陈运利　周兆宇　李洋　赵杨军　李星宇　刘翔宇　范泽

【摘 要】特征Features、事件Events和过程Processes（FEPs）的识别是放射性废物处置场安全全过程系统分析的第一步，是处置场景象开发和处置场安全评价的基础。基于国外放射性废物处置库FEPs清单调研，本文结合飞凤山低中放固体废物处置场实际工程情况，构建了飞凤山处置场FEPs清单，可为我国其他近地表处置场开展安全全过程系统分析提供参考。

【关键词】处置场;安全全过程系统分析;FEPs清单

中图分类号： TL942文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）36-0276-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.130

Establishment of the FEPs list for the Southwest Low and Intermediate Level Radioactive Waste Disposal Repository

CHEN Yun-li1 ZHOU Zhao-yu1 LI Yang2 ZHAO Yang-jun2 LI Xing-yu3 LIU Xiang-yu3 FAN Ze1

（1.CNNC Everclean Environmental Engineering Co.， Ltd， Beijing 100037， China;

2.China Institute for Radiation Protection， Taiyuan Shanxi 030006， China;

3.China Nuclear Power Engineering Co.， LTD， Beijing 100840， China）

【Abstract】The identification of Features， Events， and Processes （FEPs） is the first step of safety case， and is also the basis for the development of scene and the safety evaluation of the disposal repository. Based on the investigation of foreign radioactive waste disposal repository FEPs list， this paper constructed the FEPs list of Southwest L&ILW Disposal Repository（SDR）， according to actual engineering situation of the SDR， which can provide reference for the systematic analysis of the whole process of safety in other near-surface disposal repositories in China.

【Key words】Disposal repository; Safety case; FEPs detailed list

特征Features、事件Events和过程Processes（FEPs）的识别是放射性废物处置场安全全过程系统分析的第一步，是处置场景象开发和处置场安全评价的基础。2012年IAEA发布的安全导则第SSG-23号《放射性废物处置安全全过程系统分析和安全评价》对安全全过程系统分析中的景象开发进行了论述，“在评价废物处置设施安全时，考虑在现在和未来的条件下该处置系统的性能是重要的，包括许多不同的因素（例如，未来的人类行为、气候和环境变化及可能影响处置设施性能的事件或过程），可以通過对一组景象的构建和分析来实现，景象的设计将构成定量评价的基本依据”[1]。针对放射性废物处置场开展的安全全过程系统分析，应当着重考虑所有可能直接或间接影响处置系统相关的FEPs清单。本文将基于国外放射性废物处置库FEPs清单调研，结合飞凤山低中放固体废物处置场（简称飞凤山处置场）实际工程情况，建立飞凤山处置场的FEPs清单。

1 FEPs清单概述

1.1 FEPs的定义

特征：指会影响处理系统性能的对象、结构或特征。例如覆盖层中的防侵蚀层内的岩石或导水层内的岩石。

事件：可能影响处置系统的定性或定量的现象或变化，发生在与分析时间段相比较短的时间间隔内。引起相对快速变化的事件有地震、洪水、风暴、钻井和挖掘。

过程：可能影响处置系统的定性或定量现象或变化，并发生在全部或重要部分的分析时间框架。引起相对渐进变化的过程的例子有放射性核素迁移、差异沉降、浸出和侵蚀。

1.2 FEPs清单建立的必要性

FEPs清单的识别是安全全过程分析的第一步，是处置系统景象开发和处置场安全评价的基础。FEPs清单的建立，主要是为了筛选出安全评价所需的景象，同时又能保证这些景象的全面性、代表性和综合性。

对于监管机构，景象开发可为监管者提供可溯源的文件资料，展示评价的全面性。对于决策者和非专家人员等其他相关者，FEPs清单的筛选、识别和对景象的描述，可为其提供了解各种FEPs清单的基础。

2 国际FEPs研究现状

2.1 NEA的FEPs清单分类

NEA在总结了其他国家所构建FEPs清单的基础上，对FEPs清单进行了系统性分类[2]，如图1所示。

图1  NEA的FEPs清单分类

2.2 英国近地表处置场FEPs清单构建

英国近地表处置场的FEPs清单根据暴露途径分为地下水途径、气体途径、海岸侵蚀途径和人类闯入途径。根据安全评价所考虑的模型/安全全过程系统分析的主要组成部分，FEPs进一步细分为地下水途径、近场、地质圈和生物圈。

2.3 瑞典SKB处置库的FEPs清单构建

瑞典SKB处置库在SR-Can阶段的FEPs清单构建主要包括：FEPs初始状态;包括燃料、筒体、缓冲材料、沉积隧道回填和岩石回填的工艺过程;包括燃料、筒、缓冲器、沉积隧道回填和岩石的系统变量;生物圈FEPs;外部FEPs[3]。

