經(jīng)合組織核能機(jī)構(gòu)(OECD/NEA)2021年9月8日發(fā)布報(bào)告《現(xiàn)有及先進(jìn)反應(yīng)堆核安全研究支持設(shè)施》。報(bào)告對(duì)現(xiàn)有及先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)進(jìn)行了回顧，并闡述了不同類型反應(yīng)堆面臨的安全問(wèn)題、相關(guān)技術(shù)研究需求與研究支持設(shè)施的現(xiàn)狀，最后報(bào)告分別就短期和長(zhǎng)期內(nèi)核安全研究支持設(shè)施的需求和保護(hù)措施提出建議。報(bào)告中探討的反應(yīng)堆既包括核能機(jī)構(gòu)成員國(guó)目前在運(yùn)的壓水堆、沸水堆、重水堆等水冷堆，也包括氣冷堆、鈉冷快堆、熔鹽堆和模塊化小堆等先進(jìn)反應(yīng)堆。

這份報(bào)告建立在核能機(jī)構(gòu)先前工作的基礎(chǔ)之上。核能機(jī)構(gòu)核設(shè)施安全委員會(huì) 2017年6月決定成立一個(gè)安全研究高級(jí)專家組 (SESAR)，以更新先前對(duì)實(shí)現(xiàn)核安全所需的能力和設(shè)施進(jìn)行的評(píng)估。核能機(jī)構(gòu)在2001年就這一主題發(fā)布了報(bào)告《經(jīng)合組織成員國(guó)核安全研究：面臨風(fēng)險(xiǎn)的主要設(shè)施和項(xiàng)目》，2007年又基于一項(xiàng)后續(xù)活動(dòng)發(fā)布了第二份報(bào)告《經(jīng)合組織成員國(guó)核安全研究：現(xiàn)有及先進(jìn)反應(yīng)堆支持設(shè)施》。核能機(jī)構(gòu)此次發(fā)布報(bào)告是上述兩份報(bào)告的后續(xù)報(bào)告。與先前兩份報(bào)告相比，2021版報(bào)告在下述方面進(jìn)行了更新：首先，這份報(bào)告將一些先進(jìn)反應(yīng)堆類型納入研究范疇，如高溫堆和鈉冷快堆;其次，該報(bào)告指出了幾種擬議的熔鹽堆和模塊化小堆設(shè)計(jì)中普遍存在的安全問(wèn)題;最后，雖然維護(hù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)一直被視為關(guān)鍵問(wèn)題，但是以前的報(bào)告并未就此提供具體措施，而新版報(bào)告就實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存提出了一些直接建議。

自核能機(jī)構(gòu)2007年發(fā)布報(bào)告《經(jīng)合組織成員國(guó)核安全研究：現(xiàn)有及先進(jìn)反應(yīng)堆研究支持設(shè)施》以來(lái)，一些研究設(shè)施已然關(guān)閉。因此，重要研究基礎(chǔ)(即設(shè)備、能力和專業(yè)知識(shí))的流失仍然是一個(gè)令人擔(dān)憂的問(wèn)題，這也是當(dāng)前開展研究的主要原因。然而，核能機(jī)構(gòu)2017年開展的項(xiàng)目使一些關(guān)鍵設(shè)施在2007年至2019年間得以保留。這些現(xiàn)存關(guān)鍵設(shè)施的情況在報(bào)告第1章和第4章進(jìn)行了專門討論。

在闡述現(xiàn)有和先進(jìn)反應(yīng)堆的安全問(wèn)題時(shí)，2021版報(bào)告明確了核工業(yè)特有的技術(shù)問(wèn)題以及核工業(yè)與其他工業(yè)共同面臨的技術(shù)問(wèn)題。其中核工業(yè)特有的問(wèn)題包括熱工水力學(xué)、核燃料、反應(yīng)堆物理學(xué)、嚴(yán)重事故和安全殼意外現(xiàn)象、以及設(shè)備和結(jié)構(gòu)的完整性。非核工業(yè)特有的問(wèn)題包括人力和組織因素、工廠控制和監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)安全、外部事件、以及火災(zāi)評(píng)估。第一座問(wèn)題的解決需要其他行業(yè)提供重要支持，因此可能不需要由核設(shè)施安全委員會(huì)制訂相應(yīng)解決措施?？偟膩?lái)說(shuō)，在制定參考建議時(shí)，這組問(wèn)題重點(diǎn)關(guān)注的設(shè)施具有特定功能，不僅能用于解決第二代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題，同時(shí)也有潛力支持解決新興第三代和第四代設(shè)計(jì)的安全問(wèn)題。設(shè)施的獨(dú)特性、更換成本(大于500萬(wàn)歐元)和運(yùn)營(yíng)成本是評(píng)估和制訂解決措施的重要參考因素。

