新建研究堆项目的具体考虑因素及其评估

贾亚青，袁志敏，孙世杰，陈龙江，陈志伟，夏照超，李 洪

（中国核动力研究设计院，四川成都 610213）

0 引言

截至2021 年9 月，在IAEA（International Atomic Energy Agency，国际原子能机构）研究堆数据库登记的研究堆有842座，包括运行、临时关闭、建造、计划、关闭、退役和取消的研究堆，分布在全球72 个国家和地区，其中主要集中在美国（264座）、俄罗斯（118 座）、德国（47 座）、法国（42 座）、英国（36 座）、日本（29 座）、中国（22 座）、加拿大（19 座）、意大利（16 座）、印度（10 座）等少数国家。目前运行的研究堆只有250 座，其中超过160 座的研究堆年龄已超过40 年。由以上数据可知，研究堆掌握在为数不多的几个发达国家手中，且基本上是20 世纪七八十年代建成的。IAEA 核能丛书《研究堆的应用》（第NP-T-5.3号）已经详细介绍了研究堆的应用。研究堆作为国家的基础设施是非常重要的，目前有越来越多的发展中国家正在建造或计划建造新研究堆，主要是为后续核电发展、工农业生产铺平道路。而且发达国家也在建设新研究堆代替延寿的研究堆来进行新的研究和应用。

为了指导成员国开发和执行合理可行的国家核基础设施，更好地支持新研究堆项目，IAEA 作为和平利用原子能的国际组织，其原子能司核燃料循环和废物技术处研究堆部于2012年组织发布了核能丛书《研究堆项目的具体考虑因素和里程碑》（第NP-T-5.1 号）。该书主要介绍了新建研究堆项目，尤其是成员国的第一个研究堆项目的19 个具体考虑的因素和三大里程碑。IAEA 于2014 年5 月对成员国进行了《研究堆项目的具体考虑因素和里程碑》技术文件的培训和学习。后续成员国建议IAEA 进行额外的指导确定如何评价研究堆基础设施的发展计划，IAEA 于2015 年3 月发布了核能丛书《支持新建研究堆的国家核基础设施的评估》（第NG-T-X.X 号）第8 版草稿，主要讲解了前两个里程碑实现所需的19 个因素的条件和自我评估的方法和流程，并提供了自我评价后委托IAEA 进行评估的流程。2015 年5 月，IAEA 对成员进行了《支持新建研究堆的国家核基础设施的评估》第8 版草稿的培训和学习，并对各成员国的新建研究堆项目进行了一次自我评估。具体内容见《研究堆项目的具体考虑因素和里程碑》和《支持新建研究堆的国家核基础设施的评估》的附录。

本文将结合《研究堆项目的具体考虑因素和里程碑》和《支持新建研究堆的国家核基础设施的评估》第8 版草稿的内容，介绍新建研究堆项目（尤其是成员国的第一个研究堆项目）的三大里程碑和19 个需要具体考虑的因素，探讨新建研究堆项目的自我评估流程和方法，并介绍IAEA 研究堆基础设施的整体全面评估（IRRIA）代表团对新建研究堆的评估流程。

1 三大里程碑

新建研究堆项目是一项需要在时间、金钱和人力资源等方面周密的计划、准备和投资的任务。支持国家基础设施的开发和实现是一个重要的问题，特别是它需要严格的关注核安全、国际保障措施和核安保。本文提到的“基础设施”是广泛的，不仅包括研究堆的相关设施和设备，核材料的运输和供应，新燃料组件和乏燃料组件的处理，以及放射性对象/样本（包括生成的放射性废物），还包括立法和监管框架，人力和财政资源，确保安全建造，高效、可靠运行和有效利用研究堆以及应急准备和响应等。

新建研究反应堆项目必须由特定的基础设施支持。一个国家基础设施的新建研究堆项目大部分的具体考虑因素，类似于核电站因素，规模较小的典型研究堆项目需要基础设施的范围、程度一般低于一个核电站项目。然而，完整的国家基础设施的需求首先准备就绪而得出这个结论，并确保研究堆运行期间任何改变都能圆满解决核安全与核安全风险。因此，可以使用分级的方法来裁减和调整基础设施考虑因素，以适应新建研究堆的需要。通过适当考虑所有的关键因素，在不影响核安全高标准的应用和核安保适当有效的前提下，可以简化新建研究堆的基础设施实施项目，支持新建研究堆的基础设施建设以后可以扩展为支持一个完整的核电站项目。相反，支持核电站开发的基础设施项目将满足大多数需求的新建研究堆项目，除了研究堆的利用。

支持一个国家基础设施的研究堆项目可以分为3 个连续的阶段，每一个阶段结束均为一个“基础设施的里程碑”。基础设施的里程碑是本阶段已经成功地完成若干条件。里程碑没有特定的时间节点，每个阶段持续时间取决于资源投入的程度以及项目的大小和规模，其复杂性（如计划建设实验设施，燃料加工厂、放射性同位素生产设施等）和相关的潜在危险。完成每一个阶段的工作，并完成评估后才能做决定继续进行下一个阶段（表1）。

