乌克兰切尔诺贝利——想象一下一个比自由女神像还高的金属拱门。现在想象一下它滑动了大约三个足球场的距离,使其成为有史以来最大的可移动结构。在这个钢铁彩虹下,工程师们计划掩埋历史上最严重的核事故发生地——切尔诺贝利核电站被毁坏的反应堆,使用机器人起重机拆除废墟,防止其致命的残骸污染地球的其他地方。
1986年,由于设计和操作上的错误,切尔诺贝利4号反应堆发生爆炸,放射性尘埃飘散至日本和美国等遥远的地方。为了控制放射性尘埃,苏联在残骸上建造了一个通常被称为石棺的金属和混凝土结构。
巴特尔纪念研究所的土木和环境工程师埃里克·施米曼在基辅接受采访时解释说:“这确实是一项了不起的壮举,但在25年后,它有倒塌的危险。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。购买订阅有助于确保未来关于塑造当今世界的发现和思想的具有影响力的故事。
石棺,技术上称为“屏蔽体”,由7000多公吨的金属和400000立方米的混凝土制成。建造它的目的是尽快限制工人暴露在辐射下,并且从未打算永久使用。施米曼说,在许多方面,它的设计“就像纸牌屋”,金属部件基本上相互倚靠并钩在一起。“没有焊接接头或螺栓接头——只要发生轻微的地震就足以将其震倒。”
与此同时,当石棺完工时,“屋顶上有1000多平方米的开口,接缝处不匹配,”施米曼说。这些孔让水进入,导致腐蚀,加速了结构的衰退。此后,工人修补了许多这些孔,但仍然有100平方米的缝隙。为了防止放射性物质泄漏,内部的抑尘系统依靠洒水器定期喷洒水溶液,以防止其散播到空气中。
现在,为了安全地封闭这个摇摇欲坠的石棺,法国财团Novarka正在建造一个替代品:新的安全围堵体,一个钢结构,最高点高110米,宽164米,跨度257米,重达29000多公吨。施米曼说,相比之下,从地面到火炬尖端的自由女神像高约93米,他帮助领导了新安全围堵体的概念设计。
由于被毁坏的反应堆仍然具有高放射性,为了保护工人,拱门不会在石棺上方建造。相反,它将在附近从预制部件组装而成,每个部件高约25米,平均重300公吨。一旦完成,液压千斤顶将在一个星期内将拱门在特氟龙轴承上滑动约300米,以包围石棺。结构两侧的墙壁,使其类似于飞机库,将有助于隔离碎片。“总而言之,它的设计寿命为100年,”施米曼说。
在该结构内部,三台能够吊起多达50公吨的机器人起重机将配备工具,以帮助拆除石棺,使用钻头、机械臂和混凝土破碎机,以及可以吸起多达10公吨灰尘的真空吸尘器。起重机还将使用放射性监测器和摄像头,以帮助远程操作工具。一旦石棺及其内容物被拆除,最具有放射性的物质将被埋在哪里还有待观察,但是有设施可以存储放射性较低的残骸。
在3月的第一周,我在这里看到了用于拱门地基的深沟和大型钢桩。目前,目标是在2014年完成新的安全围堵体,尽管承包商给自己一年的宽限期。“请记住,这是一个独一无二的结构,以前从未尝试过类似的东西,”施米曼警告说。“此外,切尔诺贝利是世界上最危险的工作场所之一,我们在挖掘工作中经常发现意想不到的放射性危害。这些因素的结合给任何时间表带来了许多不确定性。”
此外,完成该项目所需的部分资金尚未筹集到。29个国家已承诺为创建新安全围堵体的“屏蔽体实施计划”提供资金,但迄今为止还需要8.35亿美元;此外,用于存放1至3号反应堆乏核燃料的存储设施仍然需要1.95亿美元的资金。根据欧洲复兴开发银行(European Bank for Reconstruction and Development)的说法,为配合4月份灾难25周年而举行的筹款活动正在进行中,该银行正在管理这些工作。
欧洲复兴开发银行行长托马斯·米罗在一份声明中说:“我完全意识到,这是一笔巨额资金,尤其是在普遍存在财政约束的情况下,很难筹集到这笔资金。”“然而,我们绝不能忘记,成功完成我们在切尔诺贝利开始的重要工作,符合乌克兰和国际社会的最佳利益。”
新安全围堵体技术指导副经理、结构工程师兰迪·乔里森说,在切尔诺贝利悲剧发生后立即进行清理工作的工人的牺牲,正在推动该项目的工作人员以更高的标准工作。“他们为限制极端灾难所做的一切,为这项任务献出了生命——我只是希望我们吸取了教训,并且这种事情永远不会再次发生,”他说。“能够参与一项非常重要的工作,来完成那些英雄们25年前开始的工作,我感到非常欣慰。”
切尔诺贝利:悲剧的时间线