世界中低水平放射性廢物處置設(shè)施現(xiàn)狀及啟示

喬亞華 王 亮 程 理 劉福東 張春明 張 瓊

(環(huán)境保護部核與輻射安全中心，北京 100082)

世界中低水平放射性廢物處置設(shè)施現(xiàn)狀及啟示

喬亞華 王 亮 程 理 劉福東 張春明 張 瓊*

(環(huán)境保護部核與輻射安全中心，北京 100082)

隨著核科學(xué)的飛速發(fā)展和應(yīng)用,產(chǎn)生了大量的放射性廢物,合理、安全的處置各類放射性廢物,已成為世界各國刻不容緩的研究課題。各國已建或在建了許多中低水平放射性廢物處置設(shè)施，這些設(shè)施的信息分散在各國的官方報告中，研究分析這些信息將對我國放射性廢物的處置具有重要意義。本文通過調(diào)研大量資料，總結(jié)了世界核反應(yīng)堆的現(xiàn)狀（數(shù)據(jù)截止到2013年）；介紹了中低水平放射性廢物處置發(fā)展概況；分析了世界各國中低水平放射性廢物處置設(shè)施的現(xiàn)狀（數(shù)據(jù)截止到2011年）；并對我國的中低放廢物處置提出建議。為我國全面和正確的認識放射性廢物處置，有的放矢的制定發(fā)展規(guī)劃和開展相關(guān)研究提供了科學(xué)依據(jù)。

中低水平；放射性廢物；處置設(shè)施

引言

含有放射性核素或被其污染，沒有或暫時沒有重復(fù)利用價值，放射性濃度、比活度、污染水平超過規(guī)定下限值的廢棄物，被稱為放射性廢物。放射性廢物主要來源于整個核電產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)，包括鈾礦山、核燃料循環(huán)設(shè)施、核元件制造廠、研究堆、核電站、核燃料后處理廠、核設(shè)施退役等，還有少量來源于放射性同位素制造、核武器生產(chǎn)以及使用放射性物質(zhì)的各過程。

截至2013年，我國大陸地區(qū)投入商業(yè)運行的核電機組已達17臺，核電總裝機容量為14745.99兆瓦。與此同時，放射性同位素與輻射技術(shù)在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的應(yīng)用也日益增長，放射性廢物的品種和數(shù)量將會不斷增加，為了保護公眾免受超限值

的劑量照射以及保護人類生存環(huán)境，需要對這些放射性廢物進行安全處置。本文旨在通過對世界中低水平放射性廢物處置設(shè)施現(xiàn)狀進行全面的分析,準確把握總體情況，為以后有的放矢的制定發(fā)展規(guī)劃、開展管理技術(shù)和政策研究，提高我國的放射性廢物管理現(xiàn)狀提供技術(shù)支持。

1．世界核反應(yīng)堆現(xiàn)狀

根據(jù)世界核協(xié)會（WNA）網(wǎng)站提供的資料，截至2013年6月1日，全球共有30個國家運行著434臺核電機組，總凈裝機容量為373.892 GWe，見表1。13個國家正在建設(shè)67臺核電機組，總裝機容量為69.709 GWe；27個國家計劃建設(shè)159臺核電機組，總裝機容量為174.34 GWe；37個國家擬建設(shè)318臺核電機組，總裝機容量為359.75GWe。預(yù)計2013年全球核電反應(yīng)堆的鈾需求量為6.6512萬tU[1]。

截至2011年6月，世界上共有252座運行中的研究堆、6座計劃建設(shè)中的研究堆、215座正在建造

中的研究堆、13座暫時關(guān)閉的研究堆和203座已經(jīng)關(guān)閉的研究堆[2,3]，見圖1。

2．中低水平放射性廢物處置發(fā)展概況

放射性廢物填埋活動開始于20世紀初，當時，放射性物質(zhì)加工產(chǎn)生的放射性廢物大多就地填埋，并未考慮這些廢物可能造成的健康和環(huán)境危害。

