□劉 群

乏燃料安全管理是核電可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是核燃料循環(huán)后段的重要組成部分，所有核電國(guó)家都從法律法規(guī)和體制機(jī)制建設(shè)等多個(gè)方面，對(duì)包括乏燃料運(yùn)輸、貯存在內(nèi)的管理活動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)范。美國(guó)是核電起步最早的傳統(tǒng)核大國(guó)。截至2019年底，美國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組96臺(tái)，總裝機(jī)容量97.6GWe，約占全球核電總裝機(jī)容量的24%；2019年核發(fā)電量809.4TWh，占全美總發(fā)電量的19.25%，占全球核發(fā)電量的31.5%。美國(guó)是世界上最大的乏燃料產(chǎn)生國(guó)，截至2019年底，共產(chǎn)生8.4萬(wàn)噸tHM核電站乏燃料[1～2]。

一、核電站乏燃料管理策略相關(guān)立法

美國(guó)1982年通過(guò)的《核廢物政策法》于1983年1月7日經(jīng)正式簽署成為法律，該法確立了聯(lián)邦政府在深地質(zhì)處置庫(kù)中處置乏燃料的責(zé)任以及政策。根據(jù)該法，核電站乏燃料要進(jìn)行深地質(zhì)處置。該法授權(quán)美國(guó)能源部建造一個(gè)深地質(zhì)處置庫(kù)，核管會(huì)負(fù)責(zé)為該庫(kù)的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和退役制定許可法規(guī)，用于乏燃料運(yùn)輸?shù)呢洶仨毥?jīng)核管會(huì)認(rèn)可，環(huán)保署負(fù)責(zé)建立適用于地質(zhì)處置庫(kù)的公共衛(wèi)生和安全標(biāo)準(zhǔn)。核電公司為每度核電支付0.001美元作為核廢物基金，用于支付處置庫(kù)建造和運(yùn)行等費(fèi)用[3]。

1987年對(duì)1982年《核廢物政策法》進(jìn)行了修訂，其主要內(nèi)容包括：由能源部全面負(fù)責(zé)乏燃料最終處理處置工作，包括處置庫(kù)選址、建造和運(yùn)行；指定位于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的尤卡山為第一座處置庫(kù)的唯一場(chǎng)址，處置能力為7萬(wàn)tHM乏燃料，并于1998年開始深地質(zhì)處置核電站乏燃料。

二、核電站乏燃料貯存管理實(shí)踐

(一)乏燃料貯存總體現(xiàn)狀。除少量運(yùn)往科研機(jī)構(gòu)，用于開展乏燃料深地質(zhì)處置庫(kù)建造的相關(guān)研究外，絕大部分美國(guó)核電站乏燃料貯存在核電站場(chǎng)址內(nèi)，其中約5萬(wàn)tHM貯存于在堆水池，約2.7萬(wàn)tHM貯存于核電站(包括已退役核電站)的現(xiàn)場(chǎng)獨(dú)立乏燃料貯存裝置(ISFSIs)[4](見圖1)。

圖1 美國(guó)加州代阿布洛峽谷核電站乏燃料干式貯存設(shè)施

(二)乏燃料場(chǎng)址內(nèi)干法貯存情況。由于建造尤卡山深地質(zhì)處置庫(kù)計(jì)劃一直沒(méi)有落地，導(dǎo)致乏燃料中間貯存時(shí)間不斷延長(zhǎng)，作為中間集中貯存設(shè)施和深地質(zhì)處置庫(kù)建成前的緩解方案，1990年開始，核管會(huì)允許核電站許可證持有方在許可的核電站場(chǎng)址，采用經(jīng)核管會(huì)認(rèn)證的干式貯存桶(ISFSIs)貯存乏燃料。美國(guó)已在包括退役核電機(jī)組在內(nèi)的34個(gè)州的核電場(chǎng)址建造了79個(gè)干法貯存設(shè)施，其中21個(gè)處于凍結(jié)狀態(tài)，即沒(méi)有新的乏燃料可以存入[5]。絕大部分集中在東部，采用運(yùn)輸與貯存雙功能裝置。為了建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)這些乏燃料貯存設(shè)施，美國(guó)政府已經(jīng)花費(fèi)了74億美元，并將持續(xù)增加干法貯存設(shè)施的數(shù)量，以便將可以外運(yùn)的乏燃料從在堆水池中轉(zhuǎn)移出來(lái)。

