钚帮:CH2M Hill 拆除汉福德核电站 - 彭博社
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摄影:Steve Featherstone 为彭博商业周刊拍摄在进入汉福德地区关闭的钚精炼厂之前,杰瑞·朗将他的身份证挂在入口外的一个板子上,以便救援队可以轻松判断里面是谁,如果真的需要的话。“这是一个不容小觑的危险类别2核设施,”朗在进入一个明亮的房间时说道,房间里摆放着整齐的金属椅子和长凳。美国能源部将这一类别保留给可能会爆炸的场所,或者,正如他们喜欢称之的,经历“临界事件”。
整齐折叠的棉质工作服的滚动架靠在墙边。朗有着修剪整齐的山羊胡和总是显得紧缩的蓝眼睛,这对于在一个含有足够残余钚以制造10个摧毁长崎的炸弹的工厂工作的人来说是一个好品质。
他和其他四个人小心翼翼地穿上工作服、橡胶鞋套和外科手套。他们用胶带封住袖口和接缝。然后他们检查挂在脖子上的两张卡片。一张类似厚信用卡,记录伽马辐射的暴露情况。另一张叫做PNAD,意为个人核事故剂量计。它记录突然释放的中子,这种辐射在原子爆炸和核反应堆熔毁中释放。工人们称它为“死亡芯片”。
汉福德的钚精炼厂是世界上最危险的工作场所之一。从1944年到1989年,它生产了74,000吨武器级钚-239。美国军方核武库中近三分之二的钚是在这里提炼的,工厂不仅受到钚的高度污染,还受到六价铬等副产品的污染,这种物质因艾琳·布罗克维奇而声名显赫。能源部(DOE)估计,多年来大约有4500亿加仑的工业和放射性污染物直接倾倒到土壤中。其中一些被储存,汉福德老化的177个地下储罐中含有5300万加仑的化学品和放射性液体;67个储罐共同泄漏了超过100万加仑。能源部最近又确认了六个出现泄漏的储罐,进一步威胁到西北地区数百万人的水源。
朗正在监督CH2M Hill的工厂关闭,这是一家总部位于科罗拉多州英格尔伍德的全球工程公司,员工人数为30,000人。CH2M Hill专注于其他公司很少能管理的项目,从清理核废料场到扩建巴拿马运河。2012年,它的账单约为64亿美元。汉福德是CH2M Hill最大的项目——约占总业务的4%——可能是所有项目中最棘手的。“你能合理想到的每一种危险在这个设施中都存在,”朗说。“电气危险。化学危险。放射性危险。我们有标准的人体工程学危险。我们有工业危险。我们现在正在处理一个小的化学泄漏。”
工厂中的许多房间,看起来像一个大型的最高安全监狱,含有高水平的空气中放射性颗粒,要求工人佩戴呼吸器和空气过滤器。一些房间,例如铀锕回收室,污染严重,工人只能通过便携式气闸进入,并连接空气软管,就像宇航员探索另一个星球一样。尽管铀锕-241具有高度放射性,但在烟雾探测器中可以找到微量的铀锕。2004年,英国当局逮捕了一名计划用数千个探测器制造放射性“脏弹”的基地组织成员。
K-East反应堆核心的面貌。中间的网格是一系列曾经装有铀燃料棒的铝管摄影:史蒂夫·费瑟斯通
朗在一扇门前停留。房间里,他解释说,有一个手套箱HA-23S。手套箱在实验室中很常见;它们是密封的,通常是透明的箱子,技术人员通过附在侧面孔上的两个手套处理危险材料。但这不是一个普通的手套箱。它高16英尺,宽4英尺,长11英尺,曾用于存放铀容器长达38年。它由不锈钢和厚度为3/16英寸的铅玻璃制成,重达10吨。汉福德在其巅峰时期使用了232个这样的手套箱。现在还有55个待拆除。
HA-23S是朗的去污和拆除团队迄今为止处理的最大和最复杂的箱子。工人们花了18个月的时间对其进行清洁、喷漆、对半切割、用塑料包裹各个部分,最后将这些部分吊到手推车上。从那里,HA-23S将被放入一个特殊的容器中,运送到场外进行切割和埋葬。“我们没有任何污染释放,切割塑料时使用的刀具上也没有任何东西,”朗说。“这花了一些时间,也花了一些钱,但结果是不可否认的。”
HA-23S在工厂的拆除过程中一直是一个瓶颈,朗急于摆脱它。一旦它被清除,他的团队就可以开始拆除被它挤压在后面的其他10个手套箱。但他还需要再等几天。就在那一周早些时候,一名技术人员在工厂的另一部分发现了一根泄漏硝酸的管道,暂时关闭了所有活动。“这不像一个可口可乐装瓶公司,那里一直在生产可乐,所有一切都运转得相当顺利,”朗在关闭HA-23S的门时说。“你无法知道一切,所以我们为意外情况做好了计划。”
