日本核燃料循环设施建造的现状

日本核燃料循环设施建造的现状【日本《原子能视野》2003 年 6 月刊报 道】 日本核燃料公司正在青森县六所村开 展铀浓缩、低放废物埋藏、高放废物贮存与 管理以及后处理等核燃料循环主要业务 该公司的各项业务中最大业务——后 处理厂的建造，已迎来了最终的试运行阶 段处理主体设施的功能及性能，及早发现设施 存在的问题，以尽快改良此外，该过程还 可以提高运行人员及维护人员的技能，并进 一步充实运行大纲试运行采用已适用于国 外后处理厂的相同方法，利用 “水、蒸汽等” 实施确认设施功能与性能的通水试验，然后 依次进行用硝酸、有机溶剂等“试剂”的化 学试验，铀试验、乏燃料综合试验（以下称 “热试验” ） ，再逐渐向流体实际运行状态靠 近，试验对象也逐步由设施单体、系统、设 施向厂房、整个后处理厂扩展继 2002 年11 月开始的化学试验之后， 又进行了铀试验 和热试验在处理放射性物质前实施的化学试验 中，采用硝酸、有机溶剂等试剂首次确认了 能够确认的机能与性能试验是由单体试验阶段性地转向各建筑厂房的整体试验试验 流程如图 1 所示到 2003 年 3 月末为止， 化学试验的主要建筑物完工率如下。

后处理业务的状况——已开始试运行的后 处理厂日本核燃料公司六所村后处理厂是为 处理日本国内轻水堆乏燃料而建造的，最大 后处理能力为 800 tU/a、是日本第一座商用 后处理厂，计划于 2005 年 7 月建成并投入 运营2002 年 11 月，已经开始了试运行的 第一步——化学试验，马上将进入正式试运 行状态（2003 年 3 月末的综合完工率约为 93%） 六所村后处理厂采用在国内外运行成 绩都不错的普雷克斯法，对铀、钚以及核裂 变产物进行分离，对乏燃料进行“切割、溶 解、分离、精炼、脱硝”等加工，回收铀氧 化物及铀钚混合氧化物（MOX） ，并且注重 实绩与安全性，引进最佳技术切割、溶解 及分离与精炼等主要工艺从法国引进；废液 减压蒸发技术从英国引进；由切割与溶解设 施产生的废气的除碘技术从德国引进；高放 废液的玻璃固化技术以及铀钚脱硝技术从 日本核燃料循环开发机构引进 1999 年 12 月，以后处理主体设施为开 端，后处理厂的乏燃料收容设施及贮存设施 开始作业，2000 年 12 月开始正式接收乏燃 料到 2003 年 3 月末，共收容乏燃料 3360 件（约 780 tU） 。

另一方面，后处理主体设 施继续进行通水试验该试验是为了确认后预处理厂房 分离厂房 精炼厂房 低放废液处理厂房 铀脱硝厂房 试验）31%16%30%32%30% 铀钚混合脱硝厂房（正在进行通水高放废液玻璃固化厂房（正在进行通水试验） 2003 年的试验将转向铀试验， 进入正式 试运行阶段，这是验证作业安全与稳定运行 的重要时期截至目前，针对试运行向有关 单位（六所村后处理厂主要设施技术引进的 源头法国高杰马公司（COGEMA） 、其他技 术引进源英国核燃料公司（BNFL）以及日21国外核新闻2003.9核核核燃燃燃料料料循循循环环环本国内唯一有运行经验的核燃料 循环开发机构的后处理厂）派遣了 技术进修人员另外，有关单位也 向六所村现场派遣了技术人员，促 进了技术合作在有关单位的帮助 下，试运行工作以 2005 年 7 月开 始作业为目标，本着安全第一的原 则在慎重而脚踏实地进行通水试验确认： 即使在采用不同密度 的硝酸、溶剂等试剂的情况下，用水确认 的转运设施性能及水槽液位等的仪表示 值不会产生问题用试剂确认和调整系统的运作，获取 各种运行特性数据（例如：脉冲柱运行特 性曲线）以及系统性能值（例如：蒸发罐 的精炼系数） 。

