2004—2009年俄羅斯西北部放射性同位素熱電發(fā)生器退役的風險和環(huán)境影響評價

李小華,楊鈞翔，陳遠登，李俊杰，王明月，陳姍紅

(南華大學核科學技術(shù)學院，湖南衡陽 421001)

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2004—2009年俄羅斯西北部放射性同位素熱電發(fā)生器退役的風險和環(huán)境影響評價

李小華,楊鈞翔，陳遠登，李俊杰，王明月，陳姍紅

(南華大學核科學技術(shù)學院，湖南衡陽 421001)

從挪威和俄羅斯政府開展的核行動計劃合作項目，放射性同位素熱電發(fā)生器的技術(shù)和安全，拆除、轉(zhuǎn)送、拆卸、儲存、運輸和處理等退役過程，假想事故場景，輻射監(jiān)測，劑量，應急措施等方面對2004-2009年俄羅斯西北部放射性同位素發(fā)電器退役活動進行了風險和環(huán)境影響評價。RTG退役的風險和環(huán)境影響評價的實踐，已證明RTG具有高穩(wěn)定性以及在正常情況下放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的低潛在風險，退役過程中未曾發(fā)生放射性氣體釋放或物質(zhì)泄漏事故。

RTG；退役；環(huán)境；安全；風險

核行動計劃是挪威和俄羅斯兩國政府在俄羅斯西北部核安全和防止放射性污染方面合作的重要內(nèi)容，旨在保護人員健康和確保環(huán)境免受來自俄羅斯西北部放射性廢物儲存場和核設(shè)施的潛在事故和放射性釋放的危脅。[1]

自1995年實施核行動計劃以來，挪威外交部在執(zhí)行該計劃的過程中起行政管理作用。截至2009年1月，挪威政府已為俄羅斯西北部的核安全工作撥款14億美元。為了最大限度地減小事故發(fā)生的可能性，以及對于健康和環(huán)境的不利影響，挪威輻射防護管理局(Norwegian Radiation Protection Authority，簡稱NRPA)對俄羅斯負責監(jiān)管的部門提供關(guān)于具體“核行動計劃”項目的優(yōu)先事項和質(zhì)量保證；負責審查“核行動計劃”所采取應對措施的環(huán)境影響評價。[2]20世紀90年初期，俄羅斯在核電站安全，裝卸操作乏燃料和放射性廢物的儲存、運輸方面上取得了重要成就。此時期，挪威與俄羅斯的監(jiān)管部門和機構(gòu)之間開展了廣泛的合作。

前蘇聯(lián)制造了超過1000臺放射性同位素熱電發(fā)生器(Radioisotope Thermoelectric Generators，簡稱RTG)，主要將其應用于海上導航和氣象設(shè)施的電力供應。[3]據(jù)2009年6月庫爾恰托夫研究所提供的數(shù)據(jù)，大約60%的RTG已完成拆除。將RTG拆除和安全處理，并使用太陽能板和鎳-鎘電池組(簡稱“太陽能電池組”，以下同)給予替代，是俄羅斯西北部RTG退役計劃的重要工作領(lǐng)域。

在2005年，挪威外交部和俄羅斯原子能機構(gòu)簽署了一份諒解備忘錄。挪威為俄羅斯摩爾曼斯克(Murmansk)、阿爾漢格爾斯克(Arkhangelsk)和納納特斯克(Nenetsk)自治縣導航燈塔中的RTG完成退役，并用太陽能電池組或者其它可選擇的電源給予替代提供資金。截至2001年1月1日，180臺RTG為摩爾曼斯克、阿爾漢格爾斯克、納納特斯克地區(qū),以及新地島(Novaya Zemliya)漫長海岸線上的燈塔和導航設(shè)備提供電力來源。其中摩爾曼斯克85臺，阿爾漢格爾斯克64臺，納納特斯克27臺，新地島4臺。俄羅斯西北部剩下的RTG于2009年9月完成退役。針對2004-2009年俄羅斯西北部RTG的退役過程開展了風險和環(huán)境影響評價。

1 背景

1.1 放射性同位素熱電發(fā)生器

RTG是一種將放射性物質(zhì)衰變過程中釋放的熱能轉(zhuǎn)化為電能的放射性同位素裝置。在俄羅斯，RTG用作惡劣氣候條件地區(qū)無人自動導航輔助設(shè)備的電力供應，例如：燈塔、無線電導航臺，發(fā)光的導航標志。該設(shè)備通常位于遙遠的海岸、分散的島嶼，或無法使用傳統(tǒng)能源的偏遠地區(qū)。俄羅斯在役的RTG大多用大活度的放射源90Sr。

1.1.1 技術(shù)

采用一種放射性同位素熱源(Radioisotope Heat Source簡稱RHS)，前蘇聯(lián)于20世紀70-80年代生產(chǎn)了幾種類型的RTG。RTG使用的RHS通常比傳統(tǒng)工業(yè)和醫(yī)療應用中的放射源含更多的放射性物質(zhì)。該同位素熱源需要密封在一個具有耐熱、耐腐蝕材料的多層屏蔽系統(tǒng)中。典型的RTG結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 典型的RTG結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic illustration of a typical RTG

注：1-冷卻翅片;2-壓力容器殼體蓋;3-熱電轉(zhuǎn)化組件;4-輻射屏蔽層;5-放射性同位素熱源包殼;6-放射性同位素熱源;7-隔熱層;8-壓力容器殼體

俄羅斯RTG的內(nèi)部和外部覆層由氬焊弧材料密封，其使用壽命為10到20年，表面可承受最高溫度為500℃。90Sr放射源以鈦酸鹽[SrTiO3]形式存在于RTG的燃料中，是一個低溶解度的固態(tài)抗燃陶瓷材料。半衰期為29.1a的90Sr及半衰期為64h的衰變子體90Y都是β發(fā)射體，在衰變過程中釋放熱能。當周圍物質(zhì)吸收β射線時，以軔致輻射形式發(fā)出x射線。不同類型RTG的RHS含有不同數(shù)量的高密度90Sr固態(tài)燃料芯塊，同時在輸出電壓，輸出功率，質(zhì)量，尺寸，活度和屏蔽材料等方面也不相同。表1列出了前蘇聯(lián)生產(chǎn)的RTG的具體技術(shù)參數(shù)。[4]RTG的RHS活度在0.74PBq(20kCi)到14.8PBq(400kCi)范圍內(nèi)。單個RHS活度為1.3 PBq (35 kCi)的β-M型RTG，是前蘇聯(lián)首批制造，也是現(xiàn)今使用最廣泛的的RTG之一。

表1 前蘇聯(lián)制造的RTG類型和主要技術(shù)參數(shù)

1.1.2 安全

RTG的實物保護相對有限，并缺乏維修和控制,使得入侵者很容易接近RTG。RHS是人類使用過的最高活度的單一放射源之一。國際原子能機構(gòu)將RTG歸為具有最高活度和最高風險的Ⅰ類放射源。[5]β-M型RTG暴露出的問題為，通過螺絲將RTG各部件擰在一起，無焊接，更易受損。近幾年出現(xiàn)的大量企圖盜竊RTG金屬部件的事件，說明存在放射源接觸和濫用的可能。通過拆除RTG，并用太陽能電池組給予替代，降低了放射源丟失的風險和減少了環(huán)境污染。

