退役及廢物最小化策略

1、1中核集團中國核電工程有限公司中核集團中國核電工程有限公司退役及廢物退役及廢物最小化策略最小化策略趙華松趙華松2009.11.202009.11.202內(nèi)容內(nèi)容4引引 言言123核設(shè)施及退役核設(shè)施及退役退役及廢物最小化策略退役及廢物最小化策略結(jié)結(jié) 束束 語語3 引引 言言4引言引言 我國核設(shè)施退役最早可追溯到八十我國核設(shè)施退役最早可追溯到八十年代，那時退役工作多停留在資料調(diào)研年代，那時退役工作多停留在資料調(diào)研及退役前期工作。及退役前期工作。1990年國家啟動了退年國家啟動了退役治理專項工作，主要是對軍工遺留核役治理專項工作，主要是對軍工遺留核設(shè)施及放射性廢物進行退役治理。設(shè)施及放射性廢物進行退

2、役治理。2000年后退役工作進入到實質(zhì)性的實施階段年后退役工作進入到實質(zhì)性的實施階段。5引言引言 隨著退役工作的展開以及近年來核電事隨著退役工作的展開以及近年來核電事業(yè)的迅速發(fā)展，人們對核設(shè)施退役及產(chǎn)生的業(yè)的迅速發(fā)展，人們對核設(shè)施退役及產(chǎn)生的放射性廢物越來越關(guān)注。在為獲得最大的發(fā)放射性廢物越來越關(guān)注。在為獲得最大的發(fā)展的同時，環(huán)境、健康方面要求日趨嚴格。展的同時，環(huán)境、健康方面要求日趨嚴格。從核設(shè)施的拆除到廢物的處理、處置都制定從核設(shè)施的拆除到廢物的處理、處置都制定了嚴格的規(guī)定，以更好的保護工作人員、公了嚴格的規(guī)定，以更好的保護工作人員、公眾和環(huán)境。廢物管理成本不斷提高，放射性眾和環(huán)境。廢物管

3、理成本不斷提高，放射性廢物最小化變得更加重要。廢物最小化變得更加重要。6 核設(shè)施及退役核設(shè)施及退役7核設(shè)施及退役核設(shè)施及退役 核設(shè)施退役是設(shè)施使用期滿或因其他原核設(shè)施退役是設(shè)施使用期滿或因其他原因停止服役后，為了充分考慮工作人員和公因停止服役后，為了充分考慮工作人員和公眾的健康與安全以及環(huán)境保護而采取的行動眾的健康與安全以及環(huán)境保護而采取的行動。退役的最終目的是實現(xiàn)放射性廢物的安全。退役的最終目的是實現(xiàn)放射性廢物的安全管理和場址不受限制的開放和使用，其活動管理和場址不受限制的開放和使用，其活動包括了退役策劃和現(xiàn)場活動，其中現(xiàn)場活動包括了退役策劃和現(xiàn)場活動，其中現(xiàn)場活動包括放射性特性調(diào)查、去污、

4、拆除和放射性包括放射性特性調(diào)查、去污、拆除和放射性廢物管理。廢物管理。8核設(shè)施及退役核設(shè)施及退役核設(shè)施數(shù)量多核設(shè)施數(shù)量多 表一表一 各類核設(shè)施現(xiàn)狀統(tǒng)計表各類核設(shè)施現(xiàn)狀統(tǒng)計表運行運行在建在建關(guān)閉或在退役關(guān)閉或在退役退役完成退役完成核電廠核電廠44644645451071071414研究堆和臨界裝置研究堆和臨界裝置2872878 8214214173173燃料循環(huán)設(shè)施燃料循環(huán)設(shè)施4234231919297297192192粒子加速器粒子加速器4064069 95 51 1 我國（未包括臺灣）在役核電廠共我國（未包括臺灣）在役核電廠共1111個機組，裝機容量個機組，裝機容量8587MWe8587MW

