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英国的原子废料遗产

英国核废料再处理行业发展的失败教训可以给我们带来哪些启示?菲利普·约翰斯通报道。

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英国塞拉菲尔德核电站的热氧再处理(THORP)设备。图片来源:Sellafield Press Office

中国有着世界上首屈一指的核工业发展计划。未来五年,在大多数西方国家都在收紧核计划的时候,中国却计划新建40座核电站。为了存储和处理危险的核能发电副产品,这一策略中还包括修建若干商业化的核废料再处理设施。

近期,上千名
连云港居民出于环境和健康的担忧而上街游行,反对拟在此建设的中法合作再处理厂,项目建设计划也因此被暂时搁置。这使我们得以暂时停下来,评估其他国家追求再处理策略过程中的经验。

英国的经验表明,再处理危险性高,不像支持者所声称的那样绿色环保,在经济上也并不可靠。英国长久以来核废料商业再处理的历史充分揭示了这项活动可能产生的问题,而这些经验也将影响英国接下来几十年中的国家政策。

英国经验

在英国科学家
布莱恩·韦恩看来,核废料再处理仍然是“最具争议的现代科技中最具全球性争议的方面”。

其争议之处在于,再处理可以用于核武器扩散目的。

再处理最初由英国于20世纪四五十年代开发,目的是利用回收的钚和铀制造核弹头。后来,该技术被宣传为具有尚未开发经济效益的“巨大希望”。其支持者声称,快中子增殖反应堆(FBR)这种新型核反应堆可以对乏燃料进行回收再利用,并产生更多能量。然而,FBR项目从未实现产业化的应用。在项目暴露出一系列经济和技术问题之后,英国政府20世纪90年代正式放弃了这一项目。

塞拉菲尔德与镁诺克斯

1954年开始,英国在位于坎布里亚的塞拉菲尔德开展再处理活动。该设施目前运行着两座再处理设备,也就是不久即将关闭的“镁诺克斯”以及热氧再处理厂(THORP)。


两座设施都饱受争议:按照英国核能除役署2005年测算,镁诺克斯只实现了其预计产能的一半左右;另一方面,THORP总运行时间只有22年,其中关闭的时间大约有六年。在其生命周期中,THORP一直未能达到其产能目标,并在2005年发生过重大的高辐射材料泄漏

泄漏事件发生几个月后才被发现,并最终导致THORP关闭停产至2008年,造成每天大约200万英镑(约合1780万元人民币)的损失。塞拉菲尔德因违反多项授权条件仅被处以50万英镑的罚款。

同为再处理项目关键部分的混合氧化物(MOX)核电厂,其初衷旨在将MOX燃料生产过程中分离出的钚放在常规反应堆中使用。该电厂运行10年后于2011年关闭,总计造成了22亿英镑的净损失。英国政府内部审查报告认为,该设施“不适于达成其设计初衷”。

当20世纪70年代末英国社会首次就THORP项目展开辩论时,支持者的主要依据就是该项目可以带来经济上的效益。支持者认为,再处理可以将使用过的核燃料从“废料”变成“资产”,因为分离出来的钚可以用在呼声很高的快增殖反应堆中。这与今天支持再处理的论调有很多相近之处。

不过,
虽然有关方面反复强调FBR的好处,但现实中并不存在现成的快增殖反应堆项目,世界上也并不存在快增殖反应堆商业化运营的成功先例

在这种情况下,也难怪韦恩会认为,再处理是“英国一项重大的公共技术政策灾难”。除了2005年泄漏事故中凸显的安全影响,以及近期一部BBC纪录片揭示的钚和其他核裂变材料在储存和保护方面的严重问题之外,高昂的成本以及运行上的障碍成为了英国再处理发展历史上的显著特征。

对于快增殖反应堆的质疑

中国计划在接下来20年中推进快增殖反应堆产业化,凸显出其对于再处理技术的执着。20世纪70年代,英国的FBR支持者们宣称,快增殖反应堆会对英国的发电做出显著贡献——这项贡献一直没有兑现。同样的情况可能也会在中国发生。

FBR项目的失败给英国留下的了世界上最大的钚储备,每年安全储存的成本就高达8000万英镑。如果没有新的办法解决储备的难题,这些钚会在接下来几十年中带来数千亿英镑的高昂成本,并可能对公共安全和环境带来严重影响。中国的乏燃料目前储存在反应堆的乏燃料池中,兰州核电燃料厂也修建了一个集中存储设施。此外,中国正在研究深层地质处置的选址问题。考虑到中国新建核电项目的规模,中国可能会面临一个规模庞大、成本高昂并且潜在危险性极高的钚遗产。

如果备受期待的快增殖反应堆愿景最终并未实现呢?20世纪70年代,许多专家将快增殖反应堆视作未来;他们认为,在其他有限的能源注定消亡、铀元素价格注定上涨的情况下,快增殖反应堆将是一项必要的技术。如今,快增殖反应堆之所以受到推崇是因为它的“低碳”特点,以至于有些环保人士热情地支持快增殖技术——包括中国也是这样。

但是人们长期以来就已经明白,追求快增殖反应堆意味着创造一个“钚经济”,而鉴于相关的安全风险,就需要像塞拉菲尔德那样,采取高度保密、武装安保以及详细审查等措施以保障其安全。如果快增殖反应堆得到广泛推广,这些保障措施就需要在全国各地的多处设施中复制应用。这让我们对项目的透明度以及这种不透明对于商业运作将产生怎样的影响产生了质疑。THORP就有一系列此类令人担忧的不当操作先例,如质量问题导致日本拒绝使用燃料并致使英国核燃料有限公司(BNFL)赔偿4000万英镑;一份被政客用来为THORP项目背书的经济报告最终被证明并不存在;重大核泄漏事故事发后九个月才被发现;人们对于钚元素运输的长期担忧;以及2006年塞拉菲尔德设施违反欧洲原子能共同体(EURATOM)关于确保核裂变材料不得用于所宣称的和平用途之外其他目的的安全保障政策

多年来,THORP遭到政坛人士、商界领袖和环境团体的一致谴责,他们将英国再处理行业的管理文化称为“政府和公众的耻辱”。而这似乎是国际上共通的经验,而不仅仅是英国的特例。

在中国能源转型的背景下,追求快增殖反应堆可能阻碍透明度的提升和公众参与项目决策。无论项目的风险与收益是否相匹配,英国政府都必须在接下来的数十年中承担再处理项目所带来的后果。

 

翻译:子明

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