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选址难!每年上百吨高放射性核废料究竟何处安身?

2019/8/14 8:20:12

选址难!每年上百吨高放射性核废料究竟何处安身?

中国核电重启后,当前在建核电站数量高居世界首位。按照“十三五”规划,到2020年我国运行核电机组装机容量将达到5800万千瓦,在建机组装机容量将达3000万千瓦。然而,在核电大力发展的同时,放射性废物的处理和处置也是社会公众关心的话题。

 

近日一项核废料处置装备引发外界普遍关注:中国核建集团公司所属中核华兴自主研发的“球墨铸铁高整体容器样件”通过专家鉴定。

 

终结球墨铸铁类放废贮运容器制造空白历史

 

球墨铸铁高整体容器,究竟是一件怎样的“神器”?据悉,其具有材质稳定、耐久性好、强韧性高及辐射屏蔽能力强等特点,能在各种处置条件下保持300年及以上的完整性,可以更加安全、可靠地处理处置核电站放射性废物。该容器制造工艺复杂,对内部缺陷要求严格,中核华兴制造的球墨铸铁高整体容器样件经超声检测,达到铸件超声检测的欧洲标准要求,这也结束了我国没有制造球墨铸铁类放废贮运容器的历史。

 

业内专家认为,球墨铸铁高整体容器在放射性废物处理、处置的安全性方面具有其它容器无可替代的优势。

 

而这,也引申出当前社会关注的一个话题——核安全。国际上,核泄漏、核废料和核退役是应对核安全的三大难点。

 

三代核电主泵解决核泄漏困扰

 

核泄漏最主要的原因是核子反应炉的核心冷却系统故障,导致控制辐射的相关设备失常。一旦发生核泄漏,后果不堪设想。切尔诺贝利核事故和福岛核事故是历史上最严重的两起核电事故,这两场事故造成的经济损失达到2000亿美元。

 

要想解决核泄漏,最主要途径就是不断提高核技术。那么,我国建设的核电站安全吗?目前,我国在建和计划建设的核电站将主要采用三代核电技术,主推的第三代核电技术自主品牌华龙一号和CAP1400均直接或间接吸收了AP1000的核心技术。AP1000 主泵由美国西屋公司与主泵厂商美国EMD公司负责研制与生产,哈尔滨电气集团与沈阳鼓风机厂负责技术引进与消化吸收,目前已经通过国家核安全局审查。

 

AP1000的主泵是“全封密无泄漏”的屏蔽主泵,能最大程度排除核电站核泄漏的可能性。而且,主泵技术的攻克将助推我国核电进一步发展,并助推内陆核电建设。

 

高放射处置库选址迟迟未定

 

核废料是指核电站在运行中产生的含有放射性的物质,按放射性高低可分为高、中、低三类。国际上对于核废料的处理主要有两种方式,一是直接把乏燃料当核废料,经过处理装到特殊容器,深埋地下,美、俄、加、澳等国主要采取此种方式。另一种方式,是将装有核废料的金属罐投入4000米以下的海底。

 

我国对高放射废物采取的是后处理方式,即先把乏燃料送到处置场进行玻璃固化,之后再放到至少500米深的地层内埋掉;对中低放射性核废料的处理,不论是固体核废料还是液体核废料,都要进行固化处理,然后装在200升的不锈钢桶里,放在浅地层的处置库里。

 

目前,我国在甘肃广东两省已建有两座中低放射核废料处置库,并准备再建两座,但还没有一座高放射处置库。

其实,早在1985年我国就开始选高放废料库,曾经一度传言选定了甘肃北山。简单来说,废料库就是挖个坑把核废料埋了,但这个坑要考虑密封性、水文状况、抗腐蚀等因素。但北山也受到争议,比如,甘肃缺水,而处置库对用水、用能有较高要求;同时,甘肃地理位置虽好,但我国已建或在建核电站基本都在东南沿海,如果都运到甘肃,跨度大、成本高,所以希望可以在东南沿海选址。然而,选址在东南沿海最大的挑战就是如何避开密集的人群。

 

“十三五”规划纲要中明确提出,要建设5座中低放射性废物处置场和1个高放射性废物处理地下实验室。数据显示,目前我国核废料年产量达650吨,累计产量约3000吨,而随着装机容量的不断扩大,预计2020年我国核废料年产量将超过1000吨,累计产量接近1万吨。特别是如今每年上百吨的高放射性核废料,都静静的躺在核电站的硼水池里,等待被"安葬"入土。按照计划,我国要在2015年至2020年确定高放射性处置库的选址。

 

未雨绸缪成立核电站退役技术中心

 

按照国际原子能机构规定,核电站退役分为三个阶段。第一阶段为监护封存期,主要是等待放射性衰变,即在核电厂停止运行后将乏燃料元件从堆芯取出置于厂内存放一段时间,然后运出厂外进行处置。第二阶段为局部拆除期或厂址限制性使用。在此阶段,先拆除污染屏障内易于解体的部件,去污后如辐射安全允许,可以拆除安全壳建筑物或允许进入核建筑物。第三阶段为最终处置期或厂址可无限制利用,将会拆除所有放射性的材料、设备与部件,厂址可无限制使用或恢复成绿化地带。

 

浙商证券核电分析师王鹏研究发现,随着大量早期民用核电反应堆陆续结束运行,全球核工业预计将在未来15至20年内迎来历史上第一轮退役高潮。到2030年,全球核电反应堆退役市场规模预计将超过1000亿美元。

 

我国核电站的设计使用寿命一般在40年以上。秦山核电站是我国第一座核电站,1991年建成并投入使用,目前运行25年,短期内国内不会有核电站退役的实践。不过在这方面,我国早已未雨绸缪,2015年成立核电站退役工程技术研发中心,并且中广核也与比利时的SARENS集团签署合作协议,将在核能、可再生能源以及核电站退役等业务领域开展合作。“十三五”规划纲要中也明确提出,加快建设早期核设施退役、历史遗留放射性废物处理处置工程。