5、e；在；在建或近期計劃建設(shè)建或近期計劃建設(shè)3737個機組，裝機容量個機組，裝機容量38660 MWe38660 MWe。 9核設(shè)施及退役核設(shè)施及退役退役產(chǎn)生廢物量大退役產(chǎn)生廢物量大 以以1300MW（e）.PWR為例，其關(guān)閉后未經(jīng)很為例，其關(guān)閉后未經(jīng)很長時間衰變冷卻，退役中要產(chǎn)生廢物約長時間衰變冷卻，退役中要產(chǎn)生廢物約15.5萬噸，萬噸，其中放射性廢物約其中放射性廢物約6000噸，經(jīng)再循環(huán)再利用后最噸，經(jīng)再循環(huán)再利用后最終產(chǎn)生的放射性廢物量約終產(chǎn)生的放射性廢物量約3000噸。噸。 隨著國內(nèi)退役治理工作的深入，一些大型核隨著國內(nèi)退役治理工作的深入，一些大型核設(shè)施的去污工作已經(jīng)完成，已進入拆除階段

6、，另設(shè)施的去污工作已經(jīng)完成，已進入拆除階段，另有一些軍工遺留核設(shè)施即將實施退役，屆時將產(chǎn)有一些軍工遺留核設(shè)施即將實施退役，屆時將產(chǎn)生大量的放射性廢物，廢物管理工作將更加繁重，生大量的放射性廢物，廢物管理工作將更加繁重，廢物最小化更顯重要。廢物最小化更顯重要。 10退役及廢物最小化退役及廢物最小化11廢物最小化思想應(yīng)貫穿于從核設(shè)施設(shè)計開始廢物最小化思想應(yīng)貫穿于從核設(shè)施設(shè)計開始，直到設(shè)施完成退役的全過程。，直到設(shè)施完成退役的全過程。設(shè)計建造運行退役設(shè)計建造運行安全關(guān)閉去污拆除廢物管理制訂退役初始計劃。對退役計劃進行調(diào)整。確定退役策略，制訂最終退役計劃。實施退役，進行代價利益分析，選擇去污、拆除方法

7、，實現(xiàn)廢物最小化。包括廢物再循環(huán)再利用，對廢物進行處理、處置。退役及廢物最小化退役及廢物最小化12設(shè)施設(shè)計、建造設(shè)施設(shè)計、建造 實現(xiàn)核設(shè)施退役過程廢物最少化策略的一個實現(xiàn)核設(shè)施退役過程廢物最少化策略的一個重要元素就是要求在設(shè)計、建造、運行和任何重重要元素就是要求在設(shè)計、建造、運行和任何重整過程中充分考慮到有利于去污和拆除。整過程中充分考慮到有利于去污和拆除。 目前國際上已達成共識，在設(shè)施設(shè)計階段要目前國際上已達成共識，在設(shè)施設(shè)計階段要編制退役初始計劃編制退役初始計劃,在設(shè)計中要考慮方便退役措在設(shè)計中要考慮方便退役措施施,并將退役經(jīng)驗反饋到設(shè)施設(shè)計中并將退役經(jīng)驗反饋到設(shè)施設(shè)計中,以方便退役以方便

8、退役工作開展，減少廢物產(chǎn)生。工作開展，減少廢物產(chǎn)生。退役及廢物最小化退役及廢物最小化13設(shè)施設(shè)計、建造設(shè)施設(shè)計、建造 一個好的設(shè)計應(yīng)考慮運行和退役中減少污染一個好的設(shè)計應(yīng)考慮運行和退役中減少污染的產(chǎn)生和便于拆除和分割的方法，新建核設(shè)施設(shè)的產(chǎn)生和便于拆除和分割的方法，新建核設(shè)施設(shè)計需要考慮的內(nèi)容主要包括：計需要考慮的內(nèi)容主要包括：退役及廢物最小化退役及廢物最小化在拆除前的等待期間減少維護和監(jiān)督的費在拆除前的等待期間減少維護和監(jiān)督的費 用；用；減少在運行期間為保證安全和防護所需的附減少在運行期間為保證安全和防護所需的附 加設(shè)施的數(shù)量；加設(shè)施的數(shù)量；降低（退役）工人的輻射照射；降低（退役）工人的輻射

