TOKIO (AP) – Een lange robot is dinsdag een beschadigde reactor binnengegaan bij de Japanse kerncentrale Fukushima, waarmee een twee weken durende, risicovolle missie begon om voor het eerst een klein beetje gesmolten brandstofresten van de bodem te halen.

De reis van de robot naar de reactor van Unit 2 is een cruciale eerste stap voor wat er daarna komt—een ontmoedigend, decennialang proces om de centrale buiten gebruik te stellen en grote hoeveelheden sterk radioactief gesmolten brandstof in drie reactoren te verwerken die in 2011 beschadigd zijn door een zware aardbeving en tsunami. Specialisten hopen dat de robot hen zal helpen meer te weten te komen over de status van de kernen en het brandstofafval.

Hier volgt een uitleg over hoe de robot werkt, zijn missie, betekenis en wat er te wachten staat nu de meest uitdagende fase van de reactoropruiming begint.

Wat is het brandstofafval?

Kernbrandstof in de reactorkernen smolt nadat de aardbeving met een kracht van 9,0 en de tsunami in maart 2011 de koelsystemen van de kerncentrale Fukushima Daiichi deden falen. De gesmolten brandstof droop uit de kernen en mengde zich met interne reactormaterialen zoals zirkonium, roestvrij staal, elektrische kabels, gebroken roosters en beton rond de ondersteunende structuur en onderaan de primaire containmentvaten.

De reactormeltdowns zorgden ervoor dat het sterk radioactieve, lavaachtige materiaal in alle richtingen spatte, wat de schoonmaak aanzienlijk bemoeilijkte. De toestand van het puin verschilt ook per reactor.

Tokyo Electric Power Company Holdings, of TEPCO, dat de centrale beheert, zegt dat er naar schatting 880 ton gesmolten brandstofresten in de drie reactoren aanwezig zijn, maar sommige experts zeggen dat de hoeveelheid groter kan zijn.

Wat is de missie van de robot?

Werknemers zullen vijf pijpen van 1,5 meter lang gebruiken die in volgorde met elkaar verbonden zijn om de robot door een toegangspunt in het primaire containmentsvat van de Unit 2-reactor te manoeuvreren. De robot zelf kan ongeveer zes meter in het vaartuig reiken. Eenmaal binnen wordt het op afstand bestuurd door operators in een ander gebouw van de fabriek vanwege de dodelijk hoge straling die door het gesmolten puin wordt uitgezonden.

De voorkant van de robot, uitgerust met tang, een lamp en een camera, wordt via een kabel neergelaten naar een hoop gesmolten brandstofresten. Daarna knipt het een beetje van het puin af en verzamelt het een stuk—minder dan 0,1 ounce. De kleine hoeveelheid is bedoeld om stralingsrisico's te minimaliseren.

De robot zal vervolgens terugkeren naar de plek waar hij de reactor binnenkwam, een retourreis die ongeveer twee weken zal duren.

De missie duurt zo lang omdat de robot extreem precieze manoeuvres moet uitvoeren om obstakels niet te raken of vast te komen te zitten in gangen. Dat is ook bij eerdere robots gebeurd.

TEPCO beperkt ook de dagelijkse werkzaamheden tot twee uur om het stralingsrisico voor werknemers in het reactorgebouw te minimaliseren. Acht teams van zes leden nemen om de beurt de beurt, waarbij elke groep maximaal ongeveer 15 minuten mag blijven zitten.

Wat hopen functionarissen te leren?

Het bemonsteren van het gesmolten brandstofafval is "een belangrijke eerste stap," zei Lake Barrett, die de opruiming leidde na de ramp in de VS van 1979. Three Mile Island kerncentrale voor de Nuclear Regulatory Commission en is nu betaalde adviseur voor de ontmanteling van TEPCO in Fukushima.

