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随着早期核反应堆陆续服役期满,未来15至20年间,核工业将会迎来全球范围内的反应堆退役大潮。然而据国际原子能机构的一项数据显示,截至2013年底,全球仅有17座来自美国、德国和英国的核反应堆完成退役,已永久关闭等待退役的反应堆还有130座。因此,如何安全、完整地处理退役核反应堆,不论对于老牌的核电强国,还是核电产业仍处于摸索阶段的发展中国家来说,都是亟待解决的问题。一直走在核电发展前列的英国,在核退役方面有着丰富的科研与实践经验,其完整且先进的系统、丰富的技术经验或许可以供包括中国在内的“后生”学习和借鉴。
作为最早发展核能产业的国家,英国至今共建成41台核电机组,包括26台镁诺克斯(Magnox)机组、14台先进气冷堆(AGR)机组和1台压水堆(PWR)机组。现役机组16座,为全国提供约1/5的电力供应。英国于2011年5月首次完成核电机组的退役工作,该机组是总装机容量为32 MWe的Windscale先进气冷堆,分10个实施阶段,采用了快速退役方式。由于反应堆具有大量高放废物以及石墨材料,不能采用手动拆除作业,拆除过程中借助了遥控设备,最终顺利完成拆除和核电机组的退役工作。这个经典案例,为今后其他含有放射性材料核设施的退役提供了完整可行的参考模板。目前,英国正展开25座核反应堆的退役工作,除了已永久关闭的Magnox反应堆外,还包括2座位于敦雷(Dounreay)的快堆和1座蒸汽发生重水堆(SGHWR)。
核退役的关键在于如何控制高风险污染源,确保核与辐射安全,以及工作人员和公众的安危,最终实现场址不受限制地开放和使用。英国在旧实验反应堆、燃料循环工厂和研究设施的退役方面具有丰富的经验。例如,对Magnox舰队退役的主要方法是把它恢复到没有使用之前的原状——放空反应堆里的燃料,密封主反应器舱,迁移外围设备,反应堆然搁置15到50年时间;位于Cheshire的核电站场址也在关闭后,被恢复到绿地状态,并且吸引大量居民居住。如果这些设备退役后又有了更多的需求,原来的场址可以继续建立新的发电站。另外,为了顺利推进核退役,英国采取核运行与核退役的管理职能分开的方式,依据《2004年能源法》于同年拨款700亿英镑设立了核退役管理局(NDA),力争在控制时间和成本的同时,以较低的环境影响完成英国19家指定核设施的退役工作。
而在核退役过程中,如何实现能源再回收,减轻环境压力也是众多国家关注的难题。对此,英国政府在2011年依据NDA提出的方案决定对钚进行再利用,即在新一代反应堆MOX燃料中使用钚。根据这一方案,Magnox、AGR和Sizewell B的核反应堆已在塞拉菲尔德(Sellafield)进行重新处理,将裂变产物和锕系元素分离,成为可以重新用作反应堆燃料的高级废物,由此产生120吨左右的分离钚。在塞拉菲尔德形成的一整套处理流程,在过去40年间,已经再加工处理了5万吨以上来自Magnox、先进气冷堆(AGR) 核电站和轻水堆(LWR)的辐射燃料,英国再加工处理回收放射性燃料的能力再次得到充分印证。
英国在核设施退役、放射性废物管理、燃料循环等领域的经验对世界核电产业发展具有积极的参考意义。中英两国目前在核能方面的合作可谓珠联璧合、相得益彰、硕果累累,仅中核集团,去年已和英国签署了多项重要合作协议,包括与英国国家核实验室签署的《科研合作谅解备忘录》、《关于加强民用核工业燃料循环全产业链合作的谅解备忘录》等,未来的合作潜力更加巨大。中国环保部部长曾经指出,目前中国核设施存在早期核设施安全风险增大,大量放射性废物增多等问题。中国在核电发展中寻求与英国开展多领域的合作不仅是势在必行,更是大势所趋。相信通过“借力”英国,中国核电在加速发展和“走出去”的道路上必将大放异彩。
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