(1)未經(jīng)授權(quán)的非法入侵產(chǎn)生的電離輻射危害

RTG產(chǎn)生的健康和環(huán)境主要風險，來自拆除RTG外殼體和屏蔽層之后由RHS產(chǎn)生的外照射。RTG監(jiān)管和控制的缺乏，加劇了近幾年RTG潛在風險的增加。RTG退役過程中發(fā)生的交通事故也能使環(huán)境風險增加。由于90Sr具有29.1a的半衰期和高毒性，含90Sr的燃料芯塊能產(chǎn)生幾十年的放射性危害。90Sr 和90Y通過發(fā)射β射線,放射源與周圍物質(zhì)將產(chǎn)生兩種潛在的外部照射風險。[6]皮膚直接接觸RTG的芯體——放射性同位素熱源(RHS)，將產(chǎn)生嚴重的輻射損傷，甚至危及生命，這取決于RHS的活度和受照者的接觸時間。祼露RTG芯體的表面劑量率能達到10Sv/h，可在半小時內(nèi)給人類受照者產(chǎn)生致死劑量。90Sr放射源處于屏蔽和祼露狀態(tài)對受照者產(chǎn)生的外照射劑量率見表2。

表2 β-M型RTG的外部劑量率

近年來，一些RHS供電燈塔出現(xiàn)了入侵者和盜賊。大部分俄羅斯RTG對入侵者和盜賊無防衛(wèi)措施，并缺乏基本的安全措施，如圍欄或者警示牌。此外，部分事件可歸因于俄羅斯當局對放射源立法的缺失和監(jiān)管不力。

例如，1999年列寧格勒金吉謝普鎮(zhèn)(Kingisepp)公交車站發(fā)現(xiàn)一個遭受金屬掠奪者破壞的RTG，其殼體已被部分拆除，芯體表面劑量率達10sv/h。3名受照者死于電離輻射損傷。[7]

2001年夏，4名工人在摩爾曼斯克地區(qū)坎達拉克沙(Kandalaksha)附近的燈塔拆除RTG時，因受到照射送往醫(yī)院治療。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，4名工人拆除了三臺β-M型RTG的重要屏蔽材料。

2001年12月，3名格魯吉亞伐木工人在森林中發(fā)現(xiàn)兩枚祼露的90Sr放射源，把這兩枚放射源當作熱源取暖，整夜受到照射，因受到嚴重放射性燒傷，送往醫(yī)院住院治療。2002年2月國際原子能機構(gòu)派出工作組到格魯吉亞發(fā)生輻射事故的偏遠森林雪地中成功回收處于裸露狀態(tài)的90Sr芯體，如圖2所示。

圖2 國際原子能機構(gòu)在格魯吉亞回收裸露的90Sr芯體Fig.2 A strontium-90 core from an RTG recovered by International Atomic Energy Agency in the Republic of Georgia

2002年2月，3名格魯吉亞西部察倫德治科哈地區(qū)(Tsalendzhikha)利亞(Lia)村的牧羊人在附近森林發(fā)現(xiàn)了大量前蘇聯(lián)安裝的RTG后，在高電離輻射場中受到照射。

2003年3月28日，來自列寧格勒特殊部門的專家在離芬蘭海岸100千米和芬蘭灣海底回收了一個完整的RTG芯體。小偷從燈塔偷得發(fā)電機，取出約500kg不銹鋼，屏蔽材料鋁和鉛，后把RHS丟棄在冰面上。RHS融化了周圍的冰解，在燈塔支撐柱附近約1米深海中被發(fā)現(xiàn)。由于RTG芯體完整無損，認為除了芯體周圍接觸物外，不太可能造成環(huán)境污染危害。

2003年9月，北方艦隊的服役人員在白海禿峰小島上發(fā)現(xiàn)了一名企圖盜竊燈塔中放射性同位素熱電發(fā)生器的盜賊。該燈塔的一臺放射性同位素熱電發(fā)生器含6個90Sr芯體，其表面劑量率測量值為1Sv/h。

2003年11月12日，北方艦隊的幾名服役人員發(fā)現(xiàn)科拉灣(Kola)澳里娜海灣(Olenia)燈塔出現(xiàn)了入侵者和盜賊。在RTG屏蔽材料被盜的同時，放射源芯體丟失。次日，在科拉峽灣的余嘴格那斯科島(Yuzhny Goryachnski)發(fā)生了同樣的事件，盜賊將90Sr放射源丟棄在附近。

2004年，在距阿爾漢格斯克不遠處的禿峰島上，盜賊拆除了一臺IEU-1型RTG的屏蔽材料。

2004年3月，克拉伊夫佐夫斯基(Krai Lazovsky)濱海地區(qū)的瓦倫丁村，發(fā)現(xiàn)了1臺遭有色金屬盜賊拆毀的RTG，如圖3所示，并在附近找到了破損的屏蔽層和裸露的RHS。該RTG歸俄羅斯太平洋艦隊所有。

圖3 瓦倫丁村遭金屬盜賊拆毀的RTGFig.3 the biological protection for RHS-90 of RTG dismantled by metal thieves at Valentin village of Primorsky Krai

2006年，在科拉灣發(fā)現(xiàn)一臺IEU-2型RTG，因輻射屏蔽材料受損，表面照射量率比正常水平大4倍。針對此況，制造了一種特殊的屏蔽容器安裝在RTG原屏蔽材料處。

上述事故說明從俄羅斯北極海岸安全轉(zhuǎn)移RTG的重要性和必要性，并證明恐怖分子極易獲取放射性材料。迄今為止，竊取有價值的金屬屏蔽材料已成為大批入侵者的盜竊動因。盜賊對RTG不感興趣，或許并沒意識RTG的存在，及其電離輻射危害。

(2)惡意行為

無主源是指錯誤地安放或者脫離負責人員控制的放射源，發(fā)出射線產(chǎn)生電離輻射危害?？植婪肿踊蚱渌幸鈧λ说慕M織可利用無主源實施惡意行為。[8]無主源的一個潛在用途是將其制作成“放射性分散物質(zhì)裝置RDD”(也叫臟彈)。[9]此裝置中的常規(guī)炸藥用來分散放射性材料，污染周圍區(qū)域，主要目的為制造公共恐慌甚至產(chǎn)生更惡劣、致命的后果。直接爆炸是常規(guī)炸藥造成的主要損害，然而臟彈中放射性材料可造成長期、嚴重的影響。放射性污染可能影響發(fā)生臟彈爆炸事故地區(qū)長達幾年甚至幾十年。臟彈爆炸帶來的最嚴重的影響可能是隨之而來的社會混亂，污染區(qū)域的清理和經(jīng)濟損失。

據(jù)俄羅斯交通水文服務(wù)部提供的一個關(guān)于使用強大的反艦爆炸裝置開展RTG爆炸實驗的報告描述，RTG明顯遭受破壞，但RTG內(nèi)部的RHS保持完好無損。

俄羅斯西北部RTG的退役已成為挪威政府核行動計劃的工作重點。

1.2 核行動計劃

挪威-俄羅斯聯(lián)合環(huán)境保護委員會下的挪威-俄羅斯聯(lián)合專家小組于1992年建立。該小組致力于治理巴倫支海(Barents)和喀拉海(Kara)的放射性污染。20世紀90年代初期，該小組致力于開展俄羅斯西北部的核安全工作。鑒于該小組治理放射性污染的工作成就，挪威政府決定于1995年制定核行動計劃，以處理鄰近地區(qū)的核挑戰(zhàn)或可能影響挪威領(lǐng)土的威脅。

核行動計劃的工作重點主要包括：應急準備和電離輻射環(huán)境監(jiān)測、與俄羅斯官方機構(gòu)的合作、防止核武器擴散和物理保護、核電站、乏燃料、核廢料、放射源、化學武器。

