Fukushima Eiswand ist sinnvoll

Dieser Artikel erschien ursprünglich in The Conversation. Die Publikation beigetragen Artikel Leben Wissenschaft Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Ingenieure im Kernkraftwerk Fukushima haben versucht, eine £185 m Eiswand um kontaminiertes Wasser aus der Vermischung mit Grundwasser zu isolieren zu erstellen. Allerdings gab es ein stetigen Strom von Nachrichtenartikeln Berichterstattung über Probleme im Zusammenhang mit der Arbeit so weit. Sie sind einfach hinzufügen, um das Gefühl der Verzweiflung und des Misstrauens, die über die Aufräumarbeiten gehängt hat, da die Katastrophe am Standort mehr als drei Jahren. Ein genauer Blick auf die Technik begeistert jedoch Hoffnung.

Starkes Fundament

Künstlichen Bodenvereisung (AGF) ist nicht so verrückt wie es klingen mag. Es ist eine Technik, die im hoch-und Tiefbau seit mehr als einem Jahrhundert verwendet wurde. Erfunden von dem deutschen Ingenieur FH Poetsch in den 1880er Jahren für den Einsatz im Bergbau, hat das Prinzip des Prozesses seitdem nicht geändert.

Die Idee ist, Rohr-Salzlösung (extrem salzige Wasser) bei – 30 ° C Wärme aus extrahieren die unter der Oberfläche, und das Wasser in Risse und Poren zu frieren. Die Eis-bindet das Gestein und der Boden Körner zusammen in einem Blatt bis zu mehrere Meter dick, während auch verhindern die Bewegung der aufgetauten Wasser durch den Boden.

In Fukushima fügen sie 1.550 Rohre, die 33 Meter tief gehen. In den letzten Monat 100 Rohre Ort gebracht worden, und Tests haben begonnen.

Das Einfrieren des Bodens hat zwei Auswirkungen – verbesserte Festigkeit und reduzierten Durchlässigkeit – die AGF eine sinnvolle Lösung für eine Reihe von hoch-und Tiefbau Probleme machen. Sowie Stabilisierung der Wellen und verhindern, dass Wasser in Arbeitsbereichen in Minen, ist AGF verbreitet im Bau von Dämmen und Tunnel, wo Wasser die Ausgrabung unmöglich machen.

Zwei der größten und komplexesten Infrastrukturprojekte in den USA in den letzten Jahren – die "Big Dig" Tunnelbau Interstate unter der Innenstadt von Boston und New York East Side Access-Projekt beinhaltet eine neue Schiene Bohren tunnel unter bereits begraben Straßen- und Netzwerke – AGF ausgiebig genutzt haben. Es ist auch eines der standard-Optionen auf dem Tisch für Ingenieure an der Londoner £ 15 Milliarden Crossrail Projekt gewesen.

Eis-Wall-Technologie hält in allen diesen Fällen Vorteile gegenüber anderen Methoden. Es ist vollständig reversibel mit minimaler Umweltbelastung. Es bietet Platz für eine Vielzahl von Boden-Formationen und Strukturen, kritisch gibt es die Möglichkeit, in Websites zu betreiben, bereits begrabenen Strukturen und Dienstleistungen, wie z. B. in Fukushima Hafen.

Komplex, aber nicht Sci-Fi-

Trotz der langen Geschichte des Eis-Wall-Technologie im hoch-und Tiefbau jedes Projekt ist anders und Untergrund-Umgebungen sind notorisch Komplex. Dinge können, und tun, schief gehen. Dennoch sind die wichtigsten Risikofaktoren bekannt. Schlechtes Design und Wartung der Kälteanlage ist eine vorhersehbare Gefahr, durch starke Projektleitung und Verwendung von gut informierten AGF-Spezialisten in der Spezifikation und Implementierung Phasen überschaubar.

Weniger vorhersehbar ist die Wirkung der Grundwasserströmung, die ein entscheidender Faktor in Fukushima da Grundwassermanagement das vorrangige Ziel des Aufbaus einer Eiswand es ist. Bewegtes Wasser weniger leicht als stationäre Wasser gefriert, und wenn es tut, ist es nicht leicht vorherzusagen, wie es das tun würde. Verbesserungen in der Computersimulation des Einfrierens Verhalten in porösen Medien und in der Modellierung der Komplexität von Untergrund-Umgebungen sind der Schlüssel.

Damit das Ausmaß der Herausforderungen konfrontiert sind die Eiswand Ingenieure von Fukushima enorm. Aber sie sind nicht beispiellos. Bodenvereisung wurde auch verwendet für die Strahlung Minderung vor, zum Beispiel im Bergbau in Kanada und Australien, wo radioaktive Radon-Gas eine Bedrohung für die Gesundheit und Sicherheit der Minenarbeiter ist. Die Idee der Verwendung von Eis-Wall-Technologie zu isolieren und zu behandeln, auf ein Volumen von kontaminiertem Grundwasser – genau das Ziel von Fukushima – Patente umreißt das Konzept eines Eis-von Mauern umgebene Untergrundspeicher Volume stammt aus den 1960er Jahren basiert.

All dies mindert das Ausmaß der Probleme, denen Ingenieure und Manager bei der weltweit profiliertesten Altlast. Aber die Eiswand Technologie selbst ist nicht das bizarre Stunt, der manchmal dargestellt wird. Es könnte sogar funktionieren.

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Jonathan Brücke erhält Mittel des Natural Environmental Research Council und das Technology Strategy Board. Er berät die UK National Nuclear Laboratory.

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