退役及废物最小化策略

1、1中核集团中国核电工程有限公司中核集团中国核电工程有限公司退役及废物退役及废物最小化策略最小化策略赵华松赵华松2009.11.202009.11.202内容内容4引引 言言123核设施及退役核设施及退役退役及废物最小化策略退役及废物最小化策略结结 束束 语语3 引引 言言4引言引言 我国核设施退役最早可追溯到八十我国核设施退役最早可追溯到八十年代，那时退役工作多停留在资料调研年代，那时退役工作多停留在资料调研及退役前期工作。及退役前期工作。1990年国家启动了退年国家启动了退役治理专项工作，主要是对军工遗留核役治理专项工作，主要是对军工遗留核设施及放射性废物进行退役治理。设施及放射性废物进行退

2、役治理。2000年后退役工作进入到实质性的实施阶段年后退役工作进入到实质性的实施阶段。5引言引言 随着退役工作的展开以及近年来核电事随着退役工作的展开以及近年来核电事业的迅速发展，人们对核设施退役及产生的业的迅速发展，人们对核设施退役及产生的放射性废物越来越关注。在为获得最大的发放射性废物越来越关注。在为获得最大的发展的同时，环境、健康方面要求日趋严格。展的同时，环境、健康方面要求日趋严格。从核设施的拆除到废物的处理、处置都制定从核设施的拆除到废物的处理、处置都制定了严格的规定，以更好的保护工作人员、公了严格的规定，以更好的保护工作人员、公众和环境。废物管理成本不断提高，放射性众和环境。废物管

3、理成本不断提高，放射性废物最小化变得更加重要。废物最小化变得更加重要。6 核设施及退役核设施及退役7核设施及退役核设施及退役 核设施退役是设施使用期满或因其他原核设施退役是设施使用期满或因其他原因停止服役后，为了充分考虑工作人员和公因停止服役后，为了充分考虑工作人员和公众的健康与安全以及环境保护而采取的行动众的健康与安全以及环境保护而采取的行动。退役的最终目的是实现放射性废物的安全。退役的最终目的是实现放射性废物的安全管理和场址不受限制的开放和使用，其活动管理和场址不受限制的开放和使用，其活动包括了退役策划和现场活动，其中现场活动包括了退役策划和现场活动，其中现场活动包括放射性特性调查、去污、

4、拆除和放射性包括放射性特性调查、去污、拆除和放射性废物管理。废物管理。8核设施及退役核设施及退役核设施数量多核设施数量多 表一表一 各类核设施现状统计表各类核设施现状统计表运行运行在建在建关闭或在退役关闭或在退役退役完成退役完成核电厂核电厂44644645451071071414研究堆和临界装置研究堆和临界装置2872878 8214214173173燃料循环设施燃料循环设施4234231919297297192192粒子加速器粒子加速器4064069 95 51 1 我国（未包括台湾）在役核电厂共我国（未包括台湾）在役核电厂共1111个机组，装机容量个机组，装机容量8587MWe8587MW

5、e；在；在建或近期计划建设建或近期计划建设3737个机组，装机容量个机组，装机容量38660 MWe38660 MWe。 9核设施及退役核设施及退役退役产生废物量大退役产生废物量大 以以1300MW（e）.PWR为例，其关闭后未经很为例，其关闭后未经很长时间衰变冷却，退役中要产生废物约长时间衰变冷却，退役中要产生废物约15.5万吨，万吨，其中放射性废物约其中放射性废物约6000吨，经再循环再利用后最吨，经再循环再利用后最终产生的放射性废物量约终产生的放射性废物量约3000吨。吨。 随着国内退役治理工作的深入，一些大型核随着国内退役治理工作的深入，一些大型核设施的去污工作已经完成，已进入拆除阶段

