國內(nèi)外聚變核安全監(jiān)管與許可初步分析研究

王海霞，陳志斌，李亞洲，沈欣媛，蔣潔瓊，胡麗琴，郁 杰，吳宜燦，F(xiàn)DS團(tuán)隊

(中國科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所，中子輸運理論與輻射安全重點實驗室，安徽 合肥，230032)

國內(nèi)外聚變核安全監(jiān)管與許可初步分析研究

王海霞，陳志斌，李亞洲，沈欣媛，蔣潔瓊，胡麗琴，郁 杰，吳宜燦，F(xiàn)DS團(tuán)隊

(中國科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所，中子輸運理論與輻射安全重點實驗室，安徽 合肥，230032)

中國政府高度重視聚變發(fā)展，安全是聚變能發(fā)展的生命線，而核安全監(jiān)管和相關(guān)許可制度是確保聚變能安全發(fā)展的必要手段。聚變堆具有其獨特的安全特性，無法完全照搬目前基于裂變堆建立起來的法律法規(guī)等監(jiān)管制度。本文初步梳理了國際(含ITER、國際原子能機(jī)構(gòu)、國際能源署、歐盟、美國、韓國等)關(guān)于聚變核安全監(jiān)管和許可的研究進(jìn)展和相關(guān)經(jīng)驗，總結(jié)了我國目前在聚變核安全監(jiān)管與許可方面的現(xiàn)狀與存在的問題，為我國聚變核安全監(jiān)管提出了發(fā)展建議。

聚變核安全；監(jiān)管；許可

世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源需求不斷提高。核聚變能是目前認(rèn)識到的最終解決人類能源問題的最重要的途徑之一。

經(jīng)過近60年的長足努力，國際聚變研究已經(jīng)取得長足發(fā)展，由歐盟、中、日、俄、美、韓、印七方參與的國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃，已經(jīng)進(jìn)入建設(shè)階段。中國政府一直高度重視聚變發(fā)展，2006年加入ITER計劃，2008年啟動了國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項，并將未來聚變堆的設(shè)計研發(fā)列入了國家中長期科技規(guī)劃[1]。

安全是聚變能發(fā)展的生命線，而核安全監(jiān)管和相關(guān)許可制度是確保聚變能安全發(fā)展的必要手段。聚變堆獨特的安全特性使其無法完全照搬目前基于裂變堆建立起來的成熟的監(jiān)管體系和許可技術(shù)。國際上很多國家和部門開展了針對性研究和相關(guān)實踐。

本文初步梳理了國內(nèi)外關(guān)于聚變核安全監(jiān)管和許可的相關(guān)研究進(jìn)展與現(xiàn)狀，為我國聚變核安全監(jiān)管提供參考和借鑒。

1 國際聚變監(jiān)管研究進(jìn)展和現(xiàn)狀

1.1 國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃

國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項目之一，計劃建造、運行一個可持續(xù)燃燒的托卡馬克型聚變實驗堆，俗稱“人造太陽”，以驗證聚變反應(yīng)堆的工程技術(shù)可行性。其建造大約需要10年，耗資50億美元(1998年值)。2005年6月28日，參與實驗項目的中國、俄羅斯、歐盟、韓國、美國、日本在俄羅斯莫斯科最終簽訂協(xié)議，決定在法國南部卡達(dá)拉舍(Cadarache)建造實驗反應(yīng)堆。2012年11月10日ITER通過建造許可證審批，目前正在開始緊張的工程建造。

安全是ITER的頭等大事，涉及項目的安全、現(xiàn)場工作人員的安全和當(dāng)?shù)鼐用窈铜h(huán)境的安全[2]。早在1995年，制定了ITER安全與環(huán)境設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GSEDC)，給出聯(lián)合中心團(tuán)隊(JCT)通用的最高級安全設(shè)計目標(biāo)、準(zhǔn)則以及ITER標(biāo)準(zhǔn)來確保裝置整個壽期中安全運行，最小化災(zāi)難和風(fēng)險，從而保護(hù)現(xiàn)場工作人員、公眾和環(huán)境。