核行動計劃于2008年作了最后修訂。挪威政府提出了高水平的指導方針，這成為隨后與俄羅斯合作的核安全行動基礎(chǔ)。合作活動主要包括：減少挪威和俄羅斯核設(shè)施的放射性污染和降低事故風險，以及防止放射性物質(zhì)擴散，基于整體觀點的風險和環(huán)境影響評估，加強應急準備，重視成本效益的工程實踐工作，加強俄羅斯政府和行政機構(gòu)間的溝通合作，加強俄羅斯核安全監(jiān)管機構(gòu)和關(guān)心核安全工作社會團體之間的對話，就俄羅斯的核安全立法，國際規(guī)范、準則在俄羅斯有關(guān)監(jiān)管機構(gòu)和其它援助國家之間開展親切對話。

目前挪威政府對涉及俄羅斯核安全活動的四個方面作了承諾。即：俄羅斯和挪威官方的共同合作；RTG的拆除和退役；核潛艇的退役；安德列夫灣(Andreev)放射性廢物儲存設(shè)施的修復。[10]

參與核行動計劃工作的挪威政府組織包括挪威外交部，NRPA和項目經(jīng)理，如圖4所示。挪威外交部負責制定工作策略和重點，為與俄羅斯開展核安全合作工作提供年度預算專項資金資助。NRPA在開展核安全，緊急準備，防止核擴散和放射性污染方面的工作中起主導作用，已與許多俄羅斯監(jiān)管機構(gòu)建立了廣泛合作。項目經(jīng)理的職責為，確保每個項目在規(guī)定的時間和預算資金內(nèi)安全，穩(wěn)妥地執(zhí)行。

圖4 參與RTG退役計劃的挪威政府組織Fig.4 Organization of the work relationship of the Norwegian Government’s Nuclear Action Plan.

1.3 挪威政府致力于俄羅斯西北部核安全項目的風險和環(huán)境影響評價

核安全項目風險評價是對核安全工程、試驗和退役項目給人類的生產(chǎn)、生活、生命、財產(chǎn)等方面造成的(放射性污染)危害、(電離輻射)傷害的可能性或不利影響進行量化評估的工作。核安全項目環(huán)境影響評價是指對新建、改建、擴建的核安全工程、試驗和退役項目在實施過程中和實施后，可能對環(huán)境造成的環(huán)境影響進行分析、預測和評估，包括對放射源(源項)或?qū)嵺`規(guī)模與特性的概述，對廠址或場所環(huán)境現(xiàn)狀的分析，以及正常條件和事故情況下可能造成的環(huán)境影響或后果的分析；并提出預防或減輕環(huán)境影響的對策和措施，以及開展跟蹤監(jiān)測的方法與制度。此類評價也用于確定工作重點，并用于計劃如何開展工作以盡量減少風險。

全面有效的核安全項目風險和環(huán)境影響評價作為核安全項目決策和規(guī)劃過程中的一部分，應考慮可替代的方法和系統(tǒng)，以盡可能減少放射性污染和電離輻射傷害，從而選擇保護環(huán)境的最佳可行方案。環(huán)境影響評價通常需考慮人、環(huán)境和其他因素(如經(jīng)濟影響)，還應考慮項目所涉及區(qū)域的個人和集體利益。

1999年5月12日，挪威議會決定對涉及放射性污染的風險和環(huán)境影響評價活動優(yōu)先給予資金資助。執(zhí)行，并審查風險和環(huán)境評價的目標任務(wù)是，改善放射源和放射性廢物的安全狀況，減少潛在放射性環(huán)境污染，確保核安全行動按照國際要求和俄羅斯法律執(zhí)行。

環(huán)境影響評價小組在項目規(guī)劃階段收到了俄羅斯合作方提供的一個對項目有深刻見解的觀點，評價涉及RTG退役過程的狀態(tài)檢查、拆除、拆卸和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的環(huán)境，健康和安全問題。在RTG退役計劃的后期，主要針對將RTG從摩爾曼斯克運輸?shù)轿挥谀箍频亩砹_斯技術(shù)物理和自動化科學研究所(All Russian Scientific Research Institute of Technical Physics and Automation，簡稱NIITFA)的過程開展風險評價。[11]運輸過程包括將RTG從其運行位置通過起重機吊車、駁船、直升機到后續(xù)的鐵路貨車和公路卡車的接駁運送。有關(guān)工作計劃程序和相關(guān)劑量率的監(jiān)測，以及運送、臨時儲存RTG事故場景的信息記錄在2004年到2009年的環(huán)境影響評價中。圖5為RTG退役風險和環(huán)境影響評價的步驟。

圖5 RTG退役的風險和環(huán)境影響評價步驟Fig. 5 Steps in the risk and environmental impact assessments of the decommissioning of RTGs

環(huán)境影響評價工作組與負責保護健康和環(huán)境，以及核安全工作的政府機構(gòu)之間保持密切聯(lián)系和溝通。在履行這些標準時，NRPA與挪威、俄羅斯的項目經(jīng)理(和相關(guān)援助國)之間的會談每年舉行一次，以啟動該年項目。俄羅斯在會議召開之前收到第1版環(huán)境影響評價文件。NRPA著手環(huán)境評估審查(和其它援助國的合作)，在必要時要求補充額外信息，然后編制和審查環(huán)境影響評價的最終版本。在此基礎(chǔ)上，NRPA向挪威項目經(jīng)理建議執(zhí)行該項目。 環(huán)境影響評價的審查過程有助于加強挪威，俄羅斯和其他援助國家的技術(shù)和管理機構(gòu)之間的聯(lián)系。在整個RTG退役過程中，NRPA始終與俄羅斯核能、工業(yè)和環(huán)境管理局保持密切聯(lián)系。

1.4 國際社會致力于放射性同位素熱電發(fā)生器的退役工作

1996年在國際原子能機構(gòu)幫助下成立了國際放射性廢物工程聯(lián)系專家組(Contact Experts Group，簡稱CEG)，旨在加強際合作和協(xié)助俄羅斯解決冷戰(zhàn)時期遺留下的放射性廢物和乏燃料問題。NRPA和CEG秘書處，與俄羅斯聯(lián)邦原子能機構(gòu)保持緊密聯(lián)系，于2005年2月在挪威召開了一個關(guān)于放射源安全的研討會，會議主題為“放射性同位素熱電發(fā)生器的退役和替代”。來自9個西方國家、俄羅斯聯(lián)邦，日本，國際原子能機構(gòu)，歐共體，北歐環(huán)境金融公司3個國際組織的代表出席了CEG會議。會議為在俄羅斯原子能機構(gòu)的領(lǐng)導下建立一個關(guān)于RTG退役的國際協(xié)調(diào)工作組提供了基礎(chǔ)。2008年4月CEG在俄羅斯召開關(guān)于RTG退役問題的會議上，強調(diào)了建立RTG退役的國際協(xié)調(diào)工作組的需要和愿望，并組建了RTG退役的國際協(xié)調(diào)工作組；分別于2008年9月，12月和2009年6月召開了會議。在這些會議上，西方國家和俄羅斯的代表提供了RTG退役國際合作狀況的信息(涵蓋項目和監(jiān)管問題)，并為解決俄羅斯RTG監(jiān)督和管理問題做進一步的方案規(guī)劃。

2007年，庫爾恰托夫研究所為俄羅斯RTG的退役、處理以及能源的替代制定了一個總體規(guī)劃。該規(guī)劃獲得了加拿大財政的資助。2008年，庫爾恰托夫研究所制定了2007年RTG總體規(guī)劃和RTG管理應急措施計劃。根據(jù)這些規(guī)劃，美國資助了“2008年核行動計劃草案”的編制工作，以實施RTG總體規(guī)劃。這些計劃作為俄羅斯領(lǐng)土上RTG退役合作項目的文件。俄羅斯RTG的拆除和安全處理已成為挪威和美國，加拿大和法國等其他援助國實施核安全行動計劃的工作重點。

