關(guān)于近地表處置設(shè)施定期安全評價的建議

王春麗,魏方欣,徐春艷,張 宇,祝兆文,雷 強(qiáng)

(生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心,北京 100082)

1 開展近地表處置設(shè)施定期安全評價的必要性

開展定期安全評價是對核設(shè)施的基本要求,我國《核安全法》明確要求核設(shè)施營運(yùn)單位應(yīng)當(dāng)對核設(shè)施進(jìn)行定期安全評價。這一要求對放射性廢物近地表處置設(shè)施尤為重要。根據(jù)《放射性廢物安全管理條例》的規(guī)定,近地表處置設(shè)施關(guān)閉后應(yīng)滿足300年以上的安全隔離要求。與一般核設(shè)施的運(yùn)行期相比,近地表處置設(shè)施運(yùn)行的時間跨度更長,定期評估處置設(shè)施的安全狀況,核實是否與設(shè)計階段對設(shè)施安全功能所做的預(yù)測一致,并在必要時采取糾正措施,是確保關(guān)閉后長期安全不可缺少的重要手段。我國目前已建成運(yùn)行西北、北龍、飛鳳山、龍和處置場等4座近地表處置設(shè)施,其中西北處置場和北龍?zhí)幹脠鲞\(yùn)行已超過10年,均應(yīng)開展定期安全評價;飛鳳山處置場運(yùn)行超過6年,需開展定期安全評價的準(zhǔn)備工作。但如何開展近地表處置設(shè)施的定期安全評價,國內(nèi)尚缺少具體要求,國外的有關(guān)實踐也鮮少報道。國家核安全局雖制定了《核動力廠定期安全審查》(HAD 103/11)和《研究堆定期安全審查》(HAD 202/02),但均不完全適用于近地表處置設(shè)施。因此,立足我國實際,確定開展近地表處置設(shè)施定期安全評價的策略及評價要點是十分必要而迫切的。本文立足我國當(dāng)前近地表處置設(shè)施定期安全評價現(xiàn)狀,在充分調(diào)研及分析國內(nèi)外有關(guān)要求的基礎(chǔ)上,重點對近地表處置設(shè)施定期安全評價的核心內(nèi)容,即安全要素及其評價要點進(jìn)行探討,并提出建議。

2 處置設(shè)施定期安全評價相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求

2.1 國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)

IAEA在多個安全標(biāo)準(zhǔn)中對包括處置設(shè)施在內(nèi)的核設(shè)施定期安全評價提出相關(guān)要求,包括基本原則、目的、范圍、時間尺度及應(yīng)考慮的重要內(nèi)容等。

《基本安全法則》(SF-1)[1]對設(shè)施運(yùn)行階段開展(定期)安全評價提出基本原則要求?！对O(shè)施和活動的安全評價》(GSR-4)[2]特別說明,設(shè)施和活動會在壽期和有效期內(nèi)發(fā)生變化和演變,并且不斷得到修改、改進(jìn)和受到老化的影響。知識和認(rèn)識也會隨著時間和經(jīng)驗而發(fā)展。因此,必須對安全評價結(jié)果進(jìn)行更新(即開展定期安全評價),以反映這些變化及使之保持有效性?！斗派湫詮U物處置》(SSR-5)[3]明確了處置設(shè)施定期安全審查應(yīng)覆蓋的時間范圍,即在放射性廢物處置設(shè)施運(yùn)行期間和關(guān)閉之后必須進(jìn)行定期安全審查,直至設(shè)施許可證終止?！斗派湫詮U物處置的安全全過程系統(tǒng)分析》(SSG-23)[4]明確要求,處置設(shè)施更新安全評價的頻率與設(shè)施的輻射風(fēng)險及其變化程度有關(guān),作為最低要求,安全評價應(yīng)在以預(yù)定時間間隔進(jìn)行的定期安全評價中進(jìn)行更新。即定期安全評價為安全全過程系統(tǒng)分析的落實提供階段性審查支點/節(jié)點,是落實安全全過程系統(tǒng)分析有關(guān)要求的重要里程碑。因此,包含安全全過程系統(tǒng)分析的有關(guān)內(nèi)容應(yīng)是處置設(shè)施定期安全評價的題中應(yīng)有之義。