在整個項目的設(shè)計和建造階段采用的是法國核能監(jiān)管規(guī)定。按照法國核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)ASN要求，ITER為基礎(chǔ)核設(shè)施(INB)。法國關(guān)于大氣污染和氣味防治的1961年8月2日61-482號法規(guī)定，國家法令委員會對核設(shè)施的建設(shè)、運行和監(jiān)管作出規(guī)定，將核設(shè)施依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)劃分為三類，即基礎(chǔ)核設(shè)施(INB)、秘密基礎(chǔ)核設(shè)施(INBS)和環(huán)境保護(hù)類核設(shè)施(ICPE)?；A(chǔ)核裝置指核反應(yīng)堆、核燃料、放射性廢物處置相關(guān)設(shè)施，以及包含放射性、可裂變物質(zhì)或粒子加速器的裝置。

核安全監(jiān)管框架如圖1，2006年6月13日法國議會通過的核透明和安全法(TSN)關(guān)于基本核裝置安全進(jìn)行了深入改革，成立了作為獨立行政機(jī)構(gòu)的法國核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)ASN，參與核安全和輻射防護(hù)監(jiān)督，并告知公眾相關(guān)信息。Decree No.2007-1557 dated 02 November 2007法令，關(guān)于基礎(chǔ)核裝置的核安全監(jiān)管、放射性物質(zhì)的運輸。INB order of 7thFebruary 2012主要針對的對象為基礎(chǔ)核設(shè)施許可證持有者(ITER組織ITER Organization為ITER的運營者)，關(guān)于安全管理、公開信息、事故風(fēng)險控制、控制健康和環(huán)境影響、廢物管理和應(yīng)急情況等議題，規(guī)定了適用于所有基礎(chǔ)核設(shè)施的通用規(guī)則和必要要求。

ITER的監(jiān)管流程始于2002年，2008年1月向法國ASN提交了文件，申請授權(quán)建設(shè)ITER裝置，含項目資料、環(huán)境文件和環(huán)境許可證請求、初步安分報告(PRrS)。ASN于2008年7月返回問題和修改意見。ITER在2009年更新初步安分報告和回答ASN問題，并在2010年3月份向ASN重新提交了安分報告(含更多解釋性信息和更新的設(shè)計數(shù)據(jù))。在不斷的討論和更新后，2010年12月ITER通過了ASN審核，進(jìn)入法國當(dāng)局技術(shù)審核并進(jìn)行公眾調(diào)查。

圖1 核安全監(jiān)管框架[3]Fig.1 Nuclear safety Regulatory framework

作為世界范圍內(nèi)首個電站規(guī)模的聚變實驗反應(yīng)堆，ITER許可證申請過程不僅是法國也是世界范圍內(nèi)依據(jù)核安全法律法規(guī)體系對于聚變進(jìn)行審查的首次嘗試。

1.2 國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)

國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)是國際原子能領(lǐng)域的政府間科學(xué)技術(shù)合作組織，同時兼管地區(qū)原子安全及測量檢查。國際原子能機(jī)構(gòu)的職能是與聯(lián)合國的主管機(jī)關(guān)和有關(guān)的專門機(jī)構(gòu)協(xié)商并酌情合作，制定保護(hù)健康、盡量減少生命和財產(chǎn)危險的安全標(biāo)準(zhǔn)(包括對勞工條件的此類標(biāo)準(zhǔn))；規(guī)定這些標(biāo)準(zhǔn)對原子能機(jī)構(gòu)本身運作的適用范圍以及對于使用由原子能機(jī)構(gòu)、應(yīng)其請求或在其控制或監(jiān)管之下提供的材料、勞務(wù)、設(shè)備、設(shè)施和信息的動作的適用范圍；并規(guī)定這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)締約各方的請求適用于任何雙邊或多邊安排之下的動作的范圍或應(yīng)某一國的請求適用于該國在原子能領(lǐng)域中的任何活動的范圍。

自1973年以來，聚變安全一直是IAEA安全工作議程中的一個特殊項目[4]，IAEA組織了幾次聚變安全技術(shù)系列會議，會議主要議題含：聚變堆特殊的運行安全方法(FOS)、聚變安全和驗證計算程序(CFS)、職業(yè)安全及放射性監(jiān)測(OSR)，事故分析(AA)、退役及廢物(DW)、氚安全和貯量(TSI)、安全的社會經(jīng)濟(jì)性(SES)、聚變堆許可基礎(chǔ)與要求(FRL)，會議中討論進(jìn)展、研究需求以及未來計劃。