大規(guī)模的、現(xiàn)代意義的放射性廢物處置開始于20世紀40年代的美國，主要處置方式有陸地簡單淺埋處置和海洋處置兩種方式。所謂的放射性廢物海洋處

置，就是將低水平放射性廢物的水泥固化體或瀝青固化體裝在特制的金屬桶中傾倒入海洋。世界上第一次放射性廢物的海洋傾倒是在1946年，美國在離加利福尼亞海岸80km的東太平洋將廢物桶直接倒入海中。此后美、英、荷蘭、比利時、瑞士、日本及韓國都不同程度地進行了放射性廢物的海洋傾倒。目前已知的最后一次傾倒是發(fā)生在1982年。在1946—1982年的36年中，估計約有相當于63PBq放射性廢物傾倒入太平洋和大西洋的50多個地區(qū)。1983年，倫敦傾廢公約第七次締約國協(xié)商會議通過決議實行自愿停止放射性廢物的海洋傾倒，然而，這次會議對是否終止放射性廢物的海洋處置仍然懸而未決。陸地淺埋也即淺溝埋藏，最早的淺埋處置場是由美國建造的，用于核武器研制和與之相配套的核燃料生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的放射性廢物處置。這些早期處置場在建造時并未預(yù)料到會發(fā)生核素遷移，也很少去關(guān)注淺埋場的水文和地質(zhì)特征、淺埋溝的回填和覆蓋。1962—1971年，美國有6個商用放射性廢物處置場相繼投入使用，這些處

置場并沒有進行嚴格的選址，僅采取措施提高了處置場的隔離能力。

隨著對放射性廢物危害的認識以及早期處置場放射性核素的泄漏，人們開始重視放射性廢物的處置方式。1969年法國芒什處置場開始運行，該處置場采用混凝土構(gòu)筑物和水泥澆筑回填的一體化工程設(shè)施，有嚴格的回填、覆蓋和排水要求。這標志著中低放廢物處置進入了一個新的發(fā)展時期，這種處置依賴于場址本身和一系列工程措施，同時還加入了后期的管理控制，逐漸發(fā)展成為現(xiàn)在的放射性廢物多重屏障處置概念。與此同時，一些國家還根據(jù)本國情況對中低放廢物實施巖洞處置，瑞典、芬蘭、挪威為中低放廢物處置專門開挖了巖洞，德國和捷克則利用廢礦井對廢物進行處置。

從20世紀80年代起，中低放廢物處置進入了優(yōu)化發(fā)展的階段。IAEA從1977年到1986年實施了放射性廢物地下處置的第一個十年計劃，在總結(jié)各國研究成果的基礎(chǔ)上，運用系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法，完善了中低放廢物處置的多重屏障原理和安全評價方法學(xué)，為中低放廢物處置的安全性評價奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。1984年發(fā)表的ICRP第46號出版物，為輻射防護原則在放射性廢物處置中的應(yīng)用提供了詳盡指導(dǎo)。經(jīng)過近30年的努力，現(xiàn)在的中低放廢物處置，可在保證安全目標的前提下，同時實現(xiàn)其經(jīng)濟性。

3．世界中低水平放射性廢物處置設(shè)施現(xiàn)狀

隨著各國核電事業(yè)的快速發(fā)展，以及核設(shè)施退役與放射性廢物治理進程的加快，中低水平放射性固體廢物的產(chǎn)生量將迅速增加。由于放射性核廢物對人體甚至整個生態(tài)系統(tǒng)具有極大的危害性，其影響可達幾百年到數(shù)萬年甚至更長的時間，因此世界各國對放射性廢物處置的研究都非常重視。半個多世紀以來放射性廢物的處置和研究取得了較大的進展,特別是對于中低水平的放射性廢物處置技術(shù)和理論已經(jīng)較為成熟。截至2011年，世界中低放廢物處理設(shè)施有302個，儲存設(shè)施有388個，處置設(shè)施有140個，計劃中的處置設(shè)施有11個。圖2為計劃、現(xiàn)存的世界中低水平的放射性廢物處置設(shè)施分布圖，表2為各國現(xiàn)存處置設(shè)施的主要特征[6-38]。

從以上分析可以看出，通過各國的多年努力，一個全球核安全和核廢物安全的框架已初步建立，全面和正確地認識放射性廢物的處置理念也漸趨成熟，一些先進的實踐也得以推廣。世界中低水平放射性廢物處置設(shè)施主要集中在歐洲和美洲。歐洲國家國土面積相對較小，運輸條件較好，中低放廢物一般采用集中處置的方式。美洲既有大量的軍工設(shè)施及放射性廢物，又有一批在役核電機組，軍工放射性廢物在廢物產(chǎn)生比較集中的一些核基地建立相應(yīng)的處置場，核電運行產(chǎn)生的廢物則實行區(qū)域處置。亞洲和大洋洲的中低水平放射性廢物處置設(shè)施較少，主要集中在印度和日本，非洲僅有南非一個處置設(shè)施。

