吴伟雄 崔鑫
福建福清核电有限公司 福建省福清市 350318
摘要：核能是可以大规模替代化石能源的一种高效清洁能源，在所有能源中全周期具有最小的碳排放，同时也是可获得的最低廉的能源之一。而福岛核事故的发生，使得核安全问题成为阻碍核电发展的重要因素。为增加核电厂的安全性，解决方案之一是将核电厂由陆地转移到海洋。随着沿海、孤岛、石油钻井平台等对能源的多样化需求，一种结合核工程与船舶工程的海上核动力平台应运而生，有效扩展了核电应用范围。陆基核电站已建立了较为成熟的放射性废物管理体系，海洋的特殊环境对海上核动力平台的放射性废物管理策略及处理技术也提出了新的要求。因此，需要基于海洋特殊条件和放射性废物管理相关法规标准，制定适宜可行的废物管理方案，确保环境安全。
关键词：城市放射性废物库；放射性污染；废旧放射源；放射性废物
引言
我国大部分省、自治区、直辖市已建立城市放射性废物库（简称“废物库”）。废物库用于暂存本行政区域内民用核技术利用单位所产生的废旧放射源（简称“废源”）和低中水平放射性废物（简称“废物”），属社会公益性环境保护设施。对城市放射性废物的管理是一项长期、琐碎和任务艰巨的工作。在废物库运行中，由于种种原因可能会产生放射性污染问题，会给废物库的运行管理、环境及人员带来风险。本文对可能导致城市放射性废物库放射性污染的关键环节进行分析，并结合现行法规和标准提出针对性的对策和建议。
1废物源项
放射性废液主要来源于一回路冷却剂泄露、设备管道去污排水、停堆换料排水、屏蔽水箱排水等，包括工艺废液、化学废液、地面疏水以及洗消废水等。放射性废气主要来源于反应堆燃料元件内的裂变气体通过燃料包壳破裂处进入反应堆冷却剂系统产生的废气和反应堆冷却剂系统受中子辐照的生成物。按废物来源可分为工艺废气(含氢废气和含氧废气)和厂房排气。放射性固体废物包括两类:一类是化学和容积控制系统产生的废树脂;另一类是机械检修产生的报废零部件(如过滤器芯)、检修人员所用的揩擦物(如抹布、棉纱和手套等)等。除此之外，海上核动力平台废物处理系统本身也会产生部分放射性固体废物，如滤芯、废树脂等。
2放射性污染潜在因素分析
2.1废源废物的收贮过程不规范
废源废物收贮过程涉及废源废物的回取、表面监测核查、交通运输、吊装搬运入库等工作内容，难免要对废源废物包装体进行多次操作。该过程如果未及时发现不合规废源废物包装体，且在运输搬运、吊装入库过程中包装体意外损坏，造成废物库放射性核素污染的可能性就大大增加。
2.2受环境和空间限制问题
海上核动力平台事故处理能力有限，事故状态下保证不发生放射性废物大量释放是一个重要的安全问题。
2.3废源废物的治理设施不完善
为满足废物量的最小化、废源长期贮存动态管理、废物最终处置，以及远距离运输的要求，一般需要对废源废物进行治理。废源废物治理主要包括对废源废物进行信息的收集、回取、核查与整备、运输、送贮或处置全过程。废源废物的回取、核查与整备环节一般都在废物库内进行，包括废源拆除、合并、重新包装、废物分拣整备、加入处置容器内进行固化或固定。
3对策和建议
3.1优化在线监测
（自动辐射监测）运行核电厂需要实时关注系统、设备以及环境中的气体放射性水平，因此，设置了各种功能的气体放射性监测通道。
以某压水堆核电厂为例，工艺监测系统中设置了监测放射性气体处理系统的KPL30监测通道，监测储罐通风系统的KPL70监测通道等。这些通道主要是对放射性气体系统（即正常情况下被测系统内气体本身就含有放射性）进行监测。监测的主要目的是：确认系统内放射性气体的活度是在允许范围内；能够发现监测结果过高的情况并进行干预；避免放射性气载流出物的超标排放；减小放射性气体向厂房异常泄漏的风险。此外，核电厂还设置了厂房空气污染水平监测通道，如监测核安全厂房、核辅助厂房的通风系统监测通道。监测通道中设置的不同监测探头可实现对不同空气污染类型进行监测，如放射性碘监测通道使用IM201辐射监测探头；放射性气溶胶监测通道使用ABPM201辐射监测探头；放射性惰性气体监测通道使用NGM204辐射监测探头。
3.2规范废源废物收贮环节
废物库管理单位对废源废物需进行严密监测，核实废源废物使用单位的贮存场所及废源废物包装体的污染状况，及时发现污染情况，检查废源废物包装体的包容情况，并评估其包容性能，确保贮存期间其包容完整性。不满足要求的核技术利用单位应采取改进措施直至满足国家规定要求。废源废物收贮过程要按国家辐射防护与安全的相关要求进行，在各环节都要进行表面污染监测和外照射剂量率监测，及时发现污染情况并采取措施及记录建档。
3.3反应堆压力容器解密封作业现场的空气污染控制与防护
燃料元件在反应堆内进行核反应时，核燃料包壳会受到超高温高压的作用。虽然核燃料是高精密工艺条件下生产出来的工业件，其产品质量受到了严格的控制和检验，但长期的高温高压及复杂的一回路水环境依然可能导致燃料棒出现一定程度的气密性缺陷。据统计，全球核电机组20000多个燃料组件中，有476个燃料组件在运行期间发生了气密性丧失，22个燃料组件存在与冷却剂直接接触缺陷。核电厂放射性的主要来源是核燃料，燃料包壳内部的放射性存量非常巨大，一旦包壳出现气密性缺陷，燃料包壳内部的放射性物质便会释放到反应堆一回路中，部分放射性物质更会在检修期间随着一回路设备的开口释放到工作场所环境中，形成空气污染。在3种主要的空气污染类型中，放射性碘是最容易被人体吸收的，对工作人员危害极大。在燃料气密性缺陷期间，尤其是在停堆初期，由燃料包壳进入一回路的放射性物质以大量的放射性碘为主，在一回路开口后进入各个检修作业场所。
3.4增设配套废物废源整备设施
我国省级废物库都不具备废物废源处理、整备设施设备。为了更好更有效地在废物库内对废源废物进行适当处理，建议在城市放射性废物库内设置配套废物处理、整备的设施设备，或由国家统筹考虑，建立区域废物废源整备中心，集中解决区域内零散废物、废源的整备问题。
结束语
结合上述核电厂低放射性废物处理技术的对比分析，先进的放射性废物减容技术在逐步应用。但由于废物处理系统相对独立于核岛主工艺系统，且离堆处理越来越得到认可的前提下，可加快高效减容技术的推广应用，如等离子体气化熔融技术、ＰＶＡ高效降解技术、高整体容器（ＨＩＣ）整备技术、蒸汽重整技术、焚烧技术等。在“邻避效应”突出的背景下，中、低放射性废物处置场和区域废物处理中心的选址和建设在近一段时间内仍将非常艰难。但由于废物处理安全性、经济性和最小化的迫切需求，应利用高效减容技术的优化组合，在电厂内考虑设立废物集中减容中心。
参考文献
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