钟航 吴伟雄
福建福清核电有限公司 福建省福清市 350318
摘要:安全生产标准是规范企业安全生产的基本要求。2004年,随着《安全生产行业AQ标准守则》的批准,中国安全生产标准建设进入了快速发展的时代,建立了涵盖煤矿、山区和危险化学品等11个领域和部门的iu2安全生产标准体系,大型企业正在建设3 .本文件首先比较分析了其他工业和军事工业集团安全生产标准框架的特点,并提出了核集团安全和环境标准框架的构想,同时考虑到核集团的标准安全生产做法和该制度的研究基础□对
关键词:乏燃料;放射性废物;安全管理
引言
1958年,随着中国第一个研究重水反应堆的建成,中国原子能研究所(中国原子能研究所前身)设立了技术安全室(以下简称技术厅),这是中国开展辐射防护活动的第一个单位技术厅于1983年更名为安全和环境保护部,辐射安全研究部于2006年成立,此前已将辐射安全监督和管理职能分开,辐射安全研究所于2010年成立,以满足该学科的发展需要。
1管理原则及目标
核动力平台空间紧凑,设施运行受风浪和盐雾的影响较大。中国陆上核电站放射性废物管理策略比较成熟,而核动力平台放射性废物管理策略尚有部分问题待突破。按照第三代核电的要求,参照现有及新型核电废物管理方案,尽量选用成熟、可靠、先进的工艺和设备,按照“源项控制、分类收集与处理、技术适宜、确保安全”等原则。在严格遵守国家法规、标准规范的前提下,确定核动力平台的废物管理目标。
2放射性污染潜在因素分析
2.1废物库贮存废源废物的时间过长
废源废物收贮后一般要贮存5~10年,甚至更长时间,贮存期间往往会发生以下情况:(1)废源废物包装进一步老化,包容性能逐渐降低,或者某些具有腐蚀性的放射性废物可能腐蚀包装容器,彻底毁坏其包容性。(2)某些废源久置会发生自然泄露,如226Ra源,1个226Ra原子完全衰变会生成5个4He原子,久置引起包封容器压力增大,膨胀过压可能造成容器破损,导致扩大污染。(3)已经发生泄漏的放射性核素会随时间逐渐扩散,尤其是衰变时母核会发生反冲的α放射性核素,如244Cm、241Am。(4)废物库均为地坑式贮存,贮存期间有可能对某些包装体进行回取等操作,这些操作均有损坏包装体或加剧污染扩散的风险。
2.2技术存在难度
核动力平台的废物管理方案中均采用经工程验证的技术,但仍有部分关键技术需要解决。(1)核动力平台处于一个有摇摆和振动的平台上,加之其可用空间比常规核电站小很多,废物管理(如废物接收、转运)的难度是空前的;(2)受环境和空间限制,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;(3)核动力平台放射性废物管理的执行标准还不够明确,标准体系适用性需要进一步研究。
2.3核技术利用单位的操作不当
首先,核技术利用单位在使用放射源时,如果不按放射源辐射安全要求或违反国家法律法规、标准进行操作,可能造成放射源的破损、泄露与污染;其次,核技术利用单位若送贮液体废物、未经可靠包容或整备的废物,送贮后就可能给废物库带来放射性污染。因此,核技术利用单位送贮废物之前,应将所有废物转化为固态,并且进行整备;对于含有易扩散放射性核素的废物,应将其进行可靠包容,防止放射性核素的扩散;所使用的容器应满足废物库的接收要求。
3乏燃料和放射性废物安全管理
3.1含硼水水箱检修场地的空气污染控制与防护
硼水贮存系统是压水堆核电厂重要的一回路辅助系统。含硼水是一回路调硼、控制堆芯反应性的重要媒介,具有较强的放射性。含硼水贮存水箱(JNK水箱)的主要功能是存储一回路使用的含硼水。检修水箱时,工作人员需要将存水排空,进入水箱内部进行作业。由于水箱内有污染空气,所以,焊缝焊接、打磨等作业过程存在内照射风险。针对水箱内高空气污染风险的作业,我们首先应从总体上进行控制,避免污染空气的流通扩散。总体控制的一项重要措施是:在箱体开口处建立负压工作棚(SAS棚),使其作为箱体内部空气与外部环境空气流动的缓冲,从而有效降低水箱内空气污染向外环境扩散的风险。SAS棚内分为工作区和缓冲区。工作区直接连通水箱,中间用塑料帘幕分隔。为保证空气污染源得到更好的控制,我们需要在工作区设置通风净化小车。通风净化小车的作用是:一方面建立SAS棚内部的负压,减小放射性空气向工作棚外扩散的概率;另一方面对检修区域的空气进行净化换新。
3.2做好废源废物贮存环节的管理工作
在废源废物贮存期间,废物库管理单位要对入库建档情况与废源废物贮存状态进行定期检查并编写年度评估报告,确保各容器的包容完整性;要制订日常监测计划,定期对库坑内部、盖板、通风系统的辐射水平与放射性污染进行监测,及时发现污染情况并采取相应措施;除进行必要的检查、监测外,应减少对废源废物的非必要操作;应减少库内无关物品的放置数量,以减小污染发生时去污的工作量和二次废物产生量。
3.3等离子体焚烧
等离子体焚烧通过炙热的等离子气流传递能量至废物,在高温缺氧环境下将有机物分解为含CO、H2、CH4等可燃气体的裂解气,无机物和添加剂一起熔化形成玻璃体。裂解气引出后送入燃烧炉内进行焚烧,再对焚烧尾气进行净化。具有代表性的有瑞士ZWILAG等离子焚烧技术、俄罗斯SIARADON等离子体焚烧技术,日本JAEA等离子体减容技术等。我国西南物理研究院与中辐院、中国核动力研究院一起开展了相关技术研究,中广核工程公司也开展了低放废物等离子焚烧技术研究。通过等离子体炬产生的电弧来加热废物,反应区核心温度高达5000℃,可用于处理金属、混凝土、不同种类的无机颗粒和有机废物。处理过程中,通过向坩埚内加入玻璃形成剂,使产生的炉渣形成非常稳定的玻璃固化体,适合最终处置,尤其适合难处理的废物和有特殊要求的废物,如PCBs、石棉废物等。
3.4事故应急管理
紧凑型焚烧装置设置事故应急系统,由应急排放阀、应急高效过滤器、应急水箱和应急电源组成,可实现停电、停水、非正常工况的应急排放与停炉。应急排空阀用于应急状态下将烟气从焚烧炉直接排出,避免焚烧烟气封闭在焚烧炉内造成事故;应急高效过滤器是为了防止从焚烧炉排出的烟气中放射性颗粒物向环境释放造成影响;应急水箱是为了确保停水事故下保持对焚烧炉的冷却;应急电源用于停电时为仪表控制系统供电,确保对焚烧系统状态的监控。
结束语
未来放射性废物焚烧技术的发展趋势也是以经济性为前提,在满足环保要求的前提下,尽量提高废物的整体减容效果,提高对废物的适应能力和对多种废物的兼容处理,此外针对特殊废物开发针对性的焚烧技术也是重要的发展方向。
参考文献
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