4．建議

我國現(xiàn)行的中低水平放射性廢物處置的政策是計劃經(jīng)濟體制留下的遺產(chǎn)。1992 年，國務(wù)院以“國務(wù)院批轉(zhuǎn)國家環(huán)境保護局關(guān)于我國中、低水平放射性廢物

處置的環(huán)境政策的通知”（國發(fā)〔1992〕45 號，以下簡稱45 號文件）的形式，確認了我國中低水平放射性廢物處置的環(huán)境政策。當時就曾提到“放射性廢物的處置已是環(huán)境保護所面臨的重大問題之一”。45 號文件提出的有關(guān)要求是基于計劃經(jīng)濟體制下的做法，并且對核行業(yè)影響頗深，業(yè)內(nèi)普遍認為放射性廢物處置是國家（政府）的責任，廢物產(chǎn)生的單位游離其外，因此廢物產(chǎn)生的單位一般采取不積極、不主動、靜候國家安排的態(tài)度。

自20世紀90年代以來，中低水平放射性廢物區(qū)域處置政策的推進舉步維艱，難見實效，導(dǎo)致區(qū)域處置規(guī)劃獲批受阻，處置場選址、建設(shè)也進展緩慢，廢物處置需求與處置能力的供需關(guān)系出現(xiàn)了嚴重扭曲和不能匹配的現(xiàn)象，與國際上存在明顯的差距。作為監(jiān)管部門的環(huán)保部門，缺少契機落實相關(guān)的環(huán)境政策，也很難有合適的措施推進解決有關(guān)廢物處置場的規(guī)劃、選址、建造和運營中體制、機制的問題。

借鑒國際上中低放射性廢物處置的有益經(jīng)驗和做法，結(jié)合我國的具體實際，就中低放射性廢物的處置建議如下：

1）進一步完善相關(guān)標準和規(guī)范

隨著《放射性污染防治法》和《放射性廢物安全管理條例》的頒布實施，我國基本完善了放射性固體廢物貯存、處置許可制度和安全監(jiān)管措施，但還是有許多法律、條例、配套相關(guān)的辦法、標準亟待制定。只有盡快將配套的管理規(guī)定或?qū)嵤┘殑t出臺，才能改變放射性廢物處置法律法規(guī)的制定落后于實際的窘境。

2）重新解讀區(qū)域處置概念

打破傳統(tǒng)意義上的大區(qū)域概念，學(xué)習美洲經(jīng)驗，在中低水平放射性廢物產(chǎn)生相對集中的一些核基地建立相應(yīng)的處置場，核電運行產(chǎn)生的廢物則實行區(qū)域處置，這種做法不管在經(jīng)濟上還是安全上都具有一定的優(yōu)勢，也是當前發(fā)達國家處置放射性廢物的有效方式。

3）改變廢物處置是國家行為的舊觀念

國務(wù)院頒布的《放射性廢物安全管理條例》，明確了建設(shè)、運營處置場所需要的資格條件，如何經(jīng)營和運營處置場則是廢物產(chǎn)生者與廢物接收處置者之間的經(jīng)濟關(guān)系。因此，我們要轉(zhuǎn)變廢物處置場是國家（政府）行為、是環(huán)保公益事業(yè)、不能以盈利為目的的舊觀念。

4）破解“鄰避效應(yīng)”

破解放射性廢物處置場選址的“鄰避效應(yīng)（NIMBY：NOT IN MY BACKYARD）”，要在源頭上想辦法、尋突破，及時出臺核電的“大三同時”政策，凡是上核電項目，其業(yè)主要么自行配套建設(shè)廢物處置場，要么與區(qū)域內(nèi)的廢物處置單位簽訂廢物接收處置協(xié)議（合同），對于自行配套建設(shè)廢物處置場的，建成后要交給有相應(yīng)廢物處置資質(zhì)的專業(yè)公司運營。

5）加強宣傳

為了更好的讓公眾能夠了解并接受放射性廢物處置，我們一方面，要借助新聞媒體對處置技術(shù)的安全性進行廣泛宣傳，并適時向公眾公開相關(guān)文件內(nèi)容，征詢公眾意見，讓公眾全面了解處置技術(shù)，促進公眾接受； 另一方面，要讓公眾參與廠址評價等決策過程，建立公眾的信任，消除恐核心理。

[1] 伍浩松,王海丹,郭志鋒等.世界核電現(xiàn)狀.國外核新聞[J].2013.6:1-5. Wu Haosong, Wang Haidan, Guo Zhifeng, et al. The current state of World Nuclear. Foreign Nuclear News, [J].2013.6:1-5.