在國際聚變研究委員會(IFRC)的指導(dǎo)下，IAEA開展了一系列旨在推進(jìn)國際合作和幫助提高聚變動力安全性和環(huán)境優(yōu)勢方面的活動，其中包括支助ITER項目。1995年IAEA出版了一本有關(guān)慣性聚變反應(yīng)堆安全性的文集。

IAEA在輻射安全領(lǐng)域里的很多工作與聚變安全相關(guān)，涉及設(shè)計輻射防護(hù)的安全標(biāo)準(zhǔn)、放射性材料的安全運輸和放射性廢物管理、氚安全處理導(dǎo)則以及限值向環(huán)境釋放放射性等課題。2007年公布了針對新堆的技術(shù)報告IAEA-TECDOC-1570 Proposal for a Technology-Neutral Safety Approach for New Reactor Designs[5]。報告的初衷是因為許多國家都在積極發(fā)展核能項目，先進(jìn)反應(yīng)堆概念具有不同的設(shè)計方法、技術(shù)和安全特性，如果完全照搬目前主要基于水堆發(fā)展起來的安全要求，有時需要進(jìn)行大量的解釋或修改。報告目的是提供與堆型無關(guān)、技術(shù)中立的安全方法來指導(dǎo)新堆的設(shè)計、安全評估和許可。針對現(xiàn)有的設(shè)計和許可規(guī)則(針對水堆)，報告提出了一些需要改變和發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域，如定量的安全目標(biāo)取代定性的安全目標(biāo)、加強(qiáng)縱深防御(DiD)、加強(qiáng)縱深防御等級與定量化安全目標(biāo)之間的關(guān)系、進(jìn)一步發(fā)展概率安全分析(PSA)等。報告主要是確定工作的領(lǐng)域和流程，而不給出具體的需要進(jìn)一步研究發(fā)展或修改的東西，如本報告建議給出定量的安全目標(biāo)，但不會建立具體的安全目標(biāo)值。由于其安全方法與堆型無關(guān)，所以其未來可推廣應(yīng)用于聚變堆。

1.3 國際能源署(IEA)

國際能源署(IEA)是一個政府間組織，擔(dān)任其29個成員國的能源政策顧問，并與成員國一起協(xié)力為其國民提供可靠及經(jīng)濟(jì)的清潔能源。隨著能源市場的變遷，國際能源署的使命納入了基于提高能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)“3個E”的均衡能源決策概念。國際能源署當(dāng)前的工作重點是研究應(yīng)對氣候變化的政策、能源市場改革、能源技術(shù)合作和與世界其他地區(qū)，特別是主要能源消費和生產(chǎn)國[6]。

為加強(qiáng)聚變研究和發(fā)展提供平臺并從戰(zhàn)略角度部署活動，1975年建立國際能源署聚變能協(xié)調(diào)委員會(FPCC)，以期在IEA成員國及主要合作國實現(xiàn)聚變能，并為相關(guān)方分享世界各地聚變研究。該委員會還負(fù)責(zé)九個執(zhí)行協(xié)議。

聚變能環(huán)境、安全和經(jīng)濟(jì)實施協(xié)議(ESEFP)為該委員會框架下九大執(zhí)行協(xié)議之一，主要就聚變能環(huán)境影響和安全性評估、聚變能成本評估、潛在未來能源方案評估、發(fā)展安全和環(huán)境評估所需數(shù)據(jù)庫、不同國家安全與環(huán)境分析方法的比較研究等方面開展研究，項目含：活化產(chǎn)物和源項、故障率數(shù)據(jù)庫、室內(nèi)氚源項、磁場安全、核電廠研究、放射性廢物研究等。有七個締約國：加拿大、中國、歐盟、日本、韓國、俄羅斯、美國。印度在2015年也表達(dá)了加入該協(xié)議的意愿。

1.4 美國

美國聯(lián)邦法規(guī)(CFRs)和指令要求主要是基于裂變?nèi)剂涎h(huán)，當(dāng)美國能源部(DOE)聚變能科學(xué)辦公室(OFES)及美國能源部實驗室負(fù)責(zé)人采用目前能源部相關(guān)法規(guī)、指令、標(biāo)準(zhǔn)等時，發(fā)現(xiàn)不能很好的應(yīng)用于聚變堆。認(rèn)為需要與時俱進(jìn)的安全文件來監(jiān)管聚變裝置[7]。

