配方整个过程中,坦克持有元素周期表中的每一个元素,包括半吨钚,各种铀同位素和至少44种其他放射性核素 - 含有总计约1.76亿克拉的放射性物质 根据Plutopia:核心家庭,原子城市以及大苏维埃和美国钚灾害,这几乎是切尔诺贝利释放的放射性的两倍,Kate Brown是马里兰大学巴尔的摩郡历史学教授

废物也很热以及含有大量有毒和腐蚀性化学品和重金属的物质,这些化学品和重金属会危害管道和装载废物的罐子的完整性,有泄漏的危险

废物的物理形式也会导致问题

从任何给定的罐中获取代表性样品非常困难因为废物已经沉淀成层状,从底部的烧烤“硬痊愈”开始,在其上方有一层盐饼,一层粘稠的污泥,然后是流体,最后是流体和流体之间的顶空中的气体

上限大多数放射性物质存在于固体和污泥中,而大部分体积存在于液体中,而盐饼则随着流动而流动

所有这些考虑都有助于整体问题,可以用一个词来概括:流程为了进入玻璃日志阶段,废物必须穿过巨大的坦克和管道迷宫它必须以足够快的速度移动以避免管道和过滤器堵塞防止固体沉降这是一个相当大的挑战,因为废物的多相性质:固体,液体,污泥和气体都有不同的变化通过系统的废物进料将是“非牛顿浆液” - 混合物许多不同形状,大小和密度的流体和固体如果固体停止移动,问题随之而来一方面,有足够的可能会有足够的钚聚集引发核链式反应或临界 - 原子裂变的自持级联释放大量能量即使爆炸没有破坏混凝土围护结构,这也是一个严重的事件热浆可能会向后冲过管道,将问题传播到其他部分系统废物固体也会堵塞管道,以及离子交换过滤器,设计用于从低水平废物中捕获最多的放射性成分,以添加到高水平流中

固体是否堆积在容器,管道或管道中汉福德承包商URS公司的核和环境安全经理Donna Busche表示,“这就是我遇到问题的地方”除非Busche发出经营许可证,否则不能继续建造维多利亚工厂的有缺陷的部件,她不愿做她称DoE未能要求Bechtel尽快解决安全问题“淫秽”可能会产生第二次爆炸性风险,因为热量和辐射都可以将水分解为氧气和氢气如果管道和管道中没有氢气的地方退出废物流,足以爆炸,然后就会产生废物的极端放射性,这对人体的直接暴露来说太高了进入维多利亚工厂臭名昭着的“黑细胞”这是18个巨大的混凝土外壳,由较小的不锈钢容器填充

想法是引导废物通过船只40年来没有任何人为干预官员认为它将需要处理所有的废物唯一能做到这一点的方法是确保黑色电池没有活动部件但是由于必须不断搅拌废物以防止有毒和放射性固体沉淀,该计划要求使用脉冲喷射混合器 - 被描述为“火鸡捣蛋鬼” - 保持固体悬浮脉冲喷射混合器将废物吸入其垂直管中,然后将其强力弹回到罐中

不幸的是,它们尚未显示出以维生素植物所需的规模提供足够的混合它们确实适用对浆料施加足够的力,使固体在罐体和管道的不锈钢上磨掉,减弱它们以防泄漏

除了这种侵蚀,还有化学腐蚀的可能性为白宫提供建议的国防核安全委员会称这些问题“显示出阻碍”“工厂目前设计的方式带来了不可接受的风险,DoE现在承认,”汤姆卡彭特说,监督组织Hanford Challenge的执行董事 12月,政府问责办公室对维多利亚工厂尚未解决的安全问题进行了高度批评性分析对安全风险的分歧也引发了几位汉福德高级官员的直言不讳的抗议活动首席项目工程师加里·布伦森于1月份辞职,前任副总工程师Walter Tamosaitis提起举报人声称他们对安全的担忧受到了Bechtel的压制(Bechtel拒绝接受这个故事的采访,引用与Chu的专家小组签署的保密协议)但是,DoE的Vit工厂高级技术权威和Chu专家的成员Langdon Holton小组认为,该项目的问题是技术障碍,而不是无能或傲慢的不可解决的后果他还认为,虽然目前的风险是真实的,但如果它们确实发生的话,它们不太可能并且幅度很小

例如,他说,“你必须要有一个没有混合的船只半年“因为有足够的氢气积聚以进行大爆炸”我是否担心我们无法解决问题

不,但这需要一些时间,“他补充道(根据霍尔顿的说法,朱的专家小组预计不会发布正式报告)时间可能有限177辆坦克,建于1943年至1986年之间,大多数只打算用于20-一年的生命,正在腐朽;最后统计,六个正在泄漏维特工厂应该在2007年开始运营,现在预计将在2022年开始

它的原始预算为430亿美元,现在估计为1340亿美元没有人建议该项目被废弃,但没有进展对工厂安全运行的信心也不是真正的选择

许多汉福德观察家说,真正的问题是该国是否愿意为此付出代价Busche坚持认为必须在计划进一步解决之前解决安全问题“我们必须在所有系统中提供的稳健性源于废物本身,“她说”这是礼物一直在给予,直到它在玻璃日志中“