我國核電站乏燃料公路/海運、鐵路聯運應急救援體系建設

劉義清 (中廣核鈾業發展有限公司，廣東 深圳，518124)

王任澤， 梁博寧， 粟鵬文 (中國輻射防護研究院，山西 太原，030006)

0 引言

2003年，中核清原環境技術工程有限責任公司初步建成了我國第一個完整的乏燃料公路運輸體系。該運輸模式一直沿用至今，乏燃料運輸能力大約為50 tHM/a，遠不能滿足我國核電站乏燃料的運出需求。根據我國核電站分布，通過公路和/或海運將各核電站的乏燃料運往一個中轉港，再利用一條鐵路專線運往位于西北地區的后處理廠。這種形式的公/海、鐵聯運體系，可避免大規模、長距離的公路運輸，減少對公眾生活及社會經濟活動的影響；固定一條陸上鐵路運輸線，既可滿足大批量乏燃料的運輸需求，又不會對鐵路網造成較大的壓力；選擇的海鐵換裝樞紐，未來不僅可用于國內的乏燃料運輸，還可成為我國專業化的放射性物品出海口，服務于涉核物品的進、出口業務。公路/海運、鐵路聯運體系是我國乏燃料運輸的最佳選擇[1-2]。

世界上核能先進國家(如美、英、法)，均有豐富的乏燃料運輸及其應急經驗可供借鑒。美國既有國家層面的乏燃料運輸相關的應急預案[3]，又有乏燃料運輸相關的經驗總結[4]，更進行了具體應急裝備的設計與研發[5]；英國總結了乏燃料運輸的相關實踐[6]，應用概率安全評價的方法對乏燃料運輸活動進行了安全評價[7]，并制定了操作性很強的應急預案[8]；法國總結了乏燃料海上運輸的相關實踐[9]。

1 我國現有乏燃料公路運輸應急體系

1.1 核應急三級組織體系

我國核應急實行三級組織體系，每一級組織的具體責任在國家核應急預案中有明確描述。其中，對于乏燃料運輸事故還專設章節進行了規定[10]，明確了營運單位、事故發生地省級人民政府有關部門和縣級以上人民政府環境保護部門等的責任。

1.2 公路運輸潛在事故的特點

乏燃料運輸的潛在事故與固定核設施事故應急相比有以下特點：

(1)運輸容器的固有安全性

乏燃料運輸安全主要依賴于運輸容器的固有安全性。B(U)型貨包嚴格的管理制度確保了其在正常運輸和事故條件下的安全性。國內外數萬次乏燃料運輸，B型貨包從未發生過泄漏事故[2,11]。

(2)運輸事故的特殊性

我國后處理廠與已建/在建核電站距離約3 000～4 000 km，乏燃料運輸橫跨多個行政區，地形、地貌和氣候條件多變，道路情況復雜，增加了運輸事故風險性。

與固定核設施不同，乏燃料運輸活動在公共道路上進行，事故發生時間、地點不確定。

1.3 公路運輸事故分類

乏燃料公路運輸歷史上發生的事故可分為交通運輸事件/事故、人員操作事件/事故。

(1)交通運輸事件/事故

從已發生的乏燃料運輸事故事件來看，絕大部分發生在公路運輸或鐵路運輸中。公路運輸事件主要為運輸車輛與外部車輛碰撞、運輸車輛損壞等。

(2)人員操作事件/事故

這類事件主要是在乏燃料運輸容器裝載過程中，螺栓規格或其使用方式不規范等原因造成。

1.4 公路運輸事故情景分析

根據對裝運燃料的貨包可能的作用方式，一般將事故情景分為撞擊、擠壓、貫穿、火燒和浸沒五種。所謂運輸事故情景，是指在運輸事故中，貨包或車廂等與其周圍環境之間的相互作用。驗證B型貨包、易裂變材料貨包經受運輸事故條件能力的力學試驗(自由下落試驗Ⅰ、自由下落試驗Ⅱ、自由下落試驗Ⅲ)、(強化)耐熱試驗、(強化)水浸沒試驗即代表了這幾種事故情景。

美國和我國對于上述五種事故情景都進行了比較多的定量分析，積累了可用的基本數據。

1.5 公路運輸應急救援設備配置

我國設施裝備的保障體系建設仍需強化。核應急除了具備輻射監測、輻射防護等核相關特色和要求外，仍需公共應急和其他相關專項應急工作支撐。核應急工作經歷30余年發展，各級核應急組織在輻射監測設備、輻射防護器材及物品等方面均有配備，同時針對高輻射場救援行動實施，配備了無人監測、無人破拆等特種裝備。

我國乏燃料運輸應急評價軟件尚未開發，缺少應急準備和響應的評價手段。從當前工作開展來看，各級核應急組織還未部署運輸事故后果評價分析軟件。

1.6 公路運輸應急救援方案

在乏燃料公路運輸中，對于貨包而言，主要的事故情景均為撞擊、擠壓、貫穿、火燒和浸沒。將上述這些事故情景可能進一步導致的事故后果按照類型劃分，主要分為非輻射事故與輻射事故兩類。

對于非輻射事故的應急救援，主要有應急報告與通知、搶救傷員、控制火災并轉移危險物品、隔離措施、受損車輛維修、運輸恢復等。

對于輻射事故的應急救援，在前期階段主要有應急報告與通知、搶救傷員、控制火災、貨包包容完整性評價、隔離措施、事故初期響應報告等；后期階段主要開展的任務有應急人員個人劑量監測、人員防護、輻射監測與評價、出入控制、乏燃料收集、受損車輛/車廂/船舶維修等。