IAEA相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)對核設(shè)施開展定期安全評價的總體要求列于表1。其中:SF-1及GSR-4對所有核設(shè)施的定期安全評價提出一般性要求,這些要求同樣適用于處置設(shè)施;SSG-25對核電廠開展定期安全評價的安全要素及評價要點予以詳細(xì)說明,可作為近地表處置設(shè)施定期安全評價的參考;SSR-5及SSG-23對處置設(shè)施的定期安全評價提出特定要求?；谏鲜鲆?近地表處置設(shè)施定期安全評價所涵蓋內(nèi)容,需遵守SF-1、GSR-4、SSR-5、SSG-23的有關(guān)要求,其實施方式可參考SSG-25的具體要求。

表1 IAEA安全標(biāo)準(zhǔn)對處置設(shè)施開展定期安全評價的有關(guān)要求

2.2 我國

國家核安全局制定了核安全導(dǎo)則《核動力廠定期安全審查》(HAD 103/11)[6]及《研究堆定期安全審查》(HAD 202/02)[7],分別針對核動力廠和研究堆定期安全評價提出詳細(xì)要求。HAD 103/11是參照IAEA的SSG-25并結(jié)合我國實際編制而成;HAD 202/2亦延續(xù)HAD 103/11(即SSG-25)的整體策略,并對安全要素等內(nèi)容進(jìn)行適用性調(diào)整后編制而成。HAD 202/2規(guī)定的審查原則、策略、實施計劃等與HAD 103/11基本保持一致,重點針對安全要素及審查要點進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。

我國針對核電廠、研究堆和核燃料循環(huán)設(shè)施所開展的定期安全評價實踐中,安全要素設(shè)置情況列于表2。

表2 我國核設(shè)施已有定期安全評價導(dǎo)則及實踐中的安全要素

雖然各類核設(shè)施設(shè)定的安全要素數(shù)量各有差異,但對比核電廠的全部14個安全要素,除應(yīng)急外,其他安全要素均已納入研究堆和核燃料循環(huán)設(shè)施的評價要素中,或獨立成為要素,或與其他要素合并,或做簡化處理等。由此可見,近地表處置設(shè)施安全要素的設(shè)定,可參考上述五方面的主要要求,通過適應(yīng)性及針對性調(diào)整確定。

3 近地表處置設(shè)施定期安全評價的有關(guān)實踐

國際上,法國、芬蘭等國在參考或借鑒IAEA有關(guān)要求的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身特點制定了本國開展定期安全評價的技術(shù)文件,指導(dǎo)本國放射性廢物處置設(shè)施開展定期安全評價,有關(guān)實踐可為我國提供參考和借鑒。我國也在西北處置場定期安全評價的安全審查中進(jìn)行了積極探索,為后續(xù)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則提供實踐基礎(chǔ)。

3.1 芬蘭[8]

根據(jù)芬蘭監(jiān)管機(jī)構(gòu)(STUK)的審管要求(導(dǎo)則YVL D.5[9]),對于放射性廢物處置設(shè)施,除非運(yùn)行許可證中另有規(guī)定,否則許可證持有者每15年應(yīng)至少開展一次定期安全評價。定期安全評價的主要內(nèi)容應(yīng)包括對處置設(shè)施安全狀況、處置長期安全性以及潛在演化情況的評估。

