01福島核廢水的體量
由于2011年的大地震,日本福島地區的核電站發生了一系列設備損壞、堆芯融化、核輻射等事故,被稱為切爾諾貝利以來最嚴重的核事故。目前核電站本身已經不是問題,但還有一個問題沒解決——核廢水。
據綠色和平組織之前的報告,日本福島核電站的核廢水有上百萬噸之多,而且還在不斷積累,每天增加大約170噸沒,核電站運營方東電之前預測2020年核電站的廢水將高達330萬噸,這些核廢水如何處理一直沒有完善的方案。
檢測數據顯示,從2011年的8月到2017年7月,在東京灣流入的河流周邊,共采集了90處土壤樣本,對放射性活度進行分析。結果發現,每千克淤泥達到1340貝克勒爾,比最開始的還要高出近400。這表明,福島核電的核廢水仍在不斷向外泄漏,并積蓄在東京灣。目前為每平方米每年約6萬貝克勒爾,近幾年這一數值在持續升高。
由前文可知,福島第一核電廠的核廢水持續增加,日本環境大臣原田義昭10日談到福島第一核電廠核廢水如何處理時說,“除了直接排放(入海)稀釋外,別無他法”。
一旦大量排入太平洋,大規模核污染污染就一發而不可收!并且大量銫137、碘131等的放射性同位素會被海洋生物富集起來,經年累月在海洋食物鏈中循環,最后富集在高等動物體內。
02利用油輪裝載廢水
為什么用三十萬噸級油輪?因為三十萬噸級的油輪數量多,航行操作簡單,只需要四艘船就能夠裝載一百多萬噸廢水。本次末日航行又不需要購買昂貴的商業保險、邀請驗船師、船東代表等等費用。
為什么是油輪?目前大型油輪都是雙殼船,雙殼船的結構讓壓載水與船舶貨物隔絕開來,這樣避免裝載貨物污染壓載水(都是裝港的海水)。船體結構堅固,隔板都是1厘米以上的鋼板,能夠有效的屏蔽核廢水(主要是β衰變)的放射性污染。
油輪造價如何?國際海事組織強制報廢油輪的管理規定,5萬噸級以上的油輪一般使用到20年都要強制報廢了。所以19年、20年左右的油輪價格非常便宜,很多時候只需要正常新船的四分之一,也就是2000萬美金一艘。裝載110萬噸廢水只需要是艘船,總共的價格也就是8000萬美金。
油輪需要的船員數量很少。人是最寶貴資源,用十萬噸油輪和15萬噸的油輪都需要20到30個船員,用三十萬噸油輪所需要的人力資源比用小船減少三分二到一半。裝載原油需要操作很多個系統,主要是工藝技術和設備技術兩塊,分別由船長和輪機長負責,具體分為動力系統、惰氣系統、電氣系統、裝卸系統、壓載系統、駕駛系統等。
操作簡單。裝載這種高放射性污水不需要那么多系統,只需要裝好點的燃料油,最好用重柴油,省得總是切換操作麻煩,保持動力和電氣設備運行就可以了,然后就是駕駛臺的事情。一艘船20個船員足夠,兩班倒運行,如果船員有需要,可以在印度洋更換一次船員,這樣半程船員費用一個人50萬美元肯定有人做,全程一個船員100萬美元。四艘船總計需要80到160個船員,船員總共的費用在1億美元左右。
03裝卸、儲運、曬場的設計與建造
日本福島外海屬于深海,洋流比較湍急,所以需要用單點系泊的方式進行裝載有毒污水。但是日本港口行業較為完善,在海邊下錨,租用幾個大型的躉船,架設軟管和泵站,只要有電力供應,就能把廢水源源不斷抽到船上。路徑和設備設施的費用并不多,由于不是用大池子直接裝船,所以時間會比裝普通的水長幾倍,預計7到10天裝滿一艘船。
放射性廢水裝好之后,需要考慮運輸的目的地。作為目前日本提出的傾倒入海洋的選擇,那是人神共憤的,海洋生物容量大,全球環境起決定性作用,陸地是父親,海洋就是母親。而且很多陸地是相對孤立的體系,存在雨林或者隔壁的巨大差異,而海洋是有洋流循環的,不僅有表層的風力作用產生的循環,還有深海因為溫度和含鹽量不同造成的循環,所以污染海洋屬于自殺。
由于廢水巨大的體量,用高壓泵注入深地層的選擇也等同于將廢水排入大海,并且產生的后患更加持久,因此通過蒸發的方式處理高危廢水是相對可靠的選擇。畢竟大部分放射性粒子的重量較大,在風力小的區域用蒸發的方式,可以將百萬噸級的廢水濃縮成數千噸固體無機鹽。
由于固體無機鹽的放射性遠低于反應堆,所以利用機器人搜集固體放射性鹽,然后集中起來可以打包深埋入地下。高強度不銹鋼容器可以保證放射性鹽幾百年不會泄露,而幾百年之后,放射性因為衰變會減弱到一個自然環境能夠勉強接受的程度。
因此用油輪裝載放射性廢水,然后再地球某一個干旱區域,選擇地下水不容易滲透的戈壁場所,修建十萬平方米的五個蒸發池,公共的面積五十萬平方米。將放射性廢水排入池中,水深大概二米五左右。在戈壁蒸發量遠大于降水量的情況下,只需要一年左右的時間,就可以將一百多萬立方米的廢水蒸發干凈。按照目前福島年產12至15萬噸廢水的規模,新來的廢水也只需要數月就能夠蒸發干凈。
按照隔壁施工的要求,50萬平方米的池子至少需要4米深,開挖土石方的量是200萬立方米,使用混凝土澆筑圍擋的高度至少需要8米高(深入土層4.5米,底部厚度0.5米,露出地面3.5米)。總計需要混凝土27萬立方米,鋼筋的需求量只需要2萬噸左右。
整個池子的造價大概在1億美元,考慮到戈壁地區基礎設施薄弱,后勤力量不足的問題,總計需要造價可能翻倍,大概2億美金可以完成。
池子做好之后需要做防滲處理,用防水涂料加高強度薄膜可以保證幾十年的使用安全,整個造價可以控制在5000萬美金以下。
04最關鍵也是最難的是曬場的選擇
人流密集區域不選擇,自然保護區不選擇,兩極地區不選擇,生物多樣性地區不選擇,深入內陸的不選擇(裝卸碼頭、長輸管道、加壓泵站等等都無法征集到途徑區域民眾的同意)。排除掉這些,能夠考慮的就是濱海的沙漠、隔壁地區。
地球上濱海的大型沙漠隔壁存在區域不多,面積最大的是北非的撒哈拉地區,第二是西澳大利亞地區,第三是納米比亞地區,第四是智利阿卡馬塔地區。