(三)乏燃料集中中間貯存設(shè)施和最終處置庫(kù)建造情況。由于尤卡山項(xiàng)目遭到所在地內(nèi)華達(dá)州政府和當(dāng)?shù)毓姷膹?qiáng)烈反對(duì)，2009年奧巴馬政府宣布中止該項(xiàng)目，2010年能源部撤銷了相關(guān)許可證申請(qǐng)。這導(dǎo)致乏燃料最終處置工作陷入僵局，并使解決核電站乏燃料貯存問(wèn)題變得更加緊迫。

2019年眾議院?jiǎn)?dòng)《核廢料政策法》修正案，該修正案要求重啟尤卡山項(xiàng)目的許可證審批程序，授權(quán)尤卡山建成前進(jìn)行中間貯存，包括由私營(yíng)企業(yè)投資建設(shè)集中中間貯存設(shè)施，還把尤卡山處置容量上限從7萬(wàn)噸提高到11萬(wàn)噸。特朗普政府期間，政府和國(guó)會(huì)未就乏燃料貯存采取實(shí)際行動(dòng)。拜登總統(tǒng)上任后，仍面臨需要處置乏燃料這一難題。

隨著越來(lái)越多的反應(yīng)堆關(guān)閉或即將關(guān)閉，乏燃料長(zhǎng)期貯存需求增加，兩家私營(yíng)公司開始開發(fā)位于德克薩斯州和新墨西哥州的集中中間貯存場(chǎng)址，并已向核管會(huì)提交了許可證申請(qǐng)。如果核管會(huì)按預(yù)期批準(zhǔn)許可證，這兩個(gè)核電站乏燃料臨時(shí)貯存設(shè)施最早可于2022年投運(yùn)。

三、核電站乏燃料運(yùn)輸管理實(shí)踐

(一)乏燃料運(yùn)輸相關(guān)法律法規(guī)。美國(guó)乏燃料運(yùn)輸是在聯(lián)邦、州和地方法規(guī)和規(guī)章的指導(dǎo)下進(jìn)行的。根據(jù)美國(guó)1982年《核廢物政策法》，對(duì)核電站乏燃料運(yùn)輸須獲得美國(guó)核管會(huì)和交通運(yùn)輸部的許可和審管。

能源部部長(zhǎng)在依照《核廢物政策法》履行職能時(shí)，有權(quán)同產(chǎn)生或擁有國(guó)內(nèi)來(lái)源的乏燃料的任何法人簽署關(guān)于所有權(quán)接收、后續(xù)運(yùn)輸乏燃料的合同，合同中規(guī)定能源部應(yīng)支付運(yùn)輸活動(dòng)的費(fèi)用。

準(zhǔn)備乏燃料運(yùn)輸時(shí)，能源部應(yīng)當(dāng)按照合同在運(yùn)輸?shù)拿恳粋€(gè)方面最大限度地利用私營(yíng)企業(yè)，只有當(dāng)交通運(yùn)輸部與能源部協(xié)商后，確定私營(yíng)企業(yè)不能夠或不愿意以合理的費(fèi)用提供這種服務(wù)時(shí)，能源部才能使用直接的聯(lián)邦服務(wù)設(shè)施來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸。

在乏燃料運(yùn)輸包裝方面，除非使用核管會(huì)為此目的已經(jīng)給予證明的包裝，否則能源部不得運(yùn)輸或不得為能源部運(yùn)輸乏燃料和高水平放射性廢物。

在運(yùn)輸乏燃料之前，能源部必須遵守美國(guó)核管會(huì)關(guān)于通知州和地方政府的規(guī)定，向運(yùn)輸乏燃料擬定通過(guò)的轄區(qū)所在州提供技術(shù)援助和資金支持，包括培訓(xùn)地方政府和相關(guān)單位的公共安全官員。

(二)乏燃料運(yùn)輸實(shí)踐。從20世紀(jì)50年代美國(guó)開始運(yùn)輸少量不同類型的乏燃料，包括海軍核潛艇、研究設(shè)施、核電廠乏燃料等，其國(guó)內(nèi)的乏燃料運(yùn)輸一直采用鐵路和公路運(yùn)輸模式，海外運(yùn)輸采用海運(yùn)方式。核管會(huì)和交通運(yùn)輸部共同對(duì)乏燃料運(yùn)輸?shù)陌踩珜?shí)施監(jiān)管。美國(guó)已安全實(shí)施了3,000多次乏燃料運(yùn)輸，已安全運(yùn)輸超過(guò)3,000tHM乏燃料，一部分運(yùn)輸是為了乏燃料貯存，相同核電業(yè)主的不同反應(yīng)堆間運(yùn)輸乏燃料，另一部分運(yùn)輸是為了建造高放廢物貯存設(shè)施，需要對(duì)乏燃料開展科研活動(dòng)而將乏燃料運(yùn)輸?shù)窖芯吭O(shè)施[6]。

