核電國家的核廢料管理范圍,必須擴大到電站退役核廢料的管理。這可能代表核廢料管理流程方面的變化。
1、核電退役

德國等一些國家的最新核能政策將涉及加強核廢物管理(圖源:網絡)
國際原子能機構(IAEA)、歐盟委員會和經合組織(OECD)核能機構正在與世界核協會合作,將從不同核廢料評估倡議中收集信息,整合出版《乏燃料和放射性廢物管理現狀和趨勢》。
在該出版物中,將系統地總結乏燃料和放射性廢物管理方案全球現狀和趨勢。
之前也有相關報告出版——2018年1月(涵蓋截至2013年底的情況)和2022年(涵蓋截至2016年底的情況),第三版(截至2019年底)現已有預印本。
本出版物中的基本信息,主要通過向乏燃料和放射性廢物信息系統(SRIS)提交的材料收集,也包括公開的聯合公約國家報告(Joint Convention National Reports)。
大約90%的核電站運營國家向SRIS或聯合公約國家報告提交了數據,占全球所有核電反應堆的近92%。
雖然并不包括每個國家的數據,但現有數據清楚地表明了目前世界核工業界存在的放射性廢物問題,并顯示了隨著在運或計劃中核設施達到預期運營壽命,未來將面臨的各種挑戰。
由于許多核電站運行多年,而且第一代核電站的設計壽命即將結束,電站退役將成為一項越來越重要的工作。核廢料管理方面也要進行改變,尤其是德國等一些國家的核能政策也發生了變化,這些國家開始要求關閉國內的核電站。此外,報告稱,許多國家現在正在共同努力清理過去的核能遺址。

由于許多核電站運行多年,像瑞士密勒貝格核電站這樣的第一代核電站即將達到其設計運行壽命,電站退役將成為一項越來越重要的工作。
越來越多核電退役廢物的增加,加劇了核廢物管理中已存在的問題。該報告表明,低放廢物(LLW)和極低放廢物(VLLW)的處置路線方法,將變得越來越重要。
非核廢物管理的重要性日益上升,以及向“零廢物”或“循環”經濟的轉變,意味著處置任何廢物都不應該是首選方案,主要挑戰在于以整體優化的方法實施廢物最小化技術或凈化后的回收。
放射性廢物或乏燃料處置設施是稀有資產,成本高昂,必須盡可能高效地使用,這一事實進一步強化了這一點。
2、評估廢物水平

隨著核電站退役數量的增加,低放廢物和極低放廢物的處置路線方法,將變得越來越重要。
報告發現,全球儲存的乏燃料中,約有301,000噸(tHM),每年排放約7000 tHM。目前,約70%的乏燃料儲存在水池中,大多數新設施都是干式儲存。
目前,全球固體放射性廢物總量約為3200萬立方米,其中2660萬立方米(占總量的83%)已被永久處置,另有560萬立方米(17%)臨時儲存中等待最終處置。
超過92%的固體廢物被歸類為低放廢物或極低放廢物,大約95%的放射性物質與中高放射性廢物有關。
報告稱,在制定國家政策以及管理中放廢物(ILW)和低放廢物的法律和監管體系方面取得了重大進展。
最重要的問題是高放廢物和乏燃料設施的開發、公眾接受度和資金。

乏燃料、高放廢物(HLW)和大多數中放廢物仍處于安全儲存狀態,而不是最終處置。
對于庫存量較小的國家來說,開發處置設施可能是一個挑戰,人們一直在討論如何共同合作努力。
大多數核電國家希望在其領土上的設施中處置其廢物。在合作的地方,它涉及技術開發,而不是共享設施,在過去二十年里,在處理、調節和儲存廢物方面取得了重大進展。
未來10年,歐洲將陸續開始運營三個深地質處置庫,但乏燃料、高放廢物和大多數中放廢物仍處于臨時安全儲存狀態,而不是最終處置。核事故產生的廢物也需要處置路線。
3、隔離處置

芬蘭將開放世界上第一個乏燃料最終儲存庫。
該報告還探討了另一個問題,將廢物分類并將其送往不同的處置庫,與混合或共同處置相比,是否更有效。
如果采取前一條路線,將有更多的工作要做,包括復雜的核廢料分離工作。
例如在法國,直接處置核廢料和核廢料處理以減少處置量或實現核廢料回收的經濟權衡可能很困難。
相比之下,英國等國家通過使用經過許可的工業垃圾填埋場等處置路線,降低了處理成本,雖然有人提出該方式“低于監管關注”,但對公眾沒有放射性影響。
這對于管理退役核廢料尤其重要,因為退役核廢料將產生大量低水平或極低水平的廢物。核工業界普遍認為,確保乏燃料和高放廢物長期安全的首選方法,是將其隔離在深層地質處置庫中。也有少數國家正在考慮將不同核廢料分類儲存在地質設施中的同一地點。這種共同處置方式更簡單,所需設施更少。但也可能增加復雜的設計工作,以避免不同廢物類型之間的干擾,以及在地質深度需要處理的材料量也會顯著增加。
報告稱,需要一套評估工具來支持涵蓋核廢料生產和管理各個方面的綜合供應鏈。核燃料循環戰略需要與整個乏燃料和放射性廢物管理政策和基礎設施充分結合,以確保資源的最佳利用。孤立地將效率引入各個步驟,可能會在后續步驟中帶來額外的挑戰。
4、退役問題和其他趨勢

