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核电厂放射性废物管理同行评估初探1)

2021-06-04,

中国核电 2021年2期
关键词:放射性废物核电厂

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(生态环境部核与辐射安全中心,北京 100082)

放射性废物管理水平是核电厂运行安全管理水平的重要组成部分,也是公众和社会重点关注的领域。截至2019年年底,我国在运核电机组47台,在建核电机组15台,均居世界前列。我国核电机组数量大、核电厂堆型多、放射性废物管理技术不一,各核电厂运行管理水平参差不齐。且由于普遍存在重前端、轻后端的现象,废物最小化、及时处置等安全要求落实困难,技术创新乏力,放射性废物管理逐渐成为核电厂运行管理中的短板。核电厂放射性废物管理水平的滞后,必将严重影响整个核电事业的良性发展。

在核电持续高效发展的背景下,加强核电厂运行管理尤为重要,同行评估是其中一种行之有效的科学管理手段。在世界核电领域,最早的同行评估始于20世纪80年代,近40年的核电运行同行评估实践不仅积累了丰富的经验。同时也不断证明,同行评估在提升全球核电运行业绩和安全管理水平方面的作用是行之有效的。另一方面,为持续提升放射性废物管理水平,IAEA早在1989年就开始实施放射性废物管理评估与技术评审计划,对各国放射性废物管理状况开展同行评估,如今世界范围内已开发了形式多样的放射性废物同行评估方法。核电运行同行评估和放射性废物管理同行评估各有所长、各有侧重。但目前我国在此两类同行评估中均尚无针对核电厂放射性废物管理的领域或专题,制约核电厂放射性废物管理整体水平的提升。因此,我国亟待开展核电厂放射性废物管理同行评估,推动放射性废物管理现代化、信息化和科学化。本文基于我国核电厂放射性废物管理的现状及特点,结合国外核电厂放射性废物管理同行评估的相关要求及良好实践,阐述了开展我国核电厂放射性废物管理同行评估的必要性,并提出相关建议。

1 核电厂放射性废物管理同行评估现状

1.1 国际层面的核电行业同行评估经验丰富

在国际层面,我国核电行业开展的同行评估主要有:1)WANO对我国核电厂关键领域进行的运行同行评估和运行前同行评估(PR);2)IAEA对我国核电厂关键领域开展的运行安全评估(OSART)[1]。

WANO于1991年建立同行评估程序,1995年专门编制了《核电厂业绩目标和评估标准》,用于指导对运行和即将运行核电厂进行的同行评估活动。WANO组织的同行评估涉及十个功能领域及七大交叉领域。在上述功能领域及交叉领域的业绩目标中,无直接涉及放射性废物管理的领域及目标。在业绩目标之下,与放射性废物管理相关的准则有三个,包括辐射防护目标下的“固体放射性废物”“放射性物质控制”和化学目标下的“放射性流出物的控制”。上述三个准则描述了核电厂放射性废物管理的部分要求。2005年9月起,我国开始与WANO组成联合评估队,启动了对大亚湾和岭澳核电站的首次联合同行评估。

IAEA运行安全评估(OSART)始于1982年。1994年,IAEA发布《IAEA-TECDOC-774:OSART Guidelines》,作为开展评估的指导文件。评估涉及核电厂运行相关的组织和管理、运行、维修、技术支持、辐射防护等九大领域,同时覆盖核电工程建造阶段的项目管理、土建施工等重要领域,未涉及放射性废物管理领域。OSART至今已在各国开展上百次评估活动,效果良好,受到成员国的普遍好评。此外,IAEA还提供安全文化评估(SCART)、运行安全业绩与经验同行评估(PROSPER)和核电工程设计安全评估(ESRS)等专门领域的评估服务。

WANO和IAEA两类国际同行评估的比较详见表1。

表1 WANO和IAEA两类国际同行评估比较Table 1 Comparison between the peerreview of WANO and IAEA

1.2 国内核电行业同行评估逐渐加强

在国内层面,我国核电行业开展的同行评估主要有:1)由政府主管部门推动、核能行业协会组织实施的综合同行评估和专项同行评估;2)由国内核电集团组织实施的针对核电厂业主单位及其重要承包商的同行评估活动。国内核电行业同行评估与WANO同行评估、IAEA的OSART之间形成互补[1]。

