专题：日本核电工业简介（三）

　　技术体系。主要指标包括：非能动安全性，对轻水堆具有经济竞争力，实现对资源的高效利用（燃烧超铀元素和贫化铀），减少废物，防止核扩散，多功能性（包括制氢）。电力公司、日本电力中央研究所（

　　JNS研究的第二阶段重点是4种基本的反应堆设计：采用钠冷却、MOX和金属燃料；采用氦冷却、氮氧化物和MOX燃料；采用铅铋共溶冷却、氮氧化物和金属燃料；超临界水冷、MOX燃料。这4种设计概念都涉及到完整的燃料循环，并考虑了3种后处理路线：先进水成法，氧化物电解法，高温冶金处理（电解精炼）法。这些工作与研发也有联系，日本在钠冷FBR方面发挥了主导作用。JAEA的2006年预算在快中子增殖堆的研发上增幅很大，增加了346亿日元。

　　2006年9月，日本电气事业联合会提出了一种紧凑型钠冷FBR设计，150万千瓦级，使用MOX燃料，与先进型轻水堆相比具有竞争力。目前，三菱正在进行将之商业化的相关工作。根据计划，2025年将投产1台规模小一些的示范机组。

　　JAEA在对快堆产生乏燃料的后处理方面已经做了一些工作，这些乏燃料中钚的含量更高。日本电气事业联合会设想采用水成后处理法，将铀、钚和镎一起回收，并在MOX燃料芯块中加入少量的锕系元素进行燃烧。

　　JAEA是根据“国际论坛”下的一个项目开展这项工作的。这个名为“全球锕系元素循环国际示范”项目，目的是调研在快堆中使用含有锕系元素的燃料组件。

　　2007年4月，日本政府选择三菱重工作为开发下一代FBR的主体。从2007年7月开始，三菱FBR系统将作为一个专业公司运作，同时还负责与Areva联合投标美国先进型再循环反应堆项目，这个项目是“全球核能合作伙伴计划”下的组成部分。

　　1995年，日本首座高放废物中间贮存设施在六所村开业。从欧洲运回的第一批玻璃固化高放废物（对日本乏燃料后处理的产物）也于当年抵达。最后一批从法国运回废物于2007年完成；2008年开始从英国运回废物。

　　2005年，东京电力和JAPC宣布，将在陆奥（Mutsu）建设“可再循环燃料贮存中心”，2010年投入运行，具有5000吨贮存能力。该设施将为乏燃料进行后处理前提供最长50年的贮存服务。

　　2000年5月，日本议会通过了“特定放射性废物最终处置法”（简称“最终处置法”），规定要将高放废物（限定为：反应堆乏燃料后处理产生的玻璃固化废物）进行深层地质最终处置。根据这部法律，2000年10月成立了私有性质的“原子力发电环境整备机构”（NUMO），推进最终处置计划，包括选址、技术示范、许可证申请、建造、运行、50年受监控的可回取贮存，以及最终处置设施的关闭。根据规划，到2020年将有约4万罐玻璃固化高放废物，等待进行最终处置，增长的量全部来自日本的核电站。

　　NUMO已经开始了一个公开的厂址选请程序，据此来缩小已经提供的和可能适合的厂址的范围。最有希望的厂址将在2012年开始接受详细的调查。这项工作将分三阶段进行，到2030年完成，最终选定厂址。

　　这座最终处置设施计划2035年左右投入运行，所需要的3万亿日元（280亿美元）将从电力公司（及其客户）电价中的0.2日元/千瓦时的专门资金中支付给NUMO。这个数额超出了政府支付给当地社会的任何财政补偿。

　　2007年中期，日本通过了一项“补充废物处置法案”，认为最终处置是正在稳步实施的核政策中最重要的问题。法案要求政府采取行动，举全国之力，通过推进安全和地区发展，帮助公众了解事实，以便使最终处置设施的厂址毫无拖延地得到确定。法案还要求通过与其他国家进行合作，改进最终处置技术，根据需要对安全规范进行修订，并通过努力，如建立更加有效的检查体系以阻止数据造假和掩盖行为的再次发生，重新获得公众的信任。

