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讓世界上老化研究堆繼續(xù)運轉(zhuǎn)
Emma Midgley

2022年,在對波蘭 MARIA研究堆進行運行和維護評估期間,專家們討論了質(zhì)量保證和管理系統(tǒng)、運行和維護實踐以及老化管理計劃。(圖/波蘭國家核研究中心)
目前有220多座在運研究堆,它們提供了諸如生產(chǎn)醫(yī)用放射性同位素等基本服務(wù),并為農(nóng)業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)研究提供了條件。然而,這些設(shè)施正在老化,世界上大多數(shù)研究堆已運行50多年。在原子能機構(gòu)的協(xié)助下,營運者和監(jiān)管者正集中精力對這些反應(yīng)堆進行翻新和現(xiàn)代化改造,以便它們能夠繼續(xù)提供產(chǎn)品和服務(wù),同時安全可靠地運行。
“在許多國家,這些老化研究堆無法替代,也沒有新建計劃。” 原子能機構(gòu)研究堆運行和維護技術(shù)負責人Ruben Mazzi說,“我們幫助各國采取措施保持這些反應(yīng)堆運行。每座反應(yīng)堆的情況不同,老化程度也不同。原子能機構(gòu)為支持全球反應(yīng)堆群而提供的資源和服務(wù)對于老化管理非常重要?!?/p>
原子能機構(gòu)于2001年啟動了“研究堆安全增強計劃”,以應(yīng)對日益老化的研究堆群。該計劃旨在協(xié)助各國確保高水平的研究堆安全,包括實施《研究堆安全行為準則》,為各國制定和協(xié)調(diào)研究堆安全方面的政策和法規(guī)提供指導(dǎo)。作為該計劃的一部分,各國正在原子能機構(gòu)的支持下致力于實施系統(tǒng)性老化管理計劃。
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“ “在許多國家,這些老化研究堆無法替代,也沒有新建計劃?!?
原子能機構(gòu)開展補充活動來幫助各國管理老化研究堆,制定和繼續(xù)更新安全標準和技術(shù)準則,同時還開展同行評審和咨詢服務(wù),并組織技術(shù)會議、講習(xí)班和培訓(xùn)班。
原子能機構(gòu)調(diào)整了針對核電廠的長期運行安全問題評審服務(wù)的方法,使其適用于研究堆,并于2017年完成了對比利時BR2號研究堆的首次長期運行安全問題工作組訪問。長期運行安全問題工作訪問根據(jù)原子能機構(gòu)安全標準對設(shè)施的程序和實踐進行評估,并為進一步提高此類設(shè)施現(xiàn)代化和翻新項目的安全性和有效性提供建議。原子能機構(gòu)研究堆安全處處長Amgad Shokr 說:“除了對系統(tǒng)和部件進行翻新和現(xiàn)代化,還可以實施安全升級的翻新和現(xiàn)代化,以使反應(yīng)堆設(shè)施符合最新原子能機構(gòu)安全標準。原子能機構(gòu)應(yīng)請求向各國提供所需的設(shè)備或?qū)<医ㄗh,使營運者能夠通過在役檢查開展具體檢查活動。
定期檢查反應(yīng)堆設(shè)施的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和部件是否有可能退化,對于評估老化對安全和運行的影響或避免昂貴的維修十分重要。反應(yīng)堆營運者實施例行維護和定期測試計劃,以確保結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和部件能夠持續(xù)發(fā)揮預(yù)期功能,并確保反應(yīng)堆在運行限值和條件內(nèi)運行。在某些情況下,這些檢查需要特殊的技術(shù)和額外的資源,而并非所有營運組織都能提供這些技術(shù)和資源。
原子能機構(gòu)應(yīng)請求向各國提供所需的設(shè)備或?qū)<医ㄗh,使營運者能夠通過在役檢查開展具體檢查活動。在役檢查旨在評估對反應(yīng)堆安全和運行至關(guān)重要的部件的狀態(tài)。專用設(shè)備可以監(jiān)測反應(yīng)堆物理基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)構(gòu)缺陷和損壞情況。這些檢查利用抗輻射水下攝像機和其他專業(yè)工具,在早期階段以及隨著時間的推移,識別反應(yīng)堆混凝土部件和金屬部件結(jié)構(gòu)中的裂縫、其他缺陷或薄弱環(huán)節(jié)。
原子能機構(gòu)計劃2024年發(fā)布一份新的出版物,暫定名為《研究堆無損檢測、在役檢查和在線監(jiān)測大綱準則》。
加強可持續(xù)性
另一項支持各國管理反應(yīng)堆老化的同行評審工作組訪問是“研究堆運行和維護評定”(OMARR),其重點是研究堆從調(diào)試到退役的整個生命周期中需要解決的運行和維護問題。通過這項評審工作組訪問,各國可以加強研究堆的可持續(xù)性和可靠性,并優(yōu)化人力和財政資源的利用,同時考慮到原子能機構(gòu)標準、國際良好實踐和國家法規(guī)。
這些工作組訪問查明需要改進的領(lǐng)域,解決具體的運行挑戰(zhàn),以及為國際專家和當?shù)厝藛T分享經(jīng)驗和良好實踐創(chuàng)造一個平臺。自2012年以來,在孟加拉國、智利、剛果民主共和國、印度尼西亞、意大利、伊朗伊斯蘭共和國、波蘭、葡萄牙、泰國、美國和烏茲別克斯坦已經(jīng)完成或正在進行“研究堆運行和維護評定”工作組訪問和“研究堆運行和維護評定”前期工作組訪問。
南非核能公司反應(yīng)堆運營總經(jīng)理Sammy Malaka 以專家身份參加了2018年在剛果民主共和國 TRICO II 研究堆進行的“研究堆運行和維護評定”前期工作組訪問和2023年進行的在役檢查工作組訪問。TRICO II 研究堆自2004年以來一直處于長期關(guān)閉狀態(tài),目前計劃重新啟動,恢復(fù)其科研、培訓(xùn)、放射性同位素生產(chǎn)和材料表征活動。
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什么是研究堆老化?
與研究堆有關(guān)的老化分為兩種。
物理老化是指反應(yīng)堆系統(tǒng)和部件物理狀況退化。隨著時間的推移,暴露在侵蝕性環(huán)境和運行工況,如輻照、腐蝕劑和振動,會使一些材料和部件退化。
陳舊老化是另一種老化類型,即計算機、儀器儀表和控制系統(tǒng)所使用的技術(shù)變得過時,或者安全法規(guī)發(fā)生變化而變得過時。
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原子能機構(gòu)提供30多項同行評審和咨詢服務(wù),幫助各國加強和提高核相關(guān)實踐。同行評審應(yīng)請求進行組織,由原子能機構(gòu)領(lǐng)導(dǎo),并得到國際專家團隊的支持。同行評審根據(jù)原子能機構(gòu)導(dǎo)則、安全標準和國際良好實踐,對有關(guān)國家的國家基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)行實踐進行評估。這些服務(wù)通常被稱為“工作組訪問”,側(cè)重于從核安全到衛(wèi)生部門等一系列專業(yè)領(lǐng)域。
原子能機構(gòu)提供若干同行評審工作組訪問,以協(xié)助各國安全、可靠和可持續(xù)地利用其研究堆。原子能機構(gòu)專門針對研究堆的同行評審包括研究堆綜合核基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)評審、研究堆綜合利用評審、研究堆綜合安全評定以及研究堆運行和維護評定。與核安保有關(guān)的國際實物保護咨詢服務(wù)和長期運行安全問題除涉及核電廠,也涵蓋研究堆。