1. 短期結(jié)論和建議

核能機(jī)構(gòu)在這份報(bào)告中分別就短期和長(zhǎng)期內(nèi)核安全研究設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)提出建議。為評(píng)估短期問(wèn)題，核能機(jī)構(gòu)對(duì)這些設(shè)施——尤其是那些獨(dú)特、用途廣泛且在2021至2024年期間可能被關(guān)閉的設(shè)施——進(jìn)行了檢查，并鼓勵(lì)核設(shè)施安全委員會(huì)盡可能多的支持與這些設(shè)施有關(guān)的聯(lián)合項(xiàng)目。

在熱工水力領(lǐng)域，有三處設(shè)施短期內(nèi)面臨風(fēng)險(xiǎn)。其中包括支持壓水堆熱工水力工作的德國(guó)初級(jí)冷卻劑回路測(cè)試設(shè)備(PKL)和日本大型熱工水力臺(tái)架(LSTF)，以及支持輕水堆和沸水堆熱工水力安全研究和嚴(yán)重事故與安全殼意外現(xiàn)象研究的瑞士PANDA設(shè)施。應(yīng)該明確的是，盡管PANDA和PKL早在2001年就被確認(rèn)為存在短期風(fēng)險(xiǎn)，然而這兩處設(shè)施近年來(lái)一直通過(guò)核能機(jī)構(gòu)聯(lián)合項(xiàng)目應(yīng)用于開展多項(xiàng)重要的核設(shè)施安全委員會(huì)研究計(jì)劃。PANDA和PKL設(shè)施的運(yùn)營(yíng)部門預(yù)計(jì)將在當(dāng)前項(xiàng)目結(jié)束之前(PANDA為2021年，PKL為2020年)提出新項(xiàng)目。核能機(jī)構(gòu)在報(bào)告中對(duì)LSTF設(shè)施做出了相似的判斷，稱有跡象表明日本可能會(huì)在不久的將來(lái)提出一個(gè)新的聯(lián)合項(xiàng)目。

在嚴(yán)重事故和安全殼意外現(xiàn)象技術(shù)領(lǐng)域，前文提到的PANDA設(shè)施、VERDON設(shè)施(法國(guó))和被確定為近期面臨風(fēng)險(xiǎn)的THAI設(shè)施(德國(guó))，均已在2007年的報(bào)告中被確定為處于危險(xiǎn)之中，或被認(rèn)定需要進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。未來(lái)計(jì)劃利用上述各個(gè)設(shè)施開展核能機(jī)構(gòu)聯(lián)合項(xiàng)目，以證明它們?cè)谖磥?lái)幾年繼續(xù)運(yùn)行的合理性。CHROMIA平臺(tái)(法國(guó)國(guó)家輻射防護(hù)和核安全研究所的裂變產(chǎn)物釋放和運(yùn)輸設(shè)施)也面臨風(fēng)險(xiǎn)，并且與THAI設(shè)施一樣，該平臺(tái)近年來(lái)也被廣泛應(yīng)用于核能機(jī)構(gòu)聯(lián)合項(xiàng)目中。一個(gè)新的核能機(jī)構(gòu)聯(lián)合項(xiàng)目ESTER正在進(jìn)行中，該項(xiàng)目將同時(shí)使用CHROMIA和VERDON設(shè)施。另一個(gè)新的核能機(jī)構(gòu)聯(lián)合項(xiàng)目THEMIS也在進(jìn)行中，并將使用THAI設(shè)施。

