王晓亮，李小冬，郑 伟，郑平辉，白晓平，魏其铭，邱 林

（1. 中国核电工程有限公司，北京 100840；2. 清华大学，北京 100084）

我国对核电厂运行状态下气载和液态流出物的排放实行达标排放控制的管理方式，具体的要求在我国国标《核动力厂环境辐射防护规定》（GB 6249—2011）中进行了详细的规定（其6.2～6.4 条）[1]，其中对于核电厂的流出物排放给出了具体的排放总量控制值和排放浓度控制值要求，并且明确规定核动力厂需要按照可合理达到尽量低的原则，在首次装料前以及运行后每隔5 年向审管部门提出流出物排放量的申请值，申请值不能高于核电厂的设计值。按照国标的要求，各个电厂在运行之前必须要开展流出物的排放优化工作。

流出物排放优化工作不仅涉及核电厂的工艺控制、运行管理，更涉及到厂外的辐射影响和公众心理影响等多方面因素，是一个典型的综合性、复杂性的决策问题。在我国当前所开展的核电厂流出物排放优化中，多属性效用分析方法由于其综合考虑的因素最为全面，不需采用货币来表征辐射危害，并且可以得到最优化的排放方案，因此得到了较多的应用。我国当前在开展排放优化过程中，主要考虑了危害代价（公众最大个人剂量、公众集体剂量、固体废物近地表处置所致后裔剂量）、防护代价（处理费用、职业集体剂量）和公众心理代价共3 个方面的6 个因素，后续有学者又加入了环境条件限制（自然因素对能否排放的限制）[2]等因素，但对于我国核电站环境影响评价中所需明确考虑的生态辐射影响因素[3]尚未进行考虑，同时对于各因素对于内陆核电厂是否存在特别的差异，以及公众在对待滨海和内陆核电厂流出物排放时各因素的心理态度也尚未有研究。

作为多属性效用分析方法能否应用的决定性因素之一，权重因子的合理性对于能否得到最终科学、合理的优化结果至关重要，也是排放优化研究的难点之一。本文重点就权重因子的确定进行了研究，并与前人的研究成果以及本研究增加生态辐射影响后对整体权重的影响以及内陆和滨海核电厂优化权重因子差别等方面开展了研究工作，所取得的成果可以为后续研究者提供技术参考和基础。

由于核电厂运行状态下的废液处理难度相对较大，且国标中对于内陆核电厂的废液处理和液态流出物排放的要求更高，因此本研究主要就核电厂液态流出物的排放优化中的权重因子开展了研究工作。由于本研究针对的权重因子确定是一种通用性方法，所得出的方法和相关参数对于气载流出物的优化工作同样具有非常大的参考价值。

1 权重因子的确定方法

随着核电站放废处理系统的设计优化和不断改进，以及核电厂运行控制能力和水平的不断提升，核电厂流出物排放对环境的辐射影响已经达到了远低于国家法规标准要求的水平，但是由于社会对流出物排放的关注度很高，使得流出物排放并不是一项纯粹的技术问题，还涉及到复杂的风险认知问题。

与此同时，由于流出物排放涉及到的流程复杂、要素众多，不同知识、专业背景以及不同利益相关度的人群对这些因素的认知上会存在着较大的差异。尤其当涉及到滨海核电站和内陆核电厂相关因素的比较分析问题时，就更加需要选择具有相关经验的人员来进行评定。从科学合理的角度出发，本次权重因子的研究过程中通过调查问卷专家打分的形式开展（问卷调查时间为2019 年11 月）。所选择的专家尽可能的覆盖了具有相关科学知识背景，且处于不同利益相关层面的人群。

考虑到所调查的专家均对本研究的对象有一定的知识背景，按照本研究中权重因子调查所对应的7 个要素（见表1），以及滨海和内陆核电站权重的对比分析，设计了简洁的调查问卷。专家打分调查问卷确定过程中，为更好的保障专家打分的合理准确性，在正式问卷前附了调查问卷说明，详细的对本次专家打分调查问卷的研究背景、各要素的含义、打分过程中的注意事项等进行了解释说明。具体的调查问卷如表1 所示。

表1 滨海和内陆核电站液态流出物排放优化分析中多属性效用法权重因子调查问卷Table1 Questionnaire of weighting factors for effluent optimization of inland and coastal nuclear power plants