1992年，美國能源部開始起草聚變安全相關(guān)的文件，成立聚變安全指導(dǎo)委員會(FSSC)，最初由13個成員組成，主要來自于美國能源部實驗室熱衷聚變安全研究的代表及聚變能研究辦公室代表；后該委員會擴(kuò)充到含21位能源部成員和15位代表大學(xué)和工業(yè)的評審員。主要撰寫者為聚變安全指導(dǎo)委員會的13位元老成員，來自于愛達(dá)荷國家實驗室(當(dāng)時還是愛達(dá)荷國家工程實驗室INEL)、橡樹嶺國家實驗室(ORNL)、普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)、西屋薩瓦納河公司(WSRC)。最后產(chǎn)出為能源部兩部標(biāo)準(zhǔn)文件Safety of Magnetic Fusion Facilities-Requirements[8],和Safety of Magnetic Fusion Facilities Guidance[9]。

這兩個標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)磁約束聚變裝置的安全。聚變與其他核裝置具有很大的區(qū)別，如聚變能源和放射性源項分散、無裂變產(chǎn)物和增殖材料、放射性廢物和流出物、不是所有階段都屬于核裝置、聚變特有危害等，聚變安全指導(dǎo)委員會委員會將這些區(qū)別體現(xiàn)在磁約束裝置的相關(guān)要求和執(zhí)行中。DOE-STD-6002-96從安全政策(Safety Policy)、安全要求(Safety Requirements)、安全和環(huán)境原則(Safety And Environmental Princi-ples)等方面為用戶提供了特定于聚變裝置的、簡潔易懂的、基于安全性設(shè)計和運行的整合介紹。該要求適用于該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后建造的聚變裝置及未來的商業(yè)堆，寫得比較通用，以便能夠為可能監(jiān)管聚變的機(jī)構(gòu)提供參考模板。DOE-STD-6003-96指導(dǎo)如何滿足上述DOE-STD-6002-96中的要求，主要面向?qū)ο鬄榻谘b置如ITER。

直到2009年，美國核管會(NRC)沒有參與聚變能裝置的發(fā)展和許可。2009年4月20日，核管會公開明確了其對商用聚變能源裝置的管制權(quán)，其工作人員將繼續(xù)進(jìn)一步評估聚變設(shè)備監(jiān)管相關(guān)的技術(shù)和法律問題，在未來向委員會提供更細(xì)節(jié)的建議[10]。

1.5 歐盟

歐盟在聚變核安全方面的研究起步早。1990-1994年，啟動了聚變電站安全與安全評估項目SEAFP-1，評估確定了聚變能在安全和環(huán)境方面誘人的特性，并明確了需要進(jìn)一步研究和深入理解的重要議題。據(jù)此開展了系列的后續(xù)研究含SEAL 1995-98、SEAFP 1997-98、SEAFP-99[11-12]等，主要通過研究低活化馬氏體鋼或其他先進(jìn)材料而達(dá)到安全目標(biāo)，并研究了廢物管理。2001-2004年聚變電站概念研究PPCS項目論證聚變電站的可靠性、安全和環(huán)保優(yōu)勢，以及潛在經(jīng)濟(jì)性。2014年啟動WPSAE項目，計劃2014-2018年開展設(shè)計和許可研究及一體化的安全分析/源項的模型和程序等[12]。

歐盟在ITER許可方面做了大量工作[13]。2005年在法國卡達(dá)拉舍召開會議，確定ITER除了通用場址安全報告還需要做什么工作，以及哪些單位或人員將參與到ITER許可證程序執(zhí)行中。ITER組織與歐盟委員會簽訂了協(xié)議，由歐盟委員會研究提供ITER許可程序中關(guān)鍵途徑所有缺少的因素。歐洲聚變開發(fā)協(xié)議(EFDA)通過歐盟ITER選址研究項目提供專家和資源來完成相關(guān)文件。該項目由EFDA進(jìn)行協(xié)調(diào)，具體工作的執(zhí)行者有CEA-AIF, 歐盟協(xié)會CEA、CIEMAT、ENEA、FZK和VR/Studsvik，以及歐盟工業(yè)界如Areva, Ibertef, Iosis，并與ITER組織進(jìn)行緊密的、全面的合作。F4E(Fusion for Energy)負(fù)責(zé)大多數(shù)R&D項目解決ITER組織的開放課題，典型代表如粉塵管理(產(chǎn)生、遷移、診斷、消除等)、氫氣粉塵混合爆炸模型的開發(fā)和驗證、證明預(yù)防和減緩真空室內(nèi)氫氣粉塵爆炸的可能性、研究磁鐵電弧行為后果等。在最終ITER申請建造許可證DAC文件撰寫和開展相關(guān)研究中，歐盟投入了35個人年，主要集中在支持初步安分報告文件：聚變實驗經(jīng)驗、聚變技術(shù)研究現(xiàn)狀、安全運行限制、確定安全控制系統(tǒng)、發(fā)展維修項目、分析職業(yè)照射、將人因考慮到設(shè)計、事件/事故分級、定義設(shè)計和安全法則標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計審查標(biāo)準(zhǔn)、建構(gòu)控制、廢物管理、內(nèi)外部危害和安保相關(guān)的安全分析。另外還有項目的環(huán)境影響評估和文件的協(xié)調(diào)、準(zhǔn)備和向安全當(dāng)局的提交。

