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核設(shè)施退役:一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的安全撤退
2019-12-10 09:48:28 來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)
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  我國(guó)第一座重水研究堆退役,是終點(diǎn)更是起點(diǎn)

  核設(shè)施退役:一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的安全撤退

  對(duì)完成歷史使命的核設(shè)施來(lái)說(shuō),退役是終點(diǎn),但對(duì)核設(shè)施退役及放射性廢物治理而言,又是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)和學(xué)科的起點(diǎn)。

  近日,我國(guó)第一座重水研究堆(以下簡(jiǎn)稱101堆)退役獲國(guó)家立項(xiàng)批復(fù)。作為我國(guó)首個(gè)實(shí)施退役的重水研究堆,101堆退役意義何在?它的退役與一般核設(shè)施退役有何差異?我國(guó)核設(shè)施退役現(xiàn)狀如何?記者就此采訪了業(yè)內(nèi)人士。

  核設(shè)施生命周期的最后一個(gè)階段

  對(duì)于核設(shè)施,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的定義是,規(guī)模生產(chǎn)、加工、使用、貯存或處理處置放射性物質(zhì),需要作安全考慮的設(shè)施,包括其設(shè)備、建筑物及其附屬場(chǎng)地。

  我國(guó)放射性污染防治法對(duì)核設(shè)施做了具體定義,包括核動(dòng)力廠(核電廠、核熱電廠、核供汽供熱廠)和其他反應(yīng)堆(研究堆、實(shí)驗(yàn)堆、臨界裝置等);核燃料生產(chǎn)、加工、貯存和后處理設(shè)施;放射性廢物的處理和處置設(shè)施等。

  與其他非核設(shè)施一樣,核設(shè)施也有其生命周期。退役被認(rèn)為是核設(shè)施生命周期的最后一個(gè)階段,更是其生命周期管理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

  在IAEA的定義中,核設(shè)施退役被定義為解除一座核設(shè)施的部分或全部監(jiān)管控制所采取的行政和技術(shù)活動(dòng)。

  “對(duì)完成歷史使命的核設(shè)施來(lái)說(shuō),退役是終點(diǎn),但對(duì)核設(shè)施退役及放射性廢物治理而言,又是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)和學(xué)科的起點(diǎn)。”中核集團(tuán)首席專家、中國(guó)原子能科學(xué)研究院院長(zhǎng)助理張生棟說(shuō)。

  這次獲準(zhǔn)立項(xiàng)退役的101堆是1955年我國(guó)從蘇聯(lián)引進(jìn)的。經(jīng)過(guò)近50年的安全運(yùn)行,2007年底,101堆永久停閉,進(jìn)入安全關(guān)閉期等待退役。

  安全處理退役核設(shè)施是復(fù)雜的系統(tǒng)工程

  張生棟告訴記者,核設(shè)施的退役就像一幢房子臨近壽命期限就必須對(duì)其采取專業(yè)手段進(jìn)行處理一樣。

  在日常生活中,拆除一幢普通的建筑通常只需一次爆破,把垃圾外運(yùn)填埋即可。然而對(duì)退役的核設(shè)施來(lái)說(shuō),要安全處理它們可沒(méi)有那么簡(jiǎn)單,每次拆除都是一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的安全大撤退。

  “核設(shè)施退役是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程?!睆埳鷹澱f(shuō),首先要清理核設(shè)施內(nèi)的現(xiàn)存放射性廢物,并對(duì)退役場(chǎng)所進(jìn)行包括放射性核素種類、劑量強(qiáng)度、廢物種類在內(nèi)的源項(xiàng)調(diào)查,查明輻射劑量水平,然后要對(duì)工藝系統(tǒng)及設(shè)備等進(jìn)行清洗去污,降低輻射劑量,之后進(jìn)行工藝設(shè)備的切割解體、污染場(chǎng)地去污,對(duì)拆除的放射性廢物進(jìn)行分類檢測(cè)并進(jìn)行整備處理,等到設(shè)施內(nèi)污染部分全部達(dá)標(biāo)后,再對(duì)核設(shè)施進(jìn)行拆除,夷為平地。“就像有一堆臟衣服,首先要確定用什么洗衣粉清洗,然后再計(jì)劃如何清洗。”

  因?yàn)榉N類繁多,加上規(guī)模大小、場(chǎng)址條件、運(yùn)行狀況等有別,不同核設(shè)施的退役方式大不相同。在國(guó)際上,3種退役策略已被廣泛采用,即立即拆除、延緩拆除、封固埋葬。

  “立即拆除”是在核設(shè)施永久關(guān)閉后,盡可能快地除去和處理核設(shè)施內(nèi)的放射性物質(zhì),原場(chǎng)址可以有限制或無(wú)限制利用。“延緩拆除”是在核設(shè)施關(guān)閉后先做部分和簡(jiǎn)易的去污、拆除工作,在保證安全的條件下對(duì)核設(shè)施進(jìn)行長(zhǎng)期貯存,讓放射性核素衰變,然后拆除。對(duì)大型反應(yīng)堆退役,延緩拆除往往是優(yōu)選的策略。“封固埋葬”是把核設(shè)施整體或它的主要部分,處置在它現(xiàn)在的位置或核設(shè)施邊界范圍的地下。

