En japansk kvinna genomgår ett screeningtest för eventuell kärnstrålning den 5 april, 2011, i Koriyama, Fukushima prefektur, Japan. Städningen i Fukushima Daiichi representerar ett enormt företag. Se fler bilder på katastrofer för nedbrytning av kärnvapen. Athit Perawongmetha/Getty Images Redan krossade förödelsen av en jordbävning och en tsunami i mars 2011, Japan stod inför ett annat skrämmande hinder på vägen till återhämtning:att städa upp det skadade kärnkraftverket i Fukushima Daiichi. Efter att jordbävningen och den efterföljande tsunamin skadade anläggningens kylvätskesystem, anläggningsoperatörer arbetade outtröttligt för att begränsa nedsmältningen vid Fukushima Daiichi och begränsa utsläpp av radioaktivt material till den omgivande miljön.
Att rengöra radioaktivt material under alla omständigheter kan vara komplicerat, dyrt företag, och Fukushima Daiichi blir inget undantag. Hidehiko Nishiyama, en talesman för Japans kärnsäkerhetsbyrå, har redan meddelat att det kommer att dröja månader innan byrån kommer att ha läget vid anläggningen helt under kontroll, och vissa experter uppskattar att saneringsarbetet kan pågå år eller till och med decennier. Vad mer, kostnaden för saneringen kan lätt skjuta i höjden förbi kostnaden för att bygga kraftverket i första hand [källa:Klotz].
För att förstå varför radioaktiv upprensning är så tråkigt och kostsamt, det hjälper till att veta varför radioaktivt material är så farligt i första hand. Radioaktivt material, till skillnad från det mesta, är i sig instabil. Över tid, kärnorna i radioaktiva atomer avger det som kallas joniserande strålning , som kan komma i tre primära former: alfapartiklar , betapartiklar och gammastrålning . Under vissa omständigheter, någon av de tre kan skada människor, stjäl elektroner från atomer och förstör kemiska bindningar. Till skillnad från alfa- och betapartiklar, dock, gammastrålning kan passera direkt genom kroppen, skapar förödelse i processen. Verkligen, felaktiga försök från kroppen att reparera den skadan kan leda till cancerceller.
Uran och dess biprodukt, plutonium, båda producerar gammastrålning på nivåer som är extremt farliga för människor - även kort exponering för en liten mängd plutonium kan visa sig vara dödlig, till exempel - men kärnkraft skulle vara omöjligt utan dem. Tack vare strikta säkerhetsstandarder och mekanismer, dock, arbetare vid kärnkraftverk (och överallt annars hanteras radioaktivt material) kommer mycket sällan i kontakt med skadliga strålningsnivåer.
Fortfarande, dessa anläggningar kan inte fungera för alltid, och det är då radioaktiv rengöring är nödvändig. Faktiskt, det efterlyses i olika situationer, inte bara nedbrytningar. Avveckla ett kärnvapen? Kassera radioaktivt medicinskt avfall? Du kommer att behöva gå igenom den mycket involverade prövningen som är radioaktiv sanering. Innan processen kan starta, besättningar behöver utrustningen för att göra jobbet. Vi får reda på vilka pålitliga verktyg tekniker vänder sig till nästa.
Innehåll
Geiger -räknare visar sig vara oumbärliga när du arbetar med kärnavfall. Don Farrall/Getty Images Som någon byrå som är involverad i saneringen kommer att berätta för dig, säkerhet är första prioritet. Följaktligen, all personal som arbetar med potentiellt skadliga strålningsnivåer bär tjocka vinylhazmatdräkter, masker och gummistövlar som kan blockera minst en procentandel av skadlig strålning.
Självklart, istället för att förlita sig på säkerhetsutrustning för att skydda dem, arbetare skulle hellre undvika strålning helt när det är möjligt. För detta ändamål, besättningar bär ofta Geiger -räknare som ger dem både riktning och intensitet för en strålningskälla. Dessutom, arbetare får bära dosimetrar , bärbara enheter som spårar mängden strålningsexponerare får under sitt skift. Dessa enheter är särskilt användbara när arbetare vet att de kommer att få intensiva doser av strålning och kräver en varning för att lämna platsen när doseringen närmar sig skadliga nivåer.
Beroende på typ av operation, besättningsstorlekar kan variera mycket. På Fukushima Daiichi, ett relativt litet team på 300 arbetare kämpade för att stabilisera kraftverket så att större saneringsinsatser kunde börja [källa:Boyle]. Efter Tjernobylkatastrofen - allmänt ansedd som den värsta olyckan som någonsin inträffat vid ett kärnkraftverk - cirka 600, 000 arbetare var inblandade i saneringen, och områdena kring kraftverket är först nu säkra att besöka med korta intervaller [källa:U.S. NRC].