3 飞凤山处置场实际工程情况

飞凤山处置场属近地表处置场，位于四川省境内，建设在海拔高度606m的半山腰处，形成了120m高边坡。场址区域属亚热带季风气候，年平均降雨量为1024.1mm，地表水系较发达，附近范围无能动断层，不存在地基滑动和倾覆问题，边坡总体稳定，地下水富集。

飞凤山处置场于2016年开始运行，主要接收处置四川省内低放固体废物。飞凤山处置场处置系统的主要组成部件有：水泥固化体或固定体、包装容器、充填水泥砂浆、处置单元、覆盖层、围岩、边坡、处置场外系统等。其中处置单元为钢筋混凝土结构，单元内尺寸为25m×25m×8m，单元四周墙体厚度为0.5m，底板厚度为1m/1.2m，顶板厚度0.5m/0.76m。根据处置场关闭后的处置系统长期演化分析，随着工程屏障的逐渐劣化，放射性核素将随着雨水的渗入进入围岩地下水，最后迁移到平溪河。

4 飞凤山处置场FEPs清单建立

目前，国际上最全面的FEPs清单由OECD/NEA（经济合作和发展组织核能机构）开发构建，该清单总结了加拿大ALCE、瑞士放射性废物管理公司、瑞典SKB项目、英国Nirex低中放射性废物和美国能源部的WIPP项目所考虑的FEPs。NEA建立的FEPs清单主要根据外部因素和内部因素，从场址特征、处置库设计、事件发生概率等筛选标准和准则进行FEPs筛选，可作为各国开发近地表处置场或地质处置库FEPs清单的借鉴和参考。目前，后续开展FEPs清单构建的大多数国家在NEA的FEPs清单数据库基础上，结合各自国家处置库的特征建立符合自身的FEPs清单。因此，我国也可以借鉴NEA开发的FEPs数据库，结合飞凤山处置场的特定场址条件，建立飞凤山处置场的FEPs清单。

4.1 评价原则的FEPs清单

根据飞凤山处置场已开展的安全分析和环境影响评价，处置场的评价原则主要考虑了评价的时间尺度、空间范围和目的，以及考虑了处置场、未来人类活动和剂量影响等方面的假设，同时考虑了我国法律法规的要求。表1列举了适用于飞凤山处置场的评价原则FEPs清单。

表1 评价原则FEPs清单

4.2 外部因素的FEPs清单

4.2.1 处置场因素FEPs清单

飞凤山处置场从场址选择阶段到关闭阶段主要的活动有：场址调查、处置场及边坡设计、处置场及边坡建造、废物码放与砂浆充填、处置场覆盖与关闭。在开展这些活动的同时，要对活动的日程与计划、质量控制、管理控制、监测、事故与计划外事故、处置场记录和标识等方面进行管理。同时，为开展处置场安全评价，需要对未来废物码放位置和盘存量进行假设。表2列举了适用于飞凤山处置场的处置场因素FEPs清单。

表2 处置场因素FEPs清单

4.2.2 地质变化过程及事件FEPs清单

飞凤山处置场处于龙门山断裂带北端附近，需考虑地震活动对处置场的影响。飞凤山处置场的岩层主要以泥质页岩为主，在近地表处置场千年时间尺度上，可能会发生泥质页岩的风化、溶解、腐蚀、输运和沉积等作用。表3中列举了适用于飞凤山处置场的地质变化过程及事件FEPs清单。

表3 地质变化过程及事件FEPs清单

4.2.3 气候变化过程及事件FEPs清单

对于近地表处置场在千年的评价时间尺度上，需要考虑气候变化和温室效应因素，以及水文、生物圈和人类对气候的影响因素。表4中列举了适用于飞凤山处置场的气候变化过程及事件FEPs清单。

表4 气候变化过程及事件FEPs清单

4.2.4 未来人类活动及行为FEPs清单

在处置场关闭后，未来人类可能失去了关于处置场的信息，而发生可能的非侵入型和侵入型活动，或者非蓄意破坏;另一种可能是未来人类在知晓处置场信息的情况下，或者发生蓄意破坏，或者发生处置场补救措施。未来人类的活动及行为还可能有：对气候的影响、对水资源的管理、社会和科技的发展等。表5中列举了适用于飞凤山处置场的未来人类活动及行为FEPs清单。

表5 未来人类活动及行为FEPs清单

4.2.5 其他FEPs清单

近地表处置场在千年时间尺度下物种的進化概率几乎为零，另外陨石对处置场的影响概率也是极低的，因此飞凤山处置场不考虑这部分清单。表6中列举了适用于飞凤山处置场的其他FEPs清单。