由表1 可见，在具体调查过程中，为避免“权重”这一概念对打分者造成认识上的偏差，调查中统一采用了0～10 分制的打分方式，即打分者认为该要素越重要则分数越高，与此同时通过这种方法同时为内陆和滨海核电站相应要素给出分值，也可以使得打分者在打分的同时考虑同一个要素在滨海和内陆核电厂的流出物排放过程中所占重要程度的不同。

2 调查对象的选择与统计

在确定采用问卷调查专家打分法确定权重因子后，在问卷调查过程中，调查对象的选取考虑了如下因素：

（1）考虑到所调查问题的专业性，调查对象选取了与核电行业内相关的专家、从业人员等；

（2）同时考虑到调查对象利益相关度对调查结果的影响，尽可能的提高调查结果的客观性，问卷发放单位覆盖了核电审管单位（执法和监管部门）、独立第三方的科研单位（利益相关性弱）、从事核电研发设计单位（利益相关）以及核电业主公司（直接利益相关）四种类型；

（3）在每个单位的调查对象选择过程中，尽可能选择了职称较高、工作年限较长、工作经验较为丰富的人员。

本次调查中共邀请了4 个类别12 家单位的34 名专家和专业人员参加，具体的参与单位和每个单位的专家数量如下：

（1）核电审管单位：1 家单位，5 位专家；

（2）独立第三方科研单位：1 家单位（某大学），3 位专家；

（3）核电研发设计单位：7 家单位，包括三大核电集团的相关工程公司、设计院和科研院所等，共22 位专家；

（4）核电业主公司：3 家单位，4 位专家。

34 位接受调查打分的专家的职称分布、工作年限分布情况如图1 和图2 所示。由图可见，本次调查中高级职称人员占比85%，工作10 年以上的人员占比71%，表明参与专家打分的人员具有所需要的工作经验和专业背景知识，对行业有较为深入的理解。

3 权重因子调查结果统计分析

本研究中所考虑的7 种要素包括：公众造成的最大个人剂量H、公众的集体剂量Sp、处置所致后裔剂量Dp、生态辐射影响E、职业集体剂量So、废液的处理费用F、公众的心理代价I，各要素的权重因子分别用WH、WSp、WD、WE、WSo、WF、WI来表示，对应的专家打分的权重分数用KH、KSp、KD、KE、KSo、KF、KI表示。每一位打分专家在问卷中按照上述7 个要素，分别针对内陆和滨海核电厂的情况进行打分，本文研究者在收到问卷反馈结果后，再对打分结果进行进一步的统计分析。

3.1 问卷调查结果统计方法

如前所述，由于不同的调查对象对于流出物排放中所涉及的要素的认知存在着很大的差异，在打分的过程中并不存在某一特定的规律，调查对象的主观认知对调查结果影响很大，调查对象给出的分数往往是基于一种感觉或者主观的判断，给出的打分结果往往也是偏向于“模糊”的。根据前期在本领域[4]以及相关研究领域[5]的经验，在开展权重统计过程中一般都采用模糊数学统计方法，本研究中也将采用这种统计方式。

此外，在本次调查中按照参与调查对象的所在单位与核电行业的相关性和关联性将其划分为了四类，由于这四类调查对象代表了各自不同群体的专家意见，因此需要对各领域专家意见分别统计，按照算数平均的方法分别计算出每类调查对象给出的各要素的权重分值。

对于四类调查对象所代表的群体，我们一般认为其意见的重要度均是等同的，因此为了在统计中更公平的反映出每一类专家的意见，规避因打分时分值的主观判断所带来的差异，在计算中先针对每一类专家的打分统计结果给出归一化的各要素权重因子Wj，然后对四类权重因子赋予相同的权重（按照归一化考虑均为0.25），再按照加权平均法统计得到最终包含四类专家意见的各要素权重因子，具体计算结果见下两节。

3.2 内陆核电厂调查统计结果

按照3.1 节的计算方法，对内陆核电厂专家打分问卷调查结果进行计算可得各类专家给出的各要素权重分值Kj（见表2）。对表2 的Kj进行归一化后得到四类专家打分统计得到的各要素权重因子Wj，再对四类专家打分统计得到的各要素权重因子按照相同权重进行加权计算后，便可以得到最终的考虑了四类专家意见的各要素最终的对应内陆核电站的权重因子（见表3）。