[2] World Nuclear Association. The Nuclear Renaissance. http:// www.worldnuclear.org/ info/ reactors.html. 2011.

[3] International Atomic Energy Agency, “International Status and Prospects of Nuclear Power. Board of Governors General Conference GOV/INF/2010/12-GC(54)/INF/5”.2010.

[4] International Atomic Energy Agency. Classification of Radioactive Waste[R]. Vienna: IAEA, 2009.

[5] 南宏杰, 王百榮, 楊忠平. 放射性廢物處置現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[C]//全國危險物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會論文集.四川：含能材料,2011:760-764.

Nan Hongjie,Wang Bairong,Yang Zongrong. Radioactive waste disposal situation and development trend[C]// The Proceedings of Dangerous substances and safety emergency technology symposium.Sichuan: Chinese Journal of Energetic,2011:760-764.

[6] Quindos P L S, Fernandez N P L, Gomez A J, et al. Population dose in the vicinity of old Spanish uranium mines[J]. Science of Total Environment, 2004, 329(1-3): 283-288.

[7] “ONDRAF/NIRAS”,http://www.nirond.be/engels/5_niras_ eng.html.

[8] “Six sites up for Danish nuclear repository” www.worldnuclear-news.org/WR-Six_sites_shortlisted_for_Danish_ repository-0505117. html .2011.

[9] http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_ Public/32/053/32053275.pdf.

[10] Ursulean,I.&Balaban,V.“Operational safety of near surface waste disposal facilities in the Republic of Moldova”, http:// www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/31

/016/ 31016198.pdf.

[11] Duarte, Pedro. Usefulness of systematic in situ gammaray survey sin the radiometric characterization of natural systems with poorly contrasting geological features (examples from NE of Portugal). Applied Radiation and Isotopes [J].2011.69:463–474.

[12] United States Nuclear Regulatory Commission.United States Sources and Effects of Ionizing Radiation Volume I: Sources; II: Effects. United States Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 2000 Report to the General Assembly, with scientific annexes[R]. United Nations sales publications. New York,2000.

[13] Abdel Aziz, M.A.H. Geological and environmental considerations for radioactive waste disposal in Egypt. Egyptian Geophysical Society EGS Journal [J]. 2004.2 (1): 197-206.

[14] Ibrahim, Mohamed M, Abdel-Raouf. Egyptian proposed strategey of spent fuel management from nuclear power reactors. http://wwwns.iaea.org/downloads/rw/conferences/ spentfuel2010/ sessions/session-three/session -3-egypt. pdf.2010.

[15] Darkro E O, Fletcher J J. National waste management infrastructure in Ghana. J. Radiol.Prot [J]. 1998.18(4): 293-9.

[16] Bouhi, Abderrahim, Development of a comprehensive Radioactive Waste Managment Program in the Kingdom of Morocco – 9266[C]// WM2009 Conference, March 1-5, Phoenix, AZ, 2009.

[17] Ogundare F O. Review of the radioactive waste management system in Nigeria. J. Radiol.Prot [J]. 2003.23(1): 43-51.

[18] Vaalputs-The National Radioactive Waste Disposal Facility Brochure,http://www.radwaste.co.za/vaalputs%20 information%20pamflet.pdf.

[19] Project: Disposal Site for Radioactive Waste in Armenia #A-454.http://www.istc.ru/istc/db/projects.nsf/All/F20870D77273 FD4EC325691A0021E396?OpenDocum ent&search=1.2001.

[20] Mollah, A. S. Regulatory System for Control of Nuclear Facilities in Bangladesh.http://www.iaea.org/inis/collection/ NCLCollectionStore/_Public/39/007/39007057.pdf.

[21] Fan Zhiwen. Managing Waste Arising from Clean-up Activities.ftp://ftp.iaea.org/pub/NE/WTS/ENVIRONET/ AtomEco%202010/Lectures/Managing%20Waste%20in%20 ER.pdf.2010.