在政府主管部门的推动下,我国核电行业建立了由中国核能行业协会(CNEA)主导的核电厂同行评估体系,包括综合运行评估和专项评估等[2]。综合运行评估全面借鉴WANO同行评估的评价标准和运作模式,由政府主管部门领导、推动,行业协会组织、运作,核电厂营运单位主体参加,相关院所提供技术支持,并逐渐应用到在建核电工程中。近年来,根据核电厂的实际需求,核能行业协会组织开展了多项针对某些特定领域的专项同行评估活动,包括核电厂网络与信息安全、核电厂核安全文化、核电厂概率安全分析、核电基地公众沟通同行评估等,核电行业放射性废物管理领域的专项评估尚未开展。

在核电集团层面,中核集团从2008年起开始在集团内部开展运行核电厂专项同行评估活动,由中核集团领导、评估工作组具体运作、技术支持单位提供支持、全集团内相关核电厂参与。运行核电厂专项评估每年开展一次,由各核电厂申请确定评估领域及评估标准。评估领域包括但不限于通用的十大功能领域和七大交叉领域。近年来,中核集团组织开展了核电工程建设设备监造、现场施工安全管理、调试准备及管理、项目管理等领域的同行评估活动。

目前,我国在核电行业及集团等不同层面已成功实施了多次同行评估活动(见表2)。

表2 国内核电行业及核电集团开展的同行评估Table 2 Peer review of nuclear power sectorand nuclear power group in China

1.3 国际放射性废物管理同行评估形式多样

IAEA早在1989年就实施了放射性废物管理评估与技术评审计划(WATRP)[3-4]。这一计划综合了以往各种有关放射性废物管理的技术咨询计划,旨在向IAEA成员国提供放射性废物管理的独立国际同行评审,可就以下方面提供建议和指导:拟议的或正在进行的放射性废物管理计划;废物管理设施的规划、运营或退役;正在进行或已规划的研发项目的技术;立法、组织和监管事项等。至今已对英国、瑞典、芬兰、韩国等国家的放射性废物管理设施建设和相关研发项目等开展了近百次同行评估活动。

从1997年开始,IAEA实施放射性废物和乏燃料管理、退役和修复方案评审服务(ARTEMIS)[5],在放射性废物管理、乏燃料管理、放射性流出物排放控制、核设施的退役以及放射性污染场址修复等领域开展国际同行评估。ARTEMIS在需要时会对现场设施进行访问,但主要方法是书面文件的信息交流和讨论。从评估实践来看,ARTEMIS评估多集中于放射性废物处置设施,目前对核电厂放射性废物管理绩效评估尚较少涉及。

《乏燃料管理安全与放射性废物管理安全联合公约》(简称《联合公约》)是核能安全领域两个最重要的国际公约之一[6]。《联合公约》要求各履约国每三年提交国家报告,介绍在乏燃料管理和放射性废物管理领域的国家政策与实践,并在缔约方审议会议上进行审议。履约和审议过程是国际同行评议的过程。通过国际同行评议,推动缔约方经验反馈和共享,进一步提升各国的乏燃料管理与放射性废物管理安全水平。

其他涉及放射性废物管理的同行评估项目还有创新型反应堆和燃料循环国际项目(INPRO)、核设施综合安全评价(ISE)和WANO核电厂运行评估等。INPRO是IAEA为开发创新型核反应堆和燃料循环技术而开展的广泛国际合作项目[7-8]。在放射性废物管理领域,INPRO设定的基本原则主要包括废物最小化、保护人类健康和环境、废物优化、对后代造成的负担等4个方面,在每个原则之下设定了一系列准则和接收要求。ISE始于1991年,属于亚洲核安全网络(ANSN)的框架内的评估项目,放射性废物管理安全是其评估的重要专题之一。国际放射性废物管理同行评估的整体情况见表3。

表3 国际上放射性废物管理同行评估的整体情况Table 3 International peer review for radioactive waste management

1.4 国内放射性废物管理同行评估探索前行

2018年6月,中国核能行业协会针对中国核动力研究设计院的放射性废物管理工作组织开展了国内首次专项同行评估。中国核能行业协会组织业内专家成立同行评估队,制订了《放射性废物管理领域业绩目标与评估准则(试行)》。参考业内良好实践,对中国核动力研究设计院一所放射性废物相关活动的组织与管理、放射性废物管理的实施与安全管理状况等3个领域进行了评估。此次专项同行评估形成1个可在行业内推广的强项和6个待改进项。2019年10月,中国核能行业协会组织开展跟踪回访活动。对待改进项的落实情况进行了跟踪核实,提出对整改情况的评价意见,推动被评估单位持续提升放射性废物安全管理水平。