表2 内陆核电厂各要素权重专家打分结果统计Table 2 Statistics of weighting factor score for inland NPPs by experts from different institutes

表3 内陆核电厂各要素权重因子计算结果Table 3 Statistics of weighting factor calculation results for inland NPPs

由表3 可见，对于内陆核电厂而言，通过调查得到的各要素权重因子中，公众的心理影响因素权重因子WI最大，公众的辐射影响因素WH次之，这两个要素的权重因子显著大于其他各要素，且四类调查对象给出的结果是非常一致的。

本研究中较前人研究工作所新加入的考虑因素、生态辐射影响要素的权重因子WE略小于工作人员集体剂量权重因子WSo、处置所致后裔剂量WD、公众的集体剂量权重因子WSp、但相差不大，高于废液的处理费用权重因子WF。

由上述专家打分的计算结果表明，本研究所提出的新增考虑的要素生态辐射影响的权重因子WE的重要度较高，已经超过了废液处理费用所对应的权重因子WF，将该要素纳入到多属性效用分析中来是十分有必要的，可以进一步加强多属性效用分析过程的全面性。

3.3 滨海核电厂调查统计结果

采用上述相同的计算方法和计算过程，计算得到的滨海厂址各要素的专家打分权重分数如表4 所示，计算得到的各要素的权重因子如表5 所示。

表4 滨海核电厂各要素权重专家打分结果统计Table 4 Statistics of weighting factor score for coastal NPPs by experts from different institutes

由表5 可见，对于滨海核电厂而言，通过调查得到的各要素权重因子中，公众的辐射影响因素WH最大，公众的心理影响因素权重因子WI次之，这两个要素的权重因子显著大于其他各要素，且四类调查对象给出的结果是基本一致。

表5 滨海核电厂各要素权重因子计算结果Table 5 Statistics of weighting factor calculation results for coastal NPPs

对于滨海厂址，本研究中较前人研究工作所新加入的考虑因素“生态辐射影响要素”的权重因子WE略小于工作人员集体剂量权重因子WSo、处置所致后裔剂量WD、公众的集体剂量权重因子WSp，略高于废液的处理费用权重因子WF。

与内陆厂址的对应调查结果类似，本研究所提出的新增考虑的要素生态辐射影响的权重因子WE的重要度较高，略大于废液处理费用所对应的权重因子WF，该要素的加入可以进一步加强多属性效用分析过程的全面性。

3.4 内陆与滨海核电厂调查结果差异分析

表6 给出了内陆和滨海核电厂最终的各要素权重因子的计算结果。

表6 内陆与滨海核电厂各要素权重因子对比Table 6 Comparison of weighting factors of each indicator for inland and coastal NPPs

由表6 可见，与滨海核电厂相比，内陆核电厂流出物排放优化过程中，公众心理因素的权重因子WI显著高于滨海厂址，内陆厂址的生态辐射影响因素的权重因子WE也显著高于滨海厂址；因为WI和WE的上述对比规律，加之其他要素的权重因子的分布情况两类核电站基本接近，使得滨海厂址的职业照射集体剂量权重因子WSo显著提高。

上述结果的出现说明，对于内陆厂址而言，由于液态流出物排放后所进入的受纳水体可以直接被人类作为饮用水源，从而使得人们在内陆核电站的液态流出物处理和排放过程中更为关注对电厂外环境的影响；而滨海核电站由于稀释扩散条件好，作为受纳水体的海洋不会作为人类饮用水源，加之我国已有多年滨海核电站安全良好的运行经验，因此大家对外部辐射影响的关注度有所降低，而对核电站厂内的职业照射剂量的关注度提升。

由调查结果可见，相较于滨海核电站，在所考虑的各因素中，公众对内陆核电站对环境造成的影响以及因排放而造成的心理压力的关注度更高，也就是说内陆核电站排放优化过程中公众的心理压力、公众的辐射影响、生态辐射影响等要素对优化的结果影响将更为敏感，需要更为关注。

