放射性廢物運輸分類方法研究

李曉范，翟 健，王 安

(中核清原環(huán)境技術工程有限責任公司，北京 100037)

隨著我國安全高效發(fā)展核電政策的實施以及核技術在工業(yè)、醫(yī)療、科研等領域的廣泛應用，相關實踐活動產(chǎn)生的放射性廢物數(shù)量與日俱增。為實現(xiàn)放射性廢物的安全管理并最終安全處置的目標，我國頒布了各項法律、法規(guī)和標準，為放射性廢物的產(chǎn)生、處理、運輸、貯存、處置等全過程安全管理提供依據(jù)。

1998年國家核安全局為加強放射性廢物的安全管理，保護環(huán)境，保護工作人員和公眾健康，發(fā)布了《放射性廢物的分類》(HAD401/04)。2017年生態(tài)環(huán)境部、工業(yè)和信息化部、國家國防科技工業(yè)局根據(jù)《中華人民共和國放射性污染防治法》《中華人民共和國核安全法》和《放射性廢物安全管理條例》的相關規(guī)定，對放射性廢物分類標準進行了修訂，發(fā)布了新的《放射性廢物分類》[1]，原標準同時廢止。

在運輸領域，為保證對放射性物品運輸?shù)谋O(jiān)管和規(guī)范管理，我國在20世紀80年代將IAEA的放射性物品運輸標準《放射性物質(zhì)安全運輸條例》 ( “Regulations For the Safe Transport of Radioactive Material,No.TS-R-1”，簡稱“TS-R-1”)引入，并以國家標準的形式發(fā)布。1989年發(fā)布了國家標準《放射性物質(zhì)安全運輸規(guī)定》 (GB 11806—1989)，并分別于2004年、2019年完成了對該標準的修訂，修訂后的標準更名為《放射性物品安全運輸規(guī)程》 (GB 11806—2019)[2](簡稱“GB 11806”)。GB 11806等效轉(zhuǎn)換了TS-R-1對放射性物質(zhì)運輸有關的安全要求，其全部技術內(nèi)容均為強制性的。2009年9月14日溫家寶總理簽署國務院第562號令，發(fā)布了《放射性物品運輸安全管理條例》[3](簡稱《條例》)，并于2010年1月1日起正式實施?！稐l例》明確了各監(jiān)管部門的管理職責和權限，明確了容器設計、制造、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)相關各方的責任，從行政層面進一步規(guī)范了我國放射性物品尤其是放射性廢物運輸行業(yè)的發(fā)展。

隨著2017年新版《放射性廢物分類》實施，調(diào)整了部分放射性核素的分類限值，在新舊標準的銜接方面，界定新標準下放射性廢物的類別并確定相應的運輸?shù)燃?，進而明確廢物運輸?shù)母黜棻O(jiān)管要求已成為工程實踐中較為迫切的問題。

本文系統(tǒng)地歸納了我國《放射性物品安全運輸規(guī)程》(GB 11806—2019)、《放射性物品運輸安全管理條例》《放射性廢物分類》和《放射性物品分類和名錄》(試行)[4]等法規(guī)標準對放射性廢物運輸?shù)姆诸?，介紹了參考TS-G-1.6[5]等IAEA核安全叢書快速判斷放射性廢物運輸及其貨包類型的方法。文章最后通過一個放射性廢物運輸?shù)膶嵗炞C了該分類方法的便捷和有效性。

1 放射性廢物運輸分類

1.1 《放射性廢物分類》的規(guī)定

放射性廢物分為極短壽命放射性廢物、極低水平放射性廢物、低水平放射性廢物、中水平放射性廢物和高水平放射性廢物等五類，其中極短壽命放射性廢物和極低水平放射性廢物屬于低水平放射性廢物范疇。原則上，極短壽命放射性廢物、極低水平放射性廢物、低水平放射性廢物、中水平放射性廢物和高水平放射性廢物對應的處置方式分別為貯存衰變后解控、填埋處置、近地表處置、中等深度處置和深地質(zhì)處置。因目前我國已建設并投入運行的兩個處置場均為近地表處置場，只適合接收處置低水平放射性廢物和部分中水平放射性廢物，因此本節(jié)重點研究低、中水平放射性廢物的分類規(guī)定。