俄羅斯RTG主要分布波羅的海地區(qū)，北歐地區(qū)，北海航道和遠東4個區(qū)域。2007年俄羅斯海軍為波羅的海地區(qū)(芬蘭灣和加里寧格勒灣)的11臺RTG拆除提供了資金。在美國能源部門贊助下，為剩下的87臺RTG裝配了警報系統(tǒng)。波羅的海區(qū)域的RTG歸俄羅斯波羅艦隊的海軍水文服務(wù)部所有。北歐地區(qū)包括巴倫支海和白海的海岸，以及卡拉海沿岸的一小部分。自2001年以來，挪威和其他國家，特別是法國和加拿大(通過挪威資助了5臺RTG的拆除)，已為該地區(qū)的RTG退役活動提供了資金支持。在挪威的資金資助下，2009年底，完成了俄羅斯西北部摩爾曼斯克、阿爾漢格爾斯克和納納特斯克(N(包括新地島)180臺發(fā)電機的拆除工作。該區(qū)域的RTG為俄羅斯波羅艦隊的海軍水文服務(wù)和運輸部所有。北海航線的RTG退役工程(從巴倫支海到楚克奇自治州(Chukotka)，包括楚克奇自治州的太平洋沿岸，由美國資助，加拿大財政援助。北海航線的RTG由俄羅斯交通運輸部下屬的水文企業(yè)羅斯莫勒浮特(Rosmorrechflot)所有。遠東地區(qū)從南部的符拉迪沃斯托克(Vladivostok)延伸到北部的阿納德爾(Anadyr)。從2005年以來，美國一直贊助遠東地區(qū)的RTG退役工程。該地區(qū)的RTG歸俄羅斯海軍太平艦隊的水文服務(wù)部門所有。

1.5 俄羅斯監(jiān)管結(jié)構(gòu)

俄羅斯監(jiān)管制度由若干利益相關(guān)部門組成，聯(lián)邦政府是利益相關(guān)部門的基礎(chǔ)。聯(lián)邦各部門主要負責其領(lǐng)域的立法活動，以及下屬機構(gòu)和服務(wù)的協(xié)調(diào)工作。聯(lián)邦機構(gòu)主要負責職責范圍內(nèi)的核發(fā)許可證等事務(wù)。聯(lián)邦服務(wù)具有控制職能。

2007年俄羅斯核能、工業(yè)和環(huán)境管理局(Rostechnadzor)和NRPA對RTG安全退役和處置的監(jiān)管框架進行了升級。此次升級旨在考慮到RTG退役問題的嚴重性和高風險，即將到來的RTG退役和處置工作，且在這一領(lǐng)域缺乏經(jīng)驗。監(jiān)管框架的升級涉及監(jiān)管要求和法規(guī)，以及需為操作機構(gòu)員工獲得活動許可所開展的風險評價；此外，還強調(diào)了監(jiān)督電離輻射安全和應急準備的重要性。其它重要主題為RTG退役期間的物理保護和RTG拆除，運輸、臨時儲存和處置的環(huán)境影響評價審查。

俄羅斯關(guān)于環(huán)境影響評價的立法的基礎(chǔ)是1991年頒布的環(huán)境保護法，1995年頒布的聯(lián)邦生態(tài)法以及俄羅斯聯(lián)邦法律和行為規(guī)范。根據(jù)俄羅斯聯(lián)邦生態(tài)法，所有關(guān)于俄羅斯生態(tài)事務(wù)的文件都必須包括環(huán)境影響評價。俄羅斯和挪威政府的監(jiān)管要求相似，并與國際慣例保持一致。通用安全標準與原子能機構(gòu)推薦的“基本安全標準”相一致。

2 環(huán)境影響和風險評估

自從啟動拆除和替換RTG工作以來，NRPA已收到俄羅斯實體機構(gòu)的信息，表明對RTG退役過程中每個步驟的潛在健康和環(huán)境影響已經(jīng)有了初步了解。 自2004年以來，每年均制定了正式的風險和環(huán)境影響評價。2004年和2005年的環(huán)境影響評價提出了RTG退役的詳細年度計劃；從2006年開始，報告了前3年移除和拆除RTG的位置、狀況和數(shù)量；2004-2009年還提供了關(guān)于運輸RTG的要求和路線，以及參與退役過程的組織機構(gòu)信息。

風險與RTG退役過程中的每一步驟相關(guān)，例如,每臺RTG單元的位置，歷史，操作，物理條件，合理的運輸方式等。風險和環(huán)境影響評價的設(shè)計可使工作組在開展行動前識別潛在的不利影響，酌情采用可行的行動方案。這些信息由NIITFA編寫并提供給NRPA審查。整個RTG退役計劃中提供信息的水平不斷提高。例如，2005年環(huán)境影響評價制定了詳細的RTG退役過程的生態(tài)和輻射安全優(yōu)化方案；2006年列入了外部劑量率，考慮到了靠近和運輸RTG的相關(guān)位置；2007年引入了運輸路線的比較。此外，有證據(jù)表明，在RTG退役方案執(zhí)行期間，工作程序得到改進，隨后因獲得的工程經(jīng)驗而降低了風險。

NRPA提供了放射源運輸?shù)囊话阋?guī)定和某些路線運輸RTG的特定要求。這些規(guī)定包括關(guān)于包裝，標簽和外部劑量率的詳細要求。例如，包裝表面的γ劑量率不得超過2mSv/h，而1m處的γ劑量率應小于0.1mSv/h。

與風險和環(huán)境影響評價過程相關(guān)的RTG退役主要步驟包括：檢查、臨時儲存、拆除、處理、儲存和處置。

2.1 放射性同位素熱電發(fā)生器退役概述——工作程序

RTG退役過程主要包括以下步驟：檢驗燈塔上RTG初始位置，以確定其狀況；把RTG從運行位置拆除后通過飛機、船舶、火車和卡車的接駁運輸?shù)脚R時存放點；用太陽能電池組替代燈塔RTG；通過卡車、火車將RTG從臨時存放點轉(zhuǎn)送到拆解地點；拆解RTG并取出RHS；包裝RHS，并運輸至長期儲存點——馬雅克處理廠(mayark)；RHS在最終處置前長期儲存于馬雅克。圖6為RTG退役過程中的步驟示意圖。

圖6 RTG退役過程步驟示意圖Fig.6 A schematic figure of the steps in the RTG decommissioning process

RTG退役的所有步驟須符合安全規(guī)則和規(guī)范。大多數(shù)步驟的工作都需要根據(jù)核安全工程退役許可證制度，在監(jiān)督下開展。

2.1.1 檢查

在開展任何實踐操作之前，應先進行審核，以確保必要的背景協(xié)議，批準和監(jiān)管權(quán)限全都到位；還包括確認運輸，臨時存儲，拆卸、最終處理處置等環(huán)節(jié)的接收組織得到了適當?shù)陌才牛灰来螜z查每臺RTG，以確定每個組件的物理狀態(tài)，并在特定距離評估外照射劑量率。在初步檢查的基礎(chǔ)上，制定專門的運輸和拆卸方案。須將每臺RTG的 “執(zhí)行的操作”、“檢查RTG的初始狀態(tài)”、“可能的應急情況”、“應急后的可能狀態(tài)”、“應急后果評估”、“應急緩解措施”等信息列在環(huán)境影響評價的附加表格中。

生產(chǎn)制造出來的RTG可承受惡劣的環(huán)境，雖然其損壞風險水平低，但仍可能發(fā)生部分組件的意外或者故意損壞。

2.1.2 運輸

(1)路線

每批RTG的位置、運輸路線、每一操作步驟以及合適的應對措施均在環(huán)境影響評價中進行詳細闡述。將RTG從運行位置運輸?shù)街付ú鹦逗吞幹迷O(shè)施處的路線和車輛的選擇如圖5所示。

