一、乏燃料背景情況及現(xiàn)狀
乏燃料是在核反應(yīng)堆或核電站中使用一個周期(12-18個月)后卸出的核燃料。乏燃料中除含有一定數(shù)量的放射性廢物外,還有含許多有價值的物質(zhì),如未裂變和新生成的裂變核素(鈾-235、鈾-233、钚-239、钚-240等),以及可用作放射源的次錒系元素(如鍶-90,銫-137等),這些核素均具有循環(huán)利用價值。
國際上對乏燃料的處置方式有三種:一是通過后處理進行循環(huán)利用,如法國、英國、俄羅斯、日本和我國等;二是作為放射性廢物直接深地質(zhì)處置,如瑞典、瑞士等;三是進行干式或水池臨時貯存,根據(jù)未來核技術(shù)發(fā)展情況再作決定,如美國、西班牙、韓國等。
截止目前,全世界現(xiàn)有核電機組約450座,已累計產(chǎn)生乏燃料約40萬噸,其中約有9萬余噸進行了后處理,其余約78%的乏燃料都貯存在水池或干式貯存設(shè)施中,均處于安全狀態(tài)。
隨著我國核能規(guī)?;l(fā)展,核電站乏燃料產(chǎn)生量日益增加。早在上世紀80年代,我國就確定了核燃料“閉合循環(huán)”和“核能發(fā)展必須相應(yīng)發(fā)展后處理”的技術(shù)路線。通過乏燃料后處理,一方面回收有用的鈾和钚,再制成二氧化鈾或鈾钚混合氧化物(MOX)燃料返回反應(yīng)堆中使用,可大大提高鈾資源的利用率,據(jù)測算如能實現(xiàn)快堆和后處理閉式循環(huán),鈾資源利用率可提高60倍左右;另一方面可顯著減少放射性廢物體積和毒性。
二、統(tǒng)籌謀劃、自主攻關(guān),夯實乏燃料安全管理基礎(chǔ)
多年來,國家原子能機構(gòu)作為核工業(yè)行業(yè)管理部門,以建設(shè)中國特色先進核工業(yè)體系為總目標,圍繞核燃料閉合循環(huán)體系建設(shè),高度重視乏燃料安全處理處置,做了大量工作。
?。ㄒ唬┘訌婍攲釉O(shè)計,強化對乏燃料安全管理的規(guī)劃引領(lǐng)。我們堅持戰(zhàn)略導(dǎo)向和問題導(dǎo)向,按照突出重點、補齊短板的原則,統(tǒng)籌規(guī)劃我國先進核燃料閉合循環(huán)體系建設(shè),制定了“中試規(guī)模-示范規(guī)模-工業(yè)規(guī)模”的乏燃料后處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線,同時確定乏燃料貯存、運輸以及后處理近中遠期規(guī)劃,對我國核電站乏燃料安全管理工作作出全面部署,指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
?。ǘ﹫猿謩?chuàng)新驅(qū)動,大力支持乏燃料后處理科研攻關(guān)。近年來,我們圍繞自主掌握先進的乏燃料后處理技術(shù),支持開展了多項科研攻關(guān)和科研能力建設(shè)。積極推進大型乏燃料后處理廠工藝流程和關(guān)鍵設(shè)備研發(fā),力爭早日掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電站乏燃料后處理技術(shù)。2015年9月,國家原子能機構(gòu)支持建設(shè)的核燃料后處理放化實驗設(shè)施啟動了首次工藝流程熱實驗,設(shè)施正式投入使用,為我國后處理科技水平提升提供了重要保障。
?。ㄈ┩苿娱]合循環(huán)體系建設(shè),不斷提升乏燃料后處理能力。2010年后處理中試廠成功完成熱試,標志著我國基本掌握了中試規(guī)模乏燃料后處理技術(shù),形成了一定規(guī)模的后處理能力。為盡快形成我國工業(yè)規(guī)模后處理能力,自2007年起與法國開展多輪談判,目前中法合作后處理廠項目政府間協(xié)議談判和企業(yè)間技術(shù)談判已基本完成,商務(wù)談判正在積極推進。
?。ㄋ模┏掷m(xù)完善政策支撐體系,推動建立核電站乏燃料處理處置基金。經(jīng)國務(wù)院批準,2010年我國建立了核電站乏燃料處理處置基金制度,截至目前累計征收基金117億元,為開展乏燃料運輸貯存、后處理等工作提供了充足的資金保障。2014年,國家原子能機構(gòu)印發(fā)了《核電站乏燃料處理處置基金項目管理辦法》,為基金合理使用和項目有序管理提供了制度保障。