　　日本高放废物最终处置概念的技术方面是建立在JNC（现为JAEA）20多年参与日本地质学界对最终处置设施标准的通用性评价基础上的。2000年以来，JAEA所属的Horonobe地下研究中心一直在北海道进行研发，调查约500米深度的水成岩，并于2005年11月开始地下竖井和横廊的建造工作。JAEA位于岐阜县土岐村（Toki）的Tona地球科学中心，正在地下1000米深处的火成岩建造一座小型设施——瑞浪（Mizunami）地下实验室。

　　最终处置设施的主要概念是，将20个左右的高放废物罐密封在一个大的钢桶内，或用膨润土层包裹。NUMO已经完成了这方面的设计，包括可以进行检查并经过较长时间后可回取的方案。特别是形成了深洞可回取（CARE）设计方案，分两个阶段：通风的地下深洞，放有再包裹（然后屏蔽）的废物，完全可回取；大约300年之后，回填并封闭深洞。最终的制度控制期使得废物进行放射性衰变，这样到了第二阶段时，废物的热负荷大幅度减少，从而使这种概念可以比其他最终处置概念容纳更高密度的废物。

　　CARE概念也可以用于乏燃料，这时的密封桶与运输用的桶相近，除了要求有一个屏蔽层，因为在深洞回填和封闭之前，热及辐射可以传出去。但是这种概念应用到乏燃料回取几乎是不可能，因为乏燃料也意味着一种重要的潜在燃料资源（通过后处理），而玻璃固化高放废物则不是。而且，乏燃料还要求易于接触，出于核保障检查的需要。最终的回填还可能包括贫化铀，如果那时它也被划分为废物。

　　2004年，METI对从2005年开始利用80年时间对乏燃料进行后处理，再循环其中的裂变材料，并管理所有废物的费用做了评估。METI电力工业委员会承担了这项研究，重点是后处理、MOX燃料制造，以及这些设施的退役（不包括反应堆的退役）。80年的总费用约为19万亿日元，以3%的贴现率计算，折合到每度电的费用为1日元（0.9美分）。如只是一次通过的燃料循环，算上增加的高放废物最终处置费用和增加的铀燃料供应费用，总费用也达到上述方案费用的1/3左右。不过，日本的政策是基于保障能源安全，而不是纯粹的经济性标准。

　　2005年10月，根据新颁布的“后端法”，高放废物的资金安排做了一些变化。根据这部法律，成立了“原子力环境整备·资金管理中心”（RWMC）作为独立的资金管理实体。电力公司掌握的专用存款将转交给RWMC，电力公司需要用于后处理时再行给付。

　　最早的东海1号核电站，英国Magnox型反应堆，于1998年关停，正处于20年的退役期。前10年作为“安全贮存”期，使放射性衰变。第一阶段（到2006年）是前期准备工作；第二阶段（到2011年），蒸汽发生器和汽轮机将被拆除；第三阶段（到2018年），反应堆将被拆卸，建筑物清除，厂址完成再利用的准备。所有放射性废物都将被归类为低放废物，尽管分成三类，并将被掩埋：1%的1类废物埋在50~100米深度。总费用将为930亿日元，其中350亿用于拆卸，580亿用于废物处理，包括石墨慢化剂（这使费用显著增加）。

　　普贤ATR（14.8万千瓦）于2003年3月关停，JAEA计划在2029年以前完成退役和厂址清理工作，总费用约为700亿日元，包括废物处理和最终处置。这一计划于2008年2月得到批准。

　　日本经济产业省下属的原子力安全·保安院（NISA）负责核电监管、许可和安全。NISA对所有核电站进行安全相关领域的定期检查。

　　原子力安全委员会（NSC）是日本政府于1978年根据原子能法成立的更高级别的机构，负责制定政策。和原子力委员会同为内阁府成员。

　　科技厅负责实验堆和研究堆、核燃料设施的安全，放射性废物的管理，以及研究与开发，但2001年其职能转由NISA行使。

　　日本公众对核电的支持在过去几年里由于一系列的事故和丑闻影响而日趋下降。这些事故包括，文殊FBR的钠泄漏，JNC位于东海村的废物沥青化处理设施及与其相连的后处理工厂发生的火灾，1999年在东海村一座小型燃料制造工厂发生的临界事故等。这次临界事故，造成2人死亡，是由于工人按照未经授权的程序文件进行作业而造成的。主流民用核燃料循环设施均未发生过这样的事故。