低水平放射性廢物：廢物中短壽命放射性核素活度濃度可以較高，長壽命放射性核素含量有限，需要長達幾百年時間的有效包容和隔離，可以在具有工程屏障的近地表處置設施中處置。近地表處置設施深度一般為地表到地下30 m。低水平放射性廢物的活度濃度下限值為極低水平放射性廢物活度濃度上限值(極低水平放射性廢物的活度濃度下限值為解控水平，上限值一般為解控水平的10～100 倍)，低水平放射性廢物活度濃度上限值見表1。

中水平放射性廢物：廢物中含有相當數(shù)量的長壽命核素，特別是發(fā)射α粒子的放射性核素，不能依靠監(jiān)護措施確保廢物的處置安全，需要采取比近地表處置更高程度的包容和隔離措施，處置深度通常為地下幾十到幾百米。一般情況下，中水平放射性廢物在貯存和處置期間不需要提供散熱措施。中水平放射性廢物的活度濃度下限值為低水平放射性廢物活度濃度上限值，中水平放射性廢物的活度濃度上限值為4×1011Bq/kg，且釋熱率小于或等于2 kW/m3。

表1 低水平放射性廢物活度濃度上限值

1.2 《條例》對放射性物品運輸?shù)脑瓌t性分類

按照國務院《放射性物品運輸安全管理條例》中第三條的規(guī)定，根據(jù)放射性物品的特性及其對人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，將放射性物品分為一類、二類和三類。

一類放射性物品，是指Ⅰ類放射源、高水平放射性廢物、乏燃料等釋放到環(huán)境后對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生重大輻射影響的放射性物品。

二類放射性物品，是指Ⅱ類和Ⅲ類放射源、中等水平放射性廢物等釋放到環(huán)境后對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生一般輻射影響的放射性物品。

三類放射性物品，是指Ⅳ類和Ⅴ類放射源、低水平放射性廢物、放射性藥品等釋放到環(huán)境后對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生較小輻射影響的放射性物品。

放射性物品的具體分類和名錄，由國務院核安全監(jiān)管部門會同國務院公安、衛(wèi)生、海關、交通運輸、鐵路、民航、核工業(yè)行業(yè)主管部門制定。

此外，《條例》第五條明確：放射性物品的運輸和放射性物品運輸容器的設計、制造，應當符合國家放射性物品運輸安全標準。

綜上所述，《條例》對放射性廢物按照一、二、三類對應高、中、低水平的對應關系，做了簡單的原則性分類，并明確了其分類不改變GB 11806 中關于放射性物品貨包的分類及相應的設計要求。因此若要明確某具體廢物的運輸?shù)燃壓瓦\輸要求，還需按照GB 11806進行進一步的分析。

1.3 GB 11806對放射性物品運輸貨包的分類及與《條例》分類的對應關系

GB 11806對放射性物質(zhì)分類的核心思想是根據(jù)物質(zhì)的放射性核素是否易裂變，以及其推導出的核素的放射性活度限值A1和A2，來確定該物質(zhì)所形成的運輸貨包的種類，通過對不同等級的貨包提出技術要求，以達到滿足運輸容器固有安全性，保障運輸安全的目的。GB 11806對貨包的分類與聯(lián)合國對危險品貨包分類編號(UN編號)一致。

《條例》發(fā)布后，為落實其第三條的規(guī)定，加強放射性物品運輸安全管理，環(huán)境保護部(國家核安全局)、公安部、衛(wèi)生部、海關總署、交通運輸部、鐵道部、中國民用航空局、國家國防科工局批準了《放射性物品分類和名錄》(試行)，并自2010年3月18日起開始施行。該分類名錄建立了《條例》所規(guī)定的一、二、三類放射性物品與GB 11806對運輸貨包的一一對應關系，見表2。