?。ㄎ澹┓€(wěn)步推進乏燃料貯存和運輸能力建設(shè)。結(jié)合我國核電站建設(shè)節(jié)奏和乏燃料產(chǎn)出規(guī)模,國家原子能機構(gòu)通過固定資產(chǎn)投資、乏燃料處理處置基金等渠道,安排了乏燃料集中貯存水池建設(shè)、乏燃料運輸容器采購等項目,并積極部署大亞灣和田灣核電站建設(shè)乏燃料干式貯存設(shè)施,形成一定規(guī)模的乏燃料貯存和運輸能力,同時掌握了相關(guān)貯運技術(shù),確保核電站運行安全和乏燃料貯運安全。
總的來說,經(jīng)過多年努力,我國乏燃料后處理、貯存和運輸科研攻關(guān)和能力建設(shè)均取得了積極進展,有效保障了核電站乏燃料安全,為完善我國閉合核燃料循環(huán)體系、推動核工業(yè)跨越發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
三、乘勢而上、著眼未來,推動乏燃料安全管理再上新臺階
黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)高度重視核能安全發(fā)展,近年來針對核電站乏燃料安全管理多次作出重要批示,并專門召開會議進行研究部署。下一步,國家原子能機構(gòu)將認真貫徹落實黨中央和國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)批示和有關(guān)會議精神,大力推進核電站乏燃料管理相關(guān)工作,總體考慮是:
?。ㄒ唬﹫猿忠婪ㄒ酪?guī)管理,抓緊完善乏燃料法規(guī)體系和標準體系。一是加快推進原子能法立法進程,在核工業(yè)發(fā)展的基本法中明確乏燃料管理的重大方針政策。二是抓緊研究制定《乏燃料管理條例》,指導(dǎo)核電站乏燃料安全管理。三是組織制定乏燃料運輸容器標準,完善乏燃料后處理設(shè)施核與輻射安全法規(guī)標準等,為乏燃料安全管理和設(shè)備制造提供指導(dǎo)。
?。ǘ┘涌旌筇幚砜蒲泄リP(guān)和能力建設(shè),從根本上解決乏燃料的“出路”問題。按照從易到難、由小到大的思路,堅持自主創(chuàng)新,在掌握后處理關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上盡快形成能力。一是繼續(xù)對中試廠進行完善配套,充分發(fā)揮其工藝工程驗證平臺作用,打通核燃料閉合循環(huán)之路。二是大力推進后處理科研攻關(guān),為自主建設(shè)工業(yè)規(guī)模后處理廠奠定基礎(chǔ)。三是積極開展國際合作,加快提升后處理能力。
?。ㄈ┙y(tǒng)籌貯存能力布局,解決乏燃料快速增長和后處理能力相對滯后的矛盾。按照“干式與濕式相結(jié)合、分散與集中相銜接、臨時貯存與后處理相協(xié)調(diào)”原則,統(tǒng)籌安排乏燃料貯存設(shè)施建設(shè)。一是繼續(xù)做好已經(jīng)開展的干式貯存設(shè)施建設(shè)和800噸水池投運工作,滿足近期乏燃料貯存需要。二是建成1200噸乏燃料貯存水池,滿足2020年前后乏燃料貯存需要。三是適時補充建設(shè)干式貯存設(shè)施及其他乏燃料貯存水池,滿足2030年前乏燃料安全貯存需要。
(四)加強乏燃料運輸能力建設(shè),確保乏燃料及時外運。一是完善現(xiàn)有公路運輸體系,加快乏燃料運輸容器自主研發(fā),增加專用運輸容器、運輸車輛及相關(guān)配套設(shè)備。二是盡快打通鐵路運輸通道,配套建設(shè)中轉(zhuǎn)站等輔助設(shè)施。三是積極推進乏燃料公、海、鐵聯(lián)運的體系建設(shè),抓緊開展配套條件建設(shè),努力提升乏燃料運輸能力。
作為清潔高效的基荷能源,核能將成為未來保障我國能源供給、改善能源結(jié)構(gòu)和建設(shè)環(huán)境友好型社會的必然選擇。乏燃料安全是核能安全的重要環(huán)節(jié)。我們將認真貫徹中央決策部署,忠實履行核工業(yè)行業(yè)管理職責,按照國家“十三五”規(guī)劃的相關(guān)要求,全面提升核工業(yè)整體發(fā)展水平,推動乏燃料安全管理再上新臺階。(作者系中國國家原子能機構(gòu)秘書長 劉永德)