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(2017年5月31日更新)
迄今为止,已有110多个商业动力反应堆,48个实验或原型反应堆,超过250个研究堆和多个燃料循环设施已经退役。其中一些已经完全拆除。
核电厂的大部分地区不会变得放射性,或者只能以非常低的水平被污染。大部分金属可以回收利用。
已有经验的技术和设备可以安全地拆除核设施,现在已经在世界的几个地方得到很好的证明。
核电厂的退役费用,包括处置相关废物,相对于其他工业厂房来说是很高的,但正在减少,并且仅占发电总成本的一小部分。
所有的发电厂,煤炭,天然气和核电都有一个有限的寿命,超过这个寿命,经济上是不经济的。一般来说,早期核电厂的设计时间约为30年,尽管经过翻新,有些已经证明能够继续远远超过这一点。较新的工厂设计为40至60年的使用寿命。在任何电厂的使用寿命结束时,都需要退役,清理和拆除,以便将场地用于其他用途。
对于核电厂,退役一词包括放射性的所有清理和植物的逐步拆除。这可以从业主的决定开始,或者宣布永久性地从操作中移除。为了实际的目的,它包括排放和清除冷却液,尽管NRC至少将其定义为在燃料和冷却剂被去除后才严格开始。最终确定了净化后的许可证终止,废物被清除。
本文结尾处有一个关于150个关闭反应堆的表格。其中约17项已于2016年底完成全面退役工作。
核电厂退役方案
国际原子能机构(国际原子能机构)确定了三项退役方案,其定义已得到国际通行:
立即拆解(或美国早期发布/“拆卸”):此选项允许在关闭或终止受管制活动后相对较早地将设施从监管控制中移除。根据设施,最终的拆除或去污活动可以在数月或数年内开始。在从监管控制中移除后,该站点随后可以重新使用。
安全外壳(“Safstor”)或延期拆除:此选项推迟最后一次更换控制措施,通常为40至60年。该设施被置于安全的存储配置中,直到最终的放射性污染已经衰减为止,最终的拆除和去污活动发生。在这种监管变化的情况下,有可能不可预测地增加成本。
Entombment(或“Entomb”):该选项需要将设备置于允许剩余的现场放射性物质保留在现场,而无需完全删除的情况。这种选择通常包括减少放射性物质所在地区的大小,然后将设施包围在诸如混凝土等长寿命结构中,这将持续一段时间,以确保剩余的放射性不再受到关注。
每种方法都有其优点和缺点。国家政策决定采用或允许采用哪种方法或组合方式。在立即拆除(或早期释放)的情况下,完成退役的责任不会转移给子孙后代。运行人员的经验和技能也可以在退役计划中得到利用。或者,安全外壳(或Safstor)可显着降低残留放射性,从而减少最终拆卸过程中的辐射危害。机械技术的预期改进也应导致危害和成本的降低。
在核反应堆的情况下,大约99%的放射性与在永久关闭后被去除的燃料有关。除了植物的一些表面污染外,剩余的放射性来自长期暴露于中子辐射的钢中的“活化产物”,特别是反应堆压力容器。稳定的原子变成不同的同位素,如铁55,铁59和锌65。几种是高度放射性的,发射γ射线。然而,他们的半衰期是这样的(分别为2.7年,45天,5.3年,245天),从关闭50年后,他们的放射性大大减少,职工的职业风险大大消失。
退役经验
在退役各类核设施方面取得了相当大的经验。约有105个商业动力反应堆,48个实验或原型动力反应堆,以及超过250个研究堆和多个燃料循环设施已经退役。在包括实验和原型机在内的150多台动力反应堆中,至少有17台已经全部拆除,50多架被拆除,50多座在Safstor,3座已被埋设,而其他的还没有规定退役战略。
(船舶和许多潜艇也已经退役,但不包括在本文中。)
欧洲反应堆
在Chinon,Bugey和St Laurent核电站停止其退役气冷堆,EDF选择了部分拆除,推迟了最终拆除和拆除50年。随着其他反应堆将继续在这些地点运行,监测和监视也不会增加成本。