(2)方法

將RTG從運行位置轉(zhuǎn)送到臨時存儲點，或從一種運輸工具轉(zhuǎn)移到另一種運輸工具的適當手段的選擇，需考慮多方面因素, 主要基于可達性。運輸優(yōu)先使用駁船和船舶。該行動由俄羅斯海軍授權(quán)，并執(zhí)行。只有在不切實際的情況下，才使用直升機運輸。采用直升機運輸需要對RTG集裝箱進行特殊的吊裝安排；在某些情況下，需要使用一個臨時基地，隨后通過鐵路運輸?shù)街付ǖ膬Υ鎮(zhèn)}庫。

圖7 RTG退役運輸優(yōu)化安排的決策圖Fig.7 Optimising transport arrangements for RTG in the decommissioning process

(3)RTG的包裝

一旦確定了運輸路線，取下RTG放入運輸集裝箱內(nèi)。此過程需要6人團隊靠近RTG工作3小時左右。對于正常狀態(tài)的RTG，1m處的外部劑量率不超過0.1mSv/h，這意味著包裝RTG過程中，工人的最大個人受照劑量為0.3mSv。對于狀態(tài)評估為不合格的RTG單元，在運輸之前須將RTG轉(zhuǎn)移到屏蔽容器中。在開展包裝工作之前評估劑量率，并采用優(yōu)化措施。

(4)從海岸到駁船的運輸

使用各種輥子，千斤頂和牽引線將位于海岸的RTG轉(zhuǎn)移到駁船上。裝載到駁船上之后，將一浮標固定到RTG上，以防止運輸時RTG組件的意外丟失。

(5)從駁船轉(zhuǎn)移到大型船舶的運輸

隨后將駁船上的RTG轉(zhuǎn)移到大型船舶上；將船舶錨定在靠近海岸線的安全位置，以使駁船運輸距離最小化；用起重吊車將RTG從駁船上轉(zhuǎn)移到大型船舶。在此操作過程中，為防止設(shè)備意外掉落造成傷亡，僅在駁船上保留最小規(guī)模的工作人員。將轉(zhuǎn)移到船舶上的RTG固定在甲板的某一位置；把船員安排在離RTG較遠處工作或休息，盡可能的減少船舶運輸過程中的外照射。每艘船舶可運輸多臺RTG。

(6)海岸的直升機運輸

若用駁船運輸RTG成本太高，不切實際，則使用直升機運輸RTG。直升機采用外部支架懸掛。為了安全起見，直升機每次只能運輸一臺RTG。若直升機飛經(jīng)水面，事先將浮標固定在RTG上，以便在RTG組件意外丟失的情況下開展尋找。所有直升機的運輸都需要確定合適的著陸和裝載地點。為了盡量減少直升機運輸風險，直升機的飛行速度和高度應盡可能低；在有利的天氣條件下飛行；飛行經(jīng)批準的路線，例如，水深不超過50m。運輸RTG的直升機降落到臨時存儲、收集處的著陸地點，便于俄羅斯北方艦隊海軍開展RTG的后續(xù)運輸。收集滿10臺RTG，海軍便開展一次運輸。RTG裝載需借助于起重機。

(7)從船舶到臨時儲存點的運輸

船舶將RTG運輸?shù)桨⑼心犯チ_特(Atomflot)，坎嗒拉卡莎(Kandalaksha)港口的臨時儲存點。到達儲存點的RTG組件由起重機卸載，并通過電動小車轉(zhuǎn)移到臨時存放點，后繼續(xù)向前運輸。阿托姆弗羅特還用于存放損壞的RTG。將RTG組件裝進特制的集裝箱內(nèi)，通過鐵路運輸?shù)桨⑼心犯チ_特。隨后將臨時儲存的所有RTG轉(zhuǎn)移到專用火車車廂內(nèi)，通過鐵路繼續(xù)運送到位于莫斯科的再分配中心——愛茲托普(Izotop)。

(8)運輸?shù)讲鸪恢煤瓦M一步處理，存儲和處理設(shè)施

將到達愛茲托普的RTG從鐵路貨車重新裝載到卡車上，以便運送到NIITFA進行后續(xù)拆卸。將拆卸出的RHS放置在運輸集裝箱內(nèi)，并從NIITFA經(jīng)由公路運回愛茲托普。在愛茲托普，重新將集裝箱裝載到鐵路貨車上，并運送到馬雅克處理廠。RTG在愛茲托普的轉(zhuǎn)運時間為3天左右。馬雅克收到貨物后，卸載貨車，將RTG儲存在含有屏蔽層的設(shè)施中，再進行長期儲存和處理。 將RTG解包，清理空的運輸容器以用于返回和重新使用。

2.1.3 臨時儲存

RTG的儲存只是短期的。存儲位置接收到的RTG將在接收后的一周內(nèi)安排向前運輸。RTG儲存的安全和保衛(wèi)工作由費易克斯(f. ex)保安服務(wù)公司負責。但阿托姆弗特仍然需對特定個人的責任、參與特定行動人員的數(shù)量、用于執(zhí)行給定操作和個人防護的設(shè)備、在緊急情況下采取的行動、相關(guān)的規(guī)范和標準等內(nèi)容進行詳細審查。

2.1.4 拆除

愛茲托普作為一個分配中心，把RTG從火車裝載到卡車上，運往NIITFA。RTG在NIITFA暫時儲存1-2個月，這取決于拆除進程和運輸容器從馬雅克返回到NIITFA的時間。目前，唯一能將RHS從RTG中拆卸出來的永久性熱室位于莫斯科的NIITFA。該設(shè)施用于拆除挪威政府關(guān)于俄羅斯西北部的RTG退役計劃中的所有RTG。在移除RHS之后，帶有貧化鈾 (DU)的 RTG 外殼儲存在NIITFA 。貧化鈾可以用于制造放射源的屏蔽容器，或作專門處置。

2.1.5 處理

拆卸出來的RHS 暫時存儲在馬雅克，最長可達2個月，這取決于玻璃固化高水平放射性固體廢物的吞吐量。

卸載到達馬雅克的RHS運輸容器后，將RHS從運輸容器取出，并檢查它們是否符合隨附的文件(NIITFA發(fā)放的處理證書)。RHS歸類為高水平放射性固體廢物 (High level radioactive wastes，HLW，簡稱高放廢物，以下同)，是馬雅克高放廢物儲存和處置方案計劃的一部分。馬雅克接收和處理的RTG和RHS，包括所有的RTG單元，而不只是挪威RTG退役計劃中收到的一部分。

馬雅克處理廠采用玻璃固化法固化高放廢物，可概括為以下步驟：用運輸容器接收和儲存RHS；對RHS重新包裝并轉(zhuǎn)移到高放固體廢物玻璃固化罐中；將裝滿高放廢物的罐子儲存到玻璃固化存儲設(shè)施中。

存儲設(shè)施位于高于地下水位的水平地面，與玻璃固化建筑相鄰，可通過運輸走廊彼此相連。通過遠程控制起重機將裝有玻璃固化廢物的罐子傳送到存儲設(shè)施。根據(jù)玻璃固化容器的尺寸，將存儲設(shè)施設(shè)計成由混凝土澆灌成的隔間臺架組成，以保證每個玻璃固化容器相隔一定距離。隔間臺架設(shè)計成可以儲存幾年的玻璃固化廢棄物。玻璃固化容器安放在隔間中，用混凝土密封。

2.1.6 儲存和處置

把玻璃固化廢物或RHS 罐子放置在金屬管道中(每管放3罐)，將2個金屬填充管道按順序堆放在存儲臺架內(nèi)。馬雅克存儲設(shè)施中的金屬管道剖面如圖8所示。