2007年以來(lái)，幾座應(yīng)用于核燃料和材料測(cè)試的大型多功能反應(yīng)堆已經(jīng)關(guān)閉。加拿大的國(guó)家研究通用反應(yīng)堆和挪威的哈爾登反應(yīng)堆均于2018年關(guān)閉，造成了全球范圍材料和燃料測(cè)試方面的重大損失。此外，日本一個(gè)主要用于材料試驗(yàn)的試驗(yàn)反應(yīng)堆(JMTR)也已經(jīng)關(guān)閉。鑒于上述情況，盡管各國(guó)已經(jīng)認(rèn)定一些設(shè)施處于短期風(fēng)險(xiǎn)中或需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，但是國(guó)家仍需為維護(hù)或翻新此類老化或有專門用途的反應(yīng)堆提供大量支持。

目前在全世界范圍內(nèi)，包括 CABRI、BR-2、LVR-15、MIR、TREAT、HFR和ATR在內(nèi)的各類反應(yīng)堆已被確定為合適的替代設(shè)施，用于補(bǔ)充因關(guān)閉現(xiàn)有反應(yīng)堆而損失的測(cè)試能力。日本的STACEY設(shè)施先前也被確定為一座替代設(shè)施，但該設(shè)施目前已關(guān)閉。此外，瑞士的CROCUS設(shè)施也可能將用作替代設(shè)施。

核能機(jī)構(gòu)核科學(xué)委員會(huì)對(duì)亞臨界和零功率反應(yīng)堆的審查發(fā)現(xiàn)，自2007年報(bào)告發(fā)布以來(lái)，幾座研究堆已經(jīng)關(guān)閉，核能機(jī)構(gòu)建議密切監(jiān)測(cè)其余反應(yīng)堆，其中包括比利時(shí)的VENUS，加拿大的ZED-2、捷克共和國(guó)的LR-0和日本的KUCA，這些設(shè)施近期均未存在即將關(guān)閉的危險(xiǎn)。核能機(jī)構(gòu)最近提出建立FIDES網(wǎng)絡(luò)，旨在通過(guò)這些措施來(lái)保護(hù)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。借助該網(wǎng)絡(luò)以及各種輻照活動(dòng)的聯(lián)合項(xiàng)目，成員國(guó)可以參與多種與材料和燃料相關(guān)的反應(yīng)堆試驗(yàn)計(jì)劃。

最后，雖然2007年評(píng)估活動(dòng)的范圍僅集中在核工業(yè)特有設(shè)施上，但在本次評(píng)估中，IRSN的GALAXIE消防平臺(tái)被認(rèn)定為在近期內(nèi)面臨風(fēng)險(xiǎn)。盡管存在其他消防研究設(shè)施，但GALAXIE平臺(tái)能將獨(dú)立發(fā)揮效用的中型和大型設(shè)施集中在同一地點(diǎn)，并提供從PRISME等核能機(jī)構(gòu)三期聯(lián)合項(xiàng)目中獲得的經(jīng)驗(yàn);因此，它特別適合解決核工業(yè)獨(dú)有的一些消防安全問(wèn)題，例如手套箱火災(zāi)、通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)傳播、電纜橋架中引發(fā)的火災(zāi)等。在當(dāng)前的PRISME項(xiàng)目于2021年結(jié)束后，核能機(jī)構(gòu)將提出一個(gè)新的聯(lián)合項(xiàng)目。

2. 長(zhǎng)期結(jié)論與建議

針對(duì)前兩份報(bào)告結(jié)論和建議所涉及的許多因素，相關(guān)方面已采取有效措施保留處于風(fēng)險(xiǎn)中的關(guān)鍵設(shè)施。核能機(jī)構(gòu)2021版報(bào)告中指出，在長(zhǎng)期內(nèi)應(yīng)繼續(xù)采取這些措施，并考慮以下因素：

設(shè)施的運(yùn)營(yíng)和替代成本(將核設(shè)施安全委員會(huì)活動(dòng)限制在需多國(guó)支持的大型設(shè)施上)。

與報(bào)告中推薦的長(zhǎng)期保存設(shè)施清單保持一致。

鑒別實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是否有用(即項(xiàng)目能否為解決一個(gè)或多個(gè)安全問(wèn)題提供有用信息)的能力。

長(zhǎng)期規(guī)劃以確保最重要的設(shè)施獲得長(zhǎng)期保護(hù)的最高優(yōu)先級(jí)(而非基于先到先得原則)的能力。這將包括評(píng)估長(zhǎng)期資源影響(即考慮合作計(jì)劃的成本對(duì)其他項(xiàng)目可用資源的影響)和東道國(guó)就該設(shè)施制訂的長(zhǎng)期計(jì)劃。