6、，另设施的去污工作已经完成，已进入拆除阶段，另有一些军工遗留核设施即将实施退役，届时将产有一些军工遗留核设施即将实施退役，届时将产生大量的放射性废物，废物管理工作将更加繁重，生大量的放射性废物，废物管理工作将更加繁重，废物最小化更显重要。废物最小化更显重要。 10退役及废物最小化退役及废物最小化11废物最小化思想应贯穿于从核设施设计开始废物最小化思想应贯穿于从核设施设计开始，直到设施完成退役的全过程。，直到设施完成退役的全过程。设计建造运行退役设计建造运行安全关闭去污拆除废物管理制订退役初始计划。对退役计划进行调整。确定退役策略，制订最终退役计划。实施退役，进行代价利益分析，选择去污、拆除方法

7、，实现废物最小化。包括废物再循环再利用，对废物进行处理、处置。退役及废物最小化退役及废物最小化12设施设计、建造设施设计、建造 实现核设施退役过程废物最少化策略的一个实现核设施退役过程废物最少化策略的一个重要元素就是要求在设计、建造、运行和任何重重要元素就是要求在设计、建造、运行和任何重整过程中充分考虑到有利于去污和拆除。整过程中充分考虑到有利于去污和拆除。 目前国际上已达成共识，在设施设计阶段要目前国际上已达成共识，在设施设计阶段要编制退役初始计划编制退役初始计划,在设计中要考虑方便退役措在设计中要考虑方便退役措施施,并将退役经验反馈到设施设计中并将退役经验反馈到设施设计中,以方便退役以方便

8、退役工作开展，减少废物产生。工作开展，减少废物产生。退役及废物最小化退役及废物最小化13设施设计、建造设施设计、建造 一个好的设计应考虑运行和退役中减少污染一个好的设计应考虑运行和退役中减少污染的产生和便于拆除和分割的方法，新建核设施设的产生和便于拆除和分割的方法，新建核设施设计需要考虑的内容主要包括：计需要考虑的内容主要包括：退役及废物最小化退役及废物最小化在拆除前的等待期间减少维护和监督的费在拆除前的等待期间减少维护和监督的费 用；用；减少在运行期间为保证安全和防护所需的附减少在运行期间为保证安全和防护所需的附 加设施的数量；加设施的数量；降低（退役）工人的辐射照射；降低（退役）工人的辐射

9、照射；14设施设计、建造设施设计、建造退役及废物最小化退役及废物最小化便于最终拆除，解体，切割和控制及处理过便于最终拆除，解体，切割和控制及处理过 程的相关操作；程的相关操作；减少拆除工作的费用和所需的其它设备的费用；减少拆除工作的费用和所需的其它设备的费用；优化废物最小化，减少放射性物质和流出物优化废物最小化，减少放射性物质和流出物 的产生量，并使之与贮存和运输要求相匹配；的产生量，并使之与贮存和运输要求相匹配；允许设施完全拆除和场址恢复至向公众开允许设施完全拆除和场址恢复至向公众开 放。放。 这些针对退役的设计，对于核电站运行期间的这些针对退役的设计，对于核电站运行期间的维修也是非常有益的

10、。维修也是非常有益的。 15设施安全关闭设施安全关闭为方便退役工作开展，防止放射性扩为方便退役工作开展，防止放射性扩散，尽可能减少废物量，国际上已普遍认散，尽可能减少废物量，国际上已普遍认为核设施最终停闭后应立即实施安全关闭为核设施最终停闭后应立即实施安全关闭工作（国际原子能机构文件中称该阶段为工作（国际原子能机构文件中称该阶段为过渡期），工作内容主要包括：乏燃料转过渡期），工作内容主要包括：乏燃料转移，物料排空和系统清洗，污染的去除和移，物料排空和系统清洗，污染的去除和固定，设施整治以及源项调查等。固定，设施整治以及源项调查等。退役及废物最小化退役及废物最小化16设施安全关闭设施安全关闭大家

