美国瑞典芬兰核废物管理概况Word格式.docx
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2.3.4核废物管理咨询委员会KASAM
2.3.5国家核废物处置协调委员会
2.4瑞典乏燃料及废物管理公司SKBAB
2.5瑞典核废物管理工艺路线
2.5.1高放废物的处置
2.5.2中低放废物的处置
2.6瑞典中低放废物处置费估算
3.芬兰放射性废物管理概况
3.1参考资料
3.2芬兰核电厂
3.3核废物管理原则
3.3.1法律框架
3.3.2法律责任
3.3.3政府行政职能
3.3.4核废物管理基金
3.4芬兰核废物管理的工艺路线
3.4.1乏燃料
3.4.2运行中低放废物的处置
3.5芬兰核电厂退役计划
3.6芬兰核废物管理基金积累情况
4.三国放射性废物管理制度的若干特点
4.1除涉及军工项目外,所有放射性废物管理项目定位为商业行为,而非行政行为
4.2对商办废物管理项目,国家政府监管责任的一个重要方面就是要设法从法律制度上规避商业风险
4.3基金的管理形式与管理办法必须配套
4.4对中低放废物处置场的财务风险监管
4.5规避中低放废物处置场封闭后无人管的风险
附件1 美国联邦法规:
放射性废物陆地处置发照要求(10CFR61)
附件2 国家低放废物处置政策:
一个成功抑或一个失败?
——NRC五人领导层成员G.J.Dicus在NRC年会上的演讲(1998年4月14日)
附件3 NUREG-1307Rev.10废物处置取费报告——在低放废物处置场处置退役废物费用的变化
附件4 NRC管理导则R.G.1.184:
《核动力堆退役》
附件5 美国联邦法规有关动力堆退役费用的规定——10CFR50.75退役计划的呈报和记录保持
附件6 GAO/RCED-99-75,核法规:
为确保核电厂退役基金的积累需要加强监管——国会附属机构”政府问责局(GAO)”应国会质询所作报告
附件7 运行废物处置费、退役基金保证值和运行废物、退役废物相对比较
附件8 瑞典核废物基金——瑞典核电检查局(SKI)
附件9 瑞典Ringhals核电集团2002年年报摘引
附件10 瑞典OKGAB核电公司2001年和2003年年报综合摘引
附件11 芬兰的核废物管理——芬兰核废物处置公司(POSIVA)
附件12 芬兰Olkiluoto和Loviisa核电厂的核废物管理,2001年度述评——芬兰核废物处置公司(POSIVA)
附件13 国外中低放废物处置费用零星数据汇集
附件14TR-03-11核电放射性废物的管理费用,2003年计划---瑞典乏燃料及废物管理公司(SKBAB)
本文首先分别介绍美国、瑞典和芬兰三国核废物管理概况,随后文章将对这三个国家该领域的管理制度作一粗浅分析。
按上述所给任务要求,文章着重涉及三国中低放废物的管理,但也略带提及高放废物管理。
据国外资料介绍和笔者分析,核电厂退役产生的中低放废物约为核电厂运行废物的四倍,因此在论述中低放废物管理时也不能不涉及核电厂退役课题。
主要是商业核电厂的乏燃料及军事用途产生的高放废物。
这些废物半衰期长,有高危险性。
例如衰变10年的一组乏燃料,距其1m远处的剂量率为20000rems/hr,如无屏蔽,在此处停留1.5分钟就达到了致死剂量。
此外还要防止发生临界事故。
按美国法律规定,HLW要采取深地层地质处置,美国能源部负责HLW处置场选址、研发、建造、运行和关闭工作。
2002年7月23日布什总统在国会两院第87号联合决议上签字,标志着尤卡山作为候选场址已获批准。
2004年7月9日美国上诉法院又驳回了内华达州反对申诉,至此尤卡山处置场的开发已正式转入NRC的执照审批程序,预计2010年前后接受废物。
按2001年5月美国能源部高放废物处置项目发表的全寿期费用分析报告(DOE/RW-0533),全部高放废物处置项目(军、民两个方面)从1983年到2000年已花费82.3亿美元,从2001年到2119年退役还将花费492.9亿美元,合计575.2亿美元。