  作為我國(guó)第一座重水研究堆,101堆的退役又與其他反應(yīng)堆不同。

  101堆退役,其難點(diǎn)首先體現(xiàn)在廢石墨回取。101堆是重水堆,用石墨作為反射層和中子慢化劑,廢石墨經(jīng)過(guò)50多年的輻照,體積膨脹,柔性變差,活性增大,回取中存在難以整塊回取或者著火的風(fēng)險(xiǎn)。其次,101堆生物屏蔽體厚且較其他反應(yīng)堆密度大,目前沒(méi)有成熟工具和技術(shù)可用,并且101堆要打造成我國(guó)反應(yīng)堆博物館,對(duì)安全的要求更嚴(yán)格,因此堆本體和生物屏蔽體拆除難度相對(duì)更高。此外,101堆化工熱室在地下,相比地面上的化工熱室,污染程度高、源項(xiàng)不清楚,操作空間狹小,因此化工熱室拆除的難度也很大。

  張生棟說(shuō),作為我國(guó)核設(shè)施退役重點(diǎn)項(xiàng)目之一,101堆的退役在國(guó)內(nèi)外沒(méi)有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn),將按照“先易后難、先外圍系統(tǒng)和主工藝系統(tǒng)、后堆本體”的順序分3個(gè)階段實(shí)施,并同步開展工程科研驗(yàn)證。本次批復(fù)的第一階段工程,主要是退役前期準(zhǔn)備及外圍系統(tǒng)拆除?!八鼘楹罄m(xù)兩個(gè)階段的工程實(shí)施奠定基礎(chǔ),將為我國(guó)建立研究堆退役能力體系,以及其他堆型退役提供技術(shù)示范,雖然難度非常大,但在成功克服101堆退役難題后,核電退役問(wèn)題將迎刃而解?!?/p>

  應(yīng)及早對(duì)設(shè)施退役做出統(tǒng)籌規(guī)劃

  我國(guó)的核設(shè)施退役始于上世紀(jì)90年代初,主要針對(duì)的是早期軍用核設(shè)施(部分軍工核設(shè)施從80年代開始陸續(xù)關(guān)停,進(jìn)入監(jiān)護(hù)運(yùn)行狀態(tài)),經(jīng)過(guò)20多年的工作取得了一定的成績(jī),部分重要核設(shè)施和放射性廢物的治理工作已進(jìn)入實(shí)施階段。

  在目前的核實(shí)施中,核電站占據(jù)相當(dāng)大比例。

  根據(jù)2018世界核電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀報(bào)告,截至2018年,世界上共有115臺(tái)核電機(jī)組正在退役,約占173座永久停運(yùn)核電機(jī)組的70%。共有19臺(tái)機(jī)組已完成退役(美國(guó)13臺(tái)、德國(guó)5臺(tái)、日本1臺(tái)),其中10個(gè)核電廠址已恢復(fù)成綠地。

  在我國(guó),由于最早運(yùn)行的秦山一期核電站要到2024年后才開始關(guān)閉退役,現(xiàn)有條件下針對(duì)其退役技術(shù)的研究還很少,退役經(jīng)驗(yàn)缺失。

  “核設(shè)施退役是一項(xiàng)集高科技為一體的非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及核化工、機(jī)械、自動(dòng)化、輻射防護(hù)、放射性廢物處理處置、環(huán)境治理修復(fù)等諸多技術(shù)領(lǐng)域。同時(shí)還涉及資金運(yùn)作、項(xiàng)目管理、監(jiān)理等方面的工作?!痹趶埳鷹澘磥?lái),核設(shè)施退役不僅僅是營(yíng)運(yùn)者自己應(yīng)考慮的問(wèn)題,國(guó)家、政府等也應(yīng)參與其中,及早對(duì)其做出統(tǒng)籌規(guī)劃,實(shí)施科學(xué)管理,確保退役項(xiàng)目安全、省時(shí)、省力、省錢。

  在他看來(lái),首先要盡快完善退役的法律法規(guī),做到有法可依,有章可循。但目前原子能法還沒(méi)出臺(tái),我國(guó)針對(duì)核設(shè)施退役的操作和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等也還不完善。

  此外,目前我國(guó)對(duì)各類核設(shè)施退役的策略還不是非常明確,還存在著反應(yīng)堆封存多長(zhǎng)時(shí)間合適、有的核設(shè)施是否可就地埋葬等問(wèn)題的爭(zhēng)議,為安全、經(jīng)濟(jì)、較快地完成退役任務(wù),需要盡快開展有針對(duì)性地研究和論證。

  足夠的退役資金是完成核設(shè)施退役的重要前提。除軍用核設(shè)施的退役經(jīng)費(fèi)由中央財(cái)政撥付外,民用核電站的退役則應(yīng)由營(yíng)運(yùn)商自己來(lái)貯備足夠的退役資金。

  我國(guó)在《國(guó)家核電發(fā)展專題規(guī)劃(2005—2020年)》末尾,對(duì)核電站的退役問(wèn)題作了規(guī)定:電站投入商業(yè)運(yùn)行開始時(shí),即可在核電站發(fā)電成本中強(qiáng)制提取、積累核電站退役處理費(fèi)用。在中央財(cái)政設(shè)立核電站退役專項(xiàng)基金賬戶,在各核電站商業(yè)運(yùn)行期內(nèi)提取。這是規(guī)劃的一大亮點(diǎn),也為以后核電站的退役資金做出了安排。但是到目前為止,由于國(guó)內(nèi)尚無(wú)核電廠退役費(fèi)用具體估算辦法,因此究竟從核電站發(fā)電成本中提取多少合適,也未明確。

  多名業(yè)內(nèi)人士強(qiáng)調(diào),退役不應(yīng)被簡(jiǎn)單視為核設(shè)施或廠址的終點(diǎn),更應(yīng)被視為重新使用或重新開發(fā)項(xiàng)目的起始點(diǎn),在退役計(jì)劃階段的早期就應(yīng)考慮是否以及如何重新使用或重新開發(fā),此外還應(yīng)加強(qiáng)核設(shè)施退役人才隊(duì)伍建設(shè)。(記者 陳瑜)

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