1.6 韓國

韓國關(guān)于聚變許可證和安全研究主要為三個階段[14]：1)KSTAR許可?；陧n國現(xiàn)有核法規(guī)，KSTAR為輻射裝置。為適應(yīng)用氘托卡馬克裝置的特性，韓國核安全研究所(KINS)發(fā)展和公布了一系列的要求來檢查KSTAR的安全，而支持其運行許可。2)ITER實物安全分析。為設(shè)計和制造韓國提交到ITER的實物設(shè)備，進(jìn)行了系列研究。3)韓國示范堆K-DEMO的安全研究。

韓國核安全研究所(KINS)為韓國未來聚變電站監(jiān)管的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，基于美國核管會NRC和國際原子能機(jī)構(gòu)IAEA的技術(shù)中立框架TNF建立了韓國的TNF并用于核反應(yīng)堆新概念，還建議將其用于四代堆含高溫氣冷堆和鈉冷快堆。2007年分析了ITER許可進(jìn)展，為韓國聚變安全監(jiān)管提供了戰(zhàn)略路線[14]。

ITER和未來的DEMO在安全問題上有很多不同，韓國慶熙大學(xué)(Kyung Hee University)和國家聚變研究所(NFRI)總結(jié)了K-DEMO的相關(guān)許可和監(jiān)管研究進(jìn)展[15]。鑒于系統(tǒng)、材料、內(nèi)在安全特性與傳統(tǒng)壓水堆有很大不同，四代堆(Gen-IV)發(fā)展面臨同樣的現(xiàn)有監(jiān)管(基于水堆)不適用的問題，他們將四代堆的一些發(fā)展理念和發(fā)展進(jìn)展引入到K-DEMO。評估了本用于四代堆安全評價和相關(guān)資料準(zhǔn)備的一體化安全評估方法ISAM，認(rèn)為其在確定和建立與堆型無關(guān)的監(jiān)管要求方面具有優(yōu)勢，并應(yīng)用ISAM的工具探索了K-DEMO的安全問題，如找到系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和確定ITER和K-DEMO之間的gaps，為K-DEMO的概念設(shè)計和監(jiān)管要求提供指導(dǎo)。

2 中國聚變安全與許可研究現(xiàn)狀

中國針對聚變堆安全與許可的研究前期主要集中在ITER測試包層模塊項目上，中國科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所(簡稱“核安全所”)為國內(nèi)包層研制主體單位之一[16-25]，參與了ITER的安全分析和評價工作[26-31]，并起草了中國液態(tài)包層的初步安分報告[31-35]，聯(lián)合西南物理研究院(簡稱“西物院”)和中國工程物理研究院(簡稱“中物院”)共同推進(jìn)ITER中方固態(tài)包層安全評價[36-37]。

國內(nèi)聚變安全研究相關(guān)單位已形成緊密聯(lián)盟，2013年核安全所聯(lián)合西物院、中物院、蘇州大學(xué)等國內(nèi)重要優(yōu)勢力量，成立“聚變核安全研究中心”，圍繞聚變核安全深入開展體系化工作，全面支持ITER和中國聚變工程實驗堆設(shè)計、建造、運行工作。

