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美、英、法放射性廢物管理策略

2011-11-15 03:27
國防科技工業 2011年5期
關鍵詞:場址能源部廢物

□ 王 超

放射性廢物管理是核燃料循環的重要組成部分,是保障核工業持續、健康發展的基礎和條件。放射性廢物管理的最終目標是安全、經濟、科學、合理地處置放射性廢物,實現同生物圈的長期安全隔離。

近年來,國際社會對放射性廢物管理日益重視,并且取得了一些可喜的進展。低、中放廢物的處理與處置技術已經基本成熟,放射性廢物管理的重點逐步轉向高放廢物。多數國家均把深地質處置作為高放廢物處置必需和可行的手段,并不斷完善放射性廢物的管理策略。

美國、英國、法國均對放射性廢物管理問題極為重視,通過立法、法規或計劃等多種形式,制定了國家級的放射性廢物管理策略。目前,美、英、法三國低放廢物管理政策的重點都集中在建立處置能力上,其中法國采用的是地表處置方式,英國、美國多采用淺埋處置。對于中放廢物,三國均傾向于對其施行更為嚴格的管理,直至采取地質處置方式。對于高放廢物,美國、英國已經確定采取深地質處置方式;法國除研究地質處置方式外,還研究分離/嬗變方式,短時間內仍將采取臨時貯存的方案。

美國放射性廢物管理策略

美國放射性廢物處置的國家政策是:以地質處置方式安全、永久地處置乏燃料和高放廢物,以地表或地下處置方式處置低放廢物,確保放射性廢物與環境的長期隔離。

1.低放廢物

美國核管會將低放廢物分為三類:A類、B類和C類。A類低放廢物的比活度較低,如果與B類、C類廢物分開處置,可以放寬穩定性要求;B類低放廢物放射性核素的比活度較高,為防止核素遷移,送交處置時物理形態必須符合穩定性要求;C類低放廢物的比活度最高,送交處置時除物理形態必須符合穩定性要求外,由于C類低放廢物在處置場封閉數百年后仍可能對意外闖入者造成危害,因此處置設施要有工程屏障(混凝土構筑),或予以深埋。

美國還從低放廢物中劃出兩類特殊廢物。一類是“混合低放廢物”。這類廢物符合低放廢物定義,但還含有美國《資源保護與回收法》和《有毒物質控制法》中列出的有害物質。對混合低放廢物的管理策略通常是處理其中的有害成分,并處置剩余的低放廢物,但處理費用可能高出合理范圍,因此是一個難題。另一類是比活度高于C類低放廢物的廢物,稱為“C類以上廢物”,這類廢物一般不宜作近地表處置。

按照行政管轄范圍,美國的低放廢物分為兩部分:即能源部低放廢物和商業低放廢物。

能源部低放廢物/混合低放廢物的管理政策,即:如果可行,就在廢物產生場址處置;如果不可行,就在能源部其他處置設施處置;如果適當、經濟并符合能源部利益,也可以在商業處置設施處置。

商業低放廢物處置設施的設計、建造和運行必須獲得核管會或核管會協議州的許可。此類設施的設計、建造和運行必須滿足安全標準的要求。設施運營商還必須對設施所在場址進行廣泛的特性調查,并分析設施在未來數千年的行為。

目前,美國主要利用淺層埋藏場址處置低放廢物。正在運行的商業低放廢物處置設施有三個:猶他州的Envirocare設施,華盛頓州的漢福特設施和南卡羅來納州的Barnwell設施。其中,Envirocare設施只接收A類低放廢物;Barnwell設施接收所有三類(A類、B類和C類)低放廢物,但該設施已在2008年中期對地區外廢物關閉。Barnwell設施的關閉將造成34個州的廢物產生者自行貯存其B類和C類廢物。美國將繼續擁有所有A類廢物的處置途徑,但還沒有制定任何集中貯存B類和C類廢物設施的計劃。

2.超鈾廢物

美國核管會規定,對于具有較高α核素含量的廢物屬于超鈾廢物。1970年以后,美國禁止將超鈾廢物作近地表處置。對于超鈾廢物,能源部的政策為:如果是國防廢物,則在廢物隔離示范工廠處置;如果尚未確定是否國防廢物,則安全貯存,等待將來處置。

廢物隔離示范工廠從1999年3月26日開始運行,是世界上第一個獲得許可的永久貯存超鈾廢物的地下處置庫,位于地下大約700m的巖層。能源部已獲得許可,在廢物隔離示范工廠處置17.56萬立方米超鈾廢物。到2006年9月,該工廠已經處置了4.1萬立方米超鈾廢物。未處置的超鈾廢物貯存在廢物產生設施或指定的能源部設施內,貯存方法包括可回取式埋藏、淺地層掩體、混凝土箱、地上混凝土房和建筑物內存放。

3.高放廢物

到2002年年底,美國已經累積了大約47000 MTHM的乏燃料??紤]到電廠壽期延長,預計到2046年乏燃料的量將達到105000MTHM。目前,絕大部分乏燃料組件均貯存在乏燃料貯存池中,大約10%貯存在干法貯存罐中。

