101堆退役！核设施安全撤退没那么简单

科技日报记者 陈瑜

对完成历史使命的核设施来说，退役是终点，但对核设施退役及放射性废物治理而言，又是一个新兴产业和学科的起点。

近日，我国第一座重水研究堆（以下简称101堆）退役获国家立项批复。作为我国首个实施退役的重水研究堆，101堆退役意义何在？它的退役与一般核设施退役有何差异？我国核设施退役现状如何？记者就此采访了业内人士。

位于江苏连云港的田湾核电站 视觉中国供图

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核设施生命周期的最后一个阶段

对于核设施，国际原子能机构（IAEA）的定义是，规模生产、加工、使用、贮存或处理处置放射性物质，需要作安全考虑的设施，包括其设备、建筑物及其附属场地。

我国放射性污染防治法对核设施做了具体定义，包括核动力厂（核电厂、核热电厂、核供汽供热厂）和其他反应堆（研究堆、实验堆、临界装置等）；核燃料生产、加工、贮存和后处理设施；放射性废物的处理和处置设施等。

与其他非核设施一样，核设施也有其生命周期。退役被认为是核设施生命周期的最后一个阶段，更是其生命周期管理中的一个重要环节。

在IAEA的定义中，核设施退役被定义为解除一座核设施的部分或全部监管控制所采取的行政和技术活动。

“对完成历史使命的核设施来说，退役是终点，但对核设施退役及放射性废物治理而言，又是一个新兴产业和学科的起点。”中核集团首席专家、中国原子能科学研究院院长助理张生栋说。

这次获准立项退役的101堆是1955年我国从苏联引进的。经过近50年的安全运行，2007年底，101堆永久停闭，进入安全关闭期等待退役。

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安全处理退役核设施没那么简单

张生栋告诉记者，核设施的退役就像一幢房子临近寿命期限就必须对其采取专业手段进行处理一样。

在日常生活中，拆除一幢普通的建筑通常只需一次爆破，把垃圾外运填埋即可。然而对退役的核设施来说，要安全处理它们可没有那么简单，每次拆除都是一场惊心动魄的安全大撤退。

“核设施退役是一个复杂的系统性工程。”张生栋说，首先要清理核设施内的现存放射性废物，并对退役场所进行包括放射性核素种类、剂量强度、废物种类在内的源项调查，查明辐射剂量水平，然后要对工艺系统及设备等进行清洗去污，降低辐射剂量，之后进行工艺设备的切割解体、污染场地去污，对拆除的放射性废物进行分类检测并进行整备处理，等到设施内污染部分全部达标后，再对核设施进行拆除，夷为平地。“就像有一堆脏衣服，首先要确定用什么洗衣粉清洗，然后再计划如何清洗。”

因为种类繁多，加上规模大小、场址条件、运行状况等有别，不同核设施的退役方式大不相同。在国际上，3种退役策略已被广泛采用，即立即拆除、延缓拆除、封固埋葬。

“立即拆除”是在核设施永久关闭后，尽可能快地除去和处理核设施内的放射性物质，原场址可以有限制或无限制利用。“延缓拆除”是在核设施关闭后先做部分和简易的去污、拆除工作，在保证安全的条件下对核设施进行长期贮存，让放射性核素衰变，然后拆除。对大型反应堆退役，延缓拆除往往是优选的策略。“封固埋葬”是把核设施整体或它的主要部分，处置在它现在的位置或核设施边界范围的地下。

作为我国第一座重水研究堆，101堆的退役又与其他反应堆不同。

101堆退役，其难点首先体现在废石墨回取。101堆是重水堆，用石墨作为反射层和中子慢化剂，废石墨经过50多年的辐照，体积膨胀，柔性变差，活性增大，回取中存在难以整块回取或者着火的风险。其次，101堆生物屏蔽体厚且较其他反应堆密度大，目前没有成熟工具和技术可用，并且101堆要打造成我国反应堆博物馆，对安全的要求更严格，因此堆本体和生物屏蔽体拆除难度相对更高。此外，101堆化工热室在地下，相比地面上的化工热室，污染程度高、源项不清楚，操作空间狭小，因此化工热室拆除的难度也很大。

张生栋说，作为我国核设施退役重点项目之一，101堆的退役在国内外没有可以借鉴的经验，将按照“先易后难、先外围系统和主工艺系统、后堆本体”的顺序分3个阶段实施，并同步开展工程科研验证。本次批复的第一阶段工程，主要是退役前期准备及外围系统拆除。“它将为后续两个阶段的工程实施奠定基础，将为我国建立研究堆退役能力体系，以及其他堆型退役提供技术示范，虽然难度非常大，但在成功克服101堆退役难题后，核电退役问题将迎刃而解。”

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应及早对设施退役做出统筹规划

我国的核设施退役始于上世纪90年代初，主要针对的是早期军用核设施（部分军工核设施从80年代开始陆续关停，进入监护运行状态），经过20多年的工作取得了一定的成绩，部分重要核设施和放射性废物的治理工作已进入实施阶段。

在目前的核实施中，核电站占据相当大比例。

根据2018世界核电产业现状报告，截至2018年，世界上共有115台核电机组正在退役，约占173座永久停运核电机组的70%。共有19台机组已完成退役（美国13台、德国5台、日本1台），其中10个核电厂址已恢复成绿地。

在我国，由于最早运行的秦山一期核电站要到2024年后才开始关闭退役，现有条件下针对其退役技术的研究还很少，退役经验缺失。

“核设施退役是一项集高科技为一体的非常复杂的系统工程，涉及核化工、机械、自动化、辐射防护、放射性废物处理处置、环境治理修复等诸多技术领域。同时还涉及资金运作、项目管理、监理等方面的工作。”在张生栋看来，核设施退役不仅仅是营运者自己应考虑的问题，国家、政府等也应参与其中，及早对其做出统筹规划，实施科学管理，确保退役项目安全、省时、省力、省钱。

在他看来，首先要尽快完善退役的法律法规，做到有法可依，有章可循。但目前原子能法还没出台，我国针对核设施退役的操作和验收标准等也还不完善。

此外，目前我国对各类核设施退役的策略还不是非常明确，还存在着反应堆封存多长时间合适、有的核设施是否可就地埋葬等问题的争议，为安全、经济、较快地完成退役任务，需要尽快开展有针对性地研究和论证。

足够的退役资金是完成核设施退役的重要前提。除军用核设施的退役经费由中央财政拨付外，民用核电站的退役则应由营运商自己来贮备足够的退役资金。

我国在《国家核电发展专题规划（2005—2020年）》末尾，对核电站的退役问题作了规定：电站投入商业运行开始时，即可在核电站发电成本中强制提取、积累核电站退役处理费用。在中央财政设立核电站退役专项基金账户，在各核电站商业运行期内提取。这是规划的一大亮点，也为以后核电站的退役资金做出了安排。但是到目前为止，由于国内尚无核电厂退役费用具体估算办法，因此究竟从核电站发电成本中提取多少合适，也未明确。

多名业内人士强调，退役不应被简单视为核设施或厂址的终点，更应被视为重新使用或重新开发项目的起始点，在退役计划阶段的早期就应考虑是否以及如何重新使用或重新开发，此外还应加强核设施退役人才队伍建设。

来源：科技日报

编辑：李俊霞

审核：朱丽