11、已充分认识到这一点，国家有关部门已大家已充分认识到这一点，国家有关部门已组织编制了研究堆安全关闭，要求研究堆最组织编制了研究堆安全关闭，要求研究堆最终停闭后立即实施安全关闭。终停闭后立即实施安全关闭。退役及废物最小化退役及废物最小化17退役策略的确定退役策略的确定在我国退役策略的选择和内涵基本遵循国际原子能在我国退役策略的选择和内涵基本遵循国际原子能机构有关要求。退役策略包括机构有关要求。退役策略包括立即拆除、延迟拆除和就立即拆除、延迟拆除和就地处置地处置。对于主要含长寿命放射性核素的设施，一般选。对于主要含长寿命放射性核素的设施，一般选择立即拆除的退役策略；若设施包含有大量短寿命放射择立即拆

12、除的退役策略；若设施包含有大量短寿命放射性核素，其放射性水平较高，或废物无出路等原因，可性核素，其放射性水平较高，或废物无出路等原因，可选择延迟拆除的退役策略。延迟退役分三种，小于选择延迟拆除的退役策略。延迟退役分三种，小于15年，年，15到到40年，大于年，大于40年；因附近没有中低放固体废物处置年；因附近没有中低放固体废物处置场或其它原因而选择就地处置（包括将全部或部分设施场或其它原因而选择就地处置（包括将全部或部分设施就地处置）。就地处置）。就地处置包括就地埋葬处置和场址内就近就地处置包括就地埋葬处置和场址内就近处置。处置。退役及废物最小化退役及废物最小化18退役策略的确定退役策略的确定

13、国际上放化设施一般采用立即拆除的策略。对于反国际上放化设施一般采用立即拆除的策略。对于反应堆退役，各国家，甚至同一国家不同地方退役策略也应堆退役，各国家，甚至同一国家不同地方退役策略也不同。德国、日本等反应堆退役一般选择立即拆除的策不同。德国、日本等反应堆退役一般选择立即拆除的策略，美国、英国等一些反应堆退役选择了延迟退役的策略，美国、英国等一些反应堆退役选择了延迟退役的策略。虽然略。虽然IAEA推荐核电厂退役实施立即拆除的策略，但推荐核电厂退役实施立即拆除的策略，但近期退役的核电厂约有近期退役的核电厂约有50%选择了延迟拆除。选择了延迟拆除。退役策略选择需考虑的因素包括：退役策略选择需考虑的

14、因素包括：国家政策及管国家政策及管理体制，理体制，退役资金来源，退役资金来源，乏燃料及废物管理系统，乏燃料及废物管理系统，健康、安全和环境影响，健康、安全和环境影响，知识管理及人力资源，知识管理及人力资源，社会影响和股东，社会影响和股东，合适的工艺和技术等。合适的工艺和技术等。 关系比较复杂，所以退役策略确定前要进行代价利关系比较复杂，所以退役策略确定前要进行代价利益分析。益分析。退役及废物最小化退役及废物最小化19退役策略的确定退役策略的确定我国研究堆及放化设施退役一般选择立即拆除，大型我国研究堆及放化设施退役一般选择立即拆除，大型反应堆退役采用延迟拆除的策略。但由于各方面原因一些反应堆退役

15、采用延迟拆除的策略。但由于各方面原因一些放化设施退役被延迟，造成污染扩散，需尽快实施退役前放化设施退役被延迟，造成污染扩散，需尽快实施退役前期工程，以便开展后续退役工作。期工程，以便开展后续退役工作。与日本和多数欧洲国家不同，美国一些老的设施退役与日本和多数欧洲国家不同，美国一些老的设施退役采用就地埋葬处置的政策。我国国情与美国相似，高水平采用就地埋葬处置的政策。我国国情与美国相似，高水平放射性废物监管时间较长，易进行集中处置、监管，较低放射性废物监管时间较长，易进行集中处置、监管，较低放射性废物可考虑简化整备、包装就近处置，节省处置空放射性废物可考虑简化整备、包装就近处置，节省处置空间。间。