Intressant nog, saneringsbesättningar använder ofta samma moppar, kvastar, spadar och borstar för att utföra sina jobb som du kan hitta på en lokal järnaffär.
Tack och lov, mänskliga arbetare behöver inte hantera alla aspekter av en strålsanering. Till exempel, Tyskland ställde upp två robotar för att hjälpa till att stabilisera och i sista hand, sanering av Fukushima Daiichi. Andra robotar kan hantera allt från demontering av kärnbomber till fixering av fastklämd utrustning i mycket radioaktiva miljöer. I vissa fall, robotarna själva blir så förorenade att de så småningom skrotas som radioaktivt avfall.
När det gäller hantering av förbrukade bränslestavar, både värme och strålning är ett problem. Så, arbetare använder mycket vatten för att både kyla sådana material och för att innehålla deras strålning, ibland i flera år i taget. Tillsammans med vatten, betong, glas och smuts visar sig vara ganska effektivt vid lagring av radioaktivt material, särskilt när de är ihopkopplade med inneslutningskärl och lagringsutrymmen.
E. Coli bekämpa radioaktiv föroreningOm du är som många människor, du har alla slags antibakteriella tvålar och rengöringsmedel i ditt hushåll. Det är lite ironiskt, sedan, att forskare har hittat ett sätt att använda de ökända bakterierna E coli att skura miljön. Genom att kombinera bakterierna med inositolfosfater - ett jordbruksavfallsmaterial - kan forskare först binda uran till fosfaterna och sedan skörda uran för att ta bort det från miljön. Som en extra fördel, processen producerar uran nästan lika billigt som traditionell gruvdrift.
Tänk dig att sopa ditt köksgolv och sedan behöva slänga bort inte bara smutsen du har sopat upp utan också kvasten, soptunnan och till och med papperskorgen du kastade allt i. Det scenariot ger dig en glimt av svårigheten och kostnaden för att städa upp radioaktivitet. arbetare måste ta itu med källan till strålningen och allt som källan har förorenat. Ändå så svårt som processen kan vara, det är inte alltid komplicerat. I många fall, arbetarna får enkla sysslor som att sopa upp lågaktivt radioaktivt material, torka av ytor med dekontaminerande kemikalier och samla skräp för bortskaffande.
Mycket av utmaningen kommer från det faktum att radioaktivt material kan spridas till miljön på flera sätt - särskilt när det går fel - vilket gör rengöring exponentiellt svårare. Till exempel, radioaktiva partiklar kan sippra in i grundvattnet, rinna in i närliggande sjöar, floder och hav, flyta genom atmosfären och till och med förorena boskap och grödor. Varje typ av miljöförorening kräver ett annat svar.
När radioaktivt material förorenar grundvattnet, organisationer som U.S. Environmental Protection Agency (EPA) övervakar byggandet av grundvattenutvinning och reningsanläggningar. Om jorden själv är förorenad, å andra sidan, den kan behöva extraheras och begravas på en inneslutningsanläggning eller till och med innesluten i betong. När radioaktivt material sprider sig till stora vattendrag eller ut i atmosfären, sanering kan vara omöjligt. I sådana fall, fisk, boskap och råvaror övervakas noga för ökade nivåer av radioaktivitet.
Oavsett föroreningstyp, att torka upp radioaktivt material är en farlig uppgift, och tålamod är ibland det bästa sättet att säkert sanera en webbplats. Allt radioaktivt material försvinner med tiden, så småningom bryts ner i stabila - och säkra - dotterelement. Och medan denna process tar tusentals år för radioaktivt avfall på hög nivå, det förekommer mycket snabbare för lågnivåavfall som säkerhetsutrustning och vatten som används inuti ett kärnkraftverk. Följaktligen, avfall lagras ofta på den plats där det genererades i år eller till och med årtionden innan det slängs på rätt sätt.
Eftersom processen med att rensa upp radioaktivt material är så farlig, det är starkt reglerat runt om i världen. I USA, federala myndigheter som EPA, energidepartementet och kärnkraftsregleringskommittén fastställde säkerhetsriktlinjer, utfärda licenser för att driva kärnkraftverk och övervaka eventuella saneringsinsatser.
