周二，一台长型机器人进入日本福岛核电站受损的反应堆，开始执行为期两周的高风险任务，首次从底部回收少量熔化的燃料碎片。

这机器人进入 2 号机组反应堆是接下来的关键的第一步——这是一个艰巨的、长达数十年的过程，目的是让核电站退役并处理在大地震中受损的三个反应堆内的大量高放射性熔化燃料2011 年的海啸和海啸。专家希望机器人能够帮助他们更多地了解堆芯和燃料的状态碎片。

以下解释了机器人的工作原理、其使命、意义以及反应堆清理最具挑战性的阶段开始后的前景。

燃油碎片是什么？

2011 年 3 月发生的 9.0 级地震和海啸导致反应堆堆芯内的核燃料熔化，导致福岛第一核电站的冷却系统出现故障。熔化的燃料从堆芯滴落，与支撑结构周围和主安全壳底部的锆、不锈钢、电缆、破碎的格栅和混凝土等内部反应堆材料混合。

反应堆熔毁导致高放射性熔岩状物质向各个方向飞溅，使清理工作变得非常复杂。每个反应堆的碎片状况也不同。

管理该核电站的东京电力公司控股公司（Tokyo Electric Power Company Holdings，简称 TEPCO）表示，三座反应堆中估计还残留着 880 吨熔融燃料碎片，但一些专家表示，数量可能会更多。

机器人的使命是什么？

工作人员将使用五个按顺序连接的 1.5 米长（5 英尺长）管道来操纵机器人通过 2 号反应堆主安全壳的入口点。机器人本身可以在容器内延伸约 6 米（20 英尺）。一旦进入内部，由于融化的碎片会发出致命的高辐射，操作员将在工厂另一栋建筑物中远程操纵它。

机器人的前部配备了钳子、灯和摄像头，将通过电缆将其降低到一堆熔化的燃料碎片上。然后它会剪下并收集一些碎片——小于 3 克（0.1 盎司）。少量是为了最大限度地减少辐射危险。

然后机器人将返回进入反应堆的地方，这一往返大约需要两周时间。

这项任务需要这么长时间，因为机器人必须进行极其精确的机动以避免撞到障碍物或卡在通道中。早期的机器人也曾发生过这种情况。

东京电力还将每日运行时间限制为两小时，以尽量减少反应堆厂房内工人的辐射风险。八个六人小组将轮流进行，每组最多可停留约 15 分钟。

官员们希望学到什么？

巴雷特说，对熔化的燃料碎片进行采样是“重要的第一步”。巴雷特在 1979 年美国三哩岛核电站灾难后领导了核管理委员会的清理工作，现在是东京电力福岛核电站退役的付费顾问。

专家表示，虽然熔化的燃料碎片已保持冷却并稳定下来，但反应堆的老化带来了潜在的安全风险，需要尽快将熔化的燃料清除并转移到更安全的地方进行长期储存。

日本原子能机构表示，了解熔化的燃料碎片对于确定如何最好地清除、储存和处置它至关重要。

专家预计，该样本还将提供更多线索，了解 13 年前的这场灾难到底是如何发生的，其中一些线索仍然是个谜。

熔化的燃料样本将保存在安全的罐中，并送往多个实验室进行更详细的分析。如果辐射水平超过设定限值，机器人会将样品带回反应堆。

“这是一个过程的开始。前面的路很长很长，”巴雷特在接受在线采访时说。“目标是去除高放射性物质，将其放入工程罐中……并将其储存起来。”

对于这次任务，机器人的小钳子只能到达碎片的上表面。随着更多经验的积累和具有附加功能的机器人的开发，预计未来工作的步伐将会加快。

接下来怎么办？

巴雷特说，东京电力将必须“深入调查超过一米（3.3英尺）厚的碎片堆，因此你必须下去看看里面有什么。”他指出，在三哩岛，表面上的碎片与内部更深处的材料有很大不同。他说，必须收集和分析来自不同地点的多个样本，以更好地了解融化的碎片并开发必要的设备，例如用于未来大规模清除的更强大的机器人。

与收集微小样本进行分析相比，开发和操作能够将大块熔化碎片切割成碎片并将其放入罐中进行安全存储的机器人将是一个更加困难的挑战。

还有另外两座受损的反应堆，即1号机组和3号机组，它们的状况更糟，需要更长的时间来处理。东京电力计划今年晚些时候在 1 号机组中部署一组小型无人机进行探测，并正在为充满大量水的 3 号机组开发更小的“微型”无人机。

另外，数百根乏燃料棒仍留在 1 号机组和 2 号机组顶层的非封闭冷却池中。如果再次发生大地震，这将构成潜在的安全风险。3号机组乏燃料棒的拆除工作已完成。

退役工作何时完成？

熔化燃料的清除最初计划于 2021 年底开始，但因技术问题而推迟，凸显了该过程的难度。政府表示退役预计需要30-40年的时间，而一些专家则表示可能需要长达100年的时间。

其他人则在推动掩埋该核电站，就像 1986 年切尔诺贝利核电站爆炸后那样，以降低辐射水平和核电站工人面临的风险。

巴雷特说，这在福岛海边核电站行不通。

“你处于地震高发区，处于高水位区，其中存在很多未知因素（反应堆）建筑物，”他说。“我不认为你可以把它埋起来然后等待。”

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