Hoewel het gesmolten brandstofafval koel is gehouden en gestabiliseerd is, brengt het verouderen van de reactoren potentiële veiligheidsrisico's met zich mee, en moet de gesmolten brandstof zo snel mogelijk worden verwijderd en naar een veiligere plek voor langdurige opslag worden gebracht, zeggen experts.

Inzicht in het gesmolten brandstofafval is essentieel om te bepalen hoe het het beste verwijderd, opgeslagen en verwijderd kan worden, volgens het Japanse Atoomenergieagentschap.

Experts verwachten dat het monster ook meer aanwijzingen zal geven over hoe de meltdown 13 jaar geleden precies verliep, waarvan sommige nog steeds een mysterie zijn.

Het gesmolten brandstofmonster wordt bewaard in beveiligde containers en naar meerdere laboratoria gestuurd voor meer gedetailleerde analyse. Als het stralingsniveau een vastgestelde limiet overschrijdt, neemt de robot het monster mee terug naar de reactor.

"Het is het begin van een proces. Het is een lange, lange weg voor ons," zei meneer Barrett in een online interview. "Het doel is om het zeer radioactieve materiaal te verwijderen en in gemanipuleerde containers te doen... en die in opslag zetten."

Voor deze missie kan de kleine tong van de robot alleen het bovenoppervlak van het puin bereiken. Het tempo van het werk zal naar verwachting in de toekomst toenemen naarmate er meer ervaring wordt opgedaan en robots met extra capaciteiten worden ontwikkeld.

Wat is de volgende stap?

TEPCO zal "dieper moeten onderzoeken in de puinhoop, die meer dan 1,1 meter dik is, dus je moet naar beneden gaan en kijken wat erin zit," zei de heer Barrett, en merkte op dat bij Three Mile Island het puin op het oppervlak heel anders was dan het materiaal dieper binnenin. Hij zei dat meerdere monsters van verschillende locaties verzameld en geanalyseerd moeten worden om het gesmolten puin beter te begrijpen en de benodigde apparatuur te ontwikkelen, zoals sterkere robots voor toekomstige grootschalige verwijdering.

In vergelijking met het verzamelen van een klein monster voor analyse zal het een moeilijkere uitdaging zijn om robots te ontwikkelen en te bedienen die grotere stukken gesmolten puin in stukken kunnen snijden en dat materiaal in containers kunnen stoppen voor veilige opslag.

Er zijn ook nog twee andere beschadigde reactoren, Unit 1 en Unit 3, die in slechtere staat verkeren en nog langer nodig zullen hebben om te behandelen. TEPCO is van plan om later dit jaar een set kleine drones in Unit 1 in te zetten voor een sonde en ontwikkelt nog kleinere "micro"-drones voor Unit 3, die gevuld is met een grotere hoeveelheid water.

Afzonderlijk zijn honderden gebruikte brandstofstaven aanwezig in niet-afgesloten koelbekkens op de bovenste verdieping van zowel Unit 1 als 2. Dit is een potentieel veiligheidsrisico als er weer een grote beving komt. De verwijdering van gebruikte brandstofstaven is voltooid bij Unit 3.

Wanneer is de uitfasering afgerond?

Het verwijderen van de gesmolten brandstof was aanvankelijk gepland om eind 2021 te beginnen, maar is vertraagd door technische problemen, wat de moeilijkheid van het proces onderstreept. De overheid zegt dat de ontmanteling naar verwachting 30-40 jaar zal duren, terwijl sommige experts zeggen dat het wel 100 jaar kan duren.

Anderen dringen aan op een begraving van de centrale, zoals in Tsjernobyl na de explosie van 1986, om de stralingsniveaus en risico's voor fabrieksarbeiders te verminderen.

Dat zal niet werken bij de fabriek aan zee in Fukushima, zegt de heer Barrett.

"Je bevindt je in een gebied met hoge seismische beving, je bevindt je in een gebied met hoog water, en er zijn veel onbekenden in die [reactor]gebouwen," zei hij. "Ik denk niet dat je het zomaar kunt begraven en wachten."