笨重的水箱像灰色的蘑菇一樣，在日本福島第一核電站此起彼伏。近1000個(gè)10米高的鋼鐵容器中裝著56萬余噸放射水，它們是由滲入毀壞的反應(yīng)堆建筑中的地下水積累而成并被抽出。該核電站的運(yùn)營者東京電力公司(TEPCO)表示，公司目前已去除了儲藏水中的大部分放射性核素，但無法去除其中的氚。因此，目前公司仍不敢把污染水排入太平洋。“這些被污染的水是我們需要解決的最緊迫的問題。”該核電站經(jīng)理Akira Ono說。

不過，解決方法已隱隱在望。一家美國公司表示已研究出一種催化過程，大體上可把福島核電站所有的氚集中到體積僅有5立方米的水中，其花費(fèi)是10億美元。該公司是獲得日本政府撥款且有望實(shí)現(xiàn)除氚技術(shù)的3家公司之一。它需要在2016年3月前證明，其技術(shù)可以應(yīng)對福島核電站的挑戰(zhàn)。

2011年3月11日，地震和海嘯導(dǎo)致福島核電站6個(gè)核反應(yīng)堆中的3個(gè)反應(yīng)堆被熔解。時(shí)隔4年后，TEPCO仍處于為期40年、耗資800億美元的核電站退役任務(wù)的早期階段。2014年11月，該公司清除了4號機(jī)組儲藏的最后一批1331個(gè)使用過的核燃料棒，從而為拆除該機(jī)組掃清了道路。接下來，該公司需要找回受損的核燃料。

TEPCO認(rèn)為，3個(gè)被破壞的反應(yīng)堆中，有一個(gè)反應(yīng)堆的燃料碎片可能通過反應(yīng)容器熔入了混凝土安全殼廠房中。但“我們并不確切地知道那些燃料棒在哪里”，Ono說。強(qiáng)放射風(fēng)險(xiǎn)使檢查員無法接近發(fā)生熔化的震中區(qū)域，遙控設(shè)備最終或可用于檢查并清除被破壞的核燃料。

同時(shí)，全體機(jī)組人員必須連續(xù)不斷地讓水在反應(yīng)堆建筑中循環(huán)以冷卻燃料，并獲取每天滲入的300噸地下水。經(jīng)過一年多努力，他們可以用過濾器和吸附器構(gòu)成的系統(tǒng)緩慢地凈化儲藏水。Ono表示，現(xiàn)在已確定去除了62種放射性核素。

但去除氚面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。氚是氫原子的一種同位素，可置換水中的氫原子，并直接穿過過濾器和吸附器。由于只能發(fā)出低能量的β粒子，氚的放射性風(fēng)險(xiǎn)較小。加利福尼亞大學(xué)舊金山分校放射健康專家James Seward表示，來自海洋的排放物只會有“非常有限的人類健康隱患”。

但政治風(fēng)險(xiǎn)是另外一個(gè)問題。日本法律規(guī)定，核電廠可向環(huán)境中排放的氚的濃度上限為每升6萬貝克勒爾。事實(shí)上，作為常規(guī)運(yùn)行的一部分，全球幾乎所有核電站都會向環(huán)境中釋放氚。但它們通常不會一次性處理大量氚。東京海洋科技大學(xué)生物地球化學(xué)海洋學(xué)家Jota Kanda表示，即便是逐漸排放福島核電站的氚飽和水也有可能遭到漁民反對，他們會“擔(dān)心消費(fèi)者不相信”打撈自日本東北海岸海產(chǎn)品的安全性。

Kanda表示，從氚飽和水中分離氚的現(xiàn)有技術(shù)“極具挑戰(zhàn)性、成本高昂，而且極耗時(shí)間”。2013年12月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的一份咨詢委員會報(bào)告稱，目前沒有任何一項(xiàng)技術(shù)適用于福島核電站。2014年8月，該省給3家公司撥款840萬美元，用于研究有前途的替代方案。在其中一個(gè)公司退出后，該機(jī)構(gòu)正在招募替代者;第二家公司、俄聯(lián)邦國家單一制企業(yè)(FSUE)莫斯科放射性廢物管理企業(yè)未對此給予回應(yīng);而第三家公司——加利福尼亞州的Kurion公司則向媒體介紹了它的項(xiàng)目。

Kurion公司對一個(gè)叫作聯(lián)合電解催化置換的過程作了改進(jìn)。它一開始會把污染的水分子電解成氣態(tài)氧與氫和氚的混合氣體。當(dāng)污水自上而下被陸續(xù)注入時(shí)，這種氫混合氣體會流入盛著鉑催化劑的塔中。隨后，催化物會觸發(fā)置換。在此過程中，水中的一個(gè)氫原子會與氣體中的一個(gè)氚原子替換位置。然后，清潔的氫會涌向塔的上方，而含有密度更高的氚的水會在塔底聚集。

該過程類似于一些核反應(yīng)堆從重水中凈化污染氚的方法。但Kurion公司首席技術(shù)官Ga?觕tan Bonhomme表示，該公司已經(jīng)優(yōu)化了塔的設(shè)計(jì)，這樣可一次把進(jìn)入電解槽中的氚擠壓至25%的原體積水中。然后通過反復(fù)循環(huán)水，進(jìn)一步集聚氚。

等2016年年初該項(xiàng)目結(jié)束后，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和TEPCO將決定下一步的行動(dòng)。富山大學(xué)氫同位素研究中心主任Masao Matsuyama說，最終如何處理這些氚“要看TEPCO和政治家的決定”。