钚精炼厂内部:一名技术人员在手套箱上工作摄影:史蒂夫·费瑟斯通
在1944年,世界上钚-239的数量不足以装满一个顶针。次年,美国引爆了两颗原子弹;在长崎上空的那颗原子弹中含有超过20磅的钚-239。所有这些钚都是在汉福德工程厂制造的,这是一座位于华盛顿州中南部586平方英里偏远沙漠灌木丛上的庞大工业综合体,作为曼哈顿计划的一部分。
与所有核设施一样,汉福德建在水源附近,在这种情况下是哥伦比亚河,以便进行冷却。汉福德是世界上第一个全规模反应堆的所在地,还有成千上万的其他结构,从泵房和研究实验室到化学分离厂和储罐。作为一个清理场所,它的规模仅次于切尔诺贝利和福岛,这里获得的经验教训已经在日本得到了应用。
美国能源部将汉福德划分为三个清理区域:中央高原,钚精炼厂的所在地;河流走廊,核反应堆的所在地;以及储罐农场,泄漏发生的地方。自2008年以来,CH2M Hill一直是中央高原的主要承包商。
CH2M Hill成立于1946年,由三名俄勒冈州立大学的土木工程学生康奈尔、霍兰德和海耶斯,以及一位名叫梅里菲尔德的教授创立(1971年公司与另一家工程公司合并后,希尔被加入),CH2M Hill是工程和建筑行业中最大的公司之一。这家员工拥有的企业是核清理行业的相对新来者。它起初专注于水管理;建设水处理设施、海水淡化厂和管道仍然是公司的核心业务。“水将永远是我们的标志,”CH2M Hill的董事长兼首席执行官李·麦金泰尔说。面对麦金泰尔所称的“三大要素——水、食物和能源”的长期短缺,这是一项增长行业。“你真的无法制造更多的水,”他说。
在某种程度上,汉福德只是另一个水管理项目,尽管这是一个极其艰巨的项目。能源部在这里的首要任务是保护沿着该地点北部边界延伸的51英里哥伦比亚河。CH2M Hill最近完成了一座价值3.35亿美元的地下水处理厂的建设,该厂将在未来几十年内防止汉福德巨大的毒物储存库渗入河流。该厂是一个由井、管道和泵站组成的系统的核心,该系统提取受污染的地下水,过滤后将清洁水注入地下。
与贝克特尔和弗卢尔等更大的竞争对手相比,CH2M Hill很可能是福岛灾难清理合同的竞争者;它曾接待过日本代表团前往汉福德和另一个位于爱达荷州的能源部核废料场。“在这些能源部地点进行了大量实验,”麦金泰尔说。“这些技术是已知的、经过验证的、经过测试的。我们知道哪些是最具成本效益的,哪些是无效的。”
CH2M Hill在核清理业务中是在丹佛附近的洛基平原综合体开始的,离公司的总部不远。那里是汉福德的钚被加工成核弹头引信的地方。洛基平原比汉福德小得多,但污染严重。当CH2M Hill在1995年开始去污工作时,墙上掉落的一片油漆屑就足以触发空气辐射警报。与凯泽集团合作,CH2M Hill移除了14公吨的核材料,并拆除了洛基平原的所有800栋建筑,完全将该综合体从地形中抹去。根据1995年能源部的估计,他们在2005年完成了这项价值70亿美元的项目,提前60年完成,成本低于预算300亿美元。这样的事情在核武器综合体中从未发生过,也不会再发生。今天,洛基平原是一个国家野生动物保护区,拥有5,000英亩的本土高草草原,位于落基山脉的脚下。该地点的一小部分仍然含有化学和放射性污染物——钚的半衰期为24,000年——但其水平远低于环境保护局和科罗拉多州设定的安全基准。
在汉福德,CH2M Hill雇佣的1200人中,大约480人在铀精炼厂工作,工人们称之为PFP。为他们提供个人防护装备的费用为每天33000美元。在工厂的极度污染区域,需要数十人帮助穿戴和脱去去污和拆除团队的防护服,如果他们运气好的话,在八小时的班次中,可能只能挤出四小时的“动手操作”时间。CH2M Hill已签约在2016年前完成PFP的拆除,这似乎过于乐观。剩下的55个手套箱中,有些比HA-23S大得多,HA-23S的拆除从开始到完成将耗时五年。
铀精炼厂是汉福德最污染的建筑。它是汉福德铀生产过程的最后一站,核化学操作员将铀硝酸盐溶液转化为纯铀金属“按钮”,大小如冰球。大部分过程都是手工完成的。