铀浓缩业务状况用试剂验证每个系统或者数个系统 的基于运行大纲的启动、运行、停止等操 作六所村铀浓缩厂引进金属旋 转离心机、设置了规模为 150 tSWU/a 的设施可是，早期引进 的离心机时常发生停运故障，使铀 富级度无法达到发电要求因此， 分别于 2002 年 4 月与 2002 年 12 月停止了 1991 年开始运行的 150 tSWU/a （RE-IA） 计划和 1992 年开 始运行的 150 tSWU/a（RE-IB）计 划为了探明停运的原因，从 2002 年开始对离心机进行了分解调查 结果表明，离心机停运是由于旋转采用试剂，综合整个系统、针对各个 厂房，通过稳定运行验证整个厂房的运作 性能实施外部干扰试验，以验证试验时的 运行状况以及异常情况发生时的应对操 作和复原操作图 1 化学试验流程体底部附着了剥离产生的铀化合物，随着运 行时间的推移，使旋转体逐渐失去了平衡 关于 RE-IA 及 RE-IB 以外的其他运行单位的 离心机的停运状况，必须根据电力需求状况 采取相应的措施如果预测不能再次运行， 那么级联设施目前就要以现有状态保管起 来。

总之，离心机更新程序还未启动之前的 4～5 年间， 级联设施将作为废弃物安全地保 管起来，该方法正在研究之中 目前正在开发的离心机具有比金属旋 转离心机高出约 4～5 倍的分离性能，而且 将是具有优良经济性的“世界最高水准的离 心分离机” 要完成此项开发，就必须切实 汇集和应用已有的开发成果、知识及人力资源为此，一直致力于离心分离机开发的核 燃料循环开发机构、核燃料机械公司以及日 本核燃料公司的技术人员集中于六所村，于 2000 年 11 月成立了 “铀浓缩技术开发中心” ， 以推进该项研究此外，配合铀浓缩技术开 发中心的建立，核燃料循环开发机构和日本 核燃料公司以开发新技术为目的签订了合 作协议，核燃料循环开发机构迄今为止独立 研发的技术信息有望得到共享 新型离心机的开发状况是：2001 年末， 确立了概念规格，得出了所需的分离性能、 强度以及旋转性能；到 2003 年末，将确立 作为目标的长期可靠性、经济性以及与安全 性相关的基本规格；到 2005 年末，将确立22国外核新闻2003.9外部干扰试验厂房综合试验系统综合试验系统试验设施单体的调整核核核燃燃燃料料料循循循环环环可执行批量生产的最终规格。

然后，将通过 级联试验验证运行控制性能，并计划铀浓缩 厂于 2010 年投产，然后利用 10 年左右的时 间使生产规模达到 1500 tSWU/a低放废物埋藏业务的状况——二期埋藏调 查的正式启动处置，要在地下贮存 30～50 年再搬运出来 进行最终处置冷却及贮存设施就是日本核 燃料公司的高放废物贮存管理中心 高放废物贮存管理中心主要由玻璃固 化体接收厂房与玻璃固化体贮存厂房构成 被装入专用运输容器（屏蔽罐）的玻璃固化 体经海上运输后暂时保存在玻璃固化体接 收厂房然后，在玻璃固化体贮存厂房从运 输容器中取出玻璃固化体，经安全检查后贮 存于贮存井的收容管内自从 1992 年 1 号埋藏设施接收第一批低放废物以来，到 2003 年 3 月末，已经接 收了 134683 件低放废物2 号埋藏设施从 2000 年 10 月接收第一批低放废物以来，已经接收了 16971 件低放废物 1 号埋藏设施与 2 号埋藏设施的收容量 均为 4×104 m3（相当于 20 万个容积为 200 l 的贮存罐） ，该埋藏中心的最终规模约为6×105 m3 另外，作为继 1、2 号埋藏设施的二期 埋藏，为了确认是否能够埋藏的放射性水平 较高的低放废物， 在 2001 年 1 月～2002 年 6 月间进行了预备调查。