1.4 確定放射性廢物貨包類型的方法

根據(jù)上述介紹的國家對放射性廢物分類和要求，對放射性廢物進行包裝運輸，首先對放射性廢物分類，其次應確定該放射性廢物所形成的貨包類型及其對應的UN編號，再確定其放射性物品的類別，以分別滿足放射性廢物分類、GB 11806和《條例》相應的技術規(guī)范和行政審批要求。

表2 放射性物品貨包聯(lián)合國編號與放射性物品類別對應表

貨包類型(亦即貨包的UN編號)由貨包中包含的放射性核素的活度水平，核素的裂變或非裂變特性，包裝的類型，放射性內(nèi)容物的性質(zhì)或形態(tài)，以及是否特殊安排運輸?shù)纫蛩卮_定，各型貨包的具體要求在GB 11806中均有明確要求。但由于GB 11806完全翻譯自IAEA的TS-R-1，是一部專業(yè)性非常強的標準，即使是專業(yè)人員，在對標準的掌握和查閱使用上，也非常費時費力。IAEA在組織編制和修訂升版TS-R-1的過程中也注意到其使用的不便之處，為此專門編制了核安全導則TS-G-1.6:Schedules of Provisions of the IAEA Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material(2005 Edition)[6]，來幫助法規(guī)的使用者明確放射性物質(zhì)運輸貨包的分類方法及TS-R-1對相應貨包的具體要求。

筆者在工程實踐中參考TS-G-1.6，總結出了快速判斷放射性物品運輸貨包類型及其對應的UN編號的方法，該方法的流程圖見圖1。

按照圖1流程圖，即可快速判別放射性廢物的貨包類型和UN編號。需要特別說明以下兩點：

(1)當放射性廢物滿足放射性廢物的分類和GB 11806對某類貨包所有的要求、限值和相關規(guī)定時，才能確定它是此類貨包，若不滿足，則應按流程圖繼續(xù)比對下一類型的貨包，直至滿足全部要求和限值后，才能確定此貨包類型；

(2)在特定的情況下，某種放射性物品可能對應不只一種貨包類型和UN編號。此時應根據(jù)具體情況，選擇合適的包裝運輸。

通過圖1確定了待運放射性廢物的貨包類型后，即可按GB 11806和《條例》相關技術及行政審批要求，組織實施運輸。

1.5 《放射性廢物分類》與運輸分類的對應關系分析

綜合以上關于放射性廢物分類以及確定放射性廢物貨包類型和分類的法規(guī)標準，本節(jié)重點分析并建立《放射性廢物分類》所規(guī)定的不同核素中、低放射性廢物與由其形成的廢物運輸貨包分類的對應關系，以便實現(xiàn)對放射性廢物貨包的快速分類。

1)對于單一核素放射性廢物貨包，將表1所列的碳-14等核素，按照區(qū)分其低放與中放的活度濃度限值，逐一帶入2.4節(jié)流程圖，以確定其放射性物品貨包的聯(lián)合國編號，再通過表2明確廢物運輸?shù)姆诸?。具體見表3。

圖1 放射性物品貨包分類流程圖Fig.1 The flow chart of radioactive waste classification

圖1 放射性物品貨包分類流程圖(續(xù))Fig.1 The flow chart of radioactive waste classification

表3 低、中水平放射性廢物活度濃度限值所對應的運輸分類

1.6 小結

2 工程實例——某實驗室中放廢液水泥固化體運輸

2.1 運輸需求情況

某實驗室科研生產(chǎn)產(chǎn)生了一定量的中放廢液，按照相關法規(guī)要求，需將中放廢液經(jīng)水泥固化形成水泥固化體后(單個水泥固化體表面劑量率大于2 mSv/h)，將水泥固化體外運至處置場進行最終處置。該實驗室擬委托具有放射性物品運輸資質(zhì)的運輸企業(yè)承擔水泥固化體外運至處置場的運輸工作，采用核級運輸容器裝載一定量的水泥固化體，要求保證整個運輸過程依法依規(guī)，滿足國家對放射性物品運輸?shù)陌踩O(jiān)管要求。