16、另，一些核设施场址位于核基地内，退役完后不可能另，一些核设施场址位于核基地内，退役完后不可能无限制开放使用，可适当提高放射性残留水平，减少最终无限制开放使用，可适当提高放射性残留水平，减少最终送处置场的废物量。送处置场的废物量。退役及废物最小化退役及废物最小化20去污及拆除去污及拆除去污就是通过清洗、加热、化学和电化学作用、机械去污就是通过清洗、加热、化学和电化学作用、机械清洁或其它技术去除设施和设备表面的污染，将放射性进清洁或其它技术去除设施和设备表面的污染，将放射性进行转移。行转移。不管最终状态如何，任何退役计划中都需要去污。至不管最终状态如何，任何退役计划中都需要去污。至少工作区域内的地

17、板、墙壁、和外结构表面应该清除松散少工作区域内的地板、墙壁、和外结构表面应该清除松散污染，并对污染系统进行简单的水冲洗。然而，问题是是污染，并对污染系统进行简单的水冲洗。然而，问题是是否要对管道系统、贮槽和部件进行去污。否要对管道系统、贮槽和部件进行去污。任何去污工作都会产生二次废物以及额外的人员剂量任何去污工作都会产生二次废物以及额外的人员剂量和费用，去污技术使用不当会造成放射性扩散，和费用，去污技术使用不当会造成放射性扩散，所以尽量所以尽量避免或减少去污技术的使用，避免或减少去污技术的使用，去污要有明确的目的，去污去污要有明确的目的，去污方法选择应进行代价利益分析。方法选择应进行代价利益分

18、析。退役及废物最小化退役及废物最小化21去污及拆除去污及拆除 去污对象的污染性质和污染史；去污对象的污染性质和污染史； 期待的期待的DF值；值； 污染物的核素成份和组成的机理；污染物的核素成份和组成的机理； 去污部位的辐射场强度；去污部位的辐射场强度； 产生二次废物的性质和体积；产生二次废物的性质和体积； 去污对象的材质、几何尺寸和物理状态；去污对象的材质、几何尺寸和物理状态； 实施去污的条件等。减少人员剂量。实施去污的条件等。减少人员剂量。退役及废物最小化退役及废物最小化去污工艺和方法应考虑：去污工艺和方法应考虑：22去污及拆除去污及拆除拆除是退役过程的重要组成部分，包拆除是退役过程的重要组

19、成部分，包括在退役期间任何结构、系统和部件的拆括在退役期间任何结构、系统和部件的拆卸和移开以及设施的拆毁。拆除的最终目卸和移开以及设施的拆毁。拆除的最终目的是使废物得到进一步的处理、整备以致的是使废物得到进一步的处理、整备以致最终处置。虽然拆除是退役中所必须的，最终处置。虽然拆除是退役中所必须的，但系统、设备应尽量减少退役中切割工作但系统、设备应尽量减少退役中切割工作量。量。退役及废物最小化退役及废物最小化23去污及拆除去污及拆除 设备应具有足够的性能；设备应具有足够的性能； 设备应不易污染和易于去污；设备应不易污染和易于去污； 设备部件应该耐辐照；设备部件应该耐辐照； 工具应便于维护或维修；

20、工具应便于维护或维修； 工具应适合工作环境；工具应适合工作环境； 工具应该适合工作区域的条件。工具应该适合工作区域的条件。退役及废物最小化退役及废物最小化切割工具或设备的选择应考虑：切割工具或设备的选择应考虑：24再循环再利用再循环再利用以以1300MW(e).PWR为例，其退役中约为例，其退役中约3000吨废物可实施再循环再利用，其经济价值可观。吨废物可实施再循环再利用，其经济价值可观。比利时、德国、瑞典、英国和美国已经成功地运比利时、德国、瑞典、英国和美国已经成功地运用熔融法，主要用于金属废物的去污、减容和解用熔融法，主要用于金属废物的去污、减容和解控，并已经成为一些金属废物解控前的必要处