4 与前期调查的权重因子变化趋势分析

如本文所述，多属性效用法应用于流出物排放优化过程中，所考虑的各要素的权重因子的获得过程较为复杂，且需要通过专家打分法等方式开展广泛收集，难度较大，目前国内公开发表的研究成果较少。在刘华以及於凡等开展的液态流出物优化研究[4,6]中均考虑6 个要素、且使用了一套相同的各要素权重因子，该套权重因子由刘华在其2005 年的博士论文中对4 家单位46 位专家进行问卷调查，对后续的相关研究工作具有非常强的指导和参考意义。而在其他人员的研究中[7,8]，则对权重因子的调查方法及所使用的具体数值很少提及。

由于在前人的研究中均未考虑生态辐射影响这一要素，因此为便于比较，将表6 所对应的要素去除WE后重新开展统计计算，并与前人研究的对应要素的权重因子进行比较（见表7）。

由表7 的对比结果可见，对于滨海核电厂而言，权重因子最高的要素仍然是公众最大个人剂量WH，但本次调查中公众心理压力要素WI的权重显著提高，已经由前人调查结果中的最后一位上升到第二位，其他要素的权重分布则基本相似。由此可见，随着近年来核电的发展，尤其是日本福岛核事故的发生对整个社会的心理影响已经显著提高。

表7 本文所得各要素权重因子与前人研究结果对比Table 7 Comparison of weighting factors of current study and former studies

同时结合3.3 节的分析与表7 的对比可见，对于本次调查的内陆核电厂，公众心理压力要素WI的权重是最高的，更充分说明对于内陆核电站而言，在开展相关工作的过程中，人们的心理影响因素必须给予充分的重视，这是与前期的调查结果相比最为明显的变化。

由于本次调查中首次将生态辐射影响纳入到了考虑的要素中来，使得考虑7 要素后各要素的权重的分配情况发生变化，但从本报告的调查结果来看，生态要素得到了非常高的重视度，这样将会对后续的具体优化过程产生明显的影响，需要在具体优化过程中予以关注。

5 结论

本研究对核电相关的审管部门、独立第三方研究单位、核电研发设计单位以及核电厂业主单位相关专家开展了较为广泛的调查工作，并通过分析计算得到了一套可反映当下具体情况的、可用于核电厂流出物排放优化的7 要素权重因子。权重因子是多属性效用分析方法应用中的核心与难点，且由于采用专家打分法的方式，其是随着时间和社会环境变化而不断改变的。本研究所开展的专家打分法问卷调查工作表明，日本福岛核事故后，在核电厂正常运行状态下的流出物排放过程中，厂外对公众的心理影响以及对人和生态环境的辐射影响等受到了更多的关注，使得其重要度较前人的研究成果显著提高，这一点对于内陆厂址体现的尤为明显，这就为后续的相关流出物排放、环评、选址等工作提供了非常有益的、具有工程实用价值和科研价值的成果。

对于当前核电厂流出物排放各相关要素重要性认知度的调查工作的开展，反映出了当前我国对流出物排放的态度变化情况，尤其是内陆和滨海核电厂相关要素权重因子的不同充分反映出内陆核电厂安全性要求更高的公众潜在心理需求。本文的研究成果是对前人研究成果的重要补充，期待通过后续的不断补充研究核完善，可以使得核电厂流出物排放优化这一工作更加完善，所得出的结果越来越科学和合理。随着当下“双碳”目标实现的迫切性增强，核能的多用途推广、内陆供热、供气等功能的拓展，都对内陆核能推广提出了迫切要求，本文的研究成果为后续的内陆核电厂、核能推广建设和相关工作开展提供了重要的信息。

需要关注的是，公众心理压力的形成是一个非常复杂的科学问题，也是核能发展和利用过程中一直在探索的问题，需要核与辐射领域的专家与社会心理学等领域的专家共同开展这方面的研究工作，从而得到更加准确的结果。

与此同时，本文对权重因子的研究采用了专家打分这一方法，由于流出物排放涉及到的流程复杂、要素众多，不同知识、专业背景以及不同利益相关度的人群对这些因素的认知上会存在着较大的差异，从科学合理的角度出发，本次调查研究未采取大面积公众调查的方式，所选择的专家尽可能的覆盖了具有相关科学知识背景，且处于不同利益相关层面的人群，从而保证所得到权重因子的科学性。作为核电厂流出物排放最为关注的群体，后续对于核电厂周边公众等利益相关群体的调查也需要给予充分重视，开展相关的调查进行补充研究。