國家核安全局發布《乏燃料后處理設施安全》(征求意見稿)
為貫徹落實《中華人民共和國核安quan法》《民用核設施安quan監督管理條例》,完善我國核燃料循環設施監管的法規體系,進一步規范和指導乏燃料后處理設施的選址、設計、建造、調試、運行,生態環境部輻射源安quan監管司組織制定了核安quan導則《乏燃料后處理設施安quan》。目前,已完成導則的征求意見稿。現就該導則征求意見,請研究并提出書面意見,于2020年7月20日前反饋生態環境部輻射源安quan監管司(電子文檔請同時發送zhi電子郵箱)。逾期未反饋的,將按無意見處理。
導則征求意見稿及其編制說明可登錄生態環境部網站(http://www.mee.gov.cn/)“意見征集”欄目檢索查閱。
更多詳情,請登錄生態環境部官方網站查詢。
節選該標準部分內容:
乏燃料、乏燃料溶解液、裂變產物溶液、钚和其他錒系元素及其溶液具有很強的 放射性和毒性,要確保在乏燃料后處理各階段內的安quan。對鈾、钚、裂變產物和后處 理設施產生的所有廢物要進行安quan地處理、貯存和處置,從而使公眾和工作人員的照 射劑量保持在較低水平,減少放射性物質向環境釋放,限制事故對工作人員、公眾和 環境的潛在影響。
范圍
本導則適用于采用液-液萃取水法工藝(如 PUREX 流程)處理動力堆乏燃料的 工業規模后處理設施,包括配套的乏燃料接收與貯存設施、放射性廢物處理和貯存設 施等,其他工藝流程的后處理設施亦可參照執行。
本導則具體涉及以下工藝:
(a)乏燃料組件的操作,如乏燃料接收、轉運及貯存等;
(b)乏燃料解體、剪切或去殼和溶解;
(c)鈾、钚與裂變產物的分離;
(d)鈾和钚的分離與純化;
(e)鈾、钚氧化物產品的生產及貯存(不包括 MOX 元件制造);
(f)各種廢物的初步處理和操作。 本導則包含后處理設施的具體安quan建議,涉及后處理設施壽期內包括廠址評價、 設計、建造、調試、運行和退役準備在內的所有重要階段。另外還考慮了變更、維修、 校準、試驗、檢查和應急準備的具體建議。
在乏燃料后處理設施中,操作和處理大量易裂變物質、放射性物質和其他危害性 物質,這些物質通常以易分散的形式存在(如溶液、粉末和氣體),有時還會發生劇烈 的物理和化學反應。后處理設施的主要風險是發生核臨界、失去放射性包容、輻射照 射和化學危險等,需在設施選址、設計、建造、調試、運行和退役期間采取充分的技 術和管理措施保護工作人員、公眾和環境。
為保持設施處于安quan狀態,一些系統應連續運行,或在變為不可用時在規定間隔 時間內重新啟動。這樣的系統包括:
(a)高放廢液貯存罐、高放廢液中間容器或高放固體廢物的衰變熱導出系統;
(b)確保放射性物質包容的動態包容(通排風)系統;
(c)用來預防爆炸危險的氫氣稀釋系統;
(d)安quan重要儀表、控制系統以及其公用系統。
針對每種安quan級別的建(構)筑物、系統和部件的設計,應相應確定與結構和力 學有關的設計基準,包括各種工況下的荷載組合。荷載組合應包括以下幾種荷載:靜 荷載、動荷載、應力荷載、熱荷載(包括火災)、風荷載和地震、龍卷風、飛射物及 爆炸狀態下的異常荷載等。應將安quan重要建(構)筑物設計成在運行狀態和相關設計 基準事故(或同等)工況下有能力執行其安quan功能。
除了在安quan分析中確定的安quan重要建(構)筑物、系統和部件外,正常運行中使 用的其它儀表和控制系統也與后處理設施總體安quan相關。這些系統包括顯示與記錄儀 表、控制部件和報警與通訊系統,它們雖然用于限制工藝波動和事件,但未被確定為安quan重要物項。這些建(構)筑物、系統和部件(控制正常運行)應是高質量的,應 提供充分且可靠的控制和適當的儀表,將參數保持在規定范圍內,并在必要時啟動自 動安quan功能。在這些系統使用計算機或可編程設備的地方,應證明硬件和軟件按照建 立的管理體系經過適當的設計、制造、安裝和測試。對于軟件,應包括確認和驗證。 后處理設施應設置報警系統,在緊急事件(例如臨界、火災和高輻射水平)中啟動部 分或全部撤離。