结果显示可以埋藏放 射性较高的废物，于是 2002 年 11 月又进一 步着手进行了为获得详细数据的正式调查 作为二期埋藏对象的废物是伴随核电厂等 的运行与退役产生的放射性水平较高的低 放废物，可以将这些废物（如金属、混凝土、 废树脂等）充填入贮存罐或大型角形容器， 并用水泥固化目前的设施可以贮存 体预计将从国外返还约1440 件玻璃固化 2200 件玻璃固化体，根据返还计划，贮存设施将会在 2006 年中期达到饱和因此，在那时之前就必须 增建与现有设施相同的贮存设施增建后， 总共将能够贮存 2880 件玻璃固化体2001 年 7 月 30 日，向政府提出了废物管理变更 许可申请，取得该许可证之后，还要取得设 计及施工许可证后才可动工 2002 年 1 月 22 日，第 7 次运入了玻璃 固化体自从 1992 年 4 月第一次开始运入 玻璃固化体以来，到目前为止已经接收了 616 件另外，在贮存设施内，确认各个运 输容器不会对玻璃固化体产生问题之后顺 次贮存，到 2003 年 3 月末，已贮存了 560 件玻璃固化体2003 年度，将按计划接收来 自法国的 304 件玻璃固化体（分 2 次接收） 。

高放废物贮存与管理业务的状况 MOX 燃料加工业务的状况 日本电力企业（9 家电力公司及日本核 电公司）目前把核电厂产生的部分乏燃料委 托给 COGEMA 和 BNFL 进行后处理经后 处理回收的铀和钚再返还给日本电力企业 作为核燃料重新利用，处理过程中产生的高 放废物玻璃固化体也同时返还给日本电力 企业这些玻璃固化体将最终进行地下地层日本核燃料公司计划在目前建造中的 六所村后处理厂附近建造一座 MOX 燃料 厂，该厂的最大加工能力为 130 tHM/a，预 定于 2004 年 4 月前后动工，2009 年 4 月前 后开始运营2000 年 11 月，该公司公布自 己将成为 MOX 燃料加工厂业主之后，马上23国外核新闻2003.9核核核燃燃燃料料料循循循环环环就投入了 MOX 燃料厂的基本设计，2001 年 8 月，以设计成果为前提，向青森县及六所 村发出了 MOX 燃料厂选址合作申请青森 县接受了该申请，由专家成立了“MOX 燃 料加工设施相关安全审核讨论会” ，并于 2002 年 4 月收到了来自专家讨论会的 《确保 MOX 燃料加工厂安全的基本考虑妥当，且 在技术上完全可行》的讨论结果。

其后，双 方又根据青森县议会、市町村长、核政策青 森贤人会议等意见，在核燃料循环协议会的 立场上确认 MOX 燃料加工厂已被纳入国家 政策后，对选址合作申请作出了慎重的综合 判断 另一方面，六所村为汇集选址合作申请 的相关意见，于 2002 年对国内外的先例地 点进行了考察今后六所村将对村内意见进 行汇总，以便为选址判断提供帮助MOX 燃料厂与后处理厂一样是推进核 燃料循环所不可缺少的设施但从筹建到运 营，需要经过许多程序和时间，所以从长远 考虑，稳健地推进这些设施的计划至关重 要 日本核燃料公司在对青森县和六所村 进行了解之后，接着就将向政府申请 MOX 燃料加工业务许可证目前，继基本设计之 后正在进行详细设计、人员招募、培养的研 讨，以及为加深当地民众的理解的宣传活 动另外，在政府支持下进行粉末混合设施 等的验证试验关键的一点是粉末混合设施 验证试验考虑到原料 MOX 粉末是日本本国 特有的微波加热直接脱硝法（MH）生产的， 所以应验证适合 MH 粉末的运行条件李韦华 译黄厚坤 校）美国汉福德厂完成首次核废物玻璃固化全规模试验【美国《核新闻》2003 年 8 月刊报道】 一家环境与工程服务公司 2003 年 6 月 25 日 宣布，为了处理美国能源部（DOE）汉福德 前钚生产厂的核废物，公司完成了首次核废 物玻璃固化的全规模试验，成功地将模拟的 放射性废物转变成可耐浸出的物质。

这次试验是根据与 AMEC 价值 760 万美 元的合同，为评价该公司的 GeoMelt 大容量 玻璃化（GeoMelt bulk-vitrifi。