2018年中英核设施退役交流研讨会暨第八届英国核退役管理局(NDA)核产业链大会

梁 宇

(中国辐射防护研究院, 太原, 030006)

1 中英核设施退役交流研讨会

中国核能行业协会和英国国际贸易部共同主办、中核环保有限公司协办的“中英核设施退役交流研讨会”于2018年10月28日—11月2日在英国曼彻斯特召开，会议旨在通过中英双方交流，了解英国核退役和放射性废物治理政策规划、先进技术、实践案例以及市场情况，同时宣传和介绍中核集团在核设施退役和放射性废物治理领域的相关情况，国际合作介绍，介绍中核集团废物治理和退役方面的相关进展，积极开展工作，促进中英双方在核设施退役产业链的全面对接，与英方企业进行技术探讨，寻求潜在的合作机会。

共有来自中国和英国的33家单位约80位专家/学者代表参加了会议。其中，中方代表20人，分别来自中国国家原子能机构、中国核能行业协会、中国辐射防护研究院等11家科研院所。

1.1 背景

2018年10月16日，中核环保有限公司与英国国际贸易部在中国北京迪蒙大厦召开了“核环保技术交流会”，双方就核设施退役、放射性废物治理和运输、辐射防护及去污技术、人工智能技术等14项技术能力达成了合作共识，按照英方关注技术、中方关注技术、联合研发技术、定期交流技术进行分类，针对性地开展不同层次的后续行动。会上约定了随后赴英参加“中英核环保技术交流研讨会”，并与英方企业进行面对面、点对点的对接，同时就核设施退役及放射性废物管理方面提出存在的技术弱点和难题，寻求合作机会。

1.2 活动过程

会议主要由大会致辞、大会报告和一对一会议三部分组成。

1.2.1大会致辞

主要包括英国国际贸易部核战略专家David Hughes先生和中国核能协会常冰主任及中国国家原子能机构高洪滨副司长致辞。

Hughes先生对会议的召开表示热烈的祝贺,希望此次会议能增加双方的进一步的了解，了解各自的背景，会议邀请了很多从事核设施退役和放射性废物管理的专业化公司参加，希望能取得共赢。

常冰主任介绍了中国核能行业协会的任务，DIT和核能协会建立了良好的合作关系，2018年2月在伦敦召开的英国民用核能年会上，中国核能行业指南英文版正式发布，对此次会议梳理核环保成功的经验和教训充满期待。

高洪滨副司长谈到中英双方在核电、核燃料、核设施退役及小型反应堆研发等方面开展了广泛的交流合作，取得积极成果，双方通过技术研发、人员培训、专项合作、联合开发等方式，在燃料运输、核设施退役、放射性废物管理和处置等领域开展有效合作。为确保核能的可持续发展，不断提高公众对核能的支持度，做好放射性废物管理和核设施退役工作至关重要。英国在核燃料循环后端领域积累了丰富的经验，设立了专门的管理机构——核退役管理局(NDA)，无论在技术上还是管理经验上对中方来说都具有重要的借鉴意义。希望双方进一步加强理解和互信，在合作共赢的基础上尽快推动一批实质性的商业项目启动。

1.2.2大会报告

英国和中国代表分别介绍了各自在核设施退役和放射性废物管理方面的发展和创新等。

(1) 英国方面

英国核退役管理局(NDA)的Elizabeth Page介绍了核退役管理局的职责以及在核设施退役和放射性废物处理和处置方面做的工作，预计用120年的时间完成17个场址的退役工作，每年资金投入约30 亿英镑。此外，对于双方合作范围内的知识产权考虑NDA颁发执照给CNNC或者给最终用户。

塞拉菲尔德公司Elizabeth Page代表介绍了塞拉菲尔德的概况以及整体战略。塞拉菲尔德将近2 500个建筑，每年投入20 亿英镑，1940年开始核技术普及，1960年开始反应堆的建设和运行，1970年后处理商运，1980年开始废物管理方面的工作。产业战略包括发展创新和供应链技术的提供支持，创新方面包含退役过程中切割解体以及智能化机器人的应用等。