9、照射；14設(shè)施設(shè)計、建造設(shè)施設(shè)計、建造退役及廢物最小化退役及廢物最小化便于最終拆除，解體，切割和控制及處理過便于最終拆除，解體，切割和控制及處理過 程的相關(guān)操作；程的相關(guān)操作；減少拆除工作的費用和所需的其它設(shè)備的費用；減少拆除工作的費用和所需的其它設(shè)備的費用；優(yōu)化廢物最小化，減少放射性物質(zhì)和流出物優(yōu)化廢物最小化，減少放射性物質(zhì)和流出物 的產(chǎn)生量，并使之與貯存和運輸要求相匹配；的產(chǎn)生量，并使之與貯存和運輸要求相匹配；允許設(shè)施完全拆除和場址恢復至向公眾開允許設(shè)施完全拆除和場址恢復至向公眾開 放。放。 這些針對退役的設(shè)計，對于核電站運行期間的這些針對退役的設(shè)計，對于核電站運行期間的維修也是非常有益的

10、。維修也是非常有益的。 15設(shè)施安全關(guān)閉設(shè)施安全關(guān)閉為方便退役工作開展，防止放射性擴為方便退役工作開展，防止放射性擴散，盡可能減少廢物量，國際上已普遍認散，盡可能減少廢物量，國際上已普遍認為核設(shè)施最終停閉后應(yīng)立即實施安全關(guān)閉為核設(shè)施最終停閉后應(yīng)立即實施安全關(guān)閉工作（國際原子能機構(gòu)文件中稱該階段為工作（國際原子能機構(gòu)文件中稱該階段為過渡期），工作內(nèi)容主要包括：乏燃料轉(zhuǎn)過渡期），工作內(nèi)容主要包括：乏燃料轉(zhuǎn)移，物料排空和系統(tǒng)清洗，污染的去除和移，物料排空和系統(tǒng)清洗，污染的去除和固定，設(shè)施整治以及源項調(diào)查等。固定，設(shè)施整治以及源項調(diào)查等。退役及廢物最小化退役及廢物最小化16設(shè)施安全關(guān)閉設(shè)施安全關(guān)閉大家

11、已充分認識到這一點，國家有關(guān)部門已大家已充分認識到這一點，國家有關(guān)部門已組織編制了研究堆安全關(guān)閉，要求研究堆最組織編制了研究堆安全關(guān)閉，要求研究堆最終停閉后立即實施安全關(guān)閉。終停閉后立即實施安全關(guān)閉。退役及廢物最小化退役及廢物最小化17退役策略的確定退役策略的確定在我國退役策略的選擇和內(nèi)涵基本遵循國際原子能在我國退役策略的選擇和內(nèi)涵基本遵循國際原子能機構(gòu)有關(guān)要求。退役策略包括機構(gòu)有關(guān)要求。退役策略包括立即拆除、延遲拆除和就立即拆除、延遲拆除和就地處置地處置。對于主要含長壽命放射性核素的設(shè)施，一般選。對于主要含長壽命放射性核素的設(shè)施，一般選擇立即拆除的退役策略；若設(shè)施包含有大量短壽命放射擇立即拆

12、除的退役策略；若設(shè)施包含有大量短壽命放射性核素，其放射性水平較高，或廢物無出路等原因，可性核素，其放射性水平較高，或廢物無出路等原因，可選擇延遲拆除的退役策略。延遲退役分三種，小于選擇延遲拆除的退役策略。延遲退役分三種，小于15年，年，15到到40年，大于年，大于40年；因附近沒有中低放固體廢物處置年；因附近沒有中低放固體廢物處置場或其它原因而選擇就地處置（包括將全部或部分設(shè)施場或其它原因而選擇就地處置（包括將全部或部分設(shè)施就地處置）。就地處置）。就地處置包括就地埋葬處置和場址內(nèi)就近就地處置包括就地埋葬處置和場址內(nèi)就近處置。處置。退役及廢物最小化退役及廢物最小化18退役策略的確定退役策略的確定