后處理設施設計中應綜合考慮質量、濃度、慢化、幾何、核素組成、富集度、密 度、反射、相互作用和中子吸收等臨界安quan控制參數。應優先采用幾何或形狀控制作 為主要臨界控制方法。并考慮為潛在泄漏提供臨界安quan的(二級)接收容器,以確保 泄漏的液體排入或通過倒空路徑進入臨界安quan容器。在采用中子毒物這一臨界安quan控 制措施時,設計上應提供足夠的裕量,并充分考慮壽期內中子毒物可能因老化、降解 等因素導致的損失。必要時可提供對毒物性能進行監測評價的手段,防止中子毒物有 效性降低或喪失。
設計上應著重考慮因料液泄漏在熱容器或熱管道上可能發生的蒸發、結晶或冷凝,并考慮是否需要采取以下措施:
(a)設置接液盤(或地坑),回收熱容器中的泄漏液體,使泄漏液遠離熱容器, 并將其導入幾何良好的收集容器;
(b)在接液盤(或地坑)中設置液位測量裝置或液體探測器;
(c)定期檢查、不間斷閉路電視攝像監視和充足的照明。 需充分考慮采取附加的設計措施來探測含易裂變固體(漿液)的料液或固體(粉末)傳送系統的泄漏或發生的異常,并采取適當的臨界控制措施。 結合臨界安quan分析情況,應在必要的地方設置探測易裂變物質積累和存量的儀 表,這些儀表也可用于退役期間核實設備中的易裂變物質存量。
后處理設施應設置三道靜態屏障,根據安quan分析結果也可能需要增加設置。第 一 道靜態屏障通常由工藝設備、容器和管道或手套箱組成。第二道靜態屏障通常由工藝 設備周圍的熱室(設備室)或手套箱周圍的房間(當手套箱是第 一道屏障時)組成。 Z后一道靜態屏障是建筑物本身。靜態密封系統的設計應考慮各包容區域之間的接口 (例如門、機械設備、儀表和管道穿孔),設計應保證在所有運行狀態下的放射性包 容,尤其是維修狀態(例如通過提供或臨時的附加屏障),并應盡可能在事故工 況下保持包容。
每一靜態屏障應由一個或多個動態包容系統加以補充。動態包容系統應在建筑物 外環境和建筑物內污染物之間、穿過建筑物內所有包容系統之間建立壓力梯度。動態包容系統設計應防止放射性氣體、毒性氣體、蒸汽和氣溶膠通過屏障中的開口向低污 染的區域或有害物質濃度低的區域移動或擴散。
動態包容系統的設計應盡可行地關注:
(a) 運行狀態和事故工況;
(b) 可能造成局部變化的維修(例如打開檢修門,移除檢修蓋板);
(c) 在使用多于一個通風系統的地方,防止在發生低壓(高污染)系統故障情 況下,引起反向壓差和氣流的保護措施;
(d) 應確保所有靜態屏障,包括過濾器或其他氣流控制設備,能夠承受系統產 生的Z大壓差和氣流。
通風系統應zhi少包括建筑物(熱室和房間)通風系統和工藝尾氣系統(例如設備 室內的容器)。 建筑物通風系統(包括冗余的子系統、過濾裝置和其他排放控制設備等)的評估 和設計應考慮:
(a)靜態屏障(熱室、手套箱和建筑物)的類型和設計;
(b)根據所包含的危害進行區域劃分;
(c)潛在氣載污染物的特性(即氣載污染物的預計或實際正常水平);
(d)表面污染水平和額外污染的風險;
(e)維修要求。 在設施內工藝尾氣系統的壓力Z低,收集并處理工藝產生的大部分放射性蒸汽、 放射性氣體和氣溶膠。應注意設置有效的洗滌、倒空和收集系統以減少污染和放射性 物質的積累,并便于退役。
安裝在高放熱室(設備室)內的設備設計,應考慮其維修需求,包括檢驗、檢查 和測試活動等,尤其應關注全壽期內的輻射水平和污染水平。
(a)對于高放單元的機械和電氣部件,設備的設計和布局應允許實現遠程維修, 例如利用“主-從”機械手。
(b)對于放射性液體輸送,應shou 選免維修輸送設備,例如空氣提升、噴射器或 射流裝置等。如果采用機械設備,如泵和閥,應設計成可遠程維修,例如采用屏蔽維 修容器進行設備維修。
后處理設施的工藝控制依賴于樣品分析數據。為了盡量減少職業照射,對于取樣 裝置、通往實驗室的樣品傳輸網絡和實驗室分析,應優先考慮采用自動和遠程操作。 依據相關法規和安quan評價,輻射防護監測系統應主要包括以下內容:
(a)工作場所固定式γ和中子輻射監測器以及用于監測人員出入口空氣的固定式 β/γ和α活度探測器;
(b)工作場所移動式γ和中子輻射監測器以及用于監測人員出入口、維修區域空 氣的移動式β/γ和α活度探測器;
(c)與輻射類型相匹配的工作人員個人劑量計。
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