拆除核设施的钢铁回收厂位于法国的Marcoule。这种金属将含有一些活化产物,但它可以被再循环用于其他核电厂。
29个英国反应堆已经开始停产,其中25个是具有石墨调节剂的早期Magnox类型。*其中第一个是伯克利核电站(2 x 138兆瓦),经济运行27年后于1989年因经济原因而关闭,于一九九二年完成。然后将凉水池排干,清理及填入,并将涡轮大厅拆卸及拆卸。反应堆建筑物在扩大的Safstor期间。最终他们也将被拆除,使网站被平整和景观美化。其他英国反应堆场地也采用相同的模式。
*退役气冷式反应堆的成本比轻水反应堆的单位容量要高得多 - 至少是Magnox的五倍。这是因为大量的材料和需要处理大量的石墨调节剂。Magnox的每单位容量的废弃物回收量是西方轻水反应堆的十倍。另请参见有关石墨的以下小节。
西班牙的Vandellos 1,一个480兆瓦的瓦斯 - 石墨反应堆,由于涡轮机的火灾,使得该厂不经济地修复,于1990年关闭了18年。在2003年,ENRESA总结了反应堆退役和拆除项目的第二阶段,这使得大部分现场得以释放。经过30年Safestor,当活动水平下降了95%,其余的植物将被删除。63个月项目的费用为9300万欧元。
德国19个关停单位中有11个被立即拆除。在 格赖夫斯瓦尔德于前东德,其中五个反应堆已运行核电站,选择立即拆除。类似地,巴伐利亚州100兆瓦Niederaichbach核电厂的现场据称适用于1995年中期的无限制农业用途。该15兆瓦卡尔实验BWR于1985年关闭,经过25年的运作。清除污染后,工厂被彻底拆除,现场清理无限制地使用。250兆瓦的Gundremmingen A机组是德国第一个商业核反应堆,运行于1966-77年。退役工作始于1983年,1990年搬迁到受污染部位,使用水下切割技术。这个项目表明,退役可以安全和经济地进行,没有长时间的延误,并且回收大部分的金属。
由于政治原因,在2011年3月关闭的八个德国单位中,绝大多数将在15年内被拆除。四家运营商淘汰了380亿欧元用于退役和废物处理。
日本东海1号反应堆,160兆瓦的英国Magnox设计,在1998年经过32年的服务后正在退役。经过10年的储存,在第2阶段(至2011年),蒸汽发生器和涡轮机被拆除,在第3阶段(至2018年)反应堆正在拆除,建筑物被拆除,现场准备重新使用。总成本为930亿日元(10.4亿美元),拆除费用为350亿日元,废物处理费为580亿日元,其中包括石墨(成本显着升高,见下文)。
美国反应堆
美国的经验有所不同,但是13个动力反应堆正在使用Safestor方法,而16个主要是单一机组的工厂正在使用Decon。
程序由核管理委员会(NRC)确定,现在已经有相当多的经验。共有32座动力反应堆已经关闭和退役。NRC要求终止关闭反应堆的营业执照,并在60年内完成退役活动。现场发布通常不包括ISFSI(独立乏燃料存储设备)中的现场使用的燃料储存(通常仍然存在),等待能源部将废旧燃料(有其所有权)从国家储存库中取出,未来。
Rancho Seco(单个913 MWe,PWR)于1989年关闭,1995年NRC批准了Safestor计划。然而,该实用程序随后决定进行逐步拆除,并于2009年完成,剩余约3公顷仍在NRC许可证下进行废物储存。大约32公顷已经被释放,无限制地使用。
在多单元核电站,选择首先将封闭的单元放入存储器中,直到其他的核电站结束其运行寿命,以便所有这些都可以按顺序退役。这将优化员工的使用和切割和远程操作所需的专门设备,并实现成本效益。
因此,经过14年的全面清理活动,包括从1979年事故中清除燃料,碎片和水,三里岛2被放置在防毁毁监测仓库(Safstor)中,直到原来的1号机组的营业执照由于到期,所以这两个单位可以一起拆除。
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