其中军、民各分别占27.2﹪和72.8﹪。
在这575.2亿美元当中,40.4亿美元留作2110年至2119年处置场封闭和退役活动,45.8亿美元作为向地方提供的行政(Institutional)费用。
以上数字均以2000年美元币值计算。
该项目向地方提供的行政费用包括以下四种:
(1)与税等同的支付PETT(Payments-Equal-To-Taxes):
美国1982年“核废物政策法”授权能源部每一财政年度支付一笔费用给受影响的州或地方政府,其数额按针对能源部商业活动的税率计算。
这一规定付予地方政府有权力对处置场固定资产和从处置场选址、开发和运行两方面的各项工业活动收取PETT。
但PETT并不是税。
它仅仅是“核废物政策法”所规的一种支付。
(2)地方收益Benefits:
美国1987年“核废物政策法修正案”允许能源部与内华达州或受影响的印第安保留地签定一份与接受高放废物或乏燃料相关的地方收益协议。
该修正案规定处置场所处州或印第安保留地有权从协议签字日起,到处置场退役为止,逐年接受一笔费用。
作为该收益的回报,州或印第安保留地放弃不批准选场的权利。
(3)180(C)款资助:
“核废物政策法”180(C)款规定能源部应向州政府提供技术资助和基金以培训负责管理乏燃料和高放废物运输的公众安全官员。
培训包括乏燃料和高放废物安全运输的程序和应急响应处理程序。
(4)财务和技术资助:
1983年至今已向内华达州、地方政府和学校提供了财务和技术资助计划。
向政府有资格的部门提供财务和技术资助是因为1987年修正案要求由这些部门实施监管和监测。
计划也包括向大学和学院提供基金用于执行与能源部民用核废料管理办公室签订的合作协议。
已经支付和将要支付的这四项行政费用分别为:
(2000年币值)
PETT 29.25亿美元
地方收益5.8亿美元
108(C)4.6亿美元
财务和技术资助6.1亿美元
合计45.8亿美元
HLW处置项目有两方面的经费来源:
民用核废物基金(NuclearWasteDisposalAppropriation)和由联邦政府支付的国防核废物处置拨款(DefenseNuclearWasteDisposalAppiopriation)。
按1982年核废物政策法,民用核废物基金由联邦政府按每千瓦小时核能发电量摊付0.1美分的乏燃料处置费向电力公司筹集。
1.2铀、钍矿尾料
一般是在矿山就近建尾料堆场,堆场要长期稳定,上有防氡释放的复盖物,该复盖物的有效期至少为200年。
堆场的排水要监测。
由于镭和钍的半衰期分别达1600年和77000年,所以尾料处置场要由政府机构永久性看管。
下面将提到犹他州的ENVIROCARE低放废物处置场也接收铀、钍矿尾料。
1.3低放废物(LLW)
1.3.1低放废物的定义和分级
按1980年“低放废物政策法”的规定低放废物是那一类放射性废物,它们没有划为高放废物(HLW)、超铀废物(TRUW)、乏燃料(SNF)也未划为铀、钍矿尾料,该法案的定义很大程度上有方便行政管理的意味。
按联邦法规10CFR61的规定,低放废物按所含核素种类和比度的不同分为A、B、C三级。
B、C级LLW的放射性核素比度较高,为防核素迁移,送交处置的这两级LLW,其物理形态要符合法规规定的稳定性要求。
A级LLW的比度较低,如不与B、C级混在一起处置,可放宽其稳定性要求。
C级LLW比度较高,在处置场封闭后数百年内其放射性水平仍有可能对意外闯入者构成威胁,因而其处置单元要有工程屏障(混凝土构筑),或予以深埋。
分级规定译见附件1,10CFR61译文。
这里要附带说明,按10CFR61规定,含有发射α的超铀核素的废物,如果其总比度不大于100nCi/g,可归入A级LLW,并可送商业处置场处置。
如总比度大于100nCi/g,则属超铀废物,这些废物与军工科研相关,属能源部管辖。
1970年以后禁止超铀废物作近地表处置,而是贮存起来等待日后地质处置。
