“退役始于設計”

從一開始就為壽期終結進行規劃， 可能并不是特別有吸引力，也不是優先事項。然而，當涉及核設施壽期時，考慮壽期終結的價值正促使設計者、供應商和監管機構提前解決退役問題。這種稱為“退役始于設計”的前瞻性方案借鑒最佳實踐和以往經驗教訓，貫徹同樣適用于核安全、核安保和核保障的“始于設計”概念。從一開始就考慮退役，設施開發商可以作出使退役更安全、更高效、更具成本效益的設計選擇。

原子能機構退役技術專家HelenaMrazova表示：“通過在核設施的設計階段考慮退役，可以優化設施的最后階段——退役，這是在反應堆壽期中必須要處理的事項。”早期幾代核電廠在設計時注重短期運行實績，而將退役作為事后考慮。例如，20世紀70年代在法國建造的一些石墨氣冷反應堆的設計沒有涉及如何拆除，現在證明這項工作很難實施。

“我們的設施高度超過60米，直徑30米，墻體是厚達5米以上的混凝土，堆芯中容納了數噸的石墨。拆除這些反應堆極具挑戰性，因為它們在設計中根本沒有考慮退役。法國電力公司最近建造了一個石墨反應堆退役示范設施（也已成為原子能機構協作中心），在全尺寸實體模型和數字三維模型上測試、改進和優化創新工具和遠程處理技術，以驗證退役方案的可行性，并優化這些反應堆的退役，”Mrazova說。

厚望與機會

“退役始于設計”的目的是為了更好地規劃退役活動的順序，減少工作人員可能受到的輻射照射，以及減少放射性廢物產生量，從而減輕廢物設施和子孫后代的負擔。加拿大海上和陸基移動式核電廠開發商即Prodigy清潔能源公司的監管事務總監MarcelDevos表示：“‘退役始于設計’不僅涉及物理設計特征，還包括如何規劃和開展退役活動的業務架構。”Devos曾在加拿大核安全委員會管理“供應商設計審查”計劃。他說：“確定籌資機制和明確退役責任對于成功完成報廢過程至關重要。”

雖然“退役始于設計”還沒有獲得普遍采用，但加拿大已為實現這一前瞻性做法采取步驟。加拿大核安全委員會對反應堆供應商的審查包括在設計中納入退役，其中吸取了原子能機構與經合組織核能機構記錄的經驗教訓。“加拿大的未來業主和營運者越來越希望供應商完成‘供應商設計審查’過程，并制定明確的計劃來解決發現的差距。行業正在認識到，報廢考慮是許可證審批和環境評定過程中的一個優先事項。”Devos說。

人們越來越關注小型模塊堆，這是一種功率有限的先進核反應堆，每座反應堆電功率通常高達300兆瓦。Devos說：“包括小型模塊堆在內的下一代核電廠的開發者有巨大的機會通過設計和部署過程解決與核設施壽期終止相關的社會問題，同時加快退役，并減少對子孫后代的廢物負擔。”

小型模塊堆的退役

全球有80多個處于不同發展階段的小型模塊堆設計和概念。由于小型模塊堆組合在規模、材料和技術上有所不同，這些先進反應堆的退役方案也會不同。Mrazova說：“退役過程將取決于設施的設計、可及性和緊湊性，以及國家乏燃料和放射性廢物管理計劃和實踐。”

鑒于小型模塊堆的模塊化及其不同部署模式，可以重新定義傳統退役實踐。通常被稱為微堆的一些較小的小型模塊堆，設計成工廠組裝，整體運至安裝地點。在壽期結束時，模塊將被送回原廠換料或運至退役設施。“這種方案可以減少成本和在電廠所在地進行的活動范圍，提高核和輻射安全，以及提高對小型模塊堆部署的接受度。”Mrazova說，“一些退役活動也有可能實現標準化，如一回路設備的去污或拆除。”然而，這種方案也會留有一些任務有待解決，例如開發專用拆除工具和遠程操作設備。

了解所用材料，如鋼材類型，并了解對鋼材生產商的要求標準，包括要求保持極低雜質含量以最大限度地減少活化，將對退役廢物管理產生積極影響。通過在設計中納入退役，事先仔細處理好材料成分，就可以限制雜質含量和對壽期結束時拆除工作的相關費用影響。

“ 包括小型模塊堆在內的核設施退役的一般規則是采用‘退役友好型’設計，強調早期方案的重要性。”Mrazova說，“小型模塊堆的突出特點，如模塊化設計和材料選擇，應使退役過程更高效、成本更低，并減少參與退役的全球工作人員的日劑量率。”

原子能機構正在編寫一份專注于小型模塊堆退役設計方面的出版物，預計將于2024年出版。