日本经济产业省（METI）资源能源厅分别于 2020 年 3 月 6日和 19 日在官网上发布题为“六个所后处理厂介绍及其安全对策（前、后篇）”的特别报道，本文将报道的重点内容及先前发表的“日本核燃料循环推进”相关系列报道等内容进行整合汇总，对日本核燃料循环现状、六个所后处理厂相关背景及安全对策进行介绍。

    1  日本核燃料循环现状

    核燃料循环是指，将乏燃料中可再次利用的钚和铀进行后处理，加工成 MOX 燃料再次发电使用。这样既可提高资源利用率，又有利于高放废物减容和毒性降低。日本核燃料循环现状如图 1 所示。

    目前，日本国内重启运行的核电站有 9 座。其中，可以将MOX 燃料作为燃料使用的“钚热利用”型轻水堆有 4 座。目前使用的所有 MOX 燃料都是由法国加工的。之前也委托英国进行，但由于英国 MOX 燃料加工厂于 2011 年关闭，现在只能使用法国加工的 MOX 燃料。
 
    今后，从日本国内核电站卸出的乏燃料将在“六个所后处理厂”进行后处理。

    在进行后处理之前，乏燃料在国内反应堆厂房内的贮存设施（燃料池）中冷却，之后或者一直在燃料池中贮存，或者在特殊的容器中进行干法贮存。

    目前日本国内贮存的乏燃料约 18 000 吨，这已经占国内贮存容量约 24 000 吨的 75%。

    2  六个所后处理厂概要

    六个所后处理厂位于日本青森县，是日本原燃公司运营的后处理设施，1993 年 4 月开始建造，于 2006 年 3 月进行热试，由于出现了无法解决的技术性问题，试验暂停一段时间，之后于 2013 年 5 月宣布完成 A 号高放废液玻璃固化熔炉的试运行工作。另外，还要应对 2013 年设立“新安全标准”进行安全升级工作。基于种种原因六个所后处理厂竣工时间频频推迟，预计 2021 年度上半年完工。一旦竣工运行，其最大后处理能力将达到 800 吨/年，40 年的运行期间累计将完成 32 000 吨乏燃料的后处理工作。

    六个所后处理厂的建造费和今后 40 年的作业所需的费用等合计约为 13.9 兆日元。另外，MOX 燃料加工厂的费用约为2.3 兆日元。相关业务费用在 2017 年有所增加，主要是用由于用安全措施的费用增加了，例如设施和管道的抗震加固等。

    日本青森县六所村正中分布着包含六个所后处理厂在内的核燃料循环设施，如图 2 所示。其中，“高放废物贮存管理中心于 1995 年投产、“低放废物掩埋中心于 1992 年投产、铀浓缩厂于 1992 年投产。另外，MOX 燃料工厂预计在 2022 年度上半年竣工。六个所后处理厂设施工程概要及平面图如图 3 和图 4 所示。

    3  六个所后处理厂安全对策

    六个所后处理厂目前正在进行面向竣工的施工和相关安全审查，另外也有部分设施开始接受来自各核电站的乏燃料。

    2013 年设立的“新安全标准”同样适用于六个所后处理厂，新标准要求加强对大规模自然灾害等的对策，并且新增相关应对“重大事故”的对策。

    重大事故是指预先设计的安全措施不起作用，可能会向周边释放大量放射性物质的事故。后处理厂新安全标准示意图如图 5 所示。

    六个所后处理厂推进升级安全工程，以满足新安全标准的要求。在应对海啸方面，六处再处理厂位于 55 米的高台上，距海 5 公里，因此不太担心会受到海啸影响。在应对龙卷风方面，在主排气筒和屋外设置的管道上设置“飞来物防护板”（图6 左）。此外，为安全冷却水系统的冷却塔设置钢网制“飞来物防护网”（图 6 右）。

    另外，为了防止外部电源因自然灾害等中断，预备了 2 路径 3 回路等多路传输线路，与此同时还设置了多台紧急电源以及可移动的电源车，以实现电源的多样化。

    其次，针对新追加的“重大事故”应对对策，后处理厂方面要有如下措施。例如，在贮槽溶液中含有的放射性物质会产生热量，当溶液沸腾或蒸发时(发生重大事故)，可能产生含有放射性物质的蒸汽，会导致放射性物质泄露的风险。为此，要通过冷却塔的冷却水，降低在贮槽内冷却系统中循环的水的温度。为了防备以防万一，采取了如图 7 所示的三重对策。

    （1）防止发生。万一丧失电源，冷却塔不起作用，为了防止溶液的沸腾和蒸发，采取使用不需要电源的可搬式泵向直接冷却系统通水的对策。

    （2）防止扩大。万一可搬式泵不能向直接冷却系统通水，溶液开始沸腾、蒸发，为了抑制蒸汽扩散，采取将可搬式泵于别的配管连接，向贮槽内直接注水的对策。

    （3）缓和影响。为了抑制放射性物质被排放到外部，并尽可能缓解对周围环境的影响，将采取通过便携式过滤器去除放射性物质，并使用大型泵车和软管直接排放到相关设施中。

    4  六个所后处理厂的辐射影响

    后处理厂在运行和检查时会产生气体和液体的放射性废物。监管标准为辐射剂量每年低于 1 mSv，六个所后处理厂将努力目标定位每年低于 0.05 mSv。

    六个所后处理厂通过“高性能粒子过滤器”等装置尽可能去除放射性气体中所含的物质。然后，在确保安全的前提下从排气管中释放，以便充分稀释和扩散。另外，对于液体中含有的物质，会将低放废液用“蒸发罐”加热，使水蒸气分离。然后，让水蒸汽重返到水中，并收集到储罐中以确认安全，之后排放到海洋中，其残留物被固化作为“低放废物”贮存保管。

    在这些排放出的气体和液体中，残留着一些无论如何都难以除去的物质，日本原燃公司评估从六个所后处理厂排放的放射性废物的辐射影响最大为每年约 0.022 mSv，其中海洋排放为 0.0031 mSv、空气释放为 0.019 mSv，低于监管标准和目标标准。“每年约 0.022 mSv”的数值为自然界存在的自然放射剂量（每年约 2.1 mSv）的 1%左右。

来源：www.enecho.meti.go.jp（刘乙竹 编译）