13、國際上放化設(shè)施一般采用立即拆除的策略。對于反國際上放化設(shè)施一般采用立即拆除的策略。對于反應(yīng)堆退役，各國家，甚至同一國家不同地方退役策略也應(yīng)堆退役，各國家，甚至同一國家不同地方退役策略也不同。德國、日本等反應(yīng)堆退役一般選擇立即拆除的策不同。德國、日本等反應(yīng)堆退役一般選擇立即拆除的策略，美國、英國等一些反應(yīng)堆退役選擇了延遲退役的策略，美國、英國等一些反應(yīng)堆退役選擇了延遲退役的策略。雖然略。雖然IAEA推薦核電廠退役實施立即拆除的策略，但推薦核電廠退役實施立即拆除的策略，但近期退役的核電廠約有近期退役的核電廠約有50%選擇了延遲拆除。選擇了延遲拆除。退役策略選擇需考慮的因素包括：退役策略選擇需考慮的

14、因素包括：國家政策及管國家政策及管理體制，理體制，退役資金來源，退役資金來源，乏燃料及廢物管理系統(tǒng)，乏燃料及廢物管理系統(tǒng)，健康、安全和環(huán)境影響，健康、安全和環(huán)境影響，知識管理及人力資源，知識管理及人力資源，社會影響和股東，社會影響和股東，合適的工藝和技術(shù)等。合適的工藝和技術(shù)等。 關(guān)系比較復雜，所以退役策略確定前要進行代價利關(guān)系比較復雜，所以退役策略確定前要進行代價利益分析。益分析。退役及廢物最小化退役及廢物最小化19退役策略的確定退役策略的確定我國研究堆及放化設(shè)施退役一般選擇立即拆除，大型我國研究堆及放化設(shè)施退役一般選擇立即拆除，大型反應(yīng)堆退役采用延遲拆除的策略。但由于各方面原因一些反應(yīng)堆退役

15、采用延遲拆除的策略。但由于各方面原因一些放化設(shè)施退役被延遲，造成污染擴散，需盡快實施退役前放化設(shè)施退役被延遲，造成污染擴散，需盡快實施退役前期工程，以便開展后續(xù)退役工作。期工程，以便開展后續(xù)退役工作。與日本和多數(shù)歐洲國家不同，美國一些老的設(shè)施退役與日本和多數(shù)歐洲國家不同，美國一些老的設(shè)施退役采用就地埋葬處置的政策。我國國情與美國相似，高水平采用就地埋葬處置的政策。我國國情與美國相似，高水平放射性廢物監(jiān)管時間較長，易進行集中處置、監(jiān)管，較低放射性廢物監(jiān)管時間較長，易進行集中處置、監(jiān)管，較低放射性廢物可考慮簡化整備、包裝就近處置，節(jié)省處置空放射性廢物可考慮簡化整備、包裝就近處置，節(jié)省處置空間。間。

16、另，一些核設(shè)施場址位于核基地內(nèi)，退役完后不可能另，一些核設(shè)施場址位于核基地內(nèi)，退役完后不可能無限制開放使用，可適當提高放射性殘留水平，減少最終無限制開放使用，可適當提高放射性殘留水平，減少最終送處置場的廢物量。送處置場的廢物量。退役及廢物最小化退役及廢物最小化20去污及拆除去污及拆除去污就是通過清洗、加熱、化學和電化學作用、機械去污就是通過清洗、加熱、化學和電化學作用、機械清潔或其它技術(shù)去除設(shè)施和設(shè)備表面的污染，將放射性進清潔或其它技術(shù)去除設(shè)施和設(shè)備表面的污染，將放射性進行轉(zhuǎn)移。行轉(zhuǎn)移。不管最終狀態(tài)如何，任何退役計劃中都需要去污。至不管最終狀態(tài)如何，任何退役計劃中都需要去污。至少工作區(qū)域內(nèi)的地

17、板、墻壁、和外結(jié)構(gòu)表面應(yīng)該清除松散少工作區(qū)域內(nèi)的地板、墻壁、和外結(jié)構(gòu)表面應(yīng)該清除松散污染，并對污染系統(tǒng)進行簡單的水沖洗。然而，問題是是污染，并對污染系統(tǒng)進行簡單的水沖洗。然而，問題是是否要對管道系統(tǒng)、貯槽和部件進行去污。否要對管道系統(tǒng)、貯槽和部件進行去污。任何去污工作都會產(chǎn)生二次廢物以及額外的人員劑量任何去污工作都會產(chǎn)生二次廢物以及額外的人員劑量和費用，去污技術(shù)使用不當會造成放射性擴散，和費用，去污技術(shù)使用不當會造成放射性擴散，所以盡量所以盡量避免或減少去污技術(shù)的使用，避免或減少去污技術(shù)的使用，去污要有明確的目的，去污去污要有明確的目的，去污方法選擇應(yīng)進行代價利益分析。方法選擇應(yīng)進行代價利益分

