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核设施退役产业全球经验探析

发布时间:2018-7-24 11:19 原作者:何无余 李金英   来自: 能源杂志

核设施退役是我国核工业短板之一,其关键技术目前尚未掌握。纵观全球主要国家退役经验,或将带来些许启发。

 

未来几十年,全世界将有约2800座核设施需要退役,市场潜力巨大。

 

事实上,核设施退役在国际上从上世纪60年代便已提出,但较多退役项目的出现,则是80年代后的事情。

 

所谓的“核设施退役”,是为解除一座核设施的部分或全部监管控制所采取的行政和技术行动,退役的最终目标是无限制开放或利用场址。

 

据全球核能协会估算,到目前为止,全世界大约有100座铀矿冶设施、100多座商用堆、46座实验或原型堆,250多座研究堆和一批核燃料循环设施已停止运行,其中许多正在退役,或已被完全拆除。

 

三种核设施退役策略

 

根据国际原子能机构的规定,退役阶段定义了可选择的三种策略,即立即拆除、延缓拆除、封固埋葬。三种战略已被国际广泛采用。

 

“立即拆除”战略是在核设施永久关闭后,尽可能快的除去和处理核设施内的放射性物质,原场址可以有限制或无限制利用。“立即拆除”战略通常是在核设施关停之后尽快(一般在5年以内)开始去污、拆除和场址的清污,设施内放射性物质运到已经准备好的贮存和处置场地。

 

“延缓拆除”战略也称安全贮存或安全封存。这是核设施在保证安全条件下进行长期贮存,让放射性核素进行衰变,然后在进行拆除活动。延缓拆除在核设施关闭后先做部分和简易的去污、拆除工作,将主体设备(或关键设备)封存隔离几十年。对于大型反应堆退役,延缓拆除往往是优选的策略。

 

“封固埋葬”战略是把核设施整体或它的主要部分,处置在它的现在位置或核设施边界范围的地下,让其衰变到允许从审管控制释放的水平。实施埋葬前燃料元件需要从设施中取出并运到场外,或者临时贮存在一个独立的设施中,埋葬系统内的液体要排出进行处理,放射性物质封存在原来结构体中,与环境隔离起来并防止人员的闯入。

 

以上三种策略各有优缺点。核燃料循环的不同设施,应根据设施类型、特性和放射性水平,优选退役策略。如对于核燃料循环的前段设施和后处理厂,由于污染核素的半衰期长,延缓拆除几十年对降低工作人员受照剂量来说受益不大,因此建议采用直接拆除。而对于反应堆的退役,特别是核电站的退役,由于反应堆的堆芯中包容着90%以上的放射性物质,并且大部分为短寿命核素,堆芯延缓拆除有利于减少工作人员的受照剂量,因此,优选延缓拆除。

 

过去60多年来,世界核工业在退役不同类型核设施方面取得了不少经验,笔者梳理总结如下。

 


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