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1、就地填埋极低放废物中 核素比活度上限值的确定 孙庆红 谷存礼 中国辐射防护研究院 太原市 120 信箱 邮编 030006 1.前言前言 退役实践表明，在退役及环境整治过程中会产生大量污染程度略高于清洁解控水平的废物，即通常所称的极低放废物（VLLW）。其比活度已超过了废物的解控水平，不能随意处置；但如果完全按照中低放废物的管理模式对其进行整备、包装、处置将大大增加退役经费。因此选择适宜的极低放废物处置路线是实施全面退役前必须解决的问题之一。 我国国家标准放射性废物管理规定（GB14500-2002）20.2.11 条规定了我国极低放废物的管理策略，该条规定：“在退役和环境整治中产生的放射性水
2、平很低、但略高于清洁解控水平的大量废物（又称极低放废物），应按审管部门批准的管理限值和实施方案进行处置，而不必送往低、中放废物处置场处置。”这意味着：(1)我国目前只在退役和环境整治过程中考虑极低放废物的管理问题；(2)极低放废物可以在核设施场地上就地填埋；（3）极低放废物处置需经审管部门批准。 国际上当前对极低放废物大都采用无包装（有的采用软包装，如日本）的集中就地填埋，这是一种简易的处置方式。所谓集中就地填埋，并不是指在废物产生地（如一个工号或厂房）就地填埋极低放废物，而是指在核设施场址范围内，选择适宜的场地建造一个或几个极低放废物填埋场。目前，法国、日本及我国已有极低放废物填埋的工程实践
3、。 影响极低放废物就地填埋安全性的核心问题有两个，（1）根据特定条件给出极低放废物填埋坑的概念设计；（2）确定可就地填埋的极低放废物比活度上限值。 由于极低放废物的就地填埋与填埋坑的场址环境关系密切，因此，根据特定条件得出的结论仅适用于特定核设施退役过程中产生的极低放废物的就地填埋，不适用于其它核设施极低放废物的管理。 NCES04极低放废物主要是指污染土壤、混凝土及其它建筑拆除物。虽然退役过程中也会产生大量污染水平不高的金属或其它可能有利用价值的物件，但考虑到中国的国情，这些金属物件或其它可能有利用价值的物件被填埋后，可能会导致故意的人为闯入，从而影响填埋坑安全，因此极低放废物填埋坑中禁止填
4、埋可能有利用价值的物件。 2. 极低放废物填埋场地的选择与概念设计极低放废物填埋场地的选择与概念设计 2.1 极低放废物填埋坑选址原则 极低放废物的比活度虽然不高，但已属放射性废物，因此不能随意填埋。填埋场址应满足下列要求：（1）保证安全。填埋场地的自然条件，应能长期有效地阻止放射性向周围环境释放。此外，填埋场地也应不易发生对安全造成严重影响的自然事故，如地震、洪水、泥石流等。（2）考虑场地的利用前景，极低放废物填埋坑不应成为该地区经济、社会发展的制约因素。（3）就近原则，即极低放废物填埋场地应尽量靠近极低放废物集中产生地。 2.2 考虑退役核设施的环境特征 选择极低放废物填埋场地还要结合退役
5、核设施的具体环境条件，既要符合上述原则，也要满足填埋工程要求。如果填埋场地选在核设施所辖范围内，那么，在一般情况下，其环境特征或环境条件都可以满足填埋工程要求，这是因为在建造核设施时，为了保证核设施安全运行，对该地的环境条件已经做了详细的论证。但还要考虑以下几个问题： (1)拟选场地是否可以将退役产生的极低放废物量全部填埋； (2)拟选场地的地下水水位应与填埋坑底板有一定距离； (3)最近的地表水体与拟选场地的距离应尽量的远； (4)在多雨地区要有防洪措施。 2.3 概念设计根据国内外实践经验填埋坑设计一般不建造处置单元，废物只需软包装或不需包装。在无包装的情况下，要将废物分层夯实填埋。填埋坑