此次专项评估是协会在放射性废物管理领域的首次尝试,为我国放射性废物管理领域评估及管理提升探索出了一条有效途径。

2 我国开展核电厂放射性废物管理同行评估的必要性

通过开展核电厂放射性废物管理同行评估,可以帮助被评估方评价现状,寻找强项弱项,提出改进建议,共享良好实践;帮助行业主管部门和核电集团全面、客观、准确地了解和掌握核电厂放射性废物管理状况和发展趋势;在不同层面建立一个同行交流平台,为业内同行提供近距离全面了解、观摩其他核电厂放射性废物管理和实践的机会,促进核电同行之间相互比较、学习和借鉴,提升行业的整体水平。而我国核电厂运行历史已达三十年,至今未开展放射性废物管理同行评估,对核电厂放射性废物安全管理整体水平的提升带来不利影响。

(1)核电厂放射性废物管理整体水平的全面提升亟需同行评估

同行评估可用于系统识别领域短板及促进行业整体水平的提升。现有核电厂放射性废物管理实践中,普遍存在惯性思维,安于已相对成熟的设计及管理,如国内仍倾向于在核电厂设计阶段设定固定数值作为废物最小化的目标值,而不愿意在运行阶段持续采取废物最小化措施。同行评估是促进行业内大交流的重要手段和平台。我国的核电厂堆型多样,同行评估有利于各核电厂就放射性废物管理问题互相把脉、互通有无,在放射性废物管理和技术上取长补短,识别并补齐行业短板。并可集中优势力量开展针对性研究,有效推行最佳可行技术,进一步提升整体放射性废物管理水平,促进核电产业全链条的均衡发展和核能事业的良性发展。

(2)放射性废物全过程管理的实施需要同行评估

放射性废物管理包括放射性废物从产生、处理、贮存到最终处置,是涉及多个环节且自成体系的管理系统。放射性废物管理各环节相互影响、相辅相成。放射性废物的产生和处理策略与技术直接影响处置的长期安全。若核电厂的放射性废物管理与后续的处置脱节,一方面废物难以满足处置安全要求,造成环境危害和经济代价,另一方面带来社会风险,对行业发展带来不利影响。开展核电厂放射性废物管理同行评估,将放射性废物处置前管理与处置作为统一的整体。将核电厂放射性废物管理纳入放射性废物的全环节管理中,是保障放射性废物长久安全的必然要求。

(3)我国核电厂同行评估中放射性废物管理领域缺失

我国在核电厂运行安全领域已拥有相对完备的国际及国内综合同行评估体系。作为综合评估的WANO同行评估和IAEA的OSART评估尽管评估范围广泛,但并未专门设置放射性废物管理专题,放射性废物管理仅有部分内容分散在不同专题中。国内核电行业的综合评估活动全面借鉴WANO同行评估的评价标准和运作模式。现有的国内外综合同行评估无法全面反映我国核电厂放射性废物管理的整体水平,不利于落实以处置为核心的管理要求。核能行业协会及核电集团/电厂层面的专项评估虽然涉及领域广泛,但目前已开展的多种专项同行评估并未充分涵盖核电厂放射性废物管理的内容。

中国核能行业协会于2018年组织开展的国内首次放射性废物管理专项同行评估只是针对核科研院所,并未延伸至核电厂,且只是一种尝试,并未形成长效机制。

(4)对核电厂放射性废物管理同行评估的重要性认识不足

经过近30年的发展,我国现已成为世界的核电大国。但长期以来,国内核电业界一直存在“重前端、轻后端”现象。聚焦核电运行安全的核电厂综合同行评估及各种专项评估起步早、进度快,已相对成熟并卓有成效,而作为放射性废物批量化、持续性产生单位的核电厂,至今仍未开展放射性废物管理的同行评估。我国核电堆型多样,致使核电厂废物形态多样、处理整备技术多样,但现有废物处理系统采用的处理技术相对落后,技术储备和新技术研发投入不足,即使确定采用新的废物处理工艺,相关技术和设备基本仍需要从国外引进,是国产化的短板。同时,我国核电营运单位众多,运行管理水平参差不齐,对放射性废物管理的重视程度不一。忽视核电厂放射性废物管理同行评估,不利于放射性废物安全要求的落实和管理水平的提高,造成放射性废物安全的潜在风险。

(5)同行评估是联合公约履约的现实需求及重要落脚点

《联合公约》(由生态环境部负责)是我国对标国际放射性废物管理水平、评估并提升国内放射性废物管理水平的重要途径,严肃履约是我国必须履行的国际义务,稳步提升国内放射性废物管理水平是更好履约的必然要求。而同行评估是重要的、行之有效的抓手,是全球化趋势下体现我国大国担当及负责任核大国形象的现实需求和重要落脚点之一。目前国内涉及放射性废物管理的民用核设施主要有核动力厂、核燃料循环设施、研究堆、处理处置设施等。其中,核电厂是放射性废物产生的重要来源,且具有规模化程度高、技术共通性强、批量化提升的潜力大等特点,可优先在核电厂作为试点开展国内民用核设施的放射性废物管理同行评估工作。