曼彻斯特大学Barry Lennox教授介绍了机器人和人工智能在核工业中的应用，该大学拥有最大的机器人设备中心，用于核聚变、核设施退役和废物治理领域，目的在于减少人员辐照，实现自动化操作。尤其是机器人开发方面，开发出不论环境都能工作的机器人(如在反应堆水池中勘测、退役过程中的实施、以及场址的辐射调查方面等)，已经用于塞拉菲尔德场址操作实施过程，实现远程操作，远程监测的安全研究。

核先进制造中心Philip Jardine介绍了生产创新在新建核设施运行过程和退役核设施污染治理过程中的应用，包括废物容器的设计、加工和制造，反应堆热交换器的设计和加工制造，以及粉末冶金领域的应用。

创新物理中心Judith Zheng介绍了γ成像技术在废物管理中的应用。该中心在日本福岛核事故后使用γ成像系统寻求污染热点，利用光学图像和辐射图像相结合的情况，热点探测仪能快速准确给出热点位置及全景成像。该系统同时还可用于废物设施日常检查，核素识别，废物评估，泄露测量，废物运输安检，废物包检测等方面。

TUV-Sud公司Chris Dempsey介绍了该公司在核设施退役和放射性废物管理方面的业务。TUV-Sud作为一个咨询公司，承接安全、放化、退役策略和退役计划的研究，根据不同景象不同场地以及废物特性来设计进行废物管理的方法。

Veolia公司Mike介绍了该公司在废物管理方面的策略和方案，对于废物分类、废物管理、机器人自动化远程处理技术等方面的应用有现实意义。介绍了两项热处理技术——焚烧和GeoMelt技术，焚烧处理可燃废物，体积最优化，最终实现废物的稳定；GeoMelt技术处理14C，目前做到了工业规模的应用。双方合作模式在于技术的进口和出口，同时也可以进行技术的联合研发。

Frazer-Nash咨询公司Dominic Box介绍了该公司在退役和放废管理方面的研究，对退役过程中的模型方面做了大量工作，根据设计输入，建立模型，包括烟囱过滤管廊的拆除，建模分解问题；乏燃料的管理，建模对于存贮方式等方面进行研究；废物存贮容器，通过建模分析，纤维加固可以降低成本。

(2) 中国方面

中核环保有限公司王俊峰介绍了国内后端管理体系以及后端管理经验。中国国内采取的是闭式循环路线，因此要对乏燃料进行后处理，使其再利用。在泥浆回取和石墨的处理方面可以和英方进行深层次的接触，共同探讨处理路线。

中核四川环保工程有限责任公司尤永春对该公司的基本情况和技术能力进行了介绍，公司具有分析检测、辐射防护、工(器)具开发、废物处理、设施拆除技术能力，同时拥有国内首条运行桶外搅拌桶内水泥固化的生产线、高放废液玻璃固化技术、低放有机废液热解焚烧技术、自主知识产权的悬浮液配方技术等能力，拟对放射性底泥回取技术、废物最小化技术、反应堆退役环境修复、源项调查技术等开展合作。

中国核电工程公司赵华松对所在单位的基本情况进行了介绍，包括废物管理能力方面正在实施的田湾废物处理设施的总包，退役方面提供退役工程设计、咨询等等。

1.2.3一对一会议

中国中国辐射防护研究院(下文简称“中辐院”)和英国DBD公司及创新物理公司关于泥浆回取、氚水处理及γ成像项目进行了一对一交流。

(1) 中辐院和DBD公司

DBD公司主要做工程咨询方面，具体包括可行性分析、方案的选择、以及化工工艺方面的模拟和建模、工厂运行和场址的优化、全过程安全分析、调试和运行等，该公司在高放废液蒸发、气态氮氧化物净化、其它硫化物净化等方面均有一定的技术经验，亦为英国玻璃固化工程提供技术支持；其次是在NDA管理下的知识产权的运作。对于新兴的技术，进行重新包装、更新后应用于新的领域。对于泥浆回取，需要具体项目具体分析，该公司在日本福岛事故后，帮助东电回取破损的燃料元件，以第三方的独立身份寻求最佳方案。在英国塞拉菲尔德也是同样的运作方式。中国对于淤泥回取，目前着力于寻求泥浆回取现状，解决问题，而目前DBD掌握的泥浆回取技术相对成熟，与中国市场结合需要进行二次性改进，可以和中辐院联合共同完成技术的开发，具体设计、具体要求。关于氚水的处理，仍是目前的世界性难题，中国现在是将氚水经分子筛吸收后暂存，英国DBD公司对氚水的回收和利用也很感兴趣，双方可以联合共同完成技术的开发。

