2023年7月30日发(作者：)

核电厂放射性废物管理策略研究

摘要：根据世界核电厂发展的数据，世界上有11%的电力来自于核能，我国大陆的核能生产总量在2019年末只有4.88%。截止到2021年4月，我国内地拥有49个核发电设备，总计51027MW。中国核能还有很大的发展空间，而且核电的发展为人们带来了很多好处，但是它所产生的辐射污染也对人们的身体和环境造成不利的影响。按照每百万KW核电站每年的垃圾废物包体积50m³的保守计算，目前我国每年放射性废物的总质量是2551m³。另外，核电站在使用和维修期间，常常会遇到积压的低中放射性固体废弃物，它们的贮存时间和容量都超过暂存库的设计能力和贮存时限，其中绝大多数都是低放射性废物。

关键词：核电厂；放射性；废物管理

引言

核电与核技术的发展为人们带来了极大的好处，但其所产生的放射性废料却对人们健康和环境造成不良的影响。从二十世纪六十年代开始，世界各地的科学家对核电厂放射性废物开展了大量的研究工作，研制出了许多高效率的放射性废物处理和处置技术。同时，《中华人民共和国放射性污染防治法》对放射性废物进行了严格的管理，并对其进行了规范。另外，工作人员利用核电厂、技术用户、铀（钍）矿、采矿单位和有关的放射性矿物，原料选用要合理。采用先进的生产技术和设备，降低核电厂放射性废物的产生。

一、核电厂放射性废物管理要求

（一）核电废物处理方面

《排除、豁免和解控概念的适用》（IAEARS— G—1.7）这为核电厂放射性废物的处理范围的确定，也就是在源头上减少了处置项目的数目。“排除”是指自然辐射辐照的情况，根据该报告，如果不考虑氡的析出该报告中的核素活性浓度不会超过1 mSv。因此，根据该报告，40 K的活度浓度不会高于10 Bq·g-1，而其它自然放射性核素的活性浓度，则不会超过1 Bq·g-1。根据该文件，每年人体的有效剂量低于10uSv，在考虑到其他准则的情况下，每年的有效剂量应不大于1 mSv，而年当量剂量为50 mSv，从而得出人造放射性核素控制的“豁免与解”控制极限。核废料的解控处理，其污染物活度必须在豁免的范围内，并须由相关机构作出进一步决策。

（二）核电厂废物分类方面

放射性废物的类别主要是针对要处置放射性固体废物。与原先的分级标准比较，对低、中放射性废物的活动浓度界定作了重大调整，低放射性废物的活动浓度上限也有所增加。从放射性废物顺序明确对特定的核素（例如铌-94，碘-129，锝-99等）的活性浓度的需求，不超过4×1011Bq/kg。与此相反，HAD401/4、GB9133-1995标准规定，在中低辐射区的活性浓度为4。

（三）核电厂废物最小化管理方面

国家核安全局在核电厂的核废物削减指南中清楚地表明，降低核电厂的放射性废物应该包含计划、建造、操作和退役。尽量降低放射性固体废物（体积和活性）达到合理可行尽量低的要求。另外，指导方针还规定了在设计、施工、运营和报废物阶段对废弃物的最低限度控制。在设计和建设过程中对核废物的设计、设备、材料、水化学、工艺规划、设备阀门设计、管线设计和设备布置设计等方面进行了详尽的阐述。从全流程、多角度来看，对降低我国核电站放射性废物的处理具有重要的理论依据和指导意义。

二、核电厂放射性废物处理技术

核电站的放射性废物管理是指从生产废料到处理废料的全流程，涉及到废物产生、预处理，处理、维护、储存、运输、退役和其他预处理工作。在核电厂使用过程中，由于中子激活和燃料组分的损坏，一次冷却介质中会出现放射性物质和裂变物质。而在循环系统中又会形成放射性物质，最后形成放射性液体、气体和固体废弃物。因此，核电厂在排放、临时储存或最后处置这些废料前，应采取安全、可靠的方法。 在核电厂设计中，为了保证核电厂在运行过程中能够及时收集、处理、监测和排放（储存）放射性废气、废液和放射性固体废物，应在设计阶段充分考虑到放射性废物的处理。此外，压水堆核电厂在使用过程中，根据其产生的来源，将其分为工艺废物、技术废物和其它放射性固体废物。技术垃圾压缩后的废物经过预压缩，超压缩和固定，因反弹，产能削减因子受到限制。大部分未经压缩的废物都含有很少的表面辐射和表面污染，还有其它的废物。目前，世界上所有的核电厂都是通过临时储存、分解等方式来进行的。