圖8 馬雅克存儲設(shè)施中的金屬管道結(jié)構(gòu)剖面圖Fig.8 Layout of cans in the storage facility at Mayak

注：1-儲存RHS和玻璃的管子上部 2-具有3個罐子的金屬管道 3-金屬管道 4-供氣閥

空氣溫度由吹進環(huán)形空間和臺架內(nèi)表面之間的冷卻空氣進行調(diào)節(jié)。熱氣流 (上升到 90℃) 通過金屬管道平臺上方的通道循環(huán)過濾之后釋放到大氣中。儲存RHS操作的第一年，使用風扇來輔助空氣循環(huán)。隨著衰變熱減少，自然對流足以維持高放廢物儲存設(shè)施在可接受的溫度范圍內(nèi)。目前，放射性同位素熱源和玻璃固化產(chǎn)品容器預計可以存儲50年，隨后轉(zhuǎn)移到地下設(shè)施中處置。在最終處置高放廢物前，目前該設(shè)施已具有儲存高放廢物100年的能力。

根據(jù)目前制定的深層地質(zhì)處置玻璃固化廢物條件，任何高放廢物儲存罐在接收之前應滿足能量釋放功率不大于0.9kW。熱量傳遞的限制由接收干井或溝槽壁的溫度不應超過100℃的操作要求決定。基于這些限制，計算好時間，滿足驗收準則的高放廢物儲存罐可放入深的地質(zhì)儲存。

馬雅克記錄了許多疑似RHS的放射性物品密封失效和放射性物質(zhì)向外界釋放的實例；對接收和處理程序進行了一些修改，以提供附加屏蔽；于2008年提議進一步升級儲存設(shè)施安全性能，提前開展對退役常規(guī)操作的潛在環(huán)境影響和事故潛在影響的評價，以避免或盡量減少不利的健康和環(huán)境影響，并將環(huán)境因素納入決策過程。在RHS的放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境的事件中，很可能在水相發(fā)生了放射性污染。因此，主要風險來自事故場景。退役過程中RTG及其主要部件RHS丟失的風險如圖9所示。

2.2 風險評價

2.2.1 運輸風險

2007和2008年對RTG運輸風險開展了評價，以確定運輸容器在從摩爾曼斯克到莫斯科的運輸過程中發(fā)生道路或鐵路事故的概率。具體的風險取決于容器的數(shù)量，鐵路運輸或貨運卡車的裝載量，距離以及臨時轉(zhuǎn)移操作。最高風險(大約為3 ～ 5×10-4h-1)與轉(zhuǎn)移操作有關(guān)。嚴重的鐵路或公路事故的風險估計值分別為1.8×10-8和1×10-5(a·km)-1。然而，考慮到額外的裝載操作、卸載操作和列車運輸所需的操作，2007年鐵路運輸?shù)膰乐厥鹿士傮w風險估計值為3×10-3和4×10-3(a·km)-1。根據(jù)15個集裝箱的運輸方式統(tǒng)計結(jié)果，2008年的鐵路運輸風險預計比以往略低,約為1.8×10-3a-1，公路運輸?shù)娘L險保持不變。雖然選擇鐵路或公路運輸發(fā)生事故的風險概率差別不大,但鐵路為單個運輸規(guī)模，發(fā)生事故對環(huán)境和經(jīng)濟的影響可能更高。

運輸事故對公眾產(chǎn)生影響的嚴重程度由外照射劑量率、受照射人數(shù)、距RHS運輸容器的距離和照射時間決定。若事故是由于犯罪或恐怖活動而發(fā)生，最壞的情況是人類接近祼露的放射源長達數(shù)小時，受到致命的外照射。因此，需著重強調(diào)運輸安排的物理和人身安全。

圖9 退役過程中RTG及其主要部件丟失的風險Fig.9 A graph showing the risk of RTG loss and its main part RHS during the decommissioning phase of a RTG

2.2.2 操作經(jīng)驗

2004年9月,兩臺含有活度約為4.3×1015Bq90Sr 放射源的IEU-1 型RTG在從直升機外部裝載處緊急釋放,直接從海拔50m高空墜落到巖石上。距RTG 2m處測得γ劑量率為0.8mSv /h，5m處為52～55μSv/h。未檢測到RTG中90Sr核素的放射性釋放。經(jīng)計算獲得1m處的劑量率為3.2mSv /h。該值比RTG在正常狀態(tài)下高了30倍。該劑量率值用于計算回收受損RTG操作期間人員受照的應急劑量。在此條件下，維修隊從事檢測，修理，包裝和準備直升機運輸?shù)膭趧訒r間估計約6小時(即36工時，一個6 人小組)。若這些操作在靠近RTG約1m處進行，則工人受照輻射劑量約為20mSv，接近國際原子能機構(gòu)對工人的“基本安全標準”的上限值。(連續(xù)5年的平均有效劑量不超過20 mSv，其中任何一年不超過50 mSv)。在實踐中，任何人都不可能在靠近RTG組件如此近處工作6小時。

2.2.3 環(huán)境的轉(zhuǎn)變

鈦酸鍶的化學和物理特性決定其在陸地環(huán)境中的積累和轉(zhuǎn)變是有限的。在RTG損壞的情況下，其溶解速率約10-6g/cm2/day，使得因溶解導致主要污染的可能性可忽略。陸地上損壞的RTG較容易回收，其溶解的機會相對較少。若RTG落入海中，海水將在第一年內(nèi)侵蝕RTG的保護層。在這樣的情況下，減壓可能引起鄰近區(qū)域水中90Sr濃度顯著增長，導致90Sr在鄰近區(qū)域的海洋食品中的含量積累增加。然而，具有低溶出速率的鈦酸鍶，其稀釋效應不太可能引起海洋食物中含有高濃度的90Sr或給海洋生物體傳遞顯著的90Sr劑量。最惡劣的情況為，公眾因此類RTG事故每年攝入90Sr的量為3.7×10-8Ci(1.37×103Bq)，比俄羅斯輻射安全標準RSN-99(Radiation Safety Norms，簡稱RSN)規(guī)定中的年度攝入量限值低10倍。[12]

俄羅斯相關(guān)法律允許生物體在空氣和水中攝入90Sr的最大量和最大濃度，關(guān)于環(huán)境中90Sr 的允許水平分別列于表3和表4。

表3 90Sr進入生物體的最大允許攝入量和空氣、水中的最大允許濃度

根據(jù)俄羅斯法律要求，A級環(huán)境濃度水平不需要采取預防性保護措施。如果環(huán)境濃度大于A級小于B級水平，則在考慮到當前事件性質(zhì)和當?shù)厍闆r后，啟動保護措施。如果污染水平大于B級，即使保護措施會影響受災地區(qū)當?shù)厝丝诤徒?jīng)濟以及社會功能，也將啟動。

表4 事故發(fā)生當年食物中90Sr的行動水平Table 4 Action levels of Sr-90 in food during the first year after an accident.