Akut strålningssyndromHittills, Tjernobylkatastrofen 1986 står som den största katastrofen i kärnkraftens historia, utsätta dussintals arbetare för intensiv strålning. Inom veckor, 28 av dem hade dött efter att ha utvecklat akut strålningssyndrom (ARS).
Individer med ARS utvecklar omedelbart symtom som illamående, kräkningar och diarré, följt av en period av till synes perfekt hälsa. Inom kort, dock, offren återgår till ett tillstånd av allvarlig sjukdom som, beroende på mängden strålning en person fått, kan ofta leda till döden. Eftersom ARS är så förödande, arbetare är mycket försiktiga när de arbetar med kärnämnen.
Läs mer
Dekontamineringen av en plats som Fukushima Daiichi är inte riktigt fullständig förrän det radioaktiva materialet från platsen är säkert bortskaffat. Spenderade kärnbränslestavar, till exempel, förbli farliga i tusentals år efter att de har tagits bort från ett kraftverk [källa:U.S.EPA]. Och medan forskare och forskare outtröttligt arbetar för att hitta sätt att neutralisera faran från de ständigt växande mängder kärnkraftsavfall som genereras varje år, för närvarande är det enda alternativet vi har att lagra det. Men var? Trots allt, mängden radioaktivt avfall ökar varje sekund, med experter som förutspår genereringen av ytterligare 400, 000 ton (363, 000 ton) under de kommande två decennierna [källa:World Nuclear Association].
Vid avfallssändande lågnivåstrålning, bortskaffningsförfarandet skiljer sig inte markant från att ta skräp till den lokala deponin. Även om ingenjörer måste vara försiktiga med att sådant material inte sprids under några omständigheter eller förorenar den lokala vattentillförseln, dessa bortskaffningsplatser är vanligtvis belägna nära ytan.
Anläggningar utformade för att rymma högaktivt radioaktivt avfall, å andra sidan, är mycket mer robusta. Yucca Mountain -anläggningen i Nevada, till exempel, kostar mer än 13 miljarder dollar att bygga och skulle lagra radioaktivt material 1, 300 fot under jorden i ett nätverk av skärmade tunnlar, men forskare och beslutsfattare debatterar fortfarande om dess förmåga att säkert innehålla sin last [källor:Associated Press, Eureka County].
Att bygga ett kärnavfallsförvar är bara det första steget mot att avyttra radioaktivt material på hög nivå. Nästa, Materialet måste placeras i specialdesignade metallfat för transport. Eftersom alla slags olyckor kan inträffa under transport, faten är utformade för att klara allt från 30 fot (9 meter) fall till 1475 grader Fahrenheit (802 grader Celsius) bränder [källa:Eureka County]. Dessa fat, tillverkad av rostfritt stål, titan och andra legeringar, gör sedan resan från ursprungsorten till kärnavfallsförvaret där faten kan ligga kvar i tusentals år.
Alla länder väljer inte att lagra kärnavfall på hög nivå som USA gör, istället omarbeta bränslet och återanvända det för att generera mer kraft. Fortfarande, upparbetning eliminerar inte behovet av att lagra kärnmaterial, göra avyttring till en kritisk fråga för varje land som använder kärnkraft
Som du kan tänka dig, städning och bortskaffande av kärnavfall är en kostsam insats. Storbritanniens kärntekniska avvecklingsmyndighet uppskattade att kostnaden för att städa upp alla 20 av landets radioaktiva platser skulle uppgå till 160 miljarder dollar, till exempel [källa:Macalister]. Fortfarande, förespråkare för kärnkraft säger tillgång till en pålitlig, ren och riklig energikälla mer än motiverar kostnaderna för att underhålla och rengöra kärntekniska anläggningar.
Hur mycket är för mycket?Vi vet alla att strålning är skadlig, men verkligheten är att vi inte kan undgå någon exponeringsnivå. Men hur mycket strålning krävs för att skada någon? Bakgrundsstrålning och röntgen ger alldeles för lite strålning för att orsaka någon skada, precis som att bo nära ett kärnkraftverk eller till och med gå runt platsen för Tjernobyl -katastrofen i en timme. I verkligheten, endast besättningar som arbetar direkt med radioaktivt material får någonsin tillräckligt med strålning för att äventyra deras hälsa, och även då bara i sällsynta fall. Fortfarande, tekniker som arbetar för att stabilisera fabriken i Fukushima Daiichi insåg att de var direkt i fara och fortsatte att pressa framåt, som visar sant mod för sitt lands skull.
Ursprungligen publicerat:12 apr. 2011
