低中放废物处置FEPs清单的构建——以飞凤山处置场为例

李 洋，罗 恺，陈运利，刘翔宇

(1. 中国辐射防护研究院，太原 030006；2. 中核清原环境技术工程有限责任公司，北京 100037；3. 中国核电工程有限公司，北京 100840)

引 言

放射性废物的处置是对其管理的最终方式。近地表处置是将放射性废物放置在地表面或地表面以下几十米深的设施中，并设置工程屏障[1]。其被动安全特性能保证包容、隔离放射性废物向生物圈释放，对于低水平放射性固体废物一般为300～500年，对于中水平放射性固体废物则需要更长时间。与核设施不同，如何保证近地表处置几百甚至上千年的安全是近地表放射性废物处置设施的核心，也是公众最为关注的问题。

近地表处置场的安全全过程系统分析，是近地表处置场选址、建造、运行、关闭和关闭后监测整个过程中每一阶段依法依规开展相关安全与环境分析论证，产生的技术文件的集成[1]。目前认为开展放射性废物处置安全全过程系统分析可以为相关方决策、长期安全管理和增强公众信心提供技术支撑。国际原子能机构(IAEA)提出了开展放射性固体废物处置安全全过程系统分析的明确要求[2～4]。我国也正在参考IAEA及其它国家的实践经验建立放射性废物处置安全安全过程系统分析监管法规标准体系。

识别影响处置场长期安全的有关因素，即特征(Features)、事件(Events)和过程(Processes)(FEPs)，是近地表处置安全全过程系统分析研究的基础和关键过程之一。基于FEPs清单进行景象开发是鉴别和选择与处置设施安全系统未来可能变化因素、构建处置系统演化概念和物理模型、连接科学认知与定量后果评价的纽带和基础。如果对显著影响处置设施性能或安全的因素识别不清，则可能导致某些关键景象的遗漏或忽略，从而影响安全评价结果的准确性和可信性。从管理角度，FEPs识别可为监管方提供可溯源的文件资料，展示评价的全面性和可信性。对于决策者和非专业人员等其他利益相关方，FEPs的筛选与识别可以更好的了解处置设施并增强处置安全的信心。目前，我国放射性废物近地表处置安全评价中，或采用广泛认可的几种固定照射景象，或采用IAEA近地表处置推荐的几种照射景象进行评估[5-6]，未开展FEPs清单的构建及筛选识别研究。本文以飞凤山处置场为例，对如何建立我国的低中放废物近地表处置FEPs清单进行了探讨。

1 国外研究现状

国际上放射性废物处置FEPs的开发始于上世纪八十年代。目前，FEPs构建方法主要有两类：一种被称为自下而上的方法，另一种被称为自上而下的方法。自下而上方法是以开发全面的FEPs清单为出发点，通过筛选过程排除不需要进一步考虑的FEPs，构建某处置设施的FEPs清单。自上而下方法是以处置设施的安全功能为出发点，通过分析可能影响其安全的事件和过程，完成FEPs清单的构建。

不同的国家根据自身实际选择适宜的方法进行本国FEPs清单的构建。其中，国际经合组织(OECD)下属的核能署(NEA)的FEPs清单是目前国际上可获得的最全面的清单。NEA国际FEPs(IFEP)清单是一份与放射性废物地质处置(DGR)关闭后安全性能评价相关的，全面、结构化的通用FEPs清单。该清单是通过放射性废物管理组织(RWMO)在NEA框架内的长期国际合作编制的。其目的是通过提供一份综合和国际公认的、DGR关闭后安全性能评价可能需要考虑的因素清单，以支持相关国家开发自己的FEPs清单。2000年，NEA在一份公开报告中公布了IFEP清单的第一个版本(1.0版)，并开发了一个电子数据库。2015年，核能署发布了一份临时版IFEP清单(2.0版)。2019年NEA发布了NEA国际特征、事件过程(IFEP)清单3.0版。IFEP清单3.0版反映了最新的相关科学理解。与2000年IFEP清单相比，IFEP清单在结构和内容方面都作了修订。新的IFEP清单是围绕一个基于外部因素和处置组成(废物包、处置场、岩石圈和生物圈)的分类方案来构建的，而不是使用2000年IFEP清单的方案。新的结构是分层的，第一层和第二层如下表所示[7]。

表 IFEP清单结构Tab. IFEP List structure

对已开展的OECD/NEA、IAEA、瑞典、芬兰、美国、英国、德国、日本等在放射性废物处置FEPs清单构建研究情况的调研分析可知，NEA国际清单提供了一份综合和国际公认的处置场关闭后安全性能评价可能需要考虑的因素清单以支持相关国家开发自己的FEPs清单。NEA国际清单(IFEP)是多数国家建立FEPs清单的基础和主要参考资料来源，如瑞典放射性废物管理公司的SFR项目等[8-9]。

