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預計在未來10至20年內,需要退役的核設施數量將大幅增加。設施的使用年限和永久關閉的時間之間不是簡單的關系,因為包括政治和經濟力量在內的多種因素都會影響這一決定。除其他因素外,時間也可能取決于維護、修繕費用和電力市場狀況(見第8頁和第9頁)。然而,政府的政策越來越多地推動根據可持續性原則立即拆除的戰略,從而不將廢物管理等退役相關負擔留給后代。場址是否有可能被重新用于建造新的核設施或其他目的也是重要的考慮因素。
大型核設施退役是一項復雜的工作,通常需要很長的時間跨度和大量的預算。例如,核動力堆的退役費用,包括相關廢物管理費用,通常在5億至20億美元之間,而氣冷石墨慢化反應堆由于尺寸更大和更加復雜,退役費用遠高于壓水堆或沸水堆的費用。退役過程通常需要15至20年左右,盡管這會有所不同。大型燃料循環設施(例如用于乏燃料后處理的設施)的退役費用通常在40億美元左右,同時這類設施的退役可能需要30多年才能完成。一座熱功率輸出為10兆瓦的研究堆的退役費用可能超過2000萬美元,需要5至10年完成退役,盡管費用取決于反應堆的規模、用途和運行歷史。然而,一些成功的例子表明,有可能實現更省時、花費更少的退役過程。
從現在到2050年,核設施將永久關閉的數量預計會增加,這意味著需要大量的人力和財力資源來實施必要的退役計劃,其中一些退役計劃將持續到本世紀末。對于商業設施,通常在運行期間預留資金來支付退役費用。然而,大量設施的退役通過國家資源直接或間接提供資金。在這些情況下,能否獲得足夠的資金可能會推遲退役實施。實施未來的退役計劃還需要大量高技能的人才隊伍。鼓勵年輕人投身退役和放射性廢物管理事業,是該行業目前面臨的最重大挑戰之一(見第30頁)。
退役會產生大量物質和廢物,其中大部分沒有受到放射性污染。目前正在努力確保根據循環經濟原則再循環或再利用包括金屬、混凝土碎片和土壤在內的大部分未受污染的廢物(見第28頁)。在一些情況下,拆除過程中產生的瓦礫可以用來填充因拆除地面以下結構而產生的空間。目前也在考慮更多地利用金屬回收,包括在核工業中回用。
大部分被放射性污染的物質——通常占退役產生的物質總量的約5%——含有極低水平的放射性,適合在近地表處置庫中處置。一小部分放射性污染物質(不到所產生物質總量的5%)由于放射性水平高或存在高活度或長壽命的放射性核素,不適合將解除監管控制或進行近地表處置;這些物質最終將在地下處置設施中安全處置(第20、見21、22和23頁)。
益得到證明,在不久的未來,項目實施可能會發生重大變化。一些發展包括:應用數字技術支持規劃和優化項目實施;更多地使用遠程操作工具,包括使用無人機和機器人分割核電廠部件、處理材料、測量和去污;提高廢物管理活動的自動化;以及使用人工智能(見第12頁)。
供應鏈的作用在確保未來項目盡可能有效和高效地實施方面至關重要。已有證據表明,供應鏈組織正在新技術研發、工程、拆除和放射性廢物管理等領域發展專門知識,以提供更廣泛的退役服務。針對核電廠退役的一個最新發展情況是出現了退役聯合體,該聯合體將各種專業化公司聯合起來,通過遵循標準化方案和承擔所有相關項目風險,在固定預算內實施整個退役項目,(見第24頁)。
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在核能行業,“退役”是對實現核設施永久關閉、去污、拆除和解除監管控制的所有活動的總稱。直到放射性物質和其他有害物質從場址清除、以前用作核設施的建筑物和土地已準備好用于新用途,退役才算完成。(退役過程)最后一步涉及廣泛的調查,以證實場址不存在任何重大的放射性,使其能夠解除監管控制。
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2023.04Vol. 64-1