核设施退役过程废物最小化实践

核设施退役过程废物最小化实践

陈建立，陶丽娟

（中核兰州铀浓缩有限公司，甘肃 兰州 730065）

摘  要：核设施的退役活动中对污染的放射性设施、系统和设备拆除与对污染场址清污和整治，不可避免会产生各种废物。废物最小化是放射性废物管理的重要原则，本文主要介绍某铀浓缩核设施退役过程中在优化管理、减少源项、循环利用等方面的废物最小化实践。

关键词：核设施；退役；废物最小化

引言：本次退役核设施是指某利用气体离心法生产浓缩铀的工艺系统及其部分附属厂房，其服役期间曾生产过多种丰度的核燃料。在多年的退役活动中，产生了大量的废物，此时实施退役废物最小化尤为重要。废物最小化能够保护人体健康和环境；对当代和后代的人们有益；能够减少单位处理和处置废物的负担；有利于核事业的持续发展；能够提高文明生产和科学管理水平。

1.优化管理

1.1执行法律、法规和部门规章

在项目前期准备阶段根据源项调查情况，结合放射性污染防治法、循环经济促进法、放射性废物管理规定、核设施放射性废物最小化等法律、法规和标准的要求，提出废物最小化的顶层设计及废物管理目标。退役活动中严格执行法规标准及退役许可证批准文件中规定的总体要求，并将废物最小化的管理措施贯穿至退役实施的各项环节，尽量减少放射性废物的产生量。

1.2废物分类

根据退役场所的工作性质，将工作场所按照放射性区域与非放射性区域进行区分，非放射性场所产生的废物直接按照一般废物进行处理，从源头上避免退役废物的混合。

对于放射性区域产生的废物，根据废物种类按照废金属、可燃废物、不可燃废物等进行分类，根据废物污染水平，按照可豁免、可解控、低水平放射性废物进行分类包装、处置，在包装、运输、暂存等各个环节要采取措施防治交叉污染，造成废物量增加。对于低水平放射性废物根据其废物类型、放射性水平、废物形态和去污工艺，将其分类收集、包装、暂存或处理、处置。废物管理流程图见图1。

图1 核设施退役废物管理流程图

1.3制定规章制度

针对该退役项目编制10份系列标准，20余份管理办法，以及一系列操作规程。制定《废物管理大纲》、《废物管理程序》、《环境保护管理办法》和《放射性废物最小化方案》等管理制度。对退役过程放射性废物产生、收集、监测、处理、整备、贮存、运输等各个环节进行控制和管理。

1.4分区管理

辐射工作场所进行分区管理，对人流和物流实行控制。

退役实施之前，辐射防护分区管理采用各厂房原有的分区管理措施。退役工作进行中，原则上仍采用各放射性厂房原有的分区，根据退役作业的需要，在进行拆除解体设备、管道的区域可设置为局部“高剂量区”或“高污染区”。对于需要在一个不能密闭的场所进行开放性作业时，根据需要划分临时控制区，并划定控制区的边界。

1.5质量保证体系

建立退役质量保证体系，制定质量保证大纲、大纲程序和规程，成立了项目领导小组，指定具体联络部门，明确了各自的职责。在退役过程控制中采用了质量计划、质量控制、质量保证监查三个环节和严密的组织机构、完整的文件体系、正确的记录控制和严格的监督制度的四个要求进行了分层次、分阶段、分步骤控制。

1.6人员培训

对参加退役工程设备拆卸、清洗、金属熔炼、厂房拆除及环境整治等工作的人员，包括各级管理人员都必须实行上岗前的培训和考试，保证各类人员经培训合格后，具备所从事的工作能力和安全生产资格，经资格考核后持证上岗。

通过单位内部和外部培训相结合的方式，主要在基础理论知识、操作规程、特殊工种、辐射防护和消防等方面，累计对700余人次培训423课时，使作业人员熟悉操作、重视废物最小化、提高安全素养等。