針對核設(shè)施定期安全評價的具體實施和主要內(nèi)容,導(dǎo)則YVL A.1明確提出[10],申請者需向STUK提供定期安全評價報告,報告中應(yīng)包括對核設(shè)施當(dāng)前安全狀態(tài)、潛在變化和確保未來安全性的評估,具體而言,其評價要點/要素應(yīng)涵蓋以下方面:1)證明符合芬蘭法規(guī)和導(dǎo)則中規(guī)定的要求;2)設(shè)施設(shè)計的再評價;3)上輪定期安全評價的總結(jié);4)設(shè)施老化狀態(tài)和老化管理的描述;5)設(shè)備合格鑒定的說明;6)更新的安全分析:對放射性廢物處置設(shè)施審查長期安全分析;7)安全指標(biāo);8)安全文化和領(lǐng)導(dǎo)力的描述;9)程序/規(guī)程;10)輻射防護(hù);11)廢物管理程序;12)經(jīng)驗反饋、研究活動及改進(jìn);13)與《核能法》以及許可證條件的符合性總結(jié);14)定期安全評價及提高設(shè)施安全的行動計劃,提供:定期安全評價結(jié)果;在上輪定期安全評價之后對設(shè)施安全運(yùn)行的總體評估;對設(shè)施當(dāng)前狀態(tài)的評估;下輪定期安全評價前繼續(xù)安全運(yùn)行的前提條件等。

針對放射性廢物處置設(shè)施的定期安全評價,在上述要求的基礎(chǔ)上,STUK在其導(dǎo)則YVL D.5中進(jìn)一步補(bǔ)充了專門要求[9],包括評價周期、評價要點及對安全全過程系統(tǒng)分析(safety case)進(jìn)行更新的具體規(guī)定。

3.2 法國[11]

根據(jù)法國《環(huán)境法案》第L.593-18條的規(guī)定,所有基本核設(shè)施(BNI)都要進(jìn)行定期安全評價(至少每10年開展一次)。定期安全評價必須能持續(xù)改進(jìn)設(shè)施的安全性,也可能因此需要對設(shè)施進(jìn)行改造。其《環(huán)境法案》第L. 593-19條規(guī)定,在每次定期安全評價之后,營運(yùn)單位須向核安全局(ASN)提交總結(jié)報告,報告中需含有本次評價的結(jié)論、其為糾正評價中所發(fā)現(xiàn)的任何異常情況或改進(jìn)設(shè)施安全性而計劃采取的措施(必要時)。

在實踐中,法國各類核設(shè)施定期安全評價的邏輯/策略是一致的,均主要涉及兩大方面:1)符合性評價:基于最新法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求,檢驗設(shè)施及其運(yùn)行狀態(tài)、以及各種變更(包括老化情況),確認(rèn)其是否仍然符合有關(guān)法規(guī)要求及許可條件;2)安全再評價:結(jié)合設(shè)施的所有運(yùn)行經(jīng)驗反饋以及國內(nèi)外類似設(shè)施的現(xiàn)狀,根據(jù)現(xiàn)行的安全和輻射防護(hù)要求,對設(shè)施的安全性進(jìn)行重新分析。通過定期安全評價確定設(shè)施的改進(jìn)措施。

對于放射性廢物處置設(shè)施的定期安全評價,在上述要求的基礎(chǔ)上,法國在導(dǎo)則(Safety guide 1.2 of 1984)中特別規(guī)定,在設(shè)施的運(yùn)行及有組織控制期結(jié)束前均需開展定期安全評價,周期為每10年一次。以芒什處置場(CSM)為例,在1969年至1994年運(yùn)行期間,安全法規(guī)和原則要求不斷發(fā)生變化,其營運(yùn)單位Andra根據(jù)法規(guī)的變更對其運(yùn)營模式進(jìn)行了調(diào)整。當(dāng)以往實踐不再適用于現(xiàn)行法規(guī)時,Andra在定期安全評價中檢驗其是否仍符合安全目標(biāo)。