2.3 事故場景

俄羅斯西北部和挪威地區(qū)RTG退役計劃項目的環(huán)境影響評價，已確定和評估了32起潛在的事故情景。RTG因火災引起的熱沖擊，從高處墜落或浸入海洋被認為對環(huán)境具有最大潛在風險。最大的風險與白海、巴倫支海地區(qū)運輸RTG組件，北方艦隊臨時倉庫回收、運輸RTG以及阿托姆弗羅特臨時儲存RTG的轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)有關(guān)。環(huán)境影響評價要考慮與地點相關(guān)的運輸風險信息。 作為環(huán)境影響評價過程的一部分，確定以下一般事故情景為最高的潛在可信影響。

(1)落入海水中。情景A：RTG保持完整，放射源不與海水接觸，屏蔽層的存在減少了外照射劑量。情景B： RTG破裂，放射源與海水接觸，屏蔽層失效導致外照射劑量增加。發(fā)生此情況的RTG很可能靠近海岸線，應將RTG集裝箱拖放至巖石上。若運送RTG的船舶發(fā)生火災，RTG容器在掉入海中之前受損，也可能發(fā)生這種情況。

(2)墜落到海岸線，但只能在很淺的海水中。若發(fā)生在(RTG)裝載期間，RTG不應發(fā)生損壞。若發(fā)生在直升機運輸期間，假設(shè)RTG已損壞，與場景(1)B情況一樣。

(3)墜落到陸地。若發(fā)生火災或碰撞，或從直升機墜落，RTG可能會損壞。

潛在的事故原因包括駁船和船舶傾覆，直升機運輸途中的丟失或吊裝作業(yè)過程中的墜落。其它風險包括RTG的蓄意毀壞，密封件的老化，氣體流失到空氣中以及RHS的侵蝕及泄漏。[13]只有惡意操作才可能引發(fā)放射性核素釋放到環(huán)境中。估計每一起事故場景中RTG發(fā)生假定事故之后的狀態(tài)或狀況，可確定事故后果和識別出減小風險的措施。已識別出的事故情景類型是廣泛的，可以適用于所有運輸業(yè)務(wù)。在隨后每年拆除的RTG中，引入了與RTG位置和類型相適應的數(shù)據(jù)更新以及風險計算。

以下潛在的事故場景，與RTG專用火車車廂的運輸有關(guān)，以考慮護送人員的風險：與運載易燃或易爆物品的汽車碰撞，因列車具有較大質(zhì)量，不會導致護送RTG工作人員受到任何傷害，減輕了事故后果；出軌或與攜帶易燃或易爆物品的貨物列車相撞的鐵路事故。風險報告結(jié)論表明，由于護送人員全部占用同一輛車，鐵路運輸風險更大。 此外，鐵路事故的風險不是由護送的行動決定的。由于RTG的重量達600 - 2000 kg，RHS的溫度達300℃需要借助于特殊的設(shè)備進行處理，在這種事故后,不可能發(fā)生RTG的被盜情況。[14]

2.3.1 降低風險的措施

RHS的物理形態(tài)決定其不太可能出現(xiàn)明顯散落或泄漏現(xiàn)象，除非發(fā)生嚴重的沖擊或擠壓、高溫和長時間的火燒、長期浸沒在海水中、爆炸等極端情況。為了減少此類風險，環(huán)境影響評價過程加強了設(shè)計標準和操作員的控制。

(1)設(shè)計標準

環(huán)境影響評價采用國際原子能機構(gòu)的標準，RTG在設(shè)計方面，應符合最低標準。即可經(jīng)受800℃的大火燒30min，從9m高墜落在一個平面(鋼)表面，從1m高處墜落到釘尖上，不小于2MPa液體浸沒壓力的試驗要求。[15]

環(huán)境影響評價指出，在實踐中，鈦酸鍶芯體在1900℃溫度以下不會熔化；不銹鋼容器在900℃(超過RHS運行溫度的2倍)的持續(xù)高溫空氣中仍耐腐蝕；開展了多項模擬RHS的測試，包括RTG加熱到1100℃高溫的時間長達2h，在9m和25m的鋼板上進行墮落試驗，從300m和900m高度的“直升機”跌落到混凝土上，測試結(jié)果為未出現(xiàn)RTG損壞?！捌茐男浴痹囼炌ㄟ^把容器加熱到400℃，然后容器邊緣以80 km/s速度撞擊裝甲鋼板。試驗導致在RTG外殼蓋出現(xiàn)裂紋以及圓柱形RHS芯體變形,未出現(xiàn)RHS破損的現(xiàn)象。環(huán)境影響評價總結(jié)的操作經(jīng)驗表明，迄今為止，RTG在正常運行狀態(tài)下，未曾出現(xiàn)放射性氣體的釋放或放射性物質(zhì)的浸出。

(2)操作員準則

環(huán)境影響評價已經(jīng)確定了操作員的重要準則，以減少處理和運輸風險；還包括退役過程中的所有步驟采用了技術(shù)和行政措施，以盡可能避免出現(xiàn)“損壞RTG或RHS包裝的事故或事件”和“未經(jīng)授權(quán)訪問RTG或RHS”。

2005年和2006年環(huán)境影響評價的補充資料表明，無論采用船舶還是直升機運輸RTG，在準備運輸階段為RTG加掛了一個浮標。事故發(fā)生后，此浮標可在水中的標記RTG單元的位置，以協(xié)助回收。

2.3.2 制定應急措施

假設(shè)發(fā)生了RTG或RHS的損壞，通過直接接觸和食物鏈或飲水，將對環(huán)境，當?shù)厝罕姾突厥展ぷ鳟a(chǎn)生危險。在環(huán)境影響評價過程中已開展了多次關(guān)于發(fā)生在陸地、沿海或河水RTG單元損壞后，可能確定的照射途徑和劑量率計算值。計算結(jié)果表明，RTG對人類產(chǎn)生的主要風險由外部照射引起。應急措施建議在回收RTG單元前建立疏散區(qū)。

若RTG或RHS遭破壞，但仍處于可操作控制的范圍內(nèi)(例如，事先將損壞RTG單元轉(zhuǎn)移到臨時儲存處，或在初始檢查中發(fā)現(xiàn)RTG在運行位置受損)，主要風險是承擔處理工作的隊伍。在受損RTG單元回收或裝袋事故中，分析外部劑量率為環(huán)境影響評價的第一步驟。RTG損壞的性質(zhì)和原因決定了后續(xù)行動。例如，RTG在直升機運輸過程中從100m高處墜落到巖石上，將經(jīng)受與RTG制造的測試要求相接近的應力。雖然試驗表明，未發(fā)生放射性物質(zhì)的釋放，但不能排除RTG完整性受損的可能性，并針對這種情況，制定了應急預案。在RTG直升機運輸過程中落入水中的情況下，應針對在合適位置回收RTG作出詳細安排。運輸前，固定在RTG上的浮標將有助于定位尋找。在俄羅斯海軍和其他救援服務(wù)人員的幫助下，北方艦隊的海軍水文服務(wù)部將使用容器回收RTG。

3 與挪威在俄羅斯西北部開展的合作工作

截至2008年底，在挪威資金的資助下，完成了從俄羅斯西北部摩爾曼斯克、阿爾漢格爾斯克和納納特斯克拆除169臺RTG的工作。根據(jù)挪威政府介紹，此項工作始于1995年，挪威方面的工作由芬蘭馬克州(Finnmark)辦公室領(lǐng)導，俄羅斯方面的工作由摩爾曼斯克地區(qū)行政機構(gòu)領(lǐng)導。自2001年以來，每年均制定了RTG退役計劃。納納特斯克和新地島剩余的11臺RTG已于2009年9月完成拆除。RTG主要分布在巴倫支海，白海，科拉半島和喀拉海的沿海地區(qū)。

對挪威 - 俄羅斯合作覆蓋地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施進行重新評估，以促進RTG的拆除和退役，表明有能力在指定的時間內(nèi)完成項目。2001至2009年對180臺RTG拆除前的初步檢查結(jié)果表明，8臺 RTG存在缺陷，6臺的屏蔽材料遭剝離，2臺RTG的屏蔽材料遭損壞。提供了所有類型RTG的監(jiān)視和監(jiān)測的結(jié)果，包括RTG的劑量率，泄漏測試結(jié)果和所鑒別出的故障性質(zhì)。[16]例如，屏蔽材料受損的IEU-2型RTG具有貧化鈾屏蔽層腐蝕的跡象，可能是由焊接或機械沖擊的缺陷引起的。設(shè)計了直升機運輸包裝，其含有鐵丸和焊接在底端的四個徑向通道，以固定RTG容器并確保不發(fā)生屏蔽材料的丟失。