(2) 中辐院和创新物理公司

中辐院在γ成像技术方面应用在一回路大修时剂量辐射防护最优化方面，围绕管道旋转获取数据，得出污染核素、核素能峰、核素活动浓度等，测量结果和估算结果相差不大，同时能给出空间场的分布、模拟作业过程、计算剂量大小等。此外，在三废领域运用该技术寻找热点，剂量场重建和模拟；对于不均匀的废物体，看是否能准确定位推算出剂量水平。目前该公司掌握的技术相对成熟，对于5 nSv的变化都可以灵敏的给出测量，因此约定11—12月安排技术交流，进行技术交底，联合共同完成相应技术的开发和应用。

1.2.4参观

会后参观了英国核设施，包括塞拉菲尔德场址和Trawsfynydd核电厂。

(1) 塞拉菲尔德场址

塞拉菲尔德场址位于坎布里亚郡，是英国规模最大且危险程度最高的核场区。该场区现有两座在用乏燃料后处理厂、若干废物处置和贮存设施以及用于贮存英国第一代核反应堆产生的放射性废物的贮存水池和筒仓。该场址自20世纪40年代投运以来，积累了大量受到污染的厂房和未经处理的废物，有许多设施已经老化，而且以前未对设施退役或放射性废物的回取和处置加以充分考虑，因此该场区目前是英国最危险的核场区。目前该场区拥有总计240幢容纳了在运核设施或放射性材料的厂房。一些设施和厂房已出现性能恶化，或不能满足现代安全标准，从而给公众和环境造成了不可忽视的风险。

塞拉菲尔德的退役和治理工作涉及完成现有设施的商业运行和退役以及拆毁场区的厂房。该场区危险性最高设施是四个遗留物贮存水池和筒仓。根据英国核退役管理局的安排，塞拉菲尔德场区的退役和治理工作将在2035年之前完成，预计该场区将在2020年完成退役。

塞拉菲尔德的核废料在巨大的温控废料池中储存3～5 a。塞拉菲尔德的热氧化物后处理厂负责处理来自英国和海外核设施的乏燃料(由火车运送过来后通过起重能力为150 t的吊车吊出乏燃料瓶)，这些核废料会在巨大的温控废料池中储存3～5 a,然后由机器人将其切成碎块，浸入硝酸中溶解，成为具有放射性的淤泥，放到塞拉菲尔德的其他地方储存。拆除工作完成后，再由操作员使用RAPTOR机器人手臂对材料进行分类拣选和储存，将核废料装入多个500 L的塑料圆筒，这些圆筒被压成小“圆饼”后储存。

放射性废物(管道系统、石墨砖和金属制品等等)被装入卡车大小的钢筋混凝土箱子(能防护约100 Sv的辐射)，在进入无人储存区之前，这些箱子用钢筋混凝土灌浆进行密封。

通过参观塞拉菲尔德及其热氧化物后处理厂，了解了塞拉菲尔德场址的基本情况及安全注意事项，了解了塞拉菲尔德及其热氧化物后处理厂的工艺流程及一些技术问题。另外还参观了一座废物暂存设施(暂存中放废物，其包装体有自动屏蔽贮存箱，箱体的表面剂量很低，有沸石填充在废物桶内以吸收暂存的废物体中的液体)及人员培训设施(设施内保留有和现场设施1∶1比例的对应设施，用于人员的培训)。

