福岛废水排放最新进度及相关讨论
nkh04722020/10/21核技术与核仪器 IP:内蒙古

根据日本政府的说法,排放的废水为多核素去除设备”(ALPS)处理后的水,主要放射性核素主要为无法去除的超重水。

关于将排放的氚的总量,中文网络上似乎没有相关信息。我找到了日本自然资源与能源厅METI关于福岛核设施后续处理的新闻及每月进度发布网址:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/english/earthquake/nuclear/decommissioning/

在最近的总结中(2020年4月发布)提到预计至2022年夏,废水含氚浓度约为0.73MBq/L,总量约为860TBq(16g)。本人对此没有什么概念,不知这些废水有无利用价值。

QQ截图20201021161357.png

另外里面有提到,废水排放导致的辐射暴露相较自然界的本底辐射并不高,但我很担心这个数据对于亚太沿海国家没有这么乐观。相信日本政府对于废水排放做了很多模拟,但是考虑到政府对于之前此事件的多次严重隐瞒,很难再充分相信这些数据了。

QQ截图20201021161422.png

不过另一个角度上看,如果数据属实,排放废水的严重性会不会没有大家所担心的那么高呢?

附2020年4月总结如下,内含22页ppt,里面有很多国内媒体没提到过的细节,建议阅读:

attachment icon sum202004.pdf 2.33MB PDF 113次下载 预览

另外,是最新的2020年9月的进度报告,这个不再是ppt了,18页密密麻麻的小字看的脑壳疼……

QQ截图20201021162734.png

反应堆压力壳底部温度仍在30度以上的样子,算是衰变热的生动体现了。查了一下切尔诺贝利的相关资料,提到

Analysis has shown that the corium was heated to at most 2,255 °C, and remained above 1,660 °C for at least 4 days.

然而似乎没找到目前反应堆内部的温度数据,参照福岛的来看,经过这么多年,切尔诺贝利里大概早就恢复到常温了吧……

报告里上至管道泄漏,下至人员中暑,各种事故写的倒是挺详细,确实有我印象中航空/核电等领域报告的样子。

In FY2020, six workers suffered heat stroke due to work up until September 22 (in FY2019, 13 workers up until the end of September). Continued measures will be taken to prevent heat stroke.

attachment icon mp202009.pdf 4.52MB PDF 79次下载 预览


来自:物理高能技术 / 核技术与核仪器
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~~空空如也
nkh0472 作者
3年6个月前 IP:内蒙古
887339

补充资料:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/p/267000831

这篇文章引用了相对多的数据,但还是有些模糊的地方,可以作为参考查看。

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nkh0472作者
3年6个月前 IP:内蒙古
887348
引用我说要有光发表于2楼的内容
不明不为什么要排,留在那好像也不会怎么样。本底已经爆炸的泡水旧反应堆还打算修修重新启用吗?

这些水是用作冷却的一次性水,冷却后就存起来了。

QQ截图20201022094508.png

目前要排放的官方原因是马上就放不下了,METI预测每年新增5万~6万方的净化水。这么多罐子的维护会是个问题,之前就有过管道泄漏的情况,毕竟不是自来水不能直接漏到地表。

虽然它们表示排放时会用水稀释至安全浓度……有点文字游戏的感觉,海那么大,真排的话也不差这点稀释……


泡水的反应堆的计划是要退役,但预计需要30-40年的时间。因为里面的核废料仍然是暴露的状态,目前仍在围绕其做大量的工作,包括拍机器人进去看看情况什么的(之前的机器人因为辐射太大没拍到多少就报废了)。

QQ截图20201022094208.png QQ截图20201022094304.png QQ截图20201022094450.png


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nkh0472作者
3年6个月前 IP:内蒙古
887355
引用osrom发表于5楼的内容
压水堆含氚废水都是直排大亚湾公开年排放量225TBq 2010年福岛要没爆运行至今 含氚废水排放还不...

请求数据来源。

另外按日本目前的说法,就是打算把处理过的废水稀释到允许排放的浓度再排;既然有这种浓度条件的话可能平时直排是可行的。另外如果平时可以直排的话,这个关键信息相关讨论里似乎没人提到过(没有贬义,确实大家应该了解这一点)。

大家现在担心的是总量很可观;另外几年前有第三方研究在ALPS处理后的废水里找到了其他几种强辐射核素,而不是官方表述的仅包含氚,后来ALPS处理工艺又新增了一级处理,不知现在效果如何(这波操作下来日本官方的可信度降低了不少)。


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nkh0472作者
3年6个月前 IP:内蒙古
887356
引用虎哥发表于4楼的内容
如果是冷却水,可以循环使用的,非要排掉有点说不通。氚也算是有用的东西。