美國的政策要求高放廢物必須在地質處置庫中進行處置。美國1982年的《核廢物政策法》授權能源部負責處理和處置美國的高放廢物。能源部確定的高放廢物和乏燃料管理政策為:進行必要的穩定、固化/處理,在場址安全貯存,直到能夠運往地質處置庫。

美國1987年的《核廢物政策法修訂案》指定尤卡山場址為唯一的高放廢物處置庫候選場址。2002年2月,美國能源部長向美國總統布什申請將尤卡山場址作為乏燃料和高放廢物的地質處置庫開發場址。布什批準了能源部長的申請,并把它提交國會批準。5個月后,美國國會通過了聯合決議,批準將尤卡山場址作為高放廢物的地質處置場址。能源部在2008年中期向核管會遞交了尤卡山地質處置庫建設許可證的申請。能源部稱,如果獲得足夠的資金并成功完成許可證申請程序,則第一批核廢物將能夠在2017年之前運抵該處置庫。然而,奧巴馬政府上臺后,決定從2010財年起不再為尤卡山項目提供經費,認為該項目并不是一個更好滿足美國核廢物貯存需求的可行解決方案,將尋找更好的方案解決核廢物問題。

英國高放廢物罐貯存庫內景

英國放射性廢物管理策略

目前,英國大約擁有220萬立方米低放廢物,22萬立方米中放廢物,1300立方米高放廢物。英國的低放廢物目前在德里格淺埋設施處置,固體低放廢物可以按照特別計劃在市政垃圾填埋場埋藏,中放廢物和高放廢物一般貯存在其產生地。

英國政府已于2007年發布了新的固體低放廢物管理政策,要點包括:通過避免產生、盡量減少使用放射性物質數量、提高再循環和再利用率,最大程度地減少低放廢物產生量;建立管理核工業低放廢物的國家策略,包括指定核退役局制定“最優化使用”德里格低放廢物設施的計劃,將來可能要求核退役局建立一座(或多座)替代德里格處置庫的設施;啟動管理非核工業低放廢物的計劃,第一步為政府和核退役局展開研究,給出非核部門低放廢物的清晰描述。

2003年,英國政府成立放射性廢物管理委員會,負責對中、高放廢物的長期管理方案進行評估。2006年7月,該委員會向政府建議:地質處置是對英國活性較高放射性廢物實施長期管理的最佳方案;為保證廢物臨時貯存期間的安全、可靠,需要規劃并建造地質處置設施;政府應當制定合作伙伴協定,借助地方機構/團體的適當參與并為其提供一系列優惠條件,確保處置設施的安全、可靠。

2006年10月,英國環境大臣宣布了對中、高放廢物進行深層地質處置的計劃,決定建設最終處置設施。

法國放射性廢物管理策略

法國一方面將廢物分為極低放廢物、低放廢物、中放廢物或高放廢物,另一方面還分為短壽命廢物和長壽命廢物。

1.極低放廢物

2003年8月,法國極低放廢物處置庫(Morvilliers)投入運行。該處置庫的總容量是65萬立方米,到2005年底已經處置了4.15萬立方米廢物。廢物被安置在處置單元里,并用合成膜保護,將來還將用粘土覆蓋。

2.短壽命中、低放廢物

法國長期管理這類廢物的技術方案是在地表處置庫中處置。在處置庫中,適當的廢物包被放置在混凝土建筑物中。過去,這類廢物在芒什處置庫(52.7萬立方米)處置。該處置庫已經于1994年停止接收廢物,現在已進入監督階段。奧布處置庫于1992年開始處置短壽命低、中放廢物,到2005年底已經處置了17.5萬立方米廢物。奧布處置庫的處置能力為100萬立方米,隨著近年接收廢物數量的減少,其壽期已經從30年延長到50年。

3.長壽命低放廢物

根據法國2006年的“可持續管理放射性材料和廢物行動計劃”,法國將在2013年建立這種廢物的處置中心,并投入運行。法國放射性廢物管理局已經完成了常規性研究,正計劃選定一處場址進行詳細研究。同時,還在研究現有貯存設施的安全狀況。

美國超鈾廢物運輸容器

4.高放廢物和長壽命中放廢物

法國的高放廢物和長壽命中放廢物目前暫時貯存在其產生場址內。2006年的“可持續管理放射性材料和廢物行動計劃”規定了研究高放廢物和長壽命中放廢物處置的3條路線:一是長壽命核素的分離和嬗變,計劃能夠在2012年對可以嬗變的反應堆的工業前景做出評估,并在2020年12月31日前運行原型裝置。二是在深地質處置庫中可回取處置,計劃是在2015年申請授權,如果獲得這類授權,2025年將能夠建立一個中心,并投入運行。三是貯存,至少在2015年建立一個新的貯存裝置或改造現有裝置,以滿足需求。

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