2 乏燃料鐵路運輸應急體系建設

同乏燃料公路運輸，乏燃料鐵路運輸的應急體系同樣采用三級組織體系。乏燃料鐵路運輸的潛在事故的特點、事故分類、事故情景分析、應急救援方案與乏燃料公路運輸的相同，不再贅述。需要重點考慮應急救援設備配置。

需要考慮鐵路運輸事故發生地可能在偏遠地區，同時乏燃料運輸貨包單體達120余噸，考慮部分事故救援還需起重、打撈、爆破等救援行動，需要動用大量鐵路突發事件應急響應所需的大型裝備設備(吊裝系統等)及運輸工具等[5]。類似于公路運輸，尚缺乏應急評價軟件。

3 乏燃料海上運輸應急體系建設

同乏燃料公路運輸，乏燃料鐵路運輸的應急體系同樣采用三級組織體系。乏燃料海上運輸的潛在事故的特點、事故分類、應急救援方案與乏燃料公路/鐵路運輸的相同，不再贅述。需要重點考慮事故情景分析和應急救援設備配置。

3.1 海上運輸事故情景分析

乏燃料海上運輸主要考慮碰撞、觸礁、失火/爆炸、失去控制、船舶/設備損壞、水浸/沉沒等事故[11]。在前文事故情景分析基礎上，進一步通過對上述事故的PSA分析，得出各事故的發生頻率。設置事故發生頻率截斷值，對發生頻率極低的事故，比如海上運輸時乏燃料散落事故，可以不予考慮應急處置措施。

此外，運輸乏燃料的船只作為敏感目標，存在發生海上核安保事件的可能，需要考慮由于核安保事件而引發的放射性物質泄漏等事故的應急響應。

3.2 海上運輸應急救援設備配置

海上運輸可能出現沉船、貨包落水等事件，考慮部分事故救援還需起重、打撈、拖航、爆破等救援行動，需要動用大量海上突發事件應急響應所需的大型裝備設備(吊裝系統、定位船舶的聲納搜索系統、包裝卸貨和回收的工具系統等)及運輸工具等[11,12]。

類似于公路和鐵路運輸，目前還未開發適用于海上乏燃料運輸事故的應急評價軟件。

4 不同運輸模式之間的轉運狀態應急體系建設

不同運輸模式之間的轉運狀態主要發生在碼頭、公路和鐵路換裝站。不同運輸模式之間的轉運狀態的應急體系與公路、鐵路和海上運輸的應急體系完全相同，只是事故情景有比較明顯的區別。

不同運輸模式之間的轉運狀態的事故情景應當重點考慮貨包在吊起的過程中突然墜地、以及外部突發事件影響貨包安全等事件。不過，參照美國核管會(NRC)的研究結論，吊裝事故發生的概率極低，吊裝事故的原因有設備失效或人因失誤等。潛在的兩種主要事故類型主要為貨包跌落的機械事故及可能引發的火燒事故。

5 乏燃料公海鐵聯運應急救援決策支持系統建設

營運單位的乏燃料公海鐵聯運應急救援決策支持系統應主要包括如下子系統[13-16]：

(1)乏燃料運輸應急值班系統

主要解決乏燃料運輸中應急指揮常遇見的協調調度工作，主要包括乏燃料運輸事件信息管理、乏燃料運輸值班管理、乏燃料運輸通訊錄管理。

(2)乏燃料運輸應急資源管理系統

應急資源信息采集將應急資源(填表單位、應急機構及人員、應急救援隊伍、應急救援物資、應急救援專家、行政區劃信息、醫院信息、應急避難場區信息、危險源信息、防護目標信息、固定視頻圖像信息)按照資源定義信息錄入，通過信息采集系統采集到應急資源中心，采集數據包含內容信息和地理位置信息，采集信息能以列表和地圖方式進行資源展示。

(3)乏燃料運輸應急預案管理系統

根據已有乏燃料應急、核應急預案進行整理入庫，采集分為文字和圖形兩個部分，提供預案的輔助制定、修訂、存儲、查詢、調閱、格式化輸出等功能。系統可依據應急資源的分布、影響估計和速報事故點、交通網絡通行能力、上級指示，形成事故處理的應急方案。預案包含按照標準預案事件的流程信息(預案概況、預案級別分類、指揮人員、指揮辦公室、應急專家、預案任務)。發生事故時，可根據報警級別和不同事故類型選擇已定制的預案，作為參考方案。

(4)乏燃料運輸應急事故應急評價和應急響應行動決策支持

根據公海鐵聯運不同的運輸模式，對具體的事故涉及的事故情景開展分析，得出貨包的損傷狀態和放射性物質的釋放情況，進而根據地理和氣候條件，得出事故對工作人員、公眾和環境的輻射后果，給出需要采取的響應行動建議。

(5)乏燃料運輸應急事故應急處置管理

事故維護人員在乏燃料運輸任務過程中對事故應急進行管理，事故應急事件的前期、后期由車隊隊長/列車長/船長跟蹤狀態。工作人員按照實際情況管理事故應急狀態，包括事故應急涉及的人員、任務、狀態等信息的維護更新。系統可查詢相關應急部門的處理狀態。

6 結論

根據對國外乏燃料公海鐵聯運的深入文獻調研，結合國內乏燃料公路運輸應急救援體系，對乏燃料鐵路、海上運輸及轉運狀態的應急救援體系建設以及聯運應急救援決策支持系統的主要功能進行了探討。

后續的工作中，管理方面重點應完善乏燃料公海鐵聯運應急救援的組織形式和應急救援方案；設備方面重點應研發應急救援專用設備和應急救援決策支持系統。只有管理和設備兩方面不斷完善，才能做好乏燃料公海鐵聯運的核應急準備和響應工作。