三、核电厂放射性废物管理现状

放射性固体废弃物处置技术经过不断革新和完善，而核电厂的放射性固体废弃物处置则是多种技术结合。在我国核电厂发展战略中，应从哪些方面引入新技术？这是我国几大核电企业所关心的问题，同时也对我国垃圾处理的发展产生了一定的影响。此外，核反应堆先进程度并不直接影响到三废处理系统的处置。由于国家法规、标准没有明确的规定，在整个设计阶段都是复制+改良。由于第二代核电厂放射性废物处理系统设计并没有太大的进步，如果使用钢桶作为固体容器，大多数的金属桶垃圾都会被辐射到超过2 mSv/h。对于新技术的引进，目前尚无统一的评估标准，例如引进的 HIC等。HIC技术在我国核废料处理中的应用尚处于初级阶段，从处理工艺、暂存、运输、处置等多个方面来看，目前亟待解决的主要问题是辐射防护、人员操作、货物运输和处置[1]。

四、核电厂放射性废物管理措施

（一）完善低放废物处置的相关规章和实施细则

按照《放射性污染防治法》、《放射性废物安全管理条例》的有关规定，要尽快制定核废物处理设施的选址方案，并完善全核废料贮存、处置许可制度和安全监督制度，实行全国统一的计划。在核能中长期发展计划中，工作人员应明确提出废弃物处置方案，并对其进行经济补偿、政策补偿、公众可接受处置和处置决策。针对核电厂所采取的废物处理技术，制定了核素、难测核素比例因子、活度测量与评估、废物包装编码等统一的技术标准[2]。

（二）技术引进和自主创新相结合 由科研机构和企业合作，把技术引进到实际生活中。立足于高起点、高标准，以引进消化吸收国外先进技术，促进技术、人才、装备的快速提高，早日实现核电放射性废弃物处置技术。同时，要抛弃传统的引进模式，坚持采用先进技术，进行系统设计和集成，形成适合于当前需求的先进工艺，并承担项目总承包工作，既有利于节省资金，又有利于吸收和创新。另外，我国要建立先进技术保证与国内实际情况相适应，还要保证工艺装备的性能稳定、质量可靠、性能稳定、操作、运输和处置安全。当然，在获得许可的情况下，这些技术是可以被引入的[3]。

（三）废物包装容器标准化

按照环境保护部、工业和信息化部、国防科技厅的有关规定，核电厂在正常运行时所产生的放射性废物，均为低放射性废物。废物要经过数百年的有效容纳和隔离，才能在接近地面处理设施中进行处理。要达到安全的处理，必须以容器为屏障，从设计、加工、生产、检验等方面进行，并对其进行严格的质量管理和质量保障[4]。

结语

综上所述，我国现有核电厂因建设时间差异，在核废物处置上，采用的管理方式也不尽相同。虽然每个核电厂都能很好地处理自己所排放的放射性废物，但也存在着一些缺陷，而且在监管方面，不同的管理方式存在着一些差异。核电厂在使用和维修过程中，必然会产生大量的放射性废物。因此，工作人员必须对放射性废物进行严格的控制，已成为各国政府和核电厂必须重视的问题。

参考文献

[1]张蔚华,张一民,郭海峰,丁志博,岳会国,王仁科,冯建平.运行核电厂放射性固体废物管理实践与探讨[J].核安全,2022,21(01):19-25.

[2]张根,熊骁,任丽丽,赵木,姚振宇,周进.核电厂放射性废物管理策略研究[J].核安全,2022,21(01):104-111.

[3]熊骁,张根,任丽丽,孔祥金,赵木,姚振宇.核电厂放射性废物管理路径研究[J].核安全,2021,20(04):1-6. [4]王春丽,魏方欣,徐春艳,张宇,祝兆文,任广益.核电厂放射性废物管理同行评估初探[J].中国核电,2021,14(02):258-263.