　　1999年东海村临界事故以后，电力公司，以及涉及核行业的企业，共同建立了“核安全网络”（NSnet）。这个网络的主要活动是加强核行业的安全文化，进行同行审查，发布关于核安全的信息。2005年，这个组织在美国能源部核电运营研究所（INPO）的基础上，被并入日本原子力技术协会（JANTI）。NSnet部门与INPO和WANO进行合作，安排同行审查活动。

　　日本原子力安全委员会于2002年4月正式认定，使用混合氧化物（MOX）燃料是安全的，并支持2010年以前在多达18座反应堆内使用MOX燃料。政府的资深成员再次确认了日本使用MOX“势在必行”，政府将启动教育和信息计划，以赢得更广泛的接受度。2007年，有一个地方政府推迟了引入的方案。

　　2002年发生了东京电力公司反应堆设备检查的文件编制过程中造假的丑闻，并扩散到其他核电站。虽然这个事件与安全并不相关，但整个核工业的名誉受到玷污。对堆芯周围的围筒和泵进行检查，是电力公司的责任，但在这一事件中却将其承包出去。2002年5月，公众提出了数据造假，反应堆围筒（在BWR内用于引导水流）出现裂缝的重要性，以及这些缺陷是否报告给管理高层等问题。到2003年5月，东京电力公司关闭了全部17座反应堆进行检查，到2003年底，只有7座反应堆重新启动。替代电力的成本平均要比5.9日元/千瓦时（5.5美分）的核发电成本高出50%以上。东京电力公司现在全部反应堆都已恢复运行，整个事件使公司损失了约2000亿日元（19亿美元）。

　　2007年3月，作为NISA要求的行动的一部分，反应堆业主们对记录进行梳理，以检查过去没有及时报告的事件——绝大部分是因为它们没有被要求报告。不过，还是发现了一些应当报告的事件，其中有，北陆电力公司志贺核电站1号沸水堆于1999年装料过程中发生了一次短暂的（15分钟）临界。一系列欠缺和错误造成了这一事件的发生，显然，应当从这一事件中学到更多，以帮助其他沸水堆的运营商，比如中部电力公司和东北电力公司，在过去20年里，也遇到过这样控制棒异常。东京电力公司表示，福岛第一核电站3号沸水堆在1978年的停堆大修期间，也可能经历了7个小时的临界，当时控制棒滑出正常位置。NISA已要求志贺1号堆关闭进行详细检查。

　　由于日本地震频繁且震级较高，在核电站选址、设计和建设过程中，抗震问题得到特别关注。2007年5月，日本公布了修订的地震标准，将设计基础标准提高了约1.5个点，要求电力公司对较老的核电站进行部分再加固工作。

　　2007年7月，日本新潟县一个地质断层上发生里氏6.9级地震，距离柏崎·刈羽核电站不远，地表加速度超出了核电站的设计参数。正在运行的反应堆安全停堆，核电站的主要部分没有受到损坏。政府（经济产业省）随即组织一个20人的Chuetsu调查与对策委员会，调查地震对核电站造成的具体影响，并据此确定政府和电力公司必须解决什么问题以确保核电站的安全。现在认定，政府要对上世纪70年代批准在距离现已探知是地质断裂带非常近的地方建造核电站负责。还有共识是，国际原子能机构应与日本原子力安全委员会一起进行情况检查。在电站7座反应堆重新启动以前，要打开压力容器顶盖以便进行彻底的内部检查。

　　日本的原子能基本法禁止核能的军事用途，历届政府都对此不断强化。1976年，日本加入《核不扩散条约》，其核保障体系接受联合国国际原子能机构的管理。1999年，日本成为批准与国际原子能机构《附加议定书》的首批国家之一，接受进入式检查。

　　日本是核不扩散条约国家中惟一拥有大型燃料循环设施，但没有核武器的国家，接受全面的核保障检查。六所村后处理厂是第一座据此接受国际原子能机构全面核查的设施（其他设施接受欧共体核查）。在工厂内建有国际原子能机构出资的监控设备，这对国际原子能机构和JNFL来说，都是新的挑战。

　　日本还与其主要的核供应者国家签署有双边核保障协议，并且很早就加入了对核设备出口限制严格的“核供应国集团”。（完）