中國關(guān)于聚變監(jiān)管必要性及相關(guān)政策研究正處于起步階段。2014年科技部批準(zhǔn)啟動“國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項”首個聚變安全相關(guān)大項目“聚變核安全與輻射防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)”，由核安全所主持，其研究課題之一“聚變堆安全評價體系及放射源項分析研究”，目標(biāo)為評估中國目前基于裂變堆建立起來的許可證技術(shù)在聚變堆安全監(jiān)管中的適用性，并結(jié)合中國國情和現(xiàn)有監(jiān)管體系給出涵蓋聚變堆選址、建造、裝料、運行、退役全壽期的監(jiān)管建議，為我國聚變工程化提供評審技術(shù)支持。2015年“國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項”啟動項目“核聚變裝置可靠性與概率安全目標(biāo)研究”(核安全所主持)，針對聚變堆特性，初步確定適用于聚變堆的概率安全建議目標(biāo)和建立聚變裝置的可靠性指標(biāo)體系，為聚變安全監(jiān)管層次填補一重要量化標(biāo)準(zhǔn)。

中國在聚變核安全相關(guān)領(lǐng)域的研究成果得到國際同行高度認(rèn)可。核安全所分別于2010年和2011年代表中方加入國際能源署框架下的聚變堆核技術(shù)合作協(xié)議和聚變能環(huán)境、安全和經(jīng)濟(jì)實施協(xié)議。2013年聚變能環(huán)境、安全和經(jīng)濟(jì)實施協(xié)議執(zhí)委會會議，吳宜燦研究員被推選為其執(zhí)委主席，2015年破例連任[38]，且當(dāng)選聚變堆核技術(shù)合作協(xié)議執(zhí)委副主席[39]。發(fā)起并成功舉辦第一屆國際聚變能環(huán)境、安全和經(jīng)濟(jì)研討會，與美國能源部、歐盟委員會、俄羅斯原子能公司、日本原子能機(jī)構(gòu)、韓國國家聚變研究所等知名機(jī)構(gòu)一體共商大計，以期建立聚變堆的安全評價體系、安全設(shè)計導(dǎo)則等。

3 總結(jié)及建議

核安全監(jiān)管和相關(guān)許可制度是確保聚變能安全發(fā)展的必要手段。目前還沒有哪個國家正式公布了針對聚變的安全標(biāo)準(zhǔn)和許可監(jiān)管制度。ITER作為世界范圍內(nèi)首個電站規(guī)模的聚變實驗反應(yīng)堆，其許可證申請過程是世界范圍內(nèi)核安全法律法規(guī)體系對于聚變對進(jìn)行審查的首次嘗試。歐盟在ITER許可文件提交和相關(guān)的R&D項目中做出了很多貢獻(xiàn)。美國能源部制訂了安全標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)美國的聚變實驗裝置，核管會也已公開表明對聚變堆的管轄，并開始許可的相關(guān)研究。

中國政府高度重視聚變發(fā)展，也一直將安全作為核能發(fā)展的生命線。但關(guān)于聚變核安全相關(guān)研究一直由科技部牽頭，由中國科學(xué)院、中國核工業(yè)集團(tuán)、總裝備部等下屬院所、知名高等院校及工業(yè)界參與，而國家負(fù)責(zé)核能監(jiān)管的環(huán)保部和核安全局還未針對聚變監(jiān)管和許可等開展整體規(guī)劃和考慮，這已經(jīng)不能與目前中國聚變的發(fā)展速度和規(guī)模相匹配。許可與監(jiān)管的研究周期長、涉及文件多、關(guān)系復(fù)雜，尤其是對于聚變堆的監(jiān)管并未有成熟的經(jīng)驗借鑒，建議政府盡快開展中國聚變堆監(jiān)管與許可頂層設(shè)計，統(tǒng)籌布局相關(guān)研究。

致謝

本工作得到國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(2014GB112000、2014GB112001)的資助。感謝FDS團(tuán)隊其他成員為本工作的順利開展提供的支持與幫助。

[1] 中華人民共和國國務(wù)院. 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)[R]. 國務(wù)院, 2006.

[2] Fusion For Energy[EB/OL]. http://fusionforenergy. europa.eu/mediacorner/eventsview.aspx?content=751.

[3] Carlos Alejaldre. Lessons Learned in the Safety and Licensing of ITER[C]//International Workshop on Environment, Safety and Economic Aspects of Fusion Power. Jeju Island, Korea. 13 September 2015.