一个老汉福德的笑话说PFP代表“人们抚摸铀”,但操作员实际上从未接触过这些东西。他们通过手套箱操作,在那里大约三分之一的残余铀被困住。预防措施可能有效。国家癌症研究所2006年的一项研究发现,汉福德附近的癌症发病率没有增加。至于HA-23S,它建于1951年,用于存放铀氧化物粉末和铀按钮,这些按钮通过手套箱的四个层级在电梯和传送带系统中循环。它被铀尘埃严重污染,当受到干扰时,尘埃像滑石粉一样飘散。吸入一小颗尘埃可能会卡在一个人的肺部,导致癌性肿瘤。为了尽量减少污染的可能性,工人们不得不对HA-23S进行逆向工程,基本上是从内部拆解它,使用手套口。这大致相当于通过车头灯拆除汽车的发动机。“我们所做的一切都是定制的,”朗说。“我们没有任何特殊的方法可以采用。实际上就是在里面用你车库里的工具的男人。”
铀精炼厂内部:一个旧控制面板摄影:史蒂夫·费瑟斯通
弗卢尔(Fluor),在CH2M Hill赢得合同之前负责PFP封闭项目的公司,于2007年开始拆除HA-23S。弗卢尔的工程师根据机密蓝图和从汉福德档案中收集的照片创建了详细的3D渲染图。该渲染图使工人能够可视化手套箱模糊窗户后面的情况,帮助他们规划如何在不打开手套箱的情况下进行拆除。“它是在一切都很开放和干净的情况下组装的,你可以直接在箱子里工作,”CH2M Hill的现场工作主管托比·阿代尔(Toby Adair)说,他领导着七人的HA-23S拆除团队。“现在你要拆除它,面临着来自生产的所有这些额外危险,所以情况完全不同。”当CH2M Hill在2009年接管时,HA-23S已经拆除了三吨设备和铅屏蔽。它是一个金属外壳,内部涂有钚尘,手套口处悬挂着一排排松弛的白手套。其中一些手套已经有几十年的历史。仅仅一个手套上的针孔破损就可能引发危机。“如果你把钚氧化物放在一个针尖上,然后把它掉在地上,它会污染很多房间,”PFP封闭项目的副总裁迈克·斯瓦茨(Mike Swartz)说。“一点点就能造成很大的影响。”
在HA-23S中安装了100只新手套后,阿代尔的团队在箱子内部喷洒了一种化学固定剂,与钚残留物结合。一旦固定剂剥落,他们就将其扫入塑料袋中,并用湿抹布擦拭所有表面。辐射控制技术人员在场,扫描每一块抹布、每一个袋子和每一把刷子,以确保手套箱某个角落或废物容器内的钚含量没有超过某个阈值。将可裂变材料集中在一个地方可能导致临界事件——一种自持的核链反应——这与原子弹的原理相同。它不一定会爆炸,但对于那些不幸在房间里的人来说,他们看到的蓝色闪光将是他们的眼球在融化。死亡将在几天内降临。三个月去污过程的最后一步是给HA-23S的内部涂漆,以防止在将其推出工厂时任何剩余的钚尘飞扬。
HA-23S 准备好要出门,但有一个问题:它无法适应。现场切割不是一个选项。“我们擦拭了它,进行了去污,给内部喷漆,但你无法完全去污到完全干净,”阿代尔说。“钚会去它想去的地方。”原理图显示 HA-23S 由两个部分通过 240 个法兰螺栓连接在一起。阿代尔的团队制定了一个计划,将这两个部分分开,并使用便携式龙门起重机将其分成两块移走。关键是防止钚尘从一个封闭了 60 年的箱子中逃逸。解决方案是将这两个部分包裹在厚塑料套中,然后在部分分开时切割并密封套子。阿代尔的团队必须在第一次尝试时就成功。他们不能让五吨受污染的钢材悬挂在起重机上的一组链条上。
他们在一栋干净建筑的地板上用胶带标出房间的尺寸,并进行了几个月的练习,架设和提升 HA-23S 的全尺寸木制模型。30 人的拆除团队的每一个动作都经过编排,每一寸塑料都被计算在内。去年十月,在 HA-23S 工作开始五年后,阿代尔的团队执行了他们的计划。“我们在空气辐射探测器上甚至没有检测到任何噪音,”阿代尔说。“没有污染。这是了不起的。”当他们将手套箱部分推出门时,两侧都有半英寸的余地。
在他们完成手套箱后,接下来是 86 个铅笔罐——长而细的罐子,装有液态氟化钚,设计配置以防止临界事件——然后是化学工艺管线和通风系统。在几年内,所有这些将被拆除、包装并运往新墨西哥的特殊核废料场或在汉福德的垃圾填埋场埋藏。
对一些人来说,拆除是苦乐参半的。离开项目的朗在七月时感受到拆除一段历史的忧伤。“当我们把挖掘机带到这个设施进行拆除时,会有很多人带着泪水观看,”他说。“世界上没有其他地方像这里。”许多CH2M Hill的工人是第二代或第三代汉福德老兵。他们的祖父母来到华盛顿这个风沙肆虐的角落,建造一个秘密的原子城市。他们在联邦政府建造的预制房屋中长大,生活在军方工程师规划的社区里,并在校徽是蘑菇云的高中上学。这些房屋、社区和学校仍然存在,许多记得那些日子的人也依然在世,那时即使提到“钚”这个词也会招来军警的拜访。但汉福德正在一点点消失。在三年内,PFP将成为沙漠中的一块混凝土板。