美国还从LLW当中划分出两类特殊废物作专门管理。
一类是所谓“混合低放废物(MLLW)。
这类废物既符合LLW的定义,又含有美国“资源保护和恢复法(RCRA)”和“毒性物质控制法(TSCA)”所规定的化学有害物质。
MLLW除受能源部(军工)或核管会(商业)监管外,还受环保局监管。
MLLW在送处置前一般要预作处理,但处理费可能高得超出合理范畴,因而是一个难题。
另一类是比度大于C级的LLW(GTCCLLW),这类废物一般不宜作浅地表处置,但如要在商业LLW处置场处置,需要NRC个案审批。
美国按行政管辖范畴又把LLW划分为能源部低放废物(DOE LLW)和商业低放废物(CommercialLLW)。
前者来源于军工,属能源部管辖,后者主要来源于核电厂,属NRC管辖。
1.3.2能源部低放废物(DOELLW)简况
第二次世界大战后,LLW由原子能委员会(AEC)管理,当时商业核电厂尚处于起步阶段,AEC营运的某些处置场,主要是橡树岭国家实验室和国家反应堆试验站(现为爱达荷国家工程实验室),也接纳商业LLW。
但1962年AEC决定AEC营运的处置场不再接受商业的LLW,并宣布办理商业LLW处置场的执照申请。
自此美国军工和商业LLW的处置就基本相分离了。
图1是1995年美国能源部管辖下的主要军工处置场分佈图。
表1是到1995止这些处置场各年度和累计处置的LLW量。
从图和表可见,已处置军工LLW的大头首先来自核武生产工厂:
Hanford处置场和SRS(萨凡娜河处置场)都在生产堆附近;
图中OR代表橡树实验室、K-25工厂、Y-12工厂三者废物之和;
PORTS和PAD分别代表卜茨茅斯气体扩散厂和柏杜卡扩散厂;
FEMP为俄亥俄州Fernald环境管理项目,这里原来是铀化工转化工厂,在此厂址上现正进行能源部的环境重整计划。
其次军工LLW还主要来自内华达核试验场(NTS)和洛斯阿拉莫斯实验室(LANL)、劳仑斯利弗莫尔实验室(LLNL)、桑地亚实验室(SNLA或SNL/NM)和布鲁克海汶实验室(BNL)等武器实验室。
军工LLW还与海军项目(爱达荷国家工程实验室INEL)及海军基地相关。
图中可见大西洋近海处置场有:
MASS-马萨诸塞湾处置场,ATL1-大西洋处置场1号,ATL2-大西洋处置场2号,和HEN-CapeHenry处置场(大西洋弗吉尼亚外海)。
太平洋近海处置场有:
FIS-太平洋加州中部外海的Farallon岛处置场,SCB-太平洋SantaCruz海盆处置场,及SDG-太平洋圣迭戈外海处置场。
表1美国能源部所属处置场逐年处置的LLW容积(103m3)
年份
FEMP
Hanford
INEL
LANL
NTS
ORNL
SRS
Y-12
所有其它
年度总处置容积
历史累计总容积
1975
309.3
352.0
84.6
131.6
8.3
181.5
269.1
58.4
83.9
1478.9
1479
1976
14.4
4.1
6.2
8.8
0.0
3.8
8.1
2.7
0.9
49.0
1528
1977
2.8
10.7
6.6
3.6
0.5
2.4
14.7
1.5
1.1
43.9
1572
1978
1.9
9.8
5.9
7.5
10.0
2.0
15.5
1.4
3.2
57.2
1629
1979
1.6
17.5
5.3
4.9
15.8
2.1
18.2
67.6
1697
1980
1.3
10.4
5.1
4.8
13.3
19.6
0.7
58.6
1755
1981
12.8
3.1
5.5
21.1
20.1
1.2
68.3
1824
1982
11.7
4.5
57.0
22.4
2.2
107.1
1931
1983
3.4
17.9
12.1
1.8
26.7
1.7
75.7
2006
1984
3.5
18.8
3.9
5.4
36.0
26.1
7.2
10.6
113.7
2120
1985
17.0
6.7
41.7
30.5
18.7
122.7
2243