(2) Trawsfynydd核电厂

Trawsfynydd核电厂位于威尔士Gwynedd的Snowdonia国家公园湖畔，核电厂于1965年正式投入商业运行，是英国唯一一座不建在海岸上的核电站(电站冷却水取自电站旁边的水库)，电厂的建设工作得到了当地居民的大力支持(因电厂为当地居民提供了大量的就业机会，核电站高峰运行期间运行人员近600人，大部分均为当地人，目前仍有200余名工作人员在电厂工作)。Trawsfynydd核电厂经过26 a的运行，于1991年关闭，时至今日，该电厂仍旧保持与当地居民的良好沟通，如定期召开座谈会，向当地居民介绍电厂的运行情况和工作思路。

Trawsfynydd核电厂1959年开始建造，由两座反应堆组成，均为石墨气冷堆，包壳材质为镁合金。1965年第一座反应堆投入运行，1968年第二座反应堆正式投入运行，两座反应堆耗资1.03亿英镑。1991年反应堆正式停运后，Trawsfynydd核电厂由核设施退役管理局负责该电厂的退役工作。1993年起，电厂的燃料棒被取出送往塞拉菲尔德进行后处理，1997年完成处理工作，但在1997年以后的几十年中，受英方退役治理领域经费和政策的影响，电站的退役工作迟迟无法全面展开。

在为期几十年的退役工作中，Trawsfynydd核电厂仅开展了中放废物的处理(使用机器人，在电站旁边新建处理设施，所有中放废物通过水泥进行固化，装置于壁厚3 mm的不锈钢容器中，等待下一步的处置)，电站周边的辅助设施也已被拆除、恢复——将作为后期退役员工工作的主要区域。两座反应堆的堆芯部分仍保留(仍具备很强的放射性)，等待后续的处理(需要更长的时间)。由于核电站年份已久，设施外表面经过长期的日晒雨淋，部分区域已经出现了安全隐患，为此，Trawsfynydd核电厂对两座反应堆顶部的部分(蒸发器的上部分已拆除)进行了内部加固处理，并计划在不久的将来对蒸发器以上的非放射性厂房部分进行拆除(Trawsfynydd核电厂已在蒸发器上部重新布局了钢平台，以方便后期拆除实施和确保整个电厂的密封性)。

Trawsfynydd核电厂新建有放射性废水处理设施，净化技术主要是通过过滤和离子交换，离子交换树脂作为低放废物进行处置，处置前树脂中加入苯乙烯类添加剂进行固化处理。

据Trawsfynydd核电厂工作人员介绍，目前该电厂大部分员工已接近退休年龄，加之受退役治理经费和政策的影响，Trawsfynydd核电厂的退役工作仍将会持续很长的时间，目前的计划是，在2080年左右，核电站区域将恢复至核电站建设前的状态。

通过对Trawsfynydd核电厂的参观，可以看出英国的核电厂等核设施的退役工作总体情况与中国类似。由于退役工作技术难度高，风险大，因此，关键技术的攻关(堆芯拆除和处理技术)、政策的导向、资金的支持、必要的实施周期都缺一不可。英国对于核设施退役工作与环境修复工作是紧密联系在一起的，退役工作细分相较中国来说更加细致，退役全周期的考虑也比中国更加成熟。参观人员对核设施退役工作有了更清晰的认识——任重道远。

(3) 曼彻斯特大学

参观曼彻斯特大学实验室，对曼彻斯特大学正在研制的核设施退役工作远程遥控操作机器人、水下机器人(已与日本福岛开展合作)、理化实验室等进行了现场了解，曼彻斯特大学与英国NDA当局以及塞拉菲尔德等均保持着合作关系，致力于为核设施退役工作开展智能化研究，通过远程操作机器人技术，实现高剂量场所的辐射监测、三维立体成像、水下机器人等高难度工作。但经过参观，曼彻斯特大学的研究工作大部分还处于实验室研究阶段，离工程应用还存在一定的距离，其现阶段的研究研发成本较低，还未考虑耐辐照材质在核设施中的应用，所以其在实际工程应用中的耐久性和可持续性存疑，曼彻斯特大学研究人员表示会在后期考虑耐辐照材料的研究和开发。