18、析。退役及廢物最小化退役及廢物最小化21去污及拆除去污及拆除 去污對象的污染性質(zhì)和污染史；去污對象的污染性質(zhì)和污染史； 期待的期待的DF值；值； 污染物的核素成份和組成的機理；污染物的核素成份和組成的機理； 去污部位的輻射場強度；去污部位的輻射場強度； 產(chǎn)生二次廢物的性質(zhì)和體積；產(chǎn)生二次廢物的性質(zhì)和體積； 去污對象的材質(zhì)、幾何尺寸和物理狀態(tài)；去污對象的材質(zhì)、幾何尺寸和物理狀態(tài)； 實施去污的條件等。減少人員劑量。實施去污的條件等。減少人員劑量。退役及廢物最小化退役及廢物最小化去污工藝和方法應(yīng)考慮：去污工藝和方法應(yīng)考慮：22去污及拆除去污及拆除拆除是退役過程的重要組成部分，包拆除是退役過程的重要組

19、成部分，包括在退役期間任何結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和部件的拆括在退役期間任何結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和部件的拆卸和移開以及設(shè)施的拆毀。拆除的最終目卸和移開以及設(shè)施的拆毀。拆除的最終目的是使廢物得到進一步的處理、整備以致的是使廢物得到進一步的處理、整備以致最終處置。雖然拆除是退役中所必須的，最終處置。雖然拆除是退役中所必須的，但系統(tǒng)、設(shè)備應(yīng)盡量減少退役中切割工作但系統(tǒng)、設(shè)備應(yīng)盡量減少退役中切割工作量。量。退役及廢物最小化退役及廢物最小化23去污及拆除去污及拆除 設(shè)備應(yīng)具有足夠的性能；設(shè)備應(yīng)具有足夠的性能； 設(shè)備應(yīng)不易污染和易于去污；設(shè)備應(yīng)不易污染和易于去污； 設(shè)備部件應(yīng)該耐輻照；設(shè)備部件應(yīng)該耐輻照； 工具應(yīng)便于維護或維修；

20、工具應(yīng)便于維護或維修； 工具應(yīng)適合工作環(huán)境；工具應(yīng)適合工作環(huán)境； 工具應(yīng)該適合工作區(qū)域的條件。工具應(yīng)該適合工作區(qū)域的條件。退役及廢物最小化退役及廢物最小化切割工具或設(shè)備的選擇應(yīng)考慮：切割工具或設(shè)備的選擇應(yīng)考慮：24再循環(huán)再利用再循環(huán)再利用以以1300MW(e).PWR為例，其退役中約為例，其退役中約3000噸廢物可實施再循環(huán)再利用，其經(jīng)濟價值可觀。噸廢物可實施再循環(huán)再利用，其經(jīng)濟價值可觀。比利時、德國、瑞典、英國和美國已經(jīng)成功地運比利時、德國、瑞典、英國和美國已經(jīng)成功地運用熔融法，主要用于金屬廢物的去污、減容和解用熔融法，主要用于金屬廢物的去污、減容和解控，并已經(jīng)成為一些金屬廢物解控前的必要處

21、理控，并已經(jīng)成為一些金屬廢物解控前的必要處理手段。但廢物的再循環(huán)再利用也要付出代價，如手段。但廢物的再循環(huán)再利用也要付出代價，如產(chǎn)生一定量的二次廢物，這些廢物要進行處理、產(chǎn)生一定量的二次廢物，這些廢物要進行處理、處置，還會增加人員劑量，所以實施再循環(huán)再利處置，還會增加人員劑量，所以實施再循環(huán)再利用措施前要進行代價利益分析。用措施前要進行代價利益分析。退役及廢物最小化退役及廢物最小化25再循再循環(huán)再環(huán)再利用利用應(yīng)用應(yīng)用的線的線性決性決定樹定樹步驟步驟圖圖退役及廢物最小化退役及廢物最小化26再循環(huán)再利用再循環(huán)再利用各國再循環(huán)再利用放射性限值差別較大。我各國再循環(huán)再利用放射性限值差別較大。我國制訂的

