10月4日,日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)超前緣研究開發部門的若井曉主任研究員的研究團隊宣佈,與日本物質材料研究機構(NIMS)、一般財團法人電力中央研究所、日本製鐵、日本原子力研究開發機構(JAEA)合作,以福島第一核能電廠的廢爐以及一般工業用途爲目標,開始開發診斷微生物引起腐蝕的技術。計劃在2026年度末之前開發出可用於現場的簡易診斷發行套件雛形,並在之後的1至3年内確立標準化診斷流程。
圖1:技術開發流程(供圖:日本海洋研究開發機構(JAMSTEC))
微生物腐蝕是指金屬材料在微生物存在或活動的情況下加速腐蝕的現象。近年來已逐漸明確了導致腐蝕的微生物。然而,目前還缺乏相應的診斷技術,只能在腐蝕發生後進行修理。微生物腐蝕不僅會引發環境污染,還會帶來巨大的經濟有效能損失,據估計日本每年因微生物腐蝕而造成的有效能損失就高達約6.6萬億日元。
本次研究爲日本文部科學省的委託研究事業「集聚智慧的核科學技術與人才培養促進事業」的課題解決型廢爐研究專案的一部分,各研究機構致力於推進各自的技術成果,最終由JAMSTEC負責整合,最終開發出適用於各類現場的診斷技術。透過在研究程序中的篩選,積累與腐蝕防護及對策的相關知識。
開發出的技術不僅可作爲確保福島第一核能電廠(1F)廢爐作業安全的必要技術,還將有助於石油、化工行業的工廠等設施以及普通公共設施的維護。
此前,JAMSTEC 透過把微生物視爲群體進行評估,成功捕捉到微生物腐蝕程序中微生物群體的變化。2022年發現被視爲微生物腐蝕指標的硫酸鹽還原菌在腐蝕初期幾乎不存在,而鐵氧化菌的比例較高,且存在比例會隨着腐蝕的進展而變化。
此外,他們還開發出了高腐蝕性微生物的獨特性集聚方法、新型腐蝕性微生物的分離、生物標誌物的鑑定等核心技術。
JAMSTEC透過與正在開發多樣本同時腐蝕試驗評估系統的NIMS、使用1F環境模擬高腐蝕試驗反應器進行實驗的電力中央研究所、進行腐蝕與微生物群集結構資料統計分析的日本製鐵、開展放射線環境下的腐蝕試驗的JAEA等機構的合作,力求開發出適用於現場的超高靈敏度診斷、簡易診斷等多種診斷技術。
若井主任研究員表示:「微生物腐蝕涉及多個領域,結構物的健全性問題是一個共同的課題。隨着環境變化,把握腐蝕等材料劣化現象非常重要。我們的目標並不是揭露1F環境中的微生物腐蝕風險,而是爲了合理推進廢爐工作,開發出能夠提供科學證據,證明廢爐環境是健全且安全的技術。如果發現微生物腐蝕的風險,就需要積極採取因應措施,因此首先要掌握可靠的證據進行調查,這一點非常重要。」
原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部