2.2 水泥固化體廢物分類

該實驗室遺留中放廢液按放射性廢物分類判斷應為中水平放射性廢液，主要核素為137Cs、60Co、90Sr、241Am，但形成水泥固化體后，單個核素活度濃度最大值的水泥固化體對應的活度濃度分別為7.38×107Bq/kg、 8.01×107Bq/kg、5.21×107Bq/kg 、1.78×105Bq/kg。各核素活度濃度值均小于表1低放廢物上限值，半衰期大于5 年發(fā)射α粒子的超鈾核素平均值小于4×105Bq/kg，可初步判斷為低放廢物貨包。

2.3 貨包分類

對于本項目水泥固化體的運輸，應根據(jù)本文圖1流程圖所示的方法，確定裝載一定量的水泥固化體核級運輸容器貨包分類以及所對應的UN編號，明確其運輸?shù)募夹g要求，再根據(jù)其貨包對應的放射性物品種類，明確其運輸?shù)男姓芾硪蟆?/p>

按圖1流程圖判斷本項目水泥固化體貨包類型見表4、表5。

表4 根據(jù)GB 11806 5.2.3 得出水泥固化體混合物A1、A2值

表5 根據(jù)GB 11806 條款判斷貨包類型

由表4、表5可以得，該實驗室中放廢液水泥固化體核級運輸容器貨包按照三類放射性物品IP-2貨包(UN3321)包裝運輸，按照GB 11806對IP-2貨包和包裝的技術要求，設計、制造水泥固化體的運輸容器，并需滿足《條例》對三類放射性物品運輸容器設計、制造、使用及運輸?shù)南嚓P規(guī)定。

通過上文分析，該實驗室中放廢液水泥固化體均屬低水平放射性廢物，其運輸應滿足《條例》對三類放射性物品運輸?shù)囊?。考慮到GB 11806對IP-2型工業(yè)貨包及其包裝有明確的設計、制造、使用等技術要求，同時《條例》也對上述貨包所對應的三類放射性物品的運輸容器有相應的行政管理要求，筆者對本案例水泥固化體運輸建議如下：

(1)若不對廢物包仔細分類，簡單認為源項“中放廢液”對應中放廢物，進而認定按照二類放射性物品運輸容器及相應行政管理要求組織實施運輸，將會增加不必要的容器設計備案等程序，增大項目工程成本，造成政府監(jiān)管行政資源的浪費，并相應增大項目的工期。在進行認真分析選用對應的等級實施運輸，在能夠確保運輸安全性的同時，簡化了行政程序，保證項目依法依規(guī)高效順利開展。

(2)托運人運輸前應重點對運輸容器表面、1 m處、2 m處及駕駛室位置進行劑量率監(jiān)測并出具輻射監(jiān)測報告，確保運輸符合相關法規(guī)、標準要求。

3 結論

1)隨著2017年新版《放射性廢物分類》實施，部分放射性核素的分類限值調(diào)整并不影響《放射性物品運輸安全管理條例》對放射性廢物運輸?shù)脑瓌t性分類，即活度濃度低于中放活度濃度限值的單一放射性核素形成的放射性廢物貨包在獨家使用的條件下均為三類放射性物品。

3)本文所介紹的放射性廢物運輸分類方法在使用過程中還需進一步完善，如采用編程的方式，通過輸入放射性核素及活度，能夠自動生成該廢物運輸種類及相關運輸要求，以提高該方法應用的自動化和便捷性。