可能影響安全功能發(fā)揮的問題是近地表處置設(shè)施定期安全評價的重點關(guān)注要素之一。比如,在2006年對CSM開展的定期安全審查中,ASN重點關(guān)注了覆蓋層耐久性等內(nèi)容,ASN認(rèn)為Andra應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)覆蓋層的穩(wěn)定性并解決雨水滲透問題。Andra承諾后續(xù)補(bǔ)充提交關(guān)于此問題的解決方案/改進(jìn)計劃。2015年,Andra將該改進(jìn)計劃提交ASN審查。ASN于2016年9月要求Andra作出技術(shù)補(bǔ)充,特別是需要明確長期覆蓋層尺寸方面的要求等內(nèi)容,并要求其在后續(xù)定期安全評價中對此類要素進(jìn)行評價(評價文件已于2019年提交)。CSM于1976年(運(yùn)行期間)發(fā)現(xiàn)的地下水氚污染及其后續(xù)改進(jìn)、監(jiān)測措施,也是定期安全評價重點關(guān)注的內(nèi)容。

Andra于2016年7月提交了新一輪定期安全評價的大綱(DOR),ASN于2017年12月提出審查意見。2019年4月,Andra提交了CSM的最終定期安全評價文件(包括其安裝最終覆蓋層的設(shè)想策略)。目前該文件正接受ASN審查。

3.3 我國西北處置場

西北處置場為我國首個正式開展定期安全評價的近地表處置設(shè)施。因無具體要求及先例參考,其定期安全評價的內(nèi)容主要為現(xiàn)狀陳述,重點聚焦對運(yùn)行管理數(shù)據(jù)的更新及階段性總結(jié),以及以人員劑量為核心的合規(guī)性核實。但審評人員認(rèn)為,根據(jù)定期安全評價的目標(biāo)及要求,近地表處置設(shè)施的定期安全評價不應(yīng)只是評價周期內(nèi)設(shè)施變化的說明及人員受照劑量的階段性評估,而應(yīng)結(jié)合處置設(shè)施演化、修改和廠址方面的積累效應(yīng)、運(yùn)行經(jīng)驗反饋、安全標(biāo)準(zhǔn)和核安全技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)行綜合性、系統(tǒng)性分析。而開展定期評價的落腳點,應(yīng)聚焦選取合理的安全要素,并對各個安全要素的要點予以逐一評價,目的在于確保近地表處置設(shè)施在控制期內(nèi)具有預(yù)期/可接受的安全功能和安全水平。因此,確定定期安全評價的安全要素及評價要點,是有效開展近地表處置設(shè)施定期安全評價的核心及關(guān)鍵。審評人員就此提出了相關(guān)要求和建議(詳見本文第4節(jié))[12]。

4 關(guān)于在我國開展近地表處置設(shè)施定期安全評價的建議

從國內(nèi)外相關(guān)要求和實踐看,核設(shè)施的定期安全評價均基本遵從IAEA的標(biāo)準(zhǔn)要求(尤其是SSG-25),針對不同類型的核設(shè)施,基于其主要特點及復(fù)雜程度,對安全要素和評價要點進(jìn)行適用性調(diào)整或合并。立足國內(nèi)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及IAEA標(biāo)準(zhǔn)要求,借鑒處置設(shè)施定期安全評價的國際經(jīng)驗,結(jié)合我國其他核設(shè)施定期安全評價實踐及要求,研究提出我國近地表處置設(shè)施定期安全評價要素、評價要點的建議。

4.1 整體思路及策略

參考芬蘭導(dǎo)則中的相關(guān)要求及我國研究堆定期安全評價的要求及思路,我國近地表處置設(shè)施定期安全評價的方法和實施方案等,可遵從IAEA SSG-25提出的整體策略;在滿足國內(nèi)及IAEA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下,安全要素和評價要點可進(jìn)行適用性及針對性調(diào)整及合并。

