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【说核】核电退役那点儿事

来源: 发布时间: 2015-11-23 14:11:00

核电退役安全也像放射性废物处置安全一样,正在引起人们的高度关注,其实核电退役也属于放射性废物管理的范畴。通俗地讲,退役就是核电站永久关闭(包括到了正常设计寿期或者由于政治、经济和事故原因不再使用的关闭),并将厂址内存放的乏燃料和未使用的新燃料卸出并转移到其他贮存、处理或处置场所之后,所开展的一系列清理、去污、拆除等活动,即通过技术手段清除残留在厂址内的各类放射性废物,包括被中子活化和(或)被放射性核素沾污的设备、管道、仪器仪表、电缆、堆内构件、构筑物等,并将这些不同类别的放射性废物按照其放射性特征和水平,分门别类地进行规整、固化、固定等封存处理,使其转变成可被处置的放射性废物体形态。卸出并移走反应堆堆芯和水池内的乏燃料,实际上就已将核电厂址内积存的95%以上放射性转移出去了,但通常这些操作不被包括在退役活动的范畴。

早期的核设施退役活动,由于人们当时对退役和废物管理问题的认识不足、安全标准低,再加上技术制约和经费缺乏等因素,存在退役不完整、不规范等问题,尤其是美国、前苏联为代表的冷战时期军备竞赛遗留下的大批核设施和放射性污染场所。由于当时是以最快的速度拿出产品、完成试验为主,至于伴随这些生产、试验活动产生的放射性废物管理和退役,还没有引起人们的重视,更没有像今天这样建立严格的安全标准、监管要求以及完善的管理和技术措施。

美国汉福特厂址的问题就是一个典型的历史遗留问题,从今天的视角回看,确有很多问题还有待解决,但它的目的是众所周知的属于国家利益和国家安全的范畴,与商用核电不是一码事,也不是技术层面的问题。有核武器国家都有类似的问题,但随着国家财力的增加、技术的进步以及安全环保意识的提升,安全地消除诸如汉福特厂址内残留放射性废物并将其安全、稳妥地处置,从技术层面上是完全可以实现的。

今天我们谈论一下核电退役安全问题。开发核电是商用目的,如今建立的核电退役安全要求和标准,是在吸取以往相关退役经验教训的基础上逐步完善起来的,例如,选址、设计、运行都要有便于退役的考虑,建立有效的退役经费筹措机制,优化退役策略和目标等等。

核电退役能否有效实施并最终实现厂址无限制使用,技术上是完全可行的,且随着技术进步,必定会进一步提高退役的效率、降低退役成本、降低退役操作人员的照射剂量。

核电退役的核心问题是建立有效的退役经费筹措机制,确保退役实施的时候经费是有保障的。大多数有核电的国家一般以法律形式,规定退役费用的筹措机制(如建立退役基金)及其使用方法。我国也不例外,早在2003年,我国颁布实施《中华人民共和国放射性污染防治法》,就以法律的形式规定了“核设施的退役费用和放射性废物处置费用应当预提,列入投资概算或者生产成本”(第二十七条)。

尽管我国核电起步较晚,最早的秦山第一核电厂也是1994年才投入运行的,但自从建立了法律制度,各个商用核电站的退役费用均已按照法律要求留存于专款专用的账号里,如有企业或者资金管理部门擅自挪用,则属于违法行为。

一座典型的核电机组退役费用到底需要多少呢?美国的首座商用核电站(Shippingport,BWR堆型,60MW),经过5年的拆除,花费了0.984亿美元,退役后的厂址达到了无限制使用的状态,也就是说可以在这个厂址盖学校、居民区、商场、办公楼和娱乐场所等,从辐射影响的角度已经没有任何限制了。美国还有多座核电站完成了退役,如Yangkee Rowe(PWR堆型,185MW)、Maine Yangkee(PWR堆型,860MW)和Connecticut Yangkee(PWR堆型,590MW),它们的退役费用分别为6.08亿美元、6.35亿美元和8.2亿美元,上述3个厂址都达到了无限制使用条件。此外,法国、英国和德国也均有核电站完成退役或正在实施退役活动的例子。由于堆型的不同、退役策略和退役目标选择的差异,退役费用支出也有较大差异,但总体上退役费用仅占发电收入一个很小的份额。

近年来,国际社会逐渐认识到核设施退役安全的重要性,国际原子能机构(IAEA)制定的退役安全标准推荐给各成员国使用,我国也普遍采纳了国际上的最新安全标准。我国核电退役尽管还没有提到日程上来,但相关的退役科研、技术准备、退役费用安排、退役安全法规和标准的制定等都在紧锣密鼓地推进中。例如,我国正在制定的核与辐射设施退役安全法规,就要求优先采用“立即拆除”的退役策略,像过去历史遗留核设施经常采用的“延迟拆除”和“就地掩埋”的退役策略,对于商用核电退役而言,将不再被允许采用。核电的退役目标是使厂址达到无限制使用的条件,即从残留的放射性而言,对厂址内及其周围环境的辐射影响达到可以忽略不计的程度。正如这个核与辐射设施退役安全法规,预计将在近一、两年内完成制定并发布实施。对于核电退役活动的安全监管,我国建立了严格的安全要求,并且法律法规已有授权,包括《放射性污染防治法》、《民用核设施安全监督管理条例》规定的审批、监督、环境影响评价、终态验收等监管手段,退役管理贯穿于核电从选址、设计和建造、运行直至退役的全过程,明确要求核电站营运单位从选址阶段就要考虑退役问题,从设计和建造阶段开始就要编制退役计划并定期进行升版,确保核电站永久关闭后退役活动按照事先安排(退役计划)和批准的方式实施。

当然,对于发生过严重事故的核电站而言退役相对复杂的多,例如人们熟知的三哩岛、切尔诺贝利和福岛核电站,从技术上还有不少的难题需要去攻克,退役费用会大幅增加,退役所花费的时间也会变长,厂址若达到无限制开放使用条件的话,需要付出的代价会更大。通过退役实现厂址无限制使用还是有限制的使用,当事国政府在考虑代价-利益的同时,还要考虑政治、经济和社会发展、土地资源利用、环境和生态保护等综合因素做出决策,当然,实现无限制使用,代价会更大。例如美国三哩岛核电站,由于该厂址内还有其他机组运行,发生事故的2号机组若单独实施退役,反而意义并不大。其实三哩岛核电的营运者已经把受损堆芯内的燃料(包括熔化破损的燃料)卸出来并安全贮存起来,还完成了第二阶段的去污和拆除工作,花费了8.05亿美元。日本的福岛核电站,按照日本政府要求,其事故机组退役和污染治理要达到厂址无限制使用的状态。对于日本这样一个土地资源稀缺、社会经济发达的国家,愿意花费更大的代价也是从其国情考虑所做出的选择。对于乌克兰而言,切尔诺贝利核电站的退役治理则采用了就地掩埋的策略,对于堆芯炸毁暴露在环境中的情景,为了有效控制放射性扩散,紧急处置措施只有用混凝土掩埋这一种选择,是迫不得已的办法;随后又是苏联解体,导致管理混乱,存在经费紧缺等诸多困难,乌克兰又是一个土地资源丰富的国家,所以把该厂址一定范围划为禁区,依靠时间将短寿命的放射性核素尽可能地衰变掉,同时保证封存的安全,是代价最低的一种选择。

因此,从以往退役活动的经验教训以及发达国家已成功完成的退役实践来看,尤其是在吸取这些历史教训和成功经验的基础上,核电安全退役是完全可以实现的,保护公众健康和安全,保护环境的目标也是完全可以实现的。