6、底部和顶盖要设置防水层。见图 1。 NCES04图 1 极低放废物填埋坑概念设计 3 填埋极低放废物中核素比活度上限值导出基础填埋极低放废物中核素比活度上限值导出基础 3.1 辐射防护依据 如果在任何可能情况下，废物所致的个人剂量均低于 10Sva-1，则可以免除核审管控制，这类废物称为免管废物。极低放废物是剂量水平略高于 10Sva-1的废物，就地填埋是放射性废物有条件解控的一种工程技术措施。从辐射防护角度看，极低放废物就地填埋应遵循如下限制条件： 限制条件一：正常情况下，就地填埋废物所引起的最大公众个人年限制条件一：正常情况下，就地填埋废物所引起的最大公众个人年剂量应小于或等于当地土壤中所
7、含天然放射性核素所致的公众个人年剂剂量应小于或等于当地土壤中所含天然放射性核素所致的公众个人年剂量的变化量。量的变化量。 限制条件二：废物中核素比活度的上限值不大于该核素清洁解控水限制条件二：废物中核素比活度的上限值不大于该核素清洁解控水平的平的 100 倍。倍。 限制条件三：无意闯入事故情况下极低放废物对无意闯入者造成限制条件三：无意闯入事故情况下极低放废物对无意闯入者造成的个人剂量不大于的个人剂量不大于 0.25mSva-1。 3.2 核素选择 在核设施退役过程中，可能产生被不同核素污染的极低放废物。依据 占份额和剂量贡献大小，选择几种主要核素作为计算对象。 4 填埋极低放废物中核素比活度
8、上限值的导出填埋极低放废物中核素比活度上限值的导出 按照 3.1 中的三个限制条件确定可就地填埋的极低放废物中核素比活度上限值。即首先根据限制条件 1，在填埋坑关闭后正常释放情况下极低放废NCES04物引起的最大公众个人年剂量，导出正常释放情况下各核素比活度上限值；再根据限制条件 2，极低放废物的比活度上限值应小于废物清洁解控水平的100 倍，确定比活度限制情况下的上限值；然后再根据限制条件 3，无意闯入事故情况下对无意闯入者的最大个人年剂量小于 0.25mSv，导出几种无意闯入事故情况下极低放废物比活度的上限值。最后对每种核素在三个限制条件下所导出的比活度上限值进行比较，取最小者作为推荐的极
9、低放废物中该核素比活度上限值。 5.实例实例 5.1某核设施退役产生的待填埋极低放废物中核素比活度的上限值的推荐 某核设施退役产生的极低放废物近万 m3，废物中主要核素是：90Sr、137Cs、239Pu、238U，拟在厂区内就地填埋。根据前述三种限制条件并结合填埋场地的自然环境条件分别导出了待填埋极低放废物中 4 种核素比活度的上限值。见表 1， 表 1 各种限制条件下导出的填埋废物中核素比活度上限值(Bq/g) 限制条件 90Sr 137Cs 239Pu 238U 正常释放剂量限制条件 4.2E10 9.4E2 7.3E2 比活度限制条件 3.0E2 3.0E1 3.0E1 3.0E1 浸
10、泡 2.6E6 9.0E4 2.2E4 居住 3.8E1 2.3E7 1.2E3 钻探 6.8E4 3.7E2 9.1E1 1.2E3 钻探后 5.3E2 1.5E3 3.7E3 1.3E4 打井饮水 1.7E7 2.7E1 1.9E1 事故限制条件钻探钻探后饮水 5.3E2 3.0E3 2.1E1 1.9E1 根据推荐原则，选其中数值最小者，最后推荐了某核设施退役产生的待填埋极低放废物中核素比活度的上限值。见表 2。 表 2 某核设施退役产生的待填埋极低放废物中核素比活度的上限值(Bq/g) 90Sr 137Cs 239Pu 238U 比活度上限值 3.0E2 3.0E1 2.1E1 1.9E1 NCES04