4.2 安全要素的篩選

從國內(nèi)外核設(shè)施定期安全評價的要求看,各類核設(shè)施的安全要素均以核電廠的14個安全要素為基準(zhǔn)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整,考慮到不同設(shè)施的運(yùn)行特點及整體復(fù)雜程度,其安全要素的設(shè)定、側(cè)重點及細(xì)化程度有所不同,但均有如下共性特點:1)開展對設(shè)施設(shè)計、安全分析的再評價;2)關(guān)注設(shè)施硬件部分(如構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件)的狀態(tài)(包括老化);3)評估及預(yù)測設(shè)施的安全性能(及經(jīng)驗反饋);4)關(guān)注組織機(jī)構(gòu)和管理體系的運(yùn)行質(zhì)量。對于近地表處置設(shè)施安全要素的設(shè)定,可以上述四方面要求為基礎(chǔ),結(jié)合自身特點進(jìn)行細(xì)化調(diào)整。

根據(jù)IAEA在GSR-4中的安全評價分級方案要求,立足近地表處置設(shè)施的安全風(fēng)險特點,安全要素的篩選應(yīng)兼顧以下內(nèi)容:

1)鑒于近地表處置設(shè)施總體核安全風(fēng)險低、輻射風(fēng)險相對較高且設(shè)施設(shè)計相對簡單,IAEA SSG-25推薦的設(shè)備合格鑒定、確定論安全分析、概率安全分析、災(zāi)害分析、人因等安全要素可不單獨設(shè)置;同時,在我國核設(shè)施的應(yīng)急管理體系中,近地表處置設(shè)施有獨立的應(yīng)急預(yù)案且定期更新,故IAEA SSG-25推薦的應(yīng)急計劃安全要素亦可不單獨設(shè)置;

2)近地表處置設(shè)施有其自身的特殊性,如對放射性廢物的包容隔離功能及廢物處置長期安全要求高等[13],故需重點關(guān)注多重屏障系統(tǒng)對放射性核素的包容阻滯性能、處置系統(tǒng)長期安全、長期環(huán)境影響風(fēng)險、處置場有組織控制的有效實施等特點,并兼顧安全全過程系統(tǒng)分析理念及要求[14]。因此其安全要素至少應(yīng)包括:①設(shè)計與安全分析(重點為安全功能的設(shè)定及再評估);②關(guān)鍵硬件的實際狀態(tài)及性能演化(重點為屏障體系的狀態(tài)及演化評估);③安全性能(重點為安全功能的實現(xiàn)及維持,包括對環(huán)境的輻射影響);④組織機(jī)構(gòu)和管理體系(重點為體系的運(yùn)行質(zhì)量及經(jīng)驗反饋等)等方面。其中,輻射防護(hù)及其有效性應(yīng)作為各個安全要素的一個特定方面予以評價。

4.3 安全要素、評價要點及目的

對近地表處置設(shè)施定期安全評價各安全要素、要點(含總體評價)及評價目的的具體建議列于表3。

表3 近地表處置設(shè)施定期安全評價安全要素、要點及目的

對于每個安全要素,均應(yīng)按設(shè)計時適用的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查,按現(xiàn)行法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較和評價,進(jìn)而通過綜合性評價確定:該處置設(shè)施滿足現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)和實踐的情況;許可證發(fā)放依據(jù)仍然有效的情況;在下一次定期安全評價或運(yùn)行期及安全監(jiān)護(hù)期結(jié)束之前保持該處置設(shè)施安全的各項安排的充分性;以及為解決安全問題所要實施的改進(jìn)等。

應(yīng)根據(jù)評價結(jié)果,制定必要且合理可行的糾正行動和安全改進(jìn)計劃,在考慮所有糾正行動和安全改進(jìn)之后,應(yīng)對依然未得到適當(dāng)處理的全部弱項進(jìn)行評價,并綜合判斷近地表處置設(shè)施的安全功能和安全水平是否可接受,以確保近地表處置設(shè)施在運(yùn)行和安全監(jiān)護(hù)期內(nèi)具有預(yù)期/可接受的安全功能和安全水平,以滿足法律法規(guī)中規(guī)定的近地表處置長期安全要求。