2004年，能源確定鐵路運(yùn)輸是把乏燃料運(yùn)送到內(nèi)達(dá)華州尤卡山處置庫(kù)的首選交通方式，即按照以鐵路運(yùn)輸為主、公海鐵聯(lián)運(yùn)的方式，少量不靠近鐵路的核電站產(chǎn)生的乏燃料將通過(guò)公路運(yùn)送到尤卡山處置庫(kù)。為此，能源部修建了一條長(zhǎng)達(dá)512公里的卡連特鐵路專線，并提出在現(xiàn)有鐵路干線和高速公路交匯點(diǎn)修建運(yùn)營(yíng)一座鐵路至公路運(yùn)輸中轉(zhuǎn)設(shè)施，以保證在鐵路系統(tǒng)完全運(yùn)行前支持法定重量卡車的運(yùn)輸。由于尤卡山項(xiàng)目受阻，此運(yùn)輸方案一直沒(méi)有起動(dòng)。

(三)乏燃料運(yùn)輸容器研發(fā)與管理。乏燃料裝載容器能保證長(zhǎng)期的正常使用和在極端機(jī)械力以及嚴(yán)重事故中產(chǎn)生熱負(fù)荷條件下能維持高水平的密封效果對(duì)于運(yùn)輸至關(guān)重要。對(duì)乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)、制造、認(rèn)證和維護(hù)的監(jiān)管要求比大多數(shù)其他類型危險(xiǎn)材料(如危險(xiǎn)化學(xué)品)的運(yùn)輸要求嚴(yán)格得多。因此，用于運(yùn)輸乏燃料和高放廢物的容器設(shè)計(jì)要求能夠在承受極端的溫度和力學(xué)條件不會(huì)造成集容器的明顯損失。美國(guó)用于運(yùn)輸乏燃料的B型容器必須經(jīng)過(guò)核管會(huì)的認(rèn)證。申請(qǐng)人(即容器制造商或供應(yīng)商)必須向核管會(huì)證明，容器設(shè)計(jì)需滿足《聯(lián)邦法典》的測(cè)試要求。核管會(huì)還要求，運(yùn)輸容器必須使用經(jīng)批準(zhǔn)的質(zhì)量保證程序去設(shè)計(jì)和制造，容器將在某種程度上比監(jiān)管要求更為嚴(yán)重的溫度力學(xué)條件下生存下來(lái)。核管會(huì)已經(jīng)認(rèn)證了幾種在美國(guó)使用的乏燃料儲(chǔ)存和運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)，這些容器專門為乏燃料貯存和運(yùn)輸而設(shè)計(jì)。

(四)乏燃料運(yùn)輸組織管理體系。

1.能源部核能辦公室。按照能源部、交通運(yùn)輸部以及核管會(huì)的規(guī)定，能源部核能辦公室的運(yùn)輸管理辦公室負(fù)責(zé)美國(guó)境內(nèi)核設(shè)施產(chǎn)生的放射性物質(zhì)運(yùn)輸管理工作。其在乏燃料運(yùn)輸方面的主要工作是：建立一套安全、高效的運(yùn)輸體系，包括運(yùn)輸路線選擇、應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃與培訓(xùn)、安全措施保障、運(yùn)輸實(shí)際操作、通訊和信息錄入等；保證州及部落居民健康及財(cái)富的首要前提下，與州及部落政府協(xié)作開展運(yùn)輸體系建設(shè)；與合作方共同實(shí)施運(yùn)輸計(jì)劃。另外，為應(yīng)對(duì)當(dāng)前對(duì)環(huán)境不斷增加的威脅，核能辦公室建立了一套運(yùn)輸審查程序，對(duì)乏燃料運(yùn)輸進(jìn)行審核、批準(zhǔn)并追蹤。核能辦公室關(guān)注的所有運(yùn)輸狀態(tài)都要在每周運(yùn)輸狀態(tài)報(bào)告中提供給核能辦公室主管、核能辦公室副主管以及有關(guān)的協(xié)會(huì)主管。為了確保對(duì)運(yùn)輸途中的事故或應(yīng)急進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)，核能辦公室可以直接進(jìn)入能源部的運(yùn)輸跟蹤通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一套基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)貨物跟蹤和通信系統(tǒng)。