2.减少源项

减少源项是实现废物最小化的重要和有效方法，要实现减少源项就应该从源头抓起。

根据退役源项调查结果，制定退役计划，严格按照规章制度操作，避免污染事故发生；严格废物分类，放置交叉污染，对废物处理和处置做好计划安排；选用成熟可靠的、二次废物量少的技术。根据退役拆除设备的几何尺寸及外观形状的不同，对于大件带腔体的设备经简单处理后，直接作为包装容器使用，从而减少放射性废物包装容器的数量，同时也增加了交通工具的运输量，减少废物运输次数。

2.1严格控制出入

严格按照辐射防护分区管理，设置专门的人员进出口与物料出入口，严格进入辐射工作场所的人员、工具和材料，防止交叉污染，减少废物的产生。

2.2切割解体和拆除

在对退役设施切割解体和拆除时，通过附加通风和过滤、采用冷切割、使用机械手、加强监测等措施，尽量减少切割解体和拆除操作时放射性物质的扩散，避免交叉污染，减少二次废物的产生。

2.3废气排放

原有排风系统与移动式空气净化装置相结合，严格控制放射性废气向外排放，避免二次污染、交叉污染，保障工作人员辐射安全、保证周围环境安全。

2.4去污

结合设施调查和监测情况，制定去污方案，明确去污目标，优化技术线路，实现安全、经济和有效的去污。根据物项放射性污染水平、核素种类及其形态、物理化学特性和被污染物的尺寸、材料表面状况等因素，采用成熟、可靠、去污效率高、二次废物少、二次废物易于处理和操作人员受照剂量低的去污技术

去污过程尽量减少使用大量水或污溶液进行去污。对于人员或机械容易抵达的地方，尽量使用擦拭去污。去污废液应尽可能由污染水平低的系统向污染水平高的系统复用，净化后循环使用。

2.5金属熔炼

整个退役过程产生未到达清洁解控水平的钢铁、铝、铜等金属数千余吨，这些废物通过分类装箱，运输到放射性污染金属熔炼处理中心进行集中处理，加工后的设备在核工业内实现有限制使用。

3.循环利用

当放射性废物不可避免地产生，则应通过适当处理、使其尽可能地再利用和再循环。

3.1废水的循环利用

退役过程中不可避免地产生大量放射性废液，主要包括工艺废水、地面冲洗水、去污废液等。根据废液自身特点，结合本单位废液处理工艺，兼顾代价和利益化考虑，本次主要运用氢氧化钠沉淀法、离子交换法-萃取法相结合对废液进行处理。对于废液处理过程中产生的二次废物，也合理达到了尽可能少，对于处理后的废水实现循环再利用。离子交换法-萃取法处理含铀废水工艺简图见图2。

图2 离子交换法-萃取法处理含铀废水工艺简图

3.2设备的回收再利用

在对工艺系统设备拆除中回收不同型号的真空阀门、压缩机、机构部件2600余件，根据在役核设施生产工艺的特点，这些设备部件均可以再利用到本单位其主工艺系统，实现废物再利用，同时最大程度减少废物的产生量。

3.3铀的回收再利用

核设施停闭之后，工艺系统内残留的工作介质与空气接触，反应生成一些其他物质，附着在机械、管道、阀门内壁和沟槽处。通过将强氟化剂其引入系统内，系统内物质发生反应，再经过系统抽空、净化回收等流程，将所需要的铀资源回收再利用。

4.总结与思考

废物最小化并不是单纯的追求废物最小，它必须是代价和利益优化的结果。本次退役过程考虑核设施自身特点，结合优化管理、减少源项、循环利用和减容处理等方法，实现退役过程的放射性废物最小化。

此次退役虽然也有对废物的管控措施，但还不够清晰、准确。建立完整的废物管理数据库，从废物的产生到解控（包括二次废物），对废物的全过程实施监控是下一步需要完善的地方。

参考文献

[1] HAD 401/08-2016 核设施放射性废物最小化

[2] 岳维宏.核设施运行及退役中的废物最小化技术.原子能科学技术,2011,45(3).

[3] Radioactive Waste Management Glossary 2003 Edition IAEA

[4] Annual waste minimization summary report calendar year 2008,DOE/RL-98-32[R].Washington D.C.：U.S. Department of Energy.