和常规冷却水不太一样,这个水直接接触了暴露的核废料,辐射性极强。

不过官方强调用过的水经过ALPS处理后仅含氚,经过一定稀释后的辐射指标甚至可以达到排放标准,不知为何没有再用于冷却。

QQ截图20201022190356.png

QQ截图20201022190543.png

氚的话总含量到2022年能累计到16g,用于提取的话可能浓度还是太低了,投入产出比是个问题(没经过核算,只是推测没有经济效益)。

前两天跟小伙伴讨论了一下,如果真的有经济效益的话,可以自己去管日本要废水来提纯;这些废水现在是烫手山芋,日本大概率还会补贴一笔钱作为垃圾处理费hhh。

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nkh0472作者
3年6个月前 IP:内蒙古
887376

简单核算一下提纯氚所需能源成本。

首先简单假设通过电解法提纯超重水,由于电解产生的氢气里可能混有少量氚,恐怕这些氢气并不能直接流通于市面。


根据 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/question/31205608

在理想情况下,生产1m³氢气的电能为3.55kW·h,允许范围为4.26kW·h,约为4美元[1].

商业电解槽一般为6.7~7.3 kWh/Nm³ (效率∼50–55%)[2]

我国国家标准[3](图略)

[1]Wang J, Xu F, Jin H, et al. Non-Noble Metal-based Carbon Composites in Hydrogen Evolution Reaction: Fundamentals to Applications[J]. Advanced Materials, 2017, 29(14):1605838.

[2]Badwal S P S, Giddey S S, Munnings C, et al. Emerging electrochemical energy conversion and storage technologies[J]. Frontiers in chemistry, 2014, 2: 79.

[3]GB 19774-2005-T 水电解制氢系统技术要求

……

  • 理论电解水生成1mol H2 所需电量:

W=QU=2×6.023×10^23 ×1.6×10^(-19) ×1.23=237.06528 kJ≈0.0659 kW·h

  • 实际电解水生成1mol H2 所需电量:

W1=Q1U1=2×6.023×10^23 ×1.6×10^(-19)×1.8(2.0)=346.9248(385.472) kJ≈0.0964(0.1071)kW·h

产生1升氢气即1/22.4 mol(标准状况下),可以计算出所需电量。



作者:庭之野望
链接:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/question/31205608/answer/139834764
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

根据电解水的化学式,知电解1mol水得1mol氢气,即电解1mol水用电≈0.0964(0.1071)kW·h。

根据本贴图1,每g氚分散于(860*10^12 /16)/0.73*10^6=7.36*10^7L水中。

电解它们需要7.09*10^6~7.88*10^6kW·h。

根据XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/news/detail/3735612

日本2020财年上网电价

系统规模上网电价费率(日元/kWh)
<10kW21
10kW-50kW13
50kW-250kW12
>250kWNA(使用竞争性招标流程确定价格)

取12日元/kW·h,即电力成本8.508*10^7~9.456*10^7日元,根据今日汇率换算美元为81万~90万美元/g。

不考虑其他成本,不考虑副产品抵扣,即使上述计算结论可能偏高,仍高于网传氚的成本3万美元/g。


综上,提氚血亏……


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nkh0472作者
3年3个月前 IP:内蒙古
890616
引用nkh0472发表于6楼的内容
请求数据来源。另外按日本目前的说法,就是打算把处理过的废水稀释到允许排放的浓度再排;既然有这种浓度条...

根据January 28, 2021新建的ALPS Treated Water Q&A页面问题4

Why are two options suggested by the expert committee feasible?

A: “1) Vapor release” and “2) discharge into the sea” are suggested by the committee.
Both option 1) and 2) are recommended to be realistic, because of the precedents and track records for them. “2) Discharge into the sea” can be implemented more reliably, considering the ease of discharge facilities operation and proper monitoring methods.
 The International Atomic Energy Agency (IAEA) acknowledged that the options suggested by expert committee is “based on a sound scientific and technical basis of analysis”.

<Reference>

Statements made by IAEA Director General Rafael Grossi in February 2020  upload_downloader_1612796049105_34903376.gif

IAEA Reviews Management of Water Stored at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (2 April 2020)  upload_downloader_1612796049109_61322445.gif

TEPCO’s Draft Study Responding to the Subcommittee Report on handling ALPS-Treated Water (24 March 2020) upload_downloader_1612796050589_51924288.gif

日方提出了两种废水释放方案:稀释入海/蒸发,都是有先例且可行的,与6楼说法类似。国际原子能机构在上述参考链接2中写道:

In a review published today, the team said the two options for controlled disposal outlined by a Japanese advisory subcommittee in February – vapor release and discharges to the sea – were both technically feasible. They are also routinely used by operating nuclear power plants worldwide under specific regulatory authorisations based on safety and environmental impact assessments. The IAEA experts said the subcommittee’s recommendations to the Government of Japan were based on a comprehensive and scientifically sound analysis addressing the necessary technical, non-technical and safety aspects.