由于不同核设施结构构造不同、辐射剂量水平有高有低，世界各地核设施大部分为老旧设施，内部结构复杂，中英双方均认为在开展核设施退役工作前，开展设施源项调查和设施情况三维成像十分重要，在三维成像技术领域，中国与英国相比，还存在着较大差距，因此，这个领域可以作为后期中英合作的重要部分。

此外，和曼彻斯特大学Dlaton核研究所的Clint Sharrad进行一对一技术交流。Dlaton核研究所是英国最大的、联系最广泛的核研发与高水平技术发展的学术机构。开展氧化金属燃料后处理、高放废物玻璃固化、中放废物处理和贮存、MOX燃料生产去污与退役等方面的技术研究。开发遥控系统用于监测、拆除、去污等方面。

关于石墨特性研究包括表面特性、污染深度等的研究，以及石墨的处理流程，经过前处理，在1 100 ℃下热解，尾气经过CO2液化后处置；同时研究Np、Pu、Am等污染核素在酸性条件下的暴露，对基材的不同腐蚀、不同氧化特性以及和基材的结合能力等。废液处理使用离子交换，过程使用硅基树脂进行处理，避免后续的有机树脂处理难题。通过交流，双方在去污、石墨处理、废液处理以及玻璃固化等领域有浓厚的兴趣点和火花，希望通过进一步的技术交流实现后期的中英合作，约定2019年初在中国进行更为细致的技术交流，加强后续合作。

2 核产业链大会

在英国核设施退役研讨会召开期间组织并召开了“第八届英国核退役管理局(NDA)核产业链大会”，中方成员应邀参加了本次大会。会议是一次国际性的展会，会议主题是促进民用核能市场开发以及降低核能项目风险，促进国际核能企业联系，谋求项目合作。共有来自全球各大洲超过300家公司和2 000位代表参加了本次大会。

大会由英国核退役管理局首席执行官David Peattie先生致辞，介绍了核产业链大会的发展历程和取得的成就，同时对作出突出贡献和业绩的成员单位做出了表彰和鼓励。

中方成员按照业务需求参加了各展台的交流活动，中辐院在大会期间，重点与Nuvia公司、Veolia公司、Jacobs公司、Westhouse公司、Ansaldo公司和Hosokawa公司进行了一对一的交流。

(1) Nuvia公司

Nuvia公司是一家国际化的核能与技术管理、研究公司，其主要业务包括设施新建、设施维护、设施运行、辐射防护、退役、废物管理等，其业务范围主要布局在欧洲，具有一定的核设施退役经验。

中辐院与Nuvia公司就底泥回取进行了详细沟通。Nuvia公司曾经对200 m3大罐内的沉积物进行过回取，方法是先将上清液取走，之后用高压水冲洗底泥，搅拌形成悬浮物，再用专用设备将悬浮液抽出，抽出的悬浮液经过蒸发过滤处理后处置；对于沉积物是干废物的情况，也是采用上述方法进行，因为沉积物不仅仅是表面干燥，也可能内部还存在水分。

Nuvia公司底泥回取的技术能力和中国想了解的技术能力不是很贴切，需要通过进一步的沟通和交流获知其技术能力。

(2) Veolia公司

Veolia公司是一家从事放射性废物处理的公司，该公司针对低、中水平放射性废物的处理具有较为成熟的工艺，尤其在可燃废物焚烧和废物减容处理方面较为擅长，可以提供技术支持。

中辐院了解到Veolia公司对于低水平放射性可燃废物的处理技术是使用电极插入的方法进行焚烧，对于一般废物温度达到1 100 ℃即可，对于含有金属的废物温度可达1 600 ℃，焚烧灰和易挥发的核素进入后续固化体。同时了解了有机废物玻璃固化方案，并询问了英国对于废物处理后的处置接收标准，Veolia公司表示可为中方提供低、中水平放射性废物处理的技术方案，双方若需要可进一步进行沟通、交流。

