□ 王 超
放射性廢物管理是核燃料循環(huán)的重要組成部分,是保障核工業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展的基礎(chǔ)和條件。放射性廢物管理的最終目標(biāo)是安全、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、合理地處置放射性廢物,實(shí)現(xiàn)同生物圈的長(zhǎng)期安全隔離。
近年來,國(guó)際社會(huì)對(duì)放射性廢物管理日益重視,并且取得了一些可喜的進(jìn)展。低、中放廢物的處理與處置技術(shù)已經(jīng)基本成熟,放射性廢物管理的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向高放廢物。多數(shù)國(guó)家均把深地質(zhì)處置作為高放廢物處置必需和可行的手段,并不斷完善放射性廢物的管理策略。
美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)均對(duì)放射性廢物管理問題極為重視,通過立法、法規(guī)或計(jì)劃等多種形式,制定了國(guó)家級(jí)的放射性廢物管理策略。目前,美、英、法三國(guó)低放廢物管理政策的重點(diǎn)都集中在建立處置能力上,其中法國(guó)采用的是地表處置方式,英國(guó)、美國(guó)多采用淺埋處置。對(duì)于中放廢物,三國(guó)均傾向于對(duì)其施行更為嚴(yán)格的管理,直至采取地質(zhì)處置方式。對(duì)于高放廢物,美國(guó)、英國(guó)已經(jīng)確定采取深地質(zhì)處置方式;法國(guó)除研究地質(zhì)處置方式外,還研究分離/嬗變方式,短時(shí)間內(nèi)仍將采取臨時(shí)貯存的方案。
美國(guó)放射性廢物處置的國(guó)家政策是:以地質(zhì)處置方式安全、永久地處置乏燃料和高放廢物,以地表或地下處置方式處置低放廢物,確保放射性廢物與環(huán)境的長(zhǎng)期隔離。
美國(guó)核管會(huì)將低放廢物分為三類:A類、B類和C類。A類低放廢物的比活度較低,如果與B類、C類廢物分開處置,可以放寬穩(wěn)定性要求;B類低放廢物放射性核素的比活度較高,為防止核素遷移,送交處置時(shí)物理形態(tài)必須符合穩(wěn)定性要求;C類低放廢物的比活度最高,送交處置時(shí)除物理形態(tài)必須符合穩(wěn)定性要求外,由于C類低放廢物在處置場(chǎng)封閉數(shù)百年后仍可能對(duì)意外闖入者造成危害,因此處置設(shè)施要有工程屏障(混凝土構(gòu)筑),或予以深埋。
美國(guó)還從低放廢物中劃出兩類特殊廢物。一類是“混合低放廢物”。這類廢物符合低放廢物定義,但還含有美國(guó)《資源保護(hù)與回收法》和《有毒物質(zhì)控制法》中列出的有害物質(zhì)。對(duì)混合低放廢物的管理策略通常是處理其中的有害成分,并處置剩余的低放廢物,但處理費(fèi)用可能高出合理范圍,因此是一個(gè)難題。另一類是比活度高于C類低放廢物的廢物,稱為“C類以上廢物”,這類廢物一般不宜作近地表處置。
按照行政管轄范圍,美國(guó)的低放廢物分為兩部分:即能源部低放廢物和商業(yè)低放廢物。
能源部低放廢物/混合低放廢物的管理政策,即:如果可行,就在廢物產(chǎn)生場(chǎng)址處置;如果不可行,就在能源部其他處置設(shè)施處置;如果適當(dāng)、經(jīng)濟(jì)并符合能源部利益,也可以在商業(yè)處置設(shè)施處置。
商業(yè)低放廢物處置設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行必須獲得核管會(huì)或核管會(huì)協(xié)議州的許可。此類設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行必須滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。設(shè)施運(yùn)營(yíng)商還必須對(duì)設(shè)施所在場(chǎng)址進(jìn)行廣泛的特性調(diào)查,并分析設(shè)施在未來數(shù)千年的行為。