表1 基础设施发展阶段及其里程碑

1.1 里程碑1

在第一阶段，需要完成项目前期评估工作，准备定量的初步战略计划来确定科学、医学和工业的需求，制定新建研究堆的理由和目的。在新建研究堆项目之前必须制定一个全面的义务和承诺的计划，并确保有一个长远的国家战略和资源可用。第一阶段工作完成后，将实现里程碑1 和产生初步的可行性研究报告，表明成员国能够作出明智的决定是否继续研究堆项目。这个初步的可行性研究报告将包括所有19 项基础设施考虑因素的综合评价，识别差距和填补空白的方法，并将整合和更新项目前期工作评估报告和初步战略计划。

1.2 里程碑2

紧随新建研究堆项目的方针和政策，为了使技术和制度能力达到一个需要的水平，应该进行大量实质性的工作。第二阶段需要来自政府和未来研究堆运营组织显著和持续的支持。第二阶段结束时，应制定必要的基础设施的完整准备进行新建研究堆的招标工作，进入商业合同谈判或订立与研究堆供应商国家政府间协议。

1.3 里程碑3

项目发展的第三阶段包括所有必要的活动来建立一个新的研究堆及其相关的基础设施。注意，所有涉及到的机构和利益相关者对项目的成功至关重要，都可以发挥重要作用。在这一阶段结束时，研究堆运营组织应新建研究堆的调试能力和未来的运行能力。制定相应的程序和预案，确保反应堆在正常和事故工况下能安全运行以及重大进展和培训全部人员。实现第三个里程碑是一个重大的成就，但是应该记住它只是安全、可靠和有效利用研究堆长久责任的开始。

2 具体考虑因素

在新建研究堆项目的连续3 个阶段中都应该考虑以下19项具体的因素[1]。

（1）国家立场（National position）。

（2）核安全（Nuclear safety）。

（3）管理（Management）。

（4）资金和融资（Funding and financing）。

（5）立法框架（Legislative framework）。

（6）监管框架（Regulatory framework）。

（7）保障监督（Safeguards）

（8）放射性防护（Radiation protection）。

（9）研究堆应用（Research reactor utilization）。

（10）人力资源开发（Human resources development）。

（11）资方参与（Stakeholder involvement）。

（12）厂址勘探、选址和评估（Site survey，site selection and evaluation）。

（13）环境保护（Environmental protection）。

（14）应急准备和响应（Emergency planning）。

（15）核安保（Nuclear security）。

（16）核燃料管理（Nuclear fuel management）。

（17）放射性废物（Radioactive waste）。

（18）工业参与（Industrial involvement）。

（19）采购（Procurement）。

3 个阶段19 项具体考虑因素详见核能丛书《研究堆项目的具体考虑因素和里程碑》（第NP-T-5.1 号）。

3 评估

3.1 自我评估的发展

自我评估是新建研究堆核基础设施进行下一阶段总体评估的第一步。自我评估也是一个持续改进的基本工具。任何评估的关键需求是分配一个有良好理解研究堆核基础设施具体考虑因素的人员，并具备评估活动的知识和经验。

在自我评估完成之后，IAEA 鼓励成员国委托研究堆基础设施的整体全面评估代表团进行独立审查评估。

3.2 自我评价的步骤

为了获得完整的国家基础设施建设的现状和进展，成员国的自我评估应该涵盖所有19 项基础设施项目的具体考虑因素[2]。

一个“完整”的评估应包括以下4 个主要步骤：

（1）为自我评估规定参考条件。组建评估团队并指定经验丰富和对具体考虑因素非常熟悉的人员担当团队指导，引导评估（包括评估方法）。

（2）结合每个里程碑的实行条件，评估研究堆基础设施的发展状态。

（3）识别需要进一步关注的领域或空白。

（4）准备一个IWP（Integrated Work Package，综合工作包）计划，来解决这些需要关注的领域和填补空白。

3.3 编制结果文件和IWP 计划

自我评估报告应该提前做好准备，报告应该至少包含下列内容：

（1）定义“评估团队”和“回答团队”在组织中位置/角色。

（2）描述评估流程。

（3）证据审查清单。

（4）总结每个条件达到的状态和指明进一步的行动要求。

（5）进行评价过程中引用的其他相关材料。

（6）保密要求（如果需要）。

为基础设施的考虑因素的每个条件进行自我评估提供一种表格格式整理和总结结果。图1 中的意见列用于识别信息，确定是否足够或者是否需要进一步行动。

图1 基础设施每个具体考虑因素自我评估表格示例

为了评估整体进度和分配优先级，每个条件给定一个“状态”。“状态”的3 个选项如下：需要重大行动（红色）；需要一般行动（棕色）；不需要行动（绿色）。

以下是建议的标准确定未来行为的分类：

（1）需要重大行动。意见表明，有相当大的努力仍然需要意识到所述条件，而这个条件的成就是需要为了能够维持整体进步发展中一个有效的国家核研究反应堆的基础设施。

（2）需要一般行动。意见结果表明，有一些工作仍然需要实现既定条件。然而，当前状态持续支持的活动主要是达到规定条件。

（3）不需要行动。现有的证据表明，取得规定的条件。

还应该提供一个总结报告，将所有这些需求放在一起。总结报告建议格式见图2。

图2 总结表格示例

总结报告完成后，应该编制一个IWP 计划。自我评估的意见表格应该被用来制定IWP 计划，各成员国应该决定最适当的方式准备IWP 计划，但它至少应该包括以下5 项内容：①需要处理的考虑因素已被解决；②明确声明确定需要的行动展示如何解决这个不足；③目标完成问题的定义根据“SMART”（具体的、可衡量的、可实现的、相关的和及时的）方式；④商定完成时间；⑤完成行动责任组织和责任人。