22、有關(guān)廢物解控標準主要有國制訂的有關(guān)廢物解控標準主要有GB18871-2002 電離輻射防護與輻射源安全基本標準電離輻射防護與輻射源安全基本標準、GB17567-1998 核設(shè)施的鋼鐵和鋁再循環(huán)再利核設(shè)施的鋼鐵和鋁再循環(huán)再利用清潔解控水平用清潔解控水平等。等。退役及廢物最小化退役及廢物最小化27廢物處理廢物處理 退役廢物與運行廢物相比，量大、種類復雜，退役廢物與運行廢物相比，量大、種類復雜，固體廢物放射性水平高。對廢物進行合理分類，固體廢物放射性水平高。對廢物進行合理分類，避免廢物的混雜是廢物處理中廢物最小化的前提。避免廢物的混雜是廢物處理中廢物最小化的前提。放射性廢物分類應(yīng)依據(jù)放射性廢物種類及

23、可能獲放射性廢物分類應(yīng)依據(jù)放射性廢物種類及可能獲得的廢物處理、整備手段。得的廢物處理、整備手段。 國外經(jīng)驗表明，加強科研開發(fā)，采用新技術(shù)，國外經(jīng)驗表明，加強科研開發(fā)，采用新技術(shù)，可盡可能減少廢物量，如放射性廢液處理新技術(shù)，可盡可能減少廢物量，如放射性廢液處理新技術(shù)，另外超壓、焚燒等的使用也有利于最大限度減少另外超壓、焚燒等的使用也有利于最大限度減少放射性廢物的體積。放射性廢物的體積。退役及廢物最小化退役及廢物最小化28廢物處置廢物處置 對于高放廢物，國際上一般采用深地質(zhì)處置對于高放廢物，國際上一般采用深地質(zhì)處置的形式，其他放射性廢物各國分類不同，處置方的形式，其他放射性廢物各國分類不同，處置方

24、式也不一樣。法國又分為淺地層處置和進地表處式也不一樣。法國又分為淺地層處置和進地表處置，美國又分為置，美國又分為近近地表處置和帶有地表處置和帶有自然或工程屏自然或工程屏障的處置場。障的處置場。 我國放射性廢物處置最基本的政策是高放及我國放射性廢物處置最基本的政策是高放及廢物實行集中深地質(zhì)處置；中低放固體廢物實廢物實行集中深地質(zhì)處置；中低放固體廢物實行區(qū)域近地表處置；極低放廢物實行就近填埋處行區(qū)域近地表處置；極低放廢物實行就近填埋處置。極低放廢物的提出是放射性廢物處置分類更置。極低放廢物的提出是放射性廢物處置分類更加合理。加合理。退役及廢物最小化退役及廢物最小化29廢物處置廢物處置美國美國DOE

25、的核設(shè)施退役中，送處置的容的核設(shè)施退役中，送處置的容器各式各樣，一些容器來自放射性污染設(shè)備，器各式各樣，一些容器來自放射性污染設(shè)備，避免了廢物的再包裝，節(jié)省了容器和費用，避免了廢物的再包裝，節(jié)省了容器和費用，降低了人員劑量，減少了廢物體積。降低了人員劑量，減少了廢物體積。退役及廢物最小化退役及廢物最小化30廢物處置廢物處置我國中低放廢物處置相關(guān)標準主要包括我國中低放廢物處置相關(guān)標準主要包括:低中水平放低中水平放射性固體廢物的淺地層處置規(guī)定射性固體廢物的淺地層處置規(guī)定(GB913288)、放放射性廢物近地表處置的廢物接收準則（射性廢物近地表處置的廢物接收準則（GB 16933-1997）、GB 1271191低、中水平放射性固體廢物低、中水平放射性固體廢物包裝安全標準包裝安全標準等。等。退役及廢物最小化退役及廢物最小化31廢物處理、處置退役及廢物最小化退役及廢物最