表6 其他FEPs清单

4.3 处置系统范围的环境因素的FEPs清单

4.3.1 废物与工程特征FEPs清单

飞凤山处置场有关废物特征的因素包括：废物源项、废物体和废物包装容器的材料与特征，并产生辐射效应。有关工程屏障特征的因素包括：充填材料、处置单元、覆盖层和边坡支护的材料与特征。在近场范围内废物和工程屏障的作用有：力学作用、水力/水文地质作用、化学/地球化学作用、生物/生物化学作用;同时，可能由于各种废物和工程屏障材料的降解和腐蚀而产生气体。表7中列举了适用于飞凤山处置场的废物与工程特征FEPs清单。

表7 废物与工程特征FEPs清单

4.3.2 地质环境FEPs清单

飛凤山处置场建造在山腰处，围岩开挖量约为2E+6m3，形成高120m边坡，将地质单元区分隔成处置场围岩区和边坡地质单元区。飞凤山处置场进行了详细的地质调查，处置场围岩存在大规模不连续结构;并进行了围岩核素迁移试验，获取了核素迁移相关参数。在地质圈内的作用有：力学作用、水力/水文地质作用、化学/地球化学作用、生物/生物化学作用。表8中列举了适用于飞凤山处置场的地质环境FEPs清单。

表8 地质环境FEPs清单

4.3.3 地表环境FEPs清单

对于飞凤山处置场的地表环境需要考虑的因素有：山体、边坡和覆盖层的地形地貌特征，周围土壤和沉积物特征，处置场含水层水位演化，白龙湖、白龙江和平溪河的水文状况，大气气溶胶浓度特征，区域植被和动物种群状况，气象环境演化，近场水文状况和水-土平衡特征，地表环境的侵蚀与沉积特征，生态与生物系统特征。表9中列举了适用于飞凤山处置场的地表环境FEPs清单。

4.3.4 人类行为FEPs清单

对于飞凤山处置场的人类行为需要考虑的因素有：区域人群的生理和代谢特征，成人、儿童和婴儿的不同生理特征，区域人群的食物和饮用水摄入的组成和来源，与饮食无关的生活习性，区域人群的规模、食物的自给自足程度，食品和饮用水的加工过程，区域人群住宅通风、位置和屏蔽情况，区域森林、灌木和水资源利用因素，农业用地和用水因素，城镇与工业用地和用水因素，区域发展成休闲活动用途因素。表10列举了适用于飞凤山处置场的人类行为FEPs清单。

表9 地表环境FEPs清单

表10 人类行为FEPs清单

4.4 放射性核素和污染因素的FEPs清单

4.4.1 污染物特征FEPs清单

飞凤山处置场接收处置的废物主要是无机的固体废物，也有少量的有机废树脂固化废物;接收的放射性核素中有相当量的U-238，其衰变产生的子体中有氡气溢出。表11中列举了适用于飞凤山处置场的污染物特征FEPs清单。

表11 污染物特征FEPs清单

4.4.2 污染物释放和迁移FEPs清单

放射性核素的化学组成和形态，以及不同核素的溶解度是影响放射性核素迁移的重要因素;放射性核素通过化学反应引起溶解、沉淀和结晶，以及与充填砂浆、处置单元混凝土和围岩的吸附和解吸进行核素释放。放射性核素迁移的方式主要是通过雨水入渗迁移，也可能在边坡滑塌事故情况下随固体迁移，或者从废物体产生的放射性气体迁移，或者随大气中气溶胶迁移，或者掘穴动物、根系较深植物迁移，或者随人类钻孔和开挖等行为迁移，或者通过食物链摄入进人体等。表12中列举了适用于飞凤山处置场的污染物释放和迁移FEPs清单。

表12 污染物释放和迁移FEPs清单

4.4.3 照射因素FEPs清单

处置场关闭后，未来公众受照射的因素取决于迁移到饮用水、食物和环境中的放射性核素浓度，以及照射模式、氡及其子体照射。关闭后环境影响评价主要针对未来公众受照的剂量水平，以及放射性效应。表13中列举了适用于飞凤山处置场的照射因素FEPs清单。

表13 照射因素FEPs清单

5 结论

目前，国际上NEA、瑞典、芬兰、美国等国家和机构均已构建较为全面的FEPs清单。而我国在这方面工作起步较晚，在现有的放射性废物处置场安全评价中也尚未建立FEPs清单。本文基于国外放射性废物处置库FEPs清单调研，结合飞凤山处置场实际工程情况，构建了飞凤山处置场FEPs清单，可为我国其他近地表处置场开展安全全过程系统分析提供参考。

【参考文献】

[1]The Safety Case and Safety Assessment for the Disposal of Radioactive Waste[R]. No.SSG-23， IAEA， Vienna， 2012.

[2]OECD/NEA. Features， Events and Processes （FEPs） for Geologic Disposal of Radioactive Waste： An International Database. 24 Aug 2000.

[3]SKB. FEP report for the safety assessment SR-Can.TR-06-20，2006 11.