目前,美國(guó)主要利用淺層埋藏場(chǎng)址處置低放廢物。正在運(yùn)行的商業(yè)低放廢物處置設(shè)施有三個(gè):猶他州的Envirocare設(shè)施,華盛頓州的漢福特設(shè)施和南卡羅來納州的Barnwell設(shè)施。其中,Envirocare設(shè)施只接收A類低放廢物;Barnwell設(shè)施接收所有三類(A類、B類和C類)低放廢物,但該設(shè)施已在2008年中期對(duì)地區(qū)外廢物關(guān)閉。Barnwell設(shè)施的關(guān)閉將造成34個(gè)州的廢物產(chǎn)生者自行貯存其B類和C類廢物。美國(guó)將繼續(xù)擁有所有A類廢物的處置途徑,但還沒有制定任何集中貯存B類和C類廢物設(shè)施的計(jì)劃。
美國(guó)核管會(huì)規(guī)定,對(duì)于具有較高α核素含量的廢物屬于超鈾廢物。1970年以后,美國(guó)禁止將超鈾廢物作近地表處置。對(duì)于超鈾廢物,能源部的政策為:如果是國(guó)防廢物,則在廢物隔離示范工廠處置;如果尚未確定是否國(guó)防廢物,則安全貯存,等待將來處置。
廢物隔離示范工廠從1999年3月26日開始運(yùn)行,是世界上第一個(gè)獲得許可的永久貯存超鈾廢物的地下處置庫(kù),位于地下大約700m的巖層。能源部已獲得許可,在廢物隔離示范工廠處置17.56萬立方米超鈾廢物。到2006年9月,該工廠已經(jīng)處置了4.1萬立方米超鈾廢物。未處置的超鈾廢物貯存在廢物產(chǎn)生設(shè)施或指定的能源部設(shè)施內(nèi),貯存方法包括可回取式埋藏、淺地層掩體、混凝土箱、地上混凝土房和建筑物內(nèi)存放。
到2002年年底,美國(guó)已經(jīng)累積了大約47000 MTHM的乏燃料??紤]到電廠壽期延長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2046年乏燃料的量將達(dá)到105000MTHM。目前,絕大部分乏燃料組件均貯存在乏燃料貯存池中,大約10%貯存在干法貯存罐中。
美國(guó)的政策要求高放廢物必須在地質(zhì)處置庫(kù)中進(jìn)行處置。美國(guó)1982年的《核廢物政策法》授權(quán)能源部負(fù)責(zé)處理和處置美國(guó)的高放廢物。能源部確定的高放廢物和乏燃料管理政策為:進(jìn)行必要的穩(wěn)定、固化/處理,在場(chǎng)址安全貯存,直到能夠運(yùn)往地質(zhì)處置庫(kù)。
美國(guó)1987年的《核廢物政策法修訂案》指定尤卡山場(chǎng)址為唯一的高放廢物處置庫(kù)候選場(chǎng)址。2002年2月,美國(guó)能源部長(zhǎng)向美國(guó)總統(tǒng)布什申請(qǐng)將尤卡山場(chǎng)址作為乏燃料和高放廢物的地質(zhì)處置庫(kù)開發(fā)場(chǎng)址。布什批準(zhǔn)了能源部長(zhǎng)的申請(qǐng),并把它提交國(guó)會(huì)批準(zhǔn)。5個(gè)月后,美國(guó)國(guó)會(huì)通過了聯(lián)合決議,批準(zhǔn)將尤卡山場(chǎng)址作為高放廢物的地質(zhì)處置場(chǎng)址。能源部在2008年中期向核管會(huì)遞交了尤卡山地質(zhì)處置庫(kù)建設(shè)許可證的申請(qǐng)。能源部稱,如果獲得足夠的資金并成功完成許可證申請(qǐng)程序,則第一批核廢物將能夠在2017年之前運(yùn)抵該處置庫(kù)。然而,奧巴馬政府上臺(tái)后,決定從2010財(cái)年起不再為尤卡山項(xiàng)目提供經(jīng)費(fèi),認(rèn)為該項(xiàng)目并不是一個(gè)更好滿足美國(guó)核廢物貯存需求的可行解決方案,將尋找更好的方案解決核廢物問題。
英國(guó)高放廢物罐貯存庫(kù)內(nèi)景
目前,英國(guó)大約擁有220萬立方米低放廢物,22萬立方米中放廢物,1300立方米高放廢物。英國(guó)的低放廢物目前在德里格淺埋設(shè)施處置,固體低放廢物可以按照特別計(jì)劃在市政垃圾填埋場(chǎng)埋藏,中放廢物和高放廢物一般貯存在其產(chǎn)生地。