3 开展核电厂放射性废物管理同行评估的几点建议

当前,核能行业协会已率先在军工核设施放射性废物管理同行评估方面做出有效尝试,民用核设施中核电厂同行评估亦积累了一定的良好经验。为持续提高《联合公约》的履约质量,体现我负责任大国的国际担当,应及时开展核电厂放射性废物管理同行评估,强化顶层设计,建立有效实施机制,推进技术创新和评估成果应用,促进放射性废物从产生到处置全环节管理的连通性和贯穿性,全面提升核电厂放射性废物管理水平,保障核电厂运行安全。

(1)强化顶层设计,建立有效实施机制

强化监管机构在核电厂放射性废物管理全过程和全部环节的监管作用。研究制定《核电厂放射性废物管理同行评估实施办法》,建立监管机构指导、协会学会或基金会主导、核电厂共同参与的放射性废物管理同行评估实施机制,形成国际综合评估、国内核电行业专项评估和核电集团专项评估三个层级的同行评估体系,保障同行评估活动的科学化、制度化、规范化和程序化,为相关决策提供技术支持。

(2)制定技术指导文件,推动同行评估高质量开展

同行评估应落实“以安全为目标、以处置为核心”的放射性废物管理理念,推进采用最佳可用技术,寻求实现废物最小化,以及安全、经济、环境和社会效益的最优方案。宜从放射性废物管理的基本原则出发,构建放射性废物管理的评估目标,进而确定同行评估的指标体系和相应的评估准则。同时,可充分借鉴核电行业现有的其他领域同行评估的流程、实施方法等良好实践,进而形成涵盖同行评估开展的范围、内容、方法和程序等方面内容的技术文件,指导同行评估工作的具体开展。

(3)加快建立放射性废物管理信息系统,为放射性废物管理同行评估提供支撑

加快开发全国放射性废物管理信息系统,最大化实现废物产生、处理处置等全面信息的收集和共享功能,为核电厂放射性废物管理同行评估提供支撑。基于放射性废物管理信息的收集和分析,通过同行评估,广泛了解核电厂放射性废物管理现状、需求等,聚焦共性问题,对症下药提出针对性措施,形成闭式循环的放射性废物管理经验反馈体系。

(4)以同行评估为抓手,推进技术创新与工程应用

对标国际先进管理方法和技术,推进放射性废物管理技术创新和转化。在通过核电厂放射性废物管理同行评估“把脉问诊”、识别技术瓶颈和短板后,推动先进技术的研发和工程应用,补短板、强弱项,推行应用最佳可行技术,以持续提升我国放射性废物管理水平。

(5)以安全监管为抓手,促进评估成果应用、锻炼人员能力

通过核电厂项目的在建审评和运行监管,将同行评估成果转化为具体的安全要求和管理要求,促进良好实践的推广,加快放射性废物管理及技术升级,聚焦共性问题,推进解决放射性废物处置等瓶颈问题。同时,立足我国核电堆型多、场址复杂等优势,通过同行评估的纵向、横向比较,锻炼人员的业务能力。

(6)提升联合公约履约成效,展现负责任核大国形象

《联合公约》的履约工作是我国必须严肃履行的国际义务,既是对我国核与辐射安全监管工作的全面检验,也是提高我国国际影响力的重要途径。开展核电厂放射性废物管理的同行评估既可成为我国在《联合公约》履约中推出的良好实践,也可为《联合公约》履约提供重要支撑,可带动促进放射性废物管理整体水平的全面提升,展现我国负责任核大国形象。

4 展望

我国正处于从核大国向核强国迈进的关键时期,核电从跟跑、陪跑到如今的并跑乃至将来的领跑,管理理念不能仅停留于保证运行安全的基本面,而需要在核能发展的各个方面追求持续的自我改进和提升,同行评估是确保实现上述目标的可行工具之一。宜在充分借鉴国际核电厂放射性废物管理方面的同行评估经验基础上,结合我国实际,通过强化顶层设计、建立有效实施机制、推进技术创新和评估成果应用等方式发展我国的核电厂放射性废物管理同行评估体系,以同行评估为抓手,形成核电厂放射性废物管理持续自我提升的驱动力,以最小的代价促进核电厂放射性废物管理实践“更新换代”,促进放射性废物从产生到处置全环节管理的连通性和贯穿性。形成闭式循环的放射性废物管理经验反馈体系,持续、全面提升核电厂放射性废物管理水平,保障核电运行安全及可持续健康发展。

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