Robot usuwa stopione paliwo z elektrowni jądrowej w Fukushimie

Robot wjechał 3 września 2024 r. do uszkodzonego reaktora w elektrowni jądrowej w Fukushimie w Japonii, rozpoczynając dwutygodniową misję.

Celem misji jest pobranie po raz pierwszy niewielkiej próbki stopionego paliwa jądrowego z dna reaktora. To kluczowy pierwszy krok w skomplikowanym, wieloletnim procesie wyłączania z użytku elektrowni oraz usuwania ogromnych ilości wysoce radioaktywnego paliwa, które stopiło się w trzech reaktorach po katastrofalnym trzęsieniu ziemi i tsunami w 2011 roku. Naukowcy mają nadzieję, że robot pomoże im lepiej zrozumieć stan rdzeni reaktorów oraz stopionego paliwa.

Po trzęsieniu ziemi o sile 9,0 w skali Richtera i tsunami w marcu 2011 roku systemy chłodzenia w elektrowni Fukushima Daiichi przestały działać, co spowodowało stopienie paliwa w rdzeniach reaktorów. Stopione paliwo spływało z rdzeni, mieszając się z elementami wewnętrznymi reaktorów, takimi jak cyrkon, stal nierdzewna, przewody elektryczne, uszkodzone kraty oraz beton. To wysoce radioaktywne, lawopodobne paliwo rozpryskiwało się w różnych kierunkach, co dodatkowo skomplikowało proces jego usunięcia. Złożoność i stan tego materiału różni się w każdym z uszkodzonych reaktorów.

Tokyo Electric Power Company Holdings (TEPCO), które zarządza elektrownią, szacuje, że wewnątrz trzech reaktorów pozostało około 880 ton stopionego paliwa. Niektórzy specjaliści sugerują, że faktyczna ilość może być jeszcze większa.

Zespół pracowników użyje zestawu rur o długości 1,5 metra, połączonych ze sobą, aby wprowadzić robota do wnętrza reaktora nr 2. Sam robot może rozciągnąć się na długość około 6 metrów wewnątrz naczynia reaktora. Operacje robota będą sterowane zdalnie z innego budynku elektrowni, ponieważ poziom promieniowania w pobliżu stopionego paliwa jest śmiertelnie wysoki.

Na przodzie robota znajdują się szczypce, kamera oraz źródło światła, które umożliwiają precyzyjne manewrowanie. Jego celem jest pobranie niewielkiej ilości stopionego paliwa – mniej niż 3 gramy. Niewielka ilość materiału ma na celu minimalizację zagrożeń związanych z promieniowaniem. Po zakończeniu misji robot wróci tą samą drogą, a cała operacja potrwa około dwóch tygodni.

Tak długi czas jest konieczny, ponieważ robot musi poruszać się niezwykle precyzyjnie, aby uniknąć zablokowania w wąskich korytarzach lub uszkodzenia się na przeszkodach. W przeszłości inne roboty miały problemy z takimi wyzwaniami. Dodatkowo, TEPCO ogranicza czas pracy każdego zespołu operacyjnego do dwóch godzin dziennie, aby zminimalizować ryzyko związane z promieniowaniem. Każdy zespół, złożony z sześciu osób, może pracować maksymalnie 15 minut na raz.

Lake Barrett, który nadzorował proces oczyszczania po awarii w amerykańskiej elektrowni jądrowej Three Mile Island w 1979 roku, a obecnie jest doradcą TEPCO, podkreśla, że pobranie próbki stopionego paliwa to „ważny pierwszy krok”. Choć paliwo zostało ustabilizowane i chłodzone, starzenie się reaktorów może stwarzać nowe zagrożenia, dlatego konieczne jest jego usunięcie i przeniesienie do bezpieczniejszego miejsca na długoterminowe składowanie.

Zrozumienie stanu stopionego paliwa jest kluczowe dla opracowania skutecznej metody jego usuwania, składowania i ostatecznej utylizacji. Próbki paliwa będą przechowywane w zabezpieczonych pojemnikach i wysyłane do kilku laboratoriów w celu dokładniejszych badań. W przypadku, gdy poziom promieniowania przekroczy dopuszczalne normy, robot będzie musiał zwrócić próbkę z powrotem do reaktora.

Po pobraniu niewielkich próbek konieczne będzie głębsze badanie stosu stopionego paliwa, który ma ponad metr grubości. Kolejne etapy będą obejmować rozwój bardziej zaawansowanych robotów, zdolnych do cięcia większych fragmentów stopionego materiału i bezpiecznego przenoszenia go do specjalnych pojemników.

Wyzwaniem będą także dwa inne reaktory, które są w gorszym stanie i wymagają dłuższego czasu na pełne oczyszczenie.

Szymon Ślubowski