英國(guó)政府已于2007年發(fā)布了新的固體低放廢物管理政策,要點(diǎn)包括:通過避免產(chǎn)生、盡量減少使用放射性物質(zhì)數(shù)量、提高再循環(huán)和再利用率,最大程度地減少低放廢物產(chǎn)生量;建立管理核工業(yè)低放廢物的國(guó)家策略,包括指定核退役局制定“最優(yōu)化使用”德里格低放廢物設(shè)施的計(jì)劃,將來可能要求核退役局建立一座(或多座)替代德里格處置庫(kù)的設(shè)施;啟動(dòng)管理非核工業(yè)低放廢物的計(jì)劃,第一步為政府和核退役局展開研究,給出非核部門低放廢物的清晰描述。
2003年,英國(guó)政府成立放射性廢物管理委員會(huì),負(fù)責(zé)對(duì)中、高放廢物的長(zhǎng)期管理方案進(jìn)行評(píng)估。2006年7月,該委員會(huì)向政府建議:地質(zhì)處置是對(duì)英國(guó)活性較高放射性廢物實(shí)施長(zhǎng)期管理的最佳方案;為保證廢物臨時(shí)貯存期間的安全、可靠,需要規(guī)劃并建造地質(zhì)處置設(shè)施;政府應(yīng)當(dāng)制定合作伙伴協(xié)定,借助地方機(jī)構(gòu)/團(tuán)體的適當(dāng)參與并為其提供一系列優(yōu)惠條件,確保處置設(shè)施的安全、可靠。
2006年10月,英國(guó)環(huán)境大臣宣布了對(duì)中、高放廢物進(jìn)行深層地質(zhì)處置的計(jì)劃,決定建設(shè)最終處置設(shè)施。
法國(guó)一方面將廢物分為極低放廢物、低放廢物、中放廢物或高放廢物,另一方面還分為短壽命廢物和長(zhǎng)壽命廢物。
2003年8月,法國(guó)極低放廢物處置庫(kù)(Morvilliers)投入運(yùn)行。該處置庫(kù)的總?cè)萘渴?5萬立方米,到2005年底已經(jīng)處置了4.15萬立方米廢物。廢物被安置在處置單元里,并用合成膜保護(hù),將來還將用粘土覆蓋。
法國(guó)長(zhǎng)期管理這類廢物的技術(shù)方案是在地表處置庫(kù)中處置。在處置庫(kù)中,適當(dāng)?shù)膹U物包被放置在混凝土建筑物中。過去,這類廢物在芒什處置庫(kù)(52.7萬立方米)處置。該處置庫(kù)已經(jīng)于1994年停止接收廢物,現(xiàn)在已進(jìn)入監(jiān)督階段。奧布處置庫(kù)于1992年開始處置短壽命低、中放廢物,到2005年底已經(jīng)處置了17.5萬立方米廢物。奧布處置庫(kù)的處置能力為100萬立方米,隨著近年接收廢物數(shù)量的減少,其壽期已經(jīng)從30年延長(zhǎng)到50年。
根據(jù)法國(guó)2006年的“可持續(xù)管理放射性材料和廢物行動(dòng)計(jì)劃”,法國(guó)將在2013年建立這種廢物的處置中心,并投入運(yùn)行。法國(guó)放射性廢物管理局已經(jīng)完成了常規(guī)性研究,正計(jì)劃選定一處場(chǎng)址進(jìn)行詳細(xì)研究。同時(shí),還在研究現(xiàn)有貯存設(shè)施的安全狀況。
美國(guó)超鈾廢物運(yùn)輸容器
法國(guó)的高放廢物和長(zhǎng)壽命中放廢物目前暫時(shí)貯存在其產(chǎn)生場(chǎng)址內(nèi)。2006年的“可持續(xù)管理放射性材料和廢物行動(dòng)計(jì)劃”規(guī)定了研究高放廢物和長(zhǎng)壽命中放廢物處置的3條路線:一是長(zhǎng)壽命核素的分離和嬗變,計(jì)劃能夠在2012年對(duì)可以嬗變的反應(yīng)堆的工業(yè)前景做出評(píng)估,并在2020年12月31日前運(yùn)行原型裝置。二是在深地質(zhì)處置庫(kù)中可回取處置,計(jì)劃是在2015年申請(qǐng)授權(quán),如果獲得這類授權(quán),2025年將能夠建立一個(gè)中心,并投入運(yùn)行。三是貯存,至少在2015年建立一個(gè)新的貯存裝置或改造現(xiàn)有裝置,以滿足需求。