行業(yè)參與。

東道國(guó)支持核能機(jī)構(gòu)項(xiàng)目的承諾和能力。

基于先前安全研究高級(jí)專家組的評(píng)估和本報(bào)告第3.1節(jié)中包含的安全問(wèn)題，研究機(jī)構(gòu)制定了一個(gè)關(guān)鍵研究設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施需求表，并按反應(yīng)堆類型列出了可以滿足這些需求的現(xiàn)有設(shè)施。報(bào)告在第4章中就該列表進(jìn)行討論。這些設(shè)施是獨(dú)一無(wú)二、難以替代的，并在解決其技術(shù)領(lǐng)域問(wèn)題方面發(fā)揮著重要作用。在制定長(zhǎng)期基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)戰(zhàn)略時(shí)，核設(shè)施安全委員會(huì)宜繼續(xù)關(guān)注這些設(shè)施，并酌情采取行動(dòng)，確保關(guān)鍵設(shè)施可用于每種反應(yīng)堆類型，從而滿足關(guān)鍵研究基礎(chǔ)設(shè)施的需求。以上建議也適用于第2章確定的為新反應(yīng)堆類型開發(fā)的設(shè)施。與上述短期建議類似，東道國(guó)的承諾和長(zhǎng)期設(shè)施計(jì)劃對(duì)于保留哪些設(shè)施有重要影響。

3. 通用結(jié)論與建議

最后，核能機(jī)構(gòu)在報(bào)告中提出了一系列短期和長(zhǎng)期通用的結(jié)論和建議，具體包括：

鼓勵(lì)核設(shè)施安全委員會(huì)成員國(guó)繼續(xù)對(duì)處于風(fēng)險(xiǎn)中的設(shè)施提供良好支持，這已經(jīng)推動(dòng)了一些有價(jià)值項(xiàng)目的產(chǎn)生(例如 PKL、PANDA、GALAXIE)。

正如2007年報(bào)告中所建議的，由于運(yùn)行和替代成本高昂，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)堆的可用性進(jìn)行特別審查。新的輻照實(shí)驗(yàn)框架 (FIDES) 和相關(guān)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 (JEEP) 是維持全球試驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾襟E。

不管新的輻照實(shí)驗(yàn)框架和聯(lián)合實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是否成功，成員國(guó)必須持續(xù)關(guān)注面臨風(fēng)險(xiǎn)的小型特有設(shè)施。

核科學(xué)委員會(huì)(NSC)應(yīng)密切關(guān)注用于支持臨界和反應(yīng)堆物理規(guī)范的設(shè)施。

哈爾登反應(yīng)堆的關(guān)閉和隨后的項(xiàng)目活動(dòng)凸顯了在國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)中保存關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的必要性。因此，該小組制定了一系列專門針對(duì)數(shù)據(jù)保存的建議：

核能機(jī)構(gòu)聯(lián)合安全研究項(xiàng)目應(yīng)明確其數(shù)據(jù)保存計(jì)劃，并應(yīng)規(guī)定需要將原始數(shù)據(jù)的副本發(fā)送給國(guó)家能源局進(jìn)行存儲(chǔ)。

應(yīng)要求核設(shè)施安全委員會(huì)工作組確定其領(lǐng)域的關(guān)鍵數(shù)據(jù)集。其中一些工作可能是通過(guò)代碼驗(yàn)證矩陣和數(shù)據(jù)集完成的，用以支持標(biāo)準(zhǔn)的確定和實(shí)施。

建立一個(gè)跨職能(如核設(shè)施安全委員會(huì)、核科學(xué)委員會(huì)等)的核能機(jī)構(gòu)任務(wù)組，以考慮應(yīng)該采取哪些措施來(lái)保存關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集。這可能包括數(shù)據(jù)庫(kù)的可能方案、如何篩選數(shù)據(jù)集、原始數(shù)據(jù)需要附帶哪些信息等。

核設(shè)施安全委員會(huì)工作組應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)耐緩絹?lái)保存每個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)集，并通過(guò)一些措施(如核設(shè)施安全委員會(huì)活動(dòng)提案表、聯(lián)合項(xiàng)目等)將其落實(shí)到位。

(中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院 李晨曦)