2 我国FEPs清单的构建

2.1 构建方法的选择

2016年开展的中国工程院咨询项目《我国放射性废物管理发展战略研究》中，对我国已有的放射性废物处置安全评价与IAEA提出的安全全过程系统分析的要求之间的差距进行了分析。其中明确指出，我国处置场的安全评价中普遍缺少坚稳性评价，缺少对处置系统自身安全功能与性能及其演化的关注，即对处置设施的安全功能认识不足。现阶段采用自上而下方法进行相关研究存在困难。因此，本研究选择自下而上方法进行FEPs清单的构建。

虽然NEA国际FEPs清单是为放射性废物地质处置安全评价开发的，近地表处置不在该清单范围内。但是，其清单构建结构及考虑的主要因素是可以参考的。法国、瑞典、英国等国已将其应用于其低中放处置场FEPs清单的开发，其实践可为我国FEPs清单的构建提供借鉴。

因此，本研究以最新发布的NEA国际FEPs清单(3.0版)中提出的基于外部因素和处置组成(废物包、处置场、岩石圈和生物圈)的分类方案为基础，结合处置场的近地表处置及其环境特征，对处置场的通用性FEPs清单进行构建。同时，针对飞凤山处置场特殊的处置条件，补充开发该处置场特征性FEP(PFEP)清单。以上两部分FEPs清单共同组成该处置场的FEPs清单。

2.2 通用性FEPs清单开发

通用性FEPs清单识别中，考虑的环境特征包括：周边人口分布及生活习性、社会环境和资源状况、气候与气象条件、水文、地质与地震等；废物特征包括：废物来源、废物的种类及其形态、核素组成、废物货包特性等；处置场特征包括：处置规模、处置设施、运行与关闭等。同时，重点考虑了近地表处置安全评价时间框架的影响。初步确定了FEPs清单开发中考虑的安全评价预测尺度为关闭后的百年—千年尺度，并根据审管要求将关闭后300～500年作为重点关注时段，兼顾最大剂量出现时间。

飞凤山处置场现有监测结果表明，该处置场运行过程周围辐射环境无明显变化，处置场的运行未对环境造成放射性影响[10]。通过分析，飞凤山处置场的主要特征可总结如下：近地表、低中放固体废物、山区半山开挖等。近地表处置决定了其不需要建设竖井/坡道等一系列地下设施，同时近地表处置场更易受生物圈因素的影响。由于该处置场处置的是低中水平的放射性废物，因此不涉及废物释热及临界的问题。该处置场拟处置废物类型也是明确的，因此可以将不涉及废物类型相关的因素排除。该处置设施场址位于川北山区，也就意味着不会受到海平面变化等因素的影响。由于本项目主要关注的是千年时间尺度的相关演变，因此造山运动、板块运动等一系列问题也是不需要考虑的。

本研究中通用性FEPs清单采用的筛选原则总结如下：发生概率可以忽略不计的；影响可以忽略不计的；与考虑的废物类型不相关的；与处置设施设计不相关的；与处置场址环境条件不相关的。

根据该处置场的处置特征和环境特征，研究中将NEA国际FEPs清单分类中不适用的FEPs进行了排除，得到了该处置场安全评价通用性的FEPs清单。

2.3 特征性FEPs清单的开发

近地表处置场FEPs清单的建立要兼顾处置场的共性问题和特性问题。除通用FEP清单开发之外，还需要考虑该处置场的特定废物、特殊地质环境和处置理念。

飞凤山处置场位于四川省广元市境内，主要接收处置四川省境内核科研、生产基地产生的低中放废物。场址位于川北山区，兼有南北方气候。处置场建造在河谷半山腰处，采用近地表混凝土单元处置方式，按18万m3的处置容量进行规划。飞凤山处置场于2006年开始选址工作， 2015年底完成建设，并于2016年11月正式接收处置在川废物。

通过分析可知，飞凤山处置场不同于一般近地表处置场之处在于，该处置场位于人工开挖边坡坡脚处，且处置单元基础坐落于山腰处的平台上，故该处置场的安全性可能受到场地长期稳定性的影响。因此，还进行了该处置场相关FEPs清单的开发。

2.4 处置场FEPs清单的校验

针对初步建立的FEPs清单，一方面将继续结合该处置场气候、工程屏障、边坡与地下水环境等关键要素长期环境演变的工程研究成果进行专业性校核与修正。另一方面，将广泛征求行业内的意见，以其能达到广泛的共识。

3 结 论

FEPs清单的构建是放射性废物近地表处置安全全过程系统分析的第一步，是景象开发和安全评价的基础。建立我国的低中放废物处置FEPs清单对我国低中放处置安全评价是非常必要的，有利于非专业的公众(包括各利益相关方)更好地了解处置场，并接受专业性的评估结果，提高公众接受度。本研究依据确立的FEPs清单构建方法初步建立了飞凤山处置场的FEPs清单。该清单共包含了5类217条FEPs清单。下一步将根据该处置场特征进一步细化每一条FEPs，待完善后进行专业性校核与修正。需要指出的是，放射性废物处置场的FEPs清单不是一次性建立就万事大吉了。FEPs清单的构建应是一个不断迭代的过程，随着科技水平的进步以及对处置场本身认识的提高，对其不断完善。