后續(xù)的RTG運輸由來自北方艦隊的特種車輛和鐵路專用車廂承擔。將RTG轉(zhuǎn)運到開展后期拆卸、檢查和移除工作的NIITFA。

3.1 俄羅斯的參與組織

由于RTG歸屬于俄羅斯的多個不同的機構(gòu)，需為RTG退役活動開展跨部門的協(xié)調(diào)工作。 下列組織參與了RTG退役活動：俄羅斯技術(shù)物理和自動化科學研究所；國有企業(yè)“同位素公司”；國有企業(yè)“原子能譜公司”；馬雅克處理廠；俄羅斯海軍核動力交通運輸部；摩爾曼斯克行政區(qū)；北方艦隊交通水文服務(wù)部；俄羅斯海上和內(nèi)河運輸部。

3.2 存在缺陷的RTG

在挪威的資金資助下，從俄羅斯西北部轉(zhuǎn)移的180臺RTG中，僅少數(shù)在NIITFA引起了處理問題。這些RTG的狀況與其內(nèi)部機械損傷，運行壽期內(nèi)長期的熱負荷有關(guān)。在處理REU-3-2K型RTG熱源的時候，需要特別注意，該類型RTG含有多個熱源。馬雅克處理廠制定了關(guān)于RTG單元的接收和處理計劃，要求延遲接收。(例如，馬雅克處理廠于2007年接收2005年回收的RTG單元)。由于外部RHS的污染或屏蔽材料的損壞，在NIITFA拆卸Gorn和Gong類型的RTG具有挑戰(zhàn)性。當RTG的鈾屏蔽層失去后，RHS易與空氣反應，導致金屬氧化、腐蝕，還導致屏蔽材料的損傷和膨脹，使得無法從RTG中提取RHS。受損RTG的尺寸變大，適合裝入大型運輸容器，運輸?shù)今R雅克最終處理廠。額外受損的IEU-2型RTG在馬雅克接受之前還需要進行特殊的處理和包裝。NIITFA處理受損RTG的工作內(nèi)容包括建造可容納RHS和RTG的運輸容器。

3.3 劑量報告

隨著RTG退役項目的開展，作為補充信息的一部分，提供了參與RTG拆解和退役工人的個人劑量報告。報告表明，利用集裝箱運輸RTG使工人受照劑量小于10μSv，未檢測工人工作服的表面污染。報告結(jié)果與輻射監(jiān)測調(diào)查、認證期間對RTG容器外部劑量率的(低)測量值相一致。例如，一個RTG表面劑量率為100 μSv/h(明顯低于設(shè)計規(guī)范)，距裝置3 m處的劑量率為10 μSv/h。承載RTG運輸容器的卡車駕駛室內(nèi)劑量率小于1 μSv/h。在RTG單元受損的情況下，假設(shè)RHS的熱量可吸引生物體，與閾值水平相比，潛在劑量將保持低水平。

4 結(jié)論

挪威政府致力于俄羅斯核安全項目的風險和環(huán)境影響評價工作，并提供了該項目所有階段的計劃工作對環(huán)境，健康和安全產(chǎn)生潛在后果的系統(tǒng)評價。全面有效的環(huán)境影響評價作為決策過程的一部分，應考慮到選擇盡量減少不利后果的替代系統(tǒng)和方法，以盡量減少可能產(chǎn)生的后果。俄羅斯，挪威和西歐國家對放射性物質(zhì)項目的環(huán)境影響評價要求是相似的。在環(huán)境影響評價過程中，確保實踐的正當化和對實踐、以其產(chǎn)生的放射性廢物管理要求(符合國際可接受的標準)的資金的充足，是至關(guān)重要的。

俄羅斯監(jiān)管體系已適應了國際原子能機構(gòu)的放射性材料安全運輸標準。RTG退役的環(huán)境影響評價和實踐，已經(jīng)證明RTG單元具有高穩(wěn)定性以及在正常情況下放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的低潛在風險；確定了事故場景和應對措施以降低風險，減輕危害；已考慮處理受損或拆卸部分RTG單元，并逐案作出規(guī)定。在退役項目實施范圍內(nèi)，相關(guān)俄羅斯機構(gòu)提供的信息的范圍和深度在不斷發(fā)展和進步。

由于RTG中90Sr放射源受到了嚴格的物理保護，與RTG退役計劃相關(guān)的假想事故，對周圍環(huán)境產(chǎn)生照射的可能性很小。若萬一違反操作規(guī)定，事故導致RTG多個保護層損壞，90Sr祼露于空氣或水中。由于90Sr鈦酸鹽的溶解度很低，放射性污染擴散十分有限。90Sr鈦酸鹽具有很高的熔點，意味著因火災引起放射性污染的危險性可忽略不計。

描述了所有的RTG事故場景，與祼露的90Sr放射源直接接觸是人類可能出現(xiàn)的最壞情況。在這種情況下，可快速定位裸露的RHS，相關(guān)職能機構(gòu)能安全地回收RHS。完整RTG的放射性物質(zhì)處于完好和屏蔽狀態(tài)，人類靠近其產(chǎn)生的健康危害是可控的。在正常情況下，RTG退役使用規(guī)定的方法，將不會導致環(huán)境中放射性核素水平的增加或?qū)θ祟惍a(chǎn)生的威害。

證據(jù)表明：RTG退役方案執(zhí)行期間的工作程序有所改進；隨著整個退役項目經(jīng)驗的積累，已經(jīng)降低了風險；加強與俄羅斯監(jiān)管機構(gòu)的密切對話和溝通，提高了監(jiān)管基礎(chǔ)和檢查工作水平。[17]來自NRPA關(guān)于RTG退役風險和環(huán)境影響評價的反饋意見，旨在減少退役項目的風險。俄羅斯西北部，RTG的退役項目涉及拆除180臺RTG和更換太陽能電池組。目前已經(jīng)完成了RTG退役項目的重要核安全工作。退役項目未曾發(fā)生事故。

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Risk and Environmental Impact Assessments for the Decommissioning of Radioisotope the Rmoelectric Generators (RTGs) in Northwest Russia Between 2004—2009

LI Xiaohua, YANG Junxiang, CHEN Yuandeng, LI Junjie,WANG Mingyue, CHEN Shanhong

(School of Nuclear Science & Technology, University of South China, Hengyang, Hunan, 421001,China)

The nuclear action plan collaboration project between Norwegian and Russia Government, Radioisotope Thermoelectric Generators (RTG) technology and safety, removal, transfer, dismantling, storage, transportation and disposal of decommissioning process, hypothetical accident scenarios, dose monitoring, emergency measures, and other aspects between 2004—2009, are analyzed in risk and environmental impact assessment for decommissioning of RTG in northwestern Russia .The practices of risk and environmental impact assessment in RTG decommissioning have demonstrated that RTG has high stability and low potential risks of radioactive material release to the environment under normal condition, and that no radioactive gas release or material leakage has occurred during decommissioning.

Radioisotope Thermoelectric Generators; decommissioning; environment; safety; risk.

2016- 12- 21

2017- 02- 18

湖南省教育廳項目, 項目編號：16C1363

李小華(1979—)，男，江西靖安人，講師，碩士，核技術(shù)及應用專業(yè)，注冊核安全工程師，現(xiàn)主要從事核工程與核技術(shù)專業(yè)課程教學、核反應堆物理與安全研究工作

*通訊作者:李小華，E-mail:360000149029@usc.edu.cn

TL93+2.2；

B;

1672- 5360(2017)01- 0033- 15