1986
27.9
30.1
15.0
1.0
104.8
2348
1987
20.3
3.0
3.7
81.1
28.2
16.2
154.0
2501
1988
16.8
4.3
39.1
0.6
30.2
104.6
2606
1989
13.7
6.4
35.0
26.8
5.7
2.3
92.5
2699
1990
13.4
9.1
0.3
26.6
4.4
60.1
2759
1991
5.8
11.6
0.2
23.8
53.6
2812
1992
10.9
0.8
13.0
48.2
2860
1993
18.6
15.3
0.1
50.5
2911
1994
22.9
11.4
52.1
2963
1995
14.9
20.0
0.4
48.5
3011
总计
343.2
630.2
149.8
224.2
501.3
210.0
687.0
151.3
114.2
注1表中处置场代号见本文正文说明。
表中“所有其它”包括Ames、BNL、K-25、LLNL、PAD、PANT、PORTS和SNL/NM等处置场。
注2表中数据不包括超铀废物。
表2是1995年当年及累计已处置军工LLW及商业LLW的统计数据。
由于Envirocare(在犹他州Clive)既处置商业LLW,又处置能源部环境重整计划的LLW,所以数据单列。
由表可见,到1995年底已处置的军工LLW累计301万M3,总活性1255万居里;
已处置的商业LLW累计153.8万M3,总活性537.6万居里。
从容积和活性两方面比较,军工大致是商业的两倍。
此外,不仅到1995年已处置的军工LLW是大头,而且按预测,未来每年处置的军工LLW,仍维持6.89万M3的水平,预计到2030年累计处置的军工LLW将达550万M3。
而未来每年处置商业LLW预计维持在1.95万M3水平,到2005年累计处置量只达到173万M3(2005年以后商业LLW的处置量不确定性大,未预测)。
能源部低放废物处置一个可能的主要国家拨款项目称作“非国防环境管理拨款(Non-DefenseEnvironmentalManagementAppropriation)”。
按能源部报告“联邦财政对能源市场的干预和补贴1999:
一次能源”(该报告的某些内容将在本文1.5节作更详细引述),美国在80年代末终止核武器生产运行后,能源部经管着几千个沾污的现场和建筑,和核武器生产遗留下的大量废物和核材料。
能源部计划到2006年基本把这些现场清理完毕,但政府的拨款却冠以“非国防环境管理拨款”。
该项拨款从1990年开始,到报告统计截止的1999年财政年度,累计拨款额达到60.255亿美元。
关于铀浓缩扩散厂的去污退役基金另见本文1.5节。
能源部LLW处置经费是否有其它国家拨款项目不详。
表2 1995年当年及累计处置的能源部LLW及商业LLW
处置场类别
容积(103m3)
放射性(103Ci)
热功率(W)
当年
累计
能源部处置场
422
12550
2378
22195
商业处置场
19.5
1538
172
5376
869
20815
Envirocare
25.0
156
无资料
Total
93.0
4705
594
17926
3247
43010
1.3.3美国商业LLW管理简史和国家LLW政策法案出台背景
本文1.3.2节已述及1962年AEC决定军工LLW处置场不再接受商业LLW。
当年即有第一个商业LLW处置场在内华达州的Beatty开放。
随后几年开发步伐颇为迅速,到1971年在运的商业LLW处置场已有六个,除Beatty外,还包括:
肯特基州的MaxeyFlats、南卡州的Barnwell、纽约州的WestValley、华盛顿州的Hanford和伊利诺州的Sheffield。
但是到了1979年,WestValley、Sheffield和MaxeyFlats三个处置场由于放射性泄漏等各种原因而关闭。
1979年7月运送废物的卡车发生两次事故,内华达州州长下令关闭Beatty处置场。