2.核管會(huì)。核管會(huì)的主要職責(zé)是確認(rèn)、頒發(fā)和許可有關(guān)乏燃料運(yùn)輸活動(dòng)、處置、運(yùn)輸容器等廢物管理系統(tǒng)的組成內(nèi)容，包括運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)、加工要求、運(yùn)輸容器的安全確認(rèn)及安全性測(cè)試(容器裝載測(cè)試材料后的垂直跌落試驗(yàn)、擠壓試驗(yàn))、受限制使用等，并根據(jù)1974年核能監(jiān)管法和1969年環(huán)境政策法的要求進(jìn)行容器認(rèn)證的評(píng)估；通過(guò)安全與安保相結(jié)合、運(yùn)輸容器取證、監(jiān)督和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)確保乏燃料運(yùn)輸滿足要求；執(zhí)行環(huán)保署制定與環(huán)境、核安全與公眾健康等有關(guān)的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；確認(rèn)能源部實(shí)施運(yùn)輸是否能滿足環(huán)保署的標(biāo)準(zhǔn)。

3.環(huán)保署。環(huán)保署的主要職責(zé)是制定和發(fā)布與環(huán)境、核安全與公眾健康等有關(guān)的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；建立高放廢物和乏燃料運(yùn)輸、處置有關(guān)活動(dòng)的輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)公眾及環(huán)境安全。運(yùn)輸與空氣質(zhì)量辦公室具體負(fù)責(zé)制定與運(yùn)輸有關(guān)的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.交通運(yùn)輸部。交通運(yùn)輸部的主要職責(zé)是負(fù)責(zé)乏燃料運(yùn)輸路線的管理，實(shí)施運(yùn)輸途中的監(jiān)管，設(shè)置運(yùn)輸標(biāo)簽，制定裝載較少量放射性物質(zhì)貨包的運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)獲得許可的運(yùn)輸任務(wù)，確認(rèn)運(yùn)輸車輛滿足運(yùn)輸法規(guī)和導(dǎo)則；要求放射性物質(zhì)運(yùn)輸?shù)鸟{駛員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，并且每年都要進(jìn)行培訓(xùn)；要求駕駛員必須完成聯(lián)邦應(yīng)急管理局的應(yīng)急響應(yīng)課程，以具備事故保護(hù)和應(yīng)急能力。

四、乏燃料貯存與運(yùn)輸管理的相關(guān)啟示

(一)通過(guò)立法明確乏燃料管理策略、管理經(jīng)費(fèi)、機(jī)構(gòu)設(shè)置與管理職責(zé)。美國(guó)《核廢物政策法》明確了核電站乏燃料采取深地質(zhì)處置的管理策略；建立了相應(yīng)的乏燃料處置收費(fèi)機(jī)制，明確了費(fèi)用征收方法、使用范圍等方面的管理要求；建立了相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)、明確了能源部、核管會(huì)、環(huán)保署以及交通運(yùn)輸部等部門的管理職責(zé)。

(二)乏燃料長(zhǎng)期分散的貯存方式不利于乏燃料安全管理。美國(guó)已有40臺(tái)核電機(jī)組停運(yùn)，其中13臺(tái)已完成退役，這些核電機(jī)組產(chǎn)生的乏燃料絕大部分不得不采用場(chǎng)址內(nèi)干法貯存，作為中間集中貯存設(shè)施和深地質(zhì)層處置庫(kù)建成前的緩解方案，美國(guó)政府還將持續(xù)增加干法貯存設(shè)施的數(shù)量。對(duì)于已完成退役的核電站，由于乏燃料仍貯存于核電站場(chǎng)址內(nèi)，需要配備相應(yīng)的核安保和核應(yīng)急措施，場(chǎng)址的完全解控受到限制，這種分散的貯存方式增加了管理成本，不利于乏燃料長(zhǎng)期安全管理和退役場(chǎng)址的再利用。

(三)尤卡山高放廢物處置庫(kù)項(xiàng)目在沒(méi)有得到當(dāng)?shù)卣凸娡獾那闆r，投入了大量人財(cái)物力。尤卡山高放廢物處置庫(kù)項(xiàng)目一直遭到尤卡山當(dāng)?shù)毓姾退趦?nèi)華達(dá)州政府的強(qiáng)烈反對(duì)。2011年，美國(guó)政府在耗資120億美元后，由于地方和州政府反對(duì)，項(xiàng)目被叫停，目前也沒(méi)有重新啟動(dòng)?？梢哉f(shuō)，美國(guó)在核廢物問(wèn)題上花費(fèi)了大量資金，但還沒(méi)有找到解決乏燃料最終處置的可行性途徑。