21、理控，并已经成为一些金属废物解控前的必要处理手段。但废物的再循环再利用也要付出代价，如手段。但废物的再循环再利用也要付出代价，如产生一定量的二次废物，这些废物要进行处理、产生一定量的二次废物，这些废物要进行处理、处置，还会增加人员剂量，所以实施再循环再利处置，还会增加人员剂量，所以实施再循环再利用措施前要进行代价利益分析。用措施前要进行代价利益分析。退役及废物最小化退役及废物最小化25再循再循环再环再利用利用应用应用的线的线性决性决定树定树步骤步骤图图退役及废物最小化退役及废物最小化26再循环再利用再循环再利用各国再循环再利用放射性限值差别较大。我各国再循环再利用放射性限值差别较大。我国制订的

22、有关废物解控标准主要有国制订的有关废物解控标准主要有GB18871-2002 电离辐射防护与辐射源安全基本标准电离辐射防护与辐射源安全基本标准、GB17567-1998 核设施的钢铁和铝再循环再利核设施的钢铁和铝再循环再利用清洁解控水平用清洁解控水平等。等。退役及废物最小化退役及废物最小化27废物处理废物处理 退役废物与运行废物相比，量大、种类复杂，退役废物与运行废物相比，量大、种类复杂，固体废物放射性水平高。对废物进行合理分类，固体废物放射性水平高。对废物进行合理分类，避免废物的混杂是废物处理中废物最小化的前提。避免废物的混杂是废物处理中废物最小化的前提。放射性废物分类应依据放射性废物种类及

23、可能获放射性废物分类应依据放射性废物种类及可能获得的废物处理、整备手段。得的废物处理、整备手段。 国外经验表明，加强科研开发，采用新技术，国外经验表明，加强科研开发，采用新技术，可尽可能减少废物量，如放射性废液处理新技术，可尽可能减少废物量，如放射性废液处理新技术，另外超压、焚烧等的使用也有利于最大限度减少另外超压、焚烧等的使用也有利于最大限度减少放射性废物的体积。放射性废物的体积。退役及废物最小化退役及废物最小化28废物处置废物处置 对于高放废物，国际上一般采用深地质处置对于高放废物，国际上一般采用深地质处置的形式，其他放射性废物各国分类不同，处置方的形式，其他放射性废物各国分类不同，处置方

24、式也不一样。法国又分为浅地层处置和进地表处式也不一样。法国又分为浅地层处置和进地表处置，美国又分为置，美国又分为近近地表处置和带有地表处置和带有自然或工程屏自然或工程屏障的处置场。障的处置场。 我国放射性废物处置最基本的政策是高放及我国放射性废物处置最基本的政策是高放及废物实行集中深地质处置；中低放固体废物实废物实行集中深地质处置；中低放固体废物实行区域近地表处置；极低放废物实行就近填埋处行区域近地表处置；极低放废物实行就近填埋处置。极低放废物的提出是放射性废物处置分类更置。极低放废物的提出是放射性废物处置分类更加合理。加合理。退役及废物最小化退役及废物最小化29废物处置废物处置美国美国DOE

25、的核设施退役中，送处置的容的核设施退役中，送处置的容器各式各样，一些容器来自放射性污染设备，器各式各样，一些容器来自放射性污染设备，避免了废物的再包装，节省了容器和费用，避免了废物的再包装，节省了容器和费用，降低了人员剂量，减少了废物体积。降低了人员剂量，减少了废物体积。退役及废物最小化退役及废物最小化30废物处置废物处置我国中低放废物处置相关标准主要包括我国中低放废物处置相关标准主要包括:低中水平放低中水平放射性固体废物的浅地层处置规定射性固体废物的浅地层处置规定(GB913288)、放放射性废物近地表处置的废物接收准则（射性废物近地表处置的废物接收准则（GB 16933-1997）、GB 1271191低、中水平放射性固体废物低、中水平放射性固体废物包装安全标准包装安全标准等。等。退役及废物最小化退役及废物最小化31废物处理、处置退役及废物最小化退役及废物最