也印证了这一说法。

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nkh0472作者
3年3个月前 IP:内蒙古
890619
引用twz562发表于14楼的内容
单纯拿Bq来说事的,有没有考虑过不同核素的靶器官?有没有考虑过衰变链?有没有考虑过不同射线的品质因数...

关于氚的生物危害性,在楼上Q&A页面中提供的详细信息pdf中,表示:

Biological impact of tritium

    ◇Animal tests and epidemiologic research to date have NOT shown “a far greater biological impact from tritium than other radiation or nuclides. 

    ◇Mouse carcinogenicity experiments showed that even when mice continue to drink highly concentrated tritiated water (0.14 bilion becquerels/L),occurrence probability is about the same as that due to natural cancer occurrence. 

    ◇No examples of negative impact attributable to tritium have been commonly seen among nuclear facilities. 

(Ref.) Impact on human health of compound including tritium 

    ●Tritium ingested in human body is excreted by metabolism and will be reduced with time. 

    ◇Tritiated water ・Impact on human health is about 1/300 of that of Potassium 40(* Potassium-40 is a natural radionuclide abundant in foods such as vegetables and fruits.) ・Of the tritiated water that enters the body, 5% to 6% is converted into OBT(Organically Bound Tritium) 

    ◇OBT (Organically Bound Tritium ・ Impact on human health of the OBT is less than 1/300 of that of cesium 137

综合来讲危害性与1/300的K40相当。


不过里面第二条,小鼠持续性摄入高度氚含量的水,竟然癌症发生率与自然发生率相当,这个有点没想到。不知道这个数据在国际上是否受到认可……


另附January 28, 2021发布的最新月度进度表,内容详实,就是字又多又小(看的头疼),想知道目前最新进展的看这个就没错了。当前同时进行的包括众多项目,这是在百度和新闻里看不到的。工程确实严谨,不管是工作量还是技术投入都确实是举国之力才能完成的,另外所有工作也都在国际原子能专家监督下进行,就目前来讲没有太大的硬伤了(当然历史遗留问题不算,现在巨大的工作量里有一部分就是倾国之力给之前擦屁股)。至少涨涨见识挺好,这种大工程不常见。

attachment icon mp202012.pdf 4.33MB PDF 9次下载 预览

emmm不过最后那个工作人员尚未有确诊新冠的记录……怎么说呢,全日本截至目前累计检测数量不到1000万份样本,到底是真没感染的还是感染了没检查就不知道了……

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nkh0472作者
3年2个月前 IP:内蒙古
891366

QQ截图20210225192346.png

    截止1月27日,3号反应堆乏燃料组件移除接近完成(较上个月新移除76个,剩余49个,不过剩余组件的把手大部分发生变形);如图,2号堆乏燃料水池内有615套乏燃料组件、1号堆392套乏燃料组件,后续将逐步完成。

    废水产生量与预期一致,截止2021年1月7日,废污泥总库容445m³(已使用容量64%),浓缩废液总库容9311m³(已使用容量90%)。贮存废物容器(stored spent vessels)、多核素清除设备的高完整性容器(HIC)和其他容器总数为5007个(已使用容量79%)。

    另外,本月发现8名员工感染新冠病毒……

attachment icon mp202101.pdf 4.67MB PDF 6次下载 预览


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nkh0472作者
3年2个月前 IP:内蒙古
891495

来源:中国新闻网 发布时间:2021/3/1 10:52:37

福岛核电站数百燃料搬出消除风险 千根燃料待处理


中新网3月1日电 据日本共同社报道,日本东京电力公司2月28日透露,福岛第一核电站3号机组乏燃料池中留下的566根燃料的取出作业已完成。福岛一核的风险之一就此消除,但1、2号机组还留有共计1007根燃料,此外熔落核燃料(燃料碎片)也等待清理

核反应堆报废的主要工作是从释放强烈辐射、位于反应堆厂房上方的燃料池中取出燃料。3号机组是继2014年完成的4号机组后的第2座,在发生堆芯熔化的1-3号机组中为首座。

东电表示,当天将最后6根燃料转移到了厂区内的共用燃料池中。目前将持续在此保管。

福岛核电站3号机组2011年3月14日发生氢气爆炸,反应堆厂房上方严重损坏。燃料池中有514根乏燃料和52根未使用的燃料,当时一度由自卫队直升机投水,还通过混凝土泵车从外部注水。

东电原计划2014年底开始取出燃料,但因辐射水平未下降而多次延期。为防止放射性物质飞散,在厂房上方设置了圆顶型防护罩,2019年4月才启动燃料取出作业。

据报道,相关作业启动后,又因器材故障等多次中断,还不得不应对燃料拉手因氢气爆炸变形、瓦砾堵在周围等各种情况。


【23楼后续,3号机组的乏燃料组件取完了】


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