[22] Raj K, Prasad K K. Bansal N K. Radioactive waste management practices in India. Nuclear Engineering and Design[J]. 2006,236:914–930.

[23] IAEA, Clearance Levels for Radionuclide in Solid Materials. Application of Exemption Principle［M].IAEATECDOC 2855,1996.

[24] IAEA, Disposal Approaches for Long Lived Low and Intermediate Lever Radioactive Waste[R]. Viena: IAEA, 2009.

[25] IAEA. Derivation of Activity Limits for the Disposal of Radioactive Waste in Near Surface Disposal Facilties[R]. V iena: IAEA, 2003.

[26] NRC. Site specific Analysis for Demonstrating Compliance with subpart C Performance Objectives, preliminary proposed rule language[R].Washington;NRC,2011.

[27] Tahir, Tariq Bin. Radioactive Waste Management - Policy & Strategy of Pakistan[R]. Washington;NRC,2007.

[28] Grevoz A. Disposal options for low-lever long lived waste in France. Disposal of Low Activity Radioactive Waste[C]// V iena: IAEA，2005.

[29] “Nuclear Power in South Korea” http://en.wikipedia.org/ wiki/Nuclear_power_in_South_Korea .2011.

[30] Park, Jin Beak. Wolsong low- and intermediate-level radioactive waste disposal center: progress and challenges. Nuclear Engineering and Design [J]. 2009,41 (4):19-22.

[31] Kim, Heon. Challenges of New National Organization for Radioactive Waste Management in Korea [R]. Viena: IAEA, 2010.

[32] “First nuclear waste dump goes operational”, http:// www.koreatimes.co.kr/www/news/biz/2010/12/123_78579. html.2010.

[33] IAEA. Extrapolation of short term observationsto time periods relevant to the isolation to long lived radioactive waste [R]. Viena: IAEA, 2000.

[34] Batandjieva B. IAEA approach for releasing radioactive material and sites from regulatory control[R]. Proceedings of an International Conference. Vienna: IAEA, 2006: 343-355.

[35] Radioactive Waste Management (RWM) Status in Thailand. FNCA Consolidated Report on RWM[R].Thailand:FNCA,2001.

[36] Radioactive Waste Management (RWM) Status in Viet Nam. FNCA Consolidated Report on RWM (Viet Nam)[R]. Thailand: FNCA,2001.

[37] Australia Government. Scoping review of issues related to the management of intermediate level radioactive waste in Australia[R]. http://www.arpansa.gov.au/pubs/rhsac/waste_ report_RHSAC.pdf .2010.

[38] Ontario Power Generation. OPG’s Deep Geologic Repository Project for Low & Intermediate Level Waste - Environmental Impact Statement Summary[R]. Viena: IAEA,2011.

[39] International Atomic Energy Agency. Status of decommissioning nuclear facilities around the world. STI/PUB/1201[R]. Vuenna :IAEA, 2004: 203-209.

[40] “Desechos radioactivos”http://divnuclear.fisica.edu.uy/libro /Desechos_radioactivos.pdf.

Status of Low and Intermediate Level Waste Disposal Facilities Around the World

Qiao Yahua Wang Liang Chen Li Liu Fudong Zhang Chunming Zhang Qiong
（Nuclear and Radiation Safety Center，Ministry of Environmental Protection, Beijing 100082,China）

With the rapid development and application of nuclear science，large amounts of radioactive waste are produced. It has become a pressing issue that radioactive waste should be disposed off in proper disposal facilities. Some countries already have these facilities and others are planning theirs. Information about disposal facilities around the world is useful and necessary; however, data on this matter are usually scattered in offcial reports per country. In order to allow an easier access to this information, this paper aims to provide an overview of disposal facilities for low and intermediate level radioactive waste around the world (updated until 2011). Also, characteristics of the facilities were provided, when possible. The paper also provided a summarized overview of these reactors around the world (updated until 2013). This data collection may be an important tool for researchers, and other professionals in this feld. Also, it might provide an overview about the fnal disposal of radioactive waste.

low and intermediate level; radioactive waste; disposal facilities

X771

A

1674-6252（2014）06-0053-11

科技部重大專項CAP1400安全評審技術(shù)及獨立驗證試驗(2013ZX06002001).

喬亞華，1977年生，女，高級工程師，核燃料循環(huán)與材料專業(yè)，主要從事核與輻射安全研究.﹡通訊作者：張瓊，高級工程師，主要從事核與輻射安全研究.