[4] Flakus F N, Cleveland J C, Dolan T J. 核聚變：瞄準(zhǔn)安全和環(huán)境目標(biāo)[R]. 國際原子能機(jī)構(gòu)通報, 1995年: 第4期.

[5] IAEA-TECDOC-1570 Proposal for a Technology-Neutral Safety Approach for New Reactor Designs.

[6] International Energy Agency[EB/OL]. http://www.iea. org/chinese/.

[7] Development of Fusion Safety Standards[J]. Fusion Technology. 1996, 29:627-631.

[8] US Department of Energy. Safety ofMag-netic Fusion Facilities-Requirements [S]. Washington DC, 1996: DOE-STD-6002.

[9] US Department of Energy. Safety of Magnetic Fusion Facilities-Guidance [S]. Washington DC, 1996:DOE-STD-6003.

[10] BORCHARDT R W, Regulation of Fusion-based Power Generation Devices [J]. US Nuclear Regulatory Commission, April 20, 2009, SECY-09-0064.

[11] Cook I,Marbach G, Pace L Di, et al. Safety and Environmental Impact of Fusion. EUR (01) CCE-FU/FTC 8/5.

[12] Stieglitz R, Wolf R. C,Boccaccini L V, et al. Aspects of Fusion Safety Considering Fission Regulations[C]//3rdIAEA DEMO Programme Workshop. Hefei of Anhui Prov., 2015.

[13] Gulden W, Bengaouer A, Braas B, et al. European Contribution to the ITER Licensing [J]. Fusion Science and Technology, 2009, 56:773-780.

[14] Kim H J, Kim H C, Kwon M, et al. Fusion Licensing and Safety Studies in Korea[J]. //IEEE Transactions on Plasma Science, 2014, 42(3):664-670.

[15] Oh K, Kang M, Heo G, et al. Safety Studies on Korean Fusion DEMO Plant Using Integrated Safety Assessment Methodology[J]//Fusion Engineering and Design, 2014, 89:2057-2061.

[16] Wu Y, FDS Team. Conceptual Design and Testing Stragety of a Dual Functional Lithium-Lead Test Blanket Module in ITER and EAST[J]. Nuclear Fusion, 2007, 47(11): 1553-1539.

[17] Wu Y, FDS Team. Fusion-Based Hydrogen Production Reactor and Its Material Selection. Journal of Nuclear Materials[J], 2009, 386-388:122-126.

[18] Wu Y. Design Status and Development Strategy of China Liquid Lithium-Lead Blankets and Related Material Technology. Journal of Nuclear Materials[J], 2007, 367-370:1410-1415.

[19] Wu Y, FDS Team. Design Analysis of the China Dual-Functional Lithium Lead (DFLL) Test Blanket Module in ITER. Fusion Engineering and Design[J], 2007, 82: 1893-1903.

[20] Huang Q, Gao S, Zhu Z, et al. Progress in Compatibility Experiments on Lithium-Lead with Candidate Structure Materials for Fusion in China[J]. Fusion engineering and Design, 2009, 84:242-246.

[21] Huang Q, Li C, Li Y, Chen M, Zhang M, Peng L, Zhu Z, Song Y, Gao S. Progress in Development of China Low Activation Martensitic Steel for Fusion Application. Journal of Nuclear Materials[J], 2007, 367-370:142-146.

[22] Mechanical Properties and Microstructures of China Low Activation Martensitic Steel Compared with JLF-1. Li Y, Huang Q, Wu Y, Nagasaka T, Muroga T. Journal of Nuclear Materials[J], 2007, 367-370:117-121.

[23] Huang Q, Li J, Chen Y. Study of Irradiation Effects in China Low Activation Martensitic Steel CLAM. Journal of Nuclear Materials[J], 2004, 329: 268-272.

[24] Wu Y, Qian J, Yu J. The Fusion-Driven Hybrid System and Its Material Selection. Journal of Nuclear Materials[J], 2002, 307-311:1629-1636.

[25] Huang Q, Li J, Chen Y. Study of Irradiation Effects in China Low Activation Martensitic Steel CLAM[J]. Journal of Nuclear Materials, 2004, 329:268-272.

[26] Wu Y, Song J, Zheng H, Sun G, Hao L, Long P, Hu L, FDS Team.CAD-Based Monte Carlo Program for Integrated Simulation of Nuclear System SuperMC. Annals of Nuclear Energy[J], 2015, 82:161-168.