(3) Jacobs公司

Jacobs公司是一家美国公司，参与了塞拉菲尔德燃料池泥浆回取工作，具备设计、实施的能力，对于塞拉菲尔德的底泥(湿)，采用可移动式泵吸方式对泥浆进行回取，该技术已经在塞拉菲尔德取得了较好的效果；而对于干式底泥，并没有进行专项的研究，其初步思路为通过远程操作机器人实现干式底泥的回取，但由于其没有具体实施经验，双方没有进行进一步的探讨。

对于Jacobs公司的泥浆回取技术，中方团员认为，其技术对于大体积、结构简单的设施具备可操作性，但对于一些复杂的槽罐或设施，仍然需要解决夹角、盲区等部分的回取难度大的问题。双方交流后，互留了联系方式，Jacobs公司也表达希望与中方开展进一步深入交流和合作的愿望。

(4) Westhouse公司

与西屋公司就去污技术的应用进行了简单的技术沟通和交流，其研发的化学去污技术在核设施退役和废物治理领域已经得到了很好的应用，中辐院研发的物理和化学去污技术也可以在西屋公司的领域应用，但还需后续进一步沟通和交流。

(5) Ansaldo公司

在本次产业链大会召开前，中国中核环保公司与Ansaldo公司正在积极开展相关领域的合作，此次大会上中核环保有限公司副总经理王俊峰到Ansaldo公司展台进行拜访和交流，由于Ansaldo公司派遣的人员不太熟悉与中方合作的项目，因此，交流期间，Ansaldo公司主要介绍了其在英国开展的厂址修复，即在塞来菲尔德退役工作中的开展情况——在塞拉菲尔德，Ansaldo公司主要负责吊车、大关回取等设备的供应，双方同意后期加强合作和交流。

(6) HOSOKAWA公司

HOSOKAWA公司是一家专门开发、设计和制造机械设备的公司，可以提供屏蔽和非屏蔽的手套箱，用于材料回收和后处理领域、MOX燃料制造、废物减容等领域。中辐院在核用手套箱的开发设计和制造方面有一定的基础，并且加工的手套箱目前应用于核工业系统内，拟通过进一步的技术交流，加强机械设备方面的开发设计和制造能力，更好的服务于核工业。

3 收获及建议

通过此次“中英核设施退役交流研讨会”，对英国核能市场的一些准则和英国部分核工业企业有所了解，并进行了技术交流，收获和体会如下：

(1) 中方在退役和废物治理技术方面感兴趣的合作点在会上进行了介绍，包括：反应堆石墨处理；底泥回取；反应堆退役，退役技术储备；有机废物的处理，如废油、树脂等。建议中方企业与英方企业建立合作关系，形成联合体，为技术开发作出努力。

(2) 英国核能市场具有非常明晰的准入要求，英国核退役治理对潜在的技术有着明确的考核和研判程序，作为技术输出方，企业首先需要通过实践证明其技术方案是最佳的、合理的，通过英国相关研判，才具备进入英国市场的基础。在市场准入方面，中方企业难以单独作为投标方参与英方项目，建议中方企业寻找英国的合作伙伴，通过一系列实践建立稳定的合作关系，形成联合体，这对于进入英国市场极为有利。

(3) 我国核能行业属于发展上升期，尤其是目前核设施退役和放射性废物处理处置核环保领域，属于朝阳产业，但由于历史原因，许多技术难以短期应用的矛盾，因此，刚需要加大研发进度，通过合理的谋划，引入国际合作。

(4) 深刻感受到掌握成熟的技术并将其应用到工程中才是王道，因此应着重提升技术的成熟度水平，对于中英双方在某一领域均有技术需求而尚未具备成熟的技术，双方可以谋求联合研发。

(5) 对于中辐院承担的三废治理专项，通过梳理，可以利用国外在特殊废物治理、退役工程实践等方面的优势，通过适当的引入，做好产权分配，最大化的促进在研项目的技术成熟度推进，以尽早完成国家交待的各项科研任务。

致谢：本次参会得到了英国驻华使馆曹霞和张瑜两位女士的鼎力协助，从参会的技术细节沟通方面、议程的安排协调方面以及出访人员签证办理上都提供了帮助，深表感谢。