長期儲存的乏燃料量正在增加。報告稱,隨著后處理廠關閉或接近使用壽命,將乏燃料運往海外進行后處理的核電國家數量正在下降。
無論如何,經過幾十年的運行,現有的核反應堆池已經產生了大量的乏燃料庫存,而且每年都在增加。因此,臨時儲存的需要超出了是否對燃料進行再處理范圍。
近年來,許多國家不得不通過擴建現有設施或建造補充設施來擴大其臨時儲存能力,以容納這些庫存。大多數存儲系統投入運行時,其設計壽命在20到50年之間。隨著這些系統壽命的結束,正在開發額外的監測和檢查技術,并對這些活動進行重新許可。該分析報告強調了遺留設施退役和遺留場地修復方面取得進展的幾個國家的報告,盡管鈾礦的修復仍然是一個重大的技術和財務挑戰。一些國家認為,有必要制定一項處理核電現場遺址的國家戰略,包括需要建造新的設施來安全管理產生的廢物。
全球放射性廢物儲存和處置需求正在增加。
近年來,在立法和監管框架、政治和社會對話以及最終核廢料處理設施的技術方面取得了更多進展。然而,從框架到實施需要很長時間,這意味著在絕大多數情況下,在最終處置路線可用之前,需要臨時儲存能力。許多國家的方案,要么沒有放射性廢物的最終處置能力,要么資源不足。
管理退役廢物的需要是調整和改進現有放射性廢物儲存和處置設施的驅動因素之一。這些改進包括引入新的技術和工藝,如廢物凈化設施、金屬冶煉廠以及使用新的容器和配置來儲存和處理這類廢物。極低放廢物直到21世紀初才推出,但這一概念已經迅速成熟。許多國家建立了國家系統和具體設施來管理這類廢物,其中許多國家有一個或多個處置設施來實施這些方案。
退役產生的放射性廢物是許多核運營國家的主要廢物流,少部分由核電工業設施和不同監管活動(如研究和醫學)的設施產生的其他將放射性材料。報告稱:“近幾十年來,大量此類設施的運營結束,正在產生大量不同類別和類型的退役放射性廢物,從定量角度來看,這些廢物已成為急需處理的最重要部分。
”德國、意大利、日本、西班牙和美國等國家推動了檢測、處理和調整以及相關運輸等方面的具體解決方案。管理這種廢物相關的問題,在各個地區都是一致的,雖然每個計劃和項目中采用的解決方案主要更具體地針對其特點和背景。
5、核廢物分級

核廢物分級和循環經濟,在核廢物管理中變得越來越重要。
核工業界越來越努力地將廢物減少到最低限度,同時采取措施回收可重復使用的放射性材料。這些做法在運營設施中很常見,在規劃退役項目時也同樣需要這些方式,因為廢料的質量和數量都可能很大。
報告稱,清除低于分類閾值的放射性廢物,提供了“減少需要管理的庫存量”。越來越多的國家制定了監管框架,以確定實施這一方法的限制和條件。報告表示,這些發展“對核設施退役的計劃和項目產生了特別的影響,因為它們有助于安全和大幅減少退役放射性廢物的庫存,以便在特定設施進行管理和處置”。擁有少量核庫存的國家面臨著特殊的挑戰。
更成熟方案的經驗表明,良好的廢物管理有幾個基本組成部分:適當的立法和監管框架;知識和技術的獲取;設施和基礎設施的可用性;合格的人員;財政資源;以及社會政治共識。這需要“在要求嚴格和持續的國家一級做出努力”。對于放射性廢物庫存較少的國家來說,這是一個復雜的挑戰,他們必須管理優先事項、資金限制以及對社會和環境重要性的認識不足。
但報告指出,越來越多的國家正在對其框架和基礎設施進行現代化改造,制定國家政策并建立獨立的監管機構。那些因運行研究堆或小型堆而產生少量乏燃料庫存的地區國家,面臨著大型項目優先的額外挑戰。
在這些情況下,技術和財政資源的分配傾向往往存在困難,而管理方案本身可能被視為較低優先級。
總體而言,報告稱,許多國家現已成功制定了幾十年來穩定的政策和戰略,并在實施方面取得了良好進展。
然而,報告指出,由于各種原因,隨著時間的推移,保持穩定的核能政策和戰略可能是一項挑戰:“由于可能的管理選擇會發生變化,因此,重新審視過去做出的決定非常重要”。
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