[27] Song J, Sun G, Chen Z, Hu L. Benchmarking of CAD-based SuperMC with ITER Benchmark Model. Fusion Engineering and Design[J], 2014, 89(11): 2499-2503.

[28] Wu Y, FDS Team. CAD-Based Interface Programs for Fusion Neutron Transport Simulation. Fusion Engineering and Design, 2009, 84 (7-11):1987-1992.

[29] Li Y, Lu L, Ding A, Hu H, Zeng Q, Zheng S, Wu Y. Benchmarking of MCAM4.0 with the ITER 3D Model. Fusion Engineering and Design[J], 2007, 82: 2861-2866.

[30] 吳宜燦, 李靜驚, 李瑩等. 大型集成多功能中子學(xué)計算與分析系統(tǒng)VisualBUS的研究與發(fā)展[J]. 核科學(xué)與工程, 2007, 27(4):365-373.[31]

[31] Development of Reliability and Probabilistic Safety Assessment Program RiskA. Y. Wu, FDS Team. Annals of Nuclear Energy, 2015, 83: 316-321.

[32] Wu Y, Huang Q, Zhu Z, Gao S, Song Y. R&D of Dragon Series Lithium Lead loops for Material and Blanket Technology Testing. Fusion Science and Technology[J]. 2012,62-1:272-275.

[33] 胡麗琴, 吳宜燦, 陳紅麗等. ITER雙功能液態(tài)鋰鉛實驗包層系統(tǒng)故障模式影響分析[J]. 核科學(xué)與工程, 2008, 28(2):167-171.

[34] Probabilistic Safety Assessment of the Dual-Cooled Waste Transmutation Blanket for the FDS-I. L. Hu, Y. Wu. Fusion Engineering and Design, 2006, 81:1403-1407.

[35] 胡麗琴 吳宜燦. 聚變發(fā)電反應(yīng)堆雙冷液態(tài)鋰鉛包層的初步概率安全分析[J]. 核科學(xué)與工程, 2005, 2:184-187.

[36] Nie M, Wang J, Wang J, et al. Reliability Data Analysis for Tritium Extraction System Pipes of CN HCCB TBM[J]. Journal of Fusion Energy, 2015, 34: 1378-1384.

[37] Xu Y, Wang D, Wang J, et al. Fault Diagnosis of HCCB TES for ITER Based on Functional Modeling[J]. Journal of Fusion Energy, 2015, 34:1489-1496.

[38] The Implementing Agreement on Environmental, Safety, and Economic Aspects of Fusion Power (ESEFP IA) [EB/OL]. http://iea-esefp.net/portal.php.

[39] 中國科學(xué)院[EB/OL]. http://www.cas.cn/rcjy/gz/201509/t20150921_4428018.shtml.

Preliminary Study of the Status of Fusion Safety Regulation and Licensing

WANG Hai-xia,CHEN Zhi-bin,LI Ya-zhou,SHEN Xin-yuan,JIANG Jie-qiong,HU Li-qin,YU Jie, WU Yi-can, FDS Team

(Key Laboratory of Neutronics and Radiation Safety, Institute of Nuclear Energy Safety Technology, Chinese Academy of Sciences, Hefei, Anhu, 230032, China)

China has a very ambitious picture for magnetic confinement fusion energy development, which must meet the premise of safety. Nuclear safety regulatory and related licensing rules are the necessary tools to ensure the safety. Its unique safety features make it is unfeasible for fusion to completely copy the current established laws and regulations based on fission technologies. The main findings of a thorough literature study to reveal the current state and lessons learnt of the fusion safety licensing and regulation, including ITER, IAEA, IEA, European Union, United States, Korea etc., are presented and the status and problems of China fusion regulation and licensing are also summarized. Advice is given to Chinese government to develop top design for fusion reactor regulation and licensing along with some specific approaches, and conduct the relevant research as soon as possible.

Fusion nuclear safety；Regulation；Licensing

2016-07-20

國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(批準(zhǔn)號：2014GB112000、2014GB112001)

王海霞(1983—)，女，河北邯鄲人，助理研究員，博士，主要從事核能系統(tǒng)核安全監(jiān)管與許可研究工作

胡麗琴:liqin.hu@fds.org.cn

TL69

A

0258-0918(2016)04-0497-07