需要注意的是，完成行动的责任组织必须有足够的资源，能够在商定的时间框架内完成行动（图3）。

图3 IWP 计划模板

以表的形式给出应满足每个19 基础设施考虑因素特定的条件。在某些情况下，为了更加清晰考虑一些基础设施因素，在表中附加一些条件进行评估。同时，为避免重叠的情况，交叉引用了其他条件已经包含这些条款。

证据包括法律、法规、形式化的协议、合同、报告、会议纪要、信件、谈判和演讲、会议报告、讨论、组织描述、工作描述等。所有情况下都应该有证据，需要有明确的行动计划和相关的时间框架所需资源和证据是可用的，这些文件已经由一个权威组织或参与人批准。

要完成详细的评估，显然需要综合分析的强有力的证据信息收集、分析、资源开发和决策。

3.4 IAEA 评估流程

成员国在完成新建研究堆项目的自我评估后，可委托IAEA 研究堆基础设施全面评估（IRRIA）团队对新建研究堆进行综合评估。

IRRIA 团队是一个整体，由一个专业研究反应堆直接经验基础设施领域国际专家小组组成。团队领导由IAEA 一位具有研究堆基础设施建设经验的高级职员担任。团队由两部分组成，来自不同学科和部门的IAEA 员工，由IAEA 招募和选择的成员国和国际专家。

IRRIA 团队对新建研究堆评估流程如下所述。具体内容详见IAEA 核能系列《支持新建研究堆的国家核基础设施的评估》（第NG-T-X.X 号）第8 版草稿。

（1）国家联络官。成员国官方向国际原子能机构提交委托，需要提交申请表、成员国自我评价报告和其他成员国相关的文件。申请表主要包括范围、时间、资金和成员国接口。

（2）项目管理员。接收和审查请求和通知技术专员和研究堆部门领导并标识资源可用性。

（3）研究堆部门领导。研究堆部门研究反应堆的基础设施项目主管与SH 研究堆安全部门，研究堆物理部门和其他IAEA 与任务相关部门协商审查技术适用性、成员国参与者澄清、如果需要，请求更多的成员国信息/准备、包括IAEA 的技术人员、与技术办公室和项目管理人员一起合作、做出决定和建议。

（4）核能司核燃料循环和废物技术处决定。实施或需要更多的成员国信息/准备。

（5）项目管理人员和技术人员。并入技术合作工作计划和配置资源。

（6）研究堆部门领导。咨询有关IAEA 人员、提出IRRIA 团队组长、核能司主管副司长任命IRRIA 团队组长。

（7）IRRIA 团队组长。预备会议、具体范围的参考材料、选择IRRIA 团队成员、协调成员国参与者，项目管理人员和技术人员、招募外部IRRIA 团队成员。引导IRRIA 团队、为成员国提供初步报告草案。将报告草案发送给成员国、解决成员国评论、交付最终IRRIA 报告给研究堆部门。

（8）研究堆部门领导。分配IRRIA 报告给技术人员，项目管理人员和相关IAEA 人员、最终交付给核能司主管副司长。

（9）核能司主管副司长。正式交付成员国。

4 结束语

本文主要结合《研究堆项目的具体考虑因素和里程碑》和《支持新建研究堆的国家核基础设施的评估》第8 版草稿的内容，介绍新建研究堆项目的三大里程碑和19 个需要具体考虑的因素，并介绍新建研究堆项目的自我评估方法和步骤。此自我评估方法虽然简单但很实用，不仅适用于新建研究堆项目的评估，而且适用于其他项目的评估。项目评估的关键在于项目的因素及其实现条件的准确确定和具备丰富经验和评估能力的团队领导者。

IAEA 作为推动核能和平利用的国际组织，发布了大量比较全面的法规、导则和技术文件，除了法规基本有中文版外其他文献均为英文版。以上文件均能在IAEA 网站免费获得，但是有些会议资料库和有些数据库（例如研究堆老化数据库）需要密码才能获取。建议国家原子能机构能够组织专业人员获取IAEA 出版物翻译为比较专业统一的中文版提供全国科研院所、教育机构和需要的人员使用，并随时更新。

虽然我国已经步入核大国行列，有完整的核工业循环体系，有自主知识产权的核电站和研究堆，但是我国核工业整个体系与发达国家相比还是有一定的差距，尤其是法规体系还不健全，作者认为国家应该加大投入的人力和财力研究IAEA、美国和法国等发达国家核工业体系和核技术，逐步完善和发展我国核工业体系和核技术，促进和平发展核能和现代化建设。