稍后Hanford处置场也因废物运输问题而关闭。
尽管Beatty和Hanford随后又重新开放,南卡州州长还是对接受全国商业LLW感到压力,其时刚好发生三哩岛事故,遂宣布Barnwell不接受三哩岛的废物。
美国国会关注到所出现的问题,起初打算发起联邦主持的计划。
然而南卡、华盛顿和内华达三个州的州长,不愿放弃对处置场土地所有权的控制,而不赞成处置场计划由联邦主持。
基于这三个州的建议,全国州长联席会议决定成立小组起草LLW国家政策建议案。
这直接导致1980年国会通过了“低放废物政策法(Low-LevelRadioactiveWastePolicyActof1980)”。
法案规定每个州本身或与其它州联合,必须负责为法案专指LLW的处置提供条件。
此处法案专指的LLW不包括超铀废物(TRUW)和比度大于C级的LLW(GTCCLLW)。
联邦政府负责为TRUW和GTCCLLW的处置提供条件。
按此法案某些州可通过协议(Compact)联合起来开发共有的处置场。
法案还允许从1986年1月1日开始处置场有权拒绝接受协议(Compaet)区域外的废物。
到了1983年发现至少五年之内不会有新处置场开放。
为此国会又通过了1985年修正案(Low-levelRadioactiveWastePolicyAmendmentsActof1985),规定了一个七年的宽限期,以允许没有处置场的州把废物运往现存处置场。
1992年12月31日内华达州永久性关闭了Beatty处置场,使商业LLW处置场只剩下Barnwell和Hanford。
1995年7月南卡州为解除协议的约束,宣布退出东南协议,并决定Barnwell对除北卡州以外的全美商业LLW开放。
重新开放行动的驱动力是打算利用废物处置附加费来建立州教育基金。
犹他州Clive地方的Envirocare本来只处置铀矿尾料,后改为也接受A级LLW,其大头是核电厂退役所产生的大量建筑垃圾。
有关美国商业LLW处置的历史回顾及展望可参见附件2“国家低放废物处置政策:
——NRC五人领导层成员G.J.Dicus在NRC年会上的演讲(摘译)”。
1.3.4美国各州有关LLW处置的联合协议
按前述1980联邦法案,美国各州签署了十个协议,以联合起来建立共同的LLW处置场,详见表3和图2。
对表3补充说明两点:
⑴西北协议区同意接受岩石山脉协议区的LLW。
⑵连同哥伦比亚特区在内共有八个州尚未签联合协议。
1.3.5美国已关闭、仍营运和拟建的LLW处置场
•美国已关闭的处置场共有四个,它们是:
伊利诺州的Sheffield;
肯德基州的Morehead,内华达州的Beatty和纽约州的WestValley。
•正在营运的处置场共三个,它们是南卡罗来纳州的Barnwell,华盛顿州Richland地方所属的Hanford及犹他州Clive地方所属的Envirocare,见图3。
•按照本文1.3.4节所述州间联合协定,还要在宾夕伐尼亚州、康涅狄格州、得克萨斯州、内布拉斯加州、伊利诺州和加利福利亚州选建新的LLW处置场。
加州新处置场选在WardValley,但由于土地转让未获美国内政部批准,该处置场的建造和运行就搁置了下来。
得州的SierraBlanca处置场的申请和内布拉斯加州的Boydcounty处置场的申请也分别于1998年10月和1998年12月被各自的州当局否定。
其它州的新建计划不是放慢了步伐就是被搁置。
至今仍没有建成任何新装置。
•目前除南卡州的Barnwell接受全国各州的LLW外,只有华盛顿州的Richland接受西北协议(NorthwestCompact)八州和岩石山脉协议(RockyMountainCompact)三州的LLW。
而犹他州的Envirocare除主要处置铀、钍矿的尾料外只接收A级低放射废物,也即处置核电厂退役时
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