10月4日,日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)超前沿研究开发部门的若井晓主任研究员的研究团队宣布,与日本物质材料研究机构(NIMS)、一般财团法人电力中央研究所、日本制铁、日本原子力研究开发机构(JAEA)合作,以福岛第一核电站的废炉以及一般工业用途为目标,开始开发诊断微生物引起金属腐蚀的技术。计划在2026年度末之前开发出可用于现场的简易诊断套件雏形,并在之后的1至3年内确立标准化诊断流程。
图1:技术开发流程(供图:日本海洋研究开发机构(JAMSTEC))
微生物腐蚀是指金属材料在微生物存在或活动的情况下加速腐蚀的现象。近年来已逐渐明确了导致腐蚀的微生物。然而,目前还缺乏相应的诊断技术,只能在腐蚀发生后进行修理。微生物腐蚀不仅会引发环境污染,还会带来巨大的经济损失,据估计日本每年因微生物腐蚀而造成的损失就高达约6.6万亿日元。
本次研究为日本文部科学省的委托研究事业“集聚智慧的核科学技术与人才培养促进事业”的课题解决型废炉研究项目的一部分,各研究机构致力于推进各自的技术成果,最终由JAMSTEC负责整合,最终开发出适用于各类现场的诊断技术。通过在研究过程中的筛选,积累与金属腐蚀防护及对策的相关知识。
开发出的技术不仅可作为确保福岛第一核电站(1F)废炉作业安全性的必要技术,还将有助于石油、化工行业的工厂等设施以及普通公共设施的维护。
此前,JAMSTEC 通过把微生物视为群体进行评估,成功捕捉到微生物腐蚀过程中微生物群体的变化。2022年发现被视为微生物腐蚀指标的硫酸盐还原菌在腐蚀初期几乎不存在,而铁氧化菌的比例较高,且存在比例会随着腐蚀的进展而变化。
此外,他们还开发出了高腐蚀性微生物的特异性集聚方法、新型腐蚀性微生物的分离、生物标志物的鉴定等核心技术。
JAMSTEC通过与正在开发多样本同时腐蚀试验评估系统的NIMS、使用1F环境模拟高腐蚀试验反应器进行实验的电力中央研究所、进行金属腐蚀与微生物群落结构数据统计分析的日本制铁、开展放射线环境下的腐蚀试验的JAEA等机构的合作,力求开发出适用于现场的超高灵敏度诊断、简易诊断等多种诊断技术。
若井主任研究员表示:“微生物腐蚀涉及多个领域,结构物的健全性问题是一个共同的课题。随着环境变化,把握腐蚀等材料劣化现象非常重要。我们的目标并不是揭露1F环境中的微生物腐蚀风险,而是为了合理推进废炉工作,开发出能够提供科学证据,证明废炉环境是健全且安全的技术。如果发现微生物腐蚀的风险,就需要积极采取应对措施,因此首先要掌握可靠的证据进行调查,这一点非常重要。”
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部