隨著能源安全和氣候目標(biāo)逐漸受到重視，核工業(yè)界準(zhǔn)備努力發(fā)揮先進(jìn)堆系統(tǒng)優(yōu)勢解決問題。這其中，運(yùn)輸安全的考慮，將在這些未來反應(yīng)堆設(shè)計(jì)能夠充分發(fā)揮部署潛力方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

1、理想的能源方案

先進(jìn)堆的運(yùn)輸需要與常規(guī)核材料一樣安全。

先進(jìn)堆系統(tǒng)，如小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)和先進(jìn)模塊化反應(yīng)堆(AMR)，具有適應(yīng)各種環(huán)境部署(包括不適合建設(shè)核電站的環(huán)境)的良好能力。

當(dāng)考慮將這些反應(yīng)堆應(yīng)用于偏遠(yuǎn)，電網(wǎng)連通性差的地區(qū)或救災(zāi)場景時(shí)，其意義十分深遠(yuǎn)。

采用模塊化制造和安裝的原則，確保了設(shè)計(jì)從一開始就具有較低的資本風(fēng)險(xiǎn)，此外還融入了最新的安全和安保增強(qiáng)功能。

這些優(yōu)點(diǎn)，再加上全世界實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的壓力越來越大，使得先進(jìn)堆成為理想的能源解決方案，尤其是在以前沒有民用核計(jì)劃的地區(qū)。

2、關(guān)于交通安全的思考

核材料的運(yùn)輸是核燃料循環(huán)的重要組成部分，人們普遍認(rèn)識到，運(yùn)輸過程中保證安全，對核設(shè)施的整體運(yùn)營都提出了明顯的挑戰(zhàn)。

核運(yùn)輸作業(yè)受到許多變量的影響，例如在多個(gè)威脅環(huán)境中的過渡或國際運(yùn)輸期間不同的監(jiān)管要求。

在實(shí)際操作中，這意味著根本不能是“一刀切”的運(yùn)輸安全方式，而是需要逐案分析和規(guī)劃，以確保適當(dāng)?shù)膶?shí)物保護(hù)系統(tǒng)到位。

雖然運(yùn)輸需要單獨(dú)考慮，但安全性要求受到關(guān)鍵安全原則的約束，在考慮先進(jìn)反應(yīng)堆時(shí)，所有這些原則仍然是相關(guān)的。

《核材料實(shí)物保護(hù)公約》及其修正案規(guī)定了對核材料的實(shí)物保護(hù)要求，這是核材料實(shí)物防護(hù)領(lǐng)域唯一具有法律約束力的國際文書。

本公約附件規(guī)定了根據(jù)類型、形式和數(shù)量對核材料進(jìn)行分類的方法。這是制定核運(yùn)輸實(shí)物保護(hù)安排的第一步。

3、燃料安全運(yùn)輸

這種分類過程，通過對運(yùn)輸材料進(jìn)行分析，確保采用相應(yīng)的安全方法。

這是一個(gè)被稱為“分級方法”的基本原則。由于效率和安全特性的提高，許多先進(jìn)堆正在考慮新的燃料類型，這將對運(yùn)輸安全要求產(chǎn)生重要影響。

以三結(jié)構(gòu)各向同性(TRISO)燃料為例，一種包含在陶瓷卵石中的裂變材料，被提議用于高溫反應(yīng)堆。這種燃料在發(fā)生事故的時(shí)候表現(xiàn)出顯著的抗擴(kuò)散性和增強(qiáng)的安全特性。

在考慮運(yùn)輸安全安排時(shí)，這些特征也是重要考慮。根據(jù)分級方法，當(dāng)與針對運(yùn)輸進(jìn)行的威脅分析同時(shí)進(jìn)行時(shí)，防擴(kuò)散和不易分散的燃料類型，可以保證采用不那么繁重的安全方法。

類似地，在反應(yīng)堆中使用前，將裂變材料溶解成鹽的熔鹽燃料類型，提供了一定的安全優(yōu)勢。

氟化物鹽的使用得益于提取困難和不易傳播，這兩個(gè)因素分別從防盜和防破損的角度支持運(yùn)輸安全。

一開始，與今天進(jìn)行的典型燃料運(yùn)輸相比，這些似乎是安全增強(qiáng)，但潛在燃料的變化再次表明，需要對運(yùn)輸規(guī)劃采取逐案處理的方法。

4、可運(yùn)輸核電站

一些完整的反應(yīng)堆模塊能夠通過公路運(yùn)輸。

對于一些先進(jìn)堆設(shè)計(jì)，如許多微型堆，提出的另一個(gè)有趣的概念——在工廠燃料配置或可運(yùn)輸狀態(tài)下，運(yùn)輸預(yù)裝載核材料的反應(yīng)堆系統(tǒng)(后者通常稱為可運(yùn)輸核電站或TNPP)。

在不使用許可包裝的情況下移動(dòng)核材料是一個(gè)新穎的概念。

對于在休眠狀態(tài)下作為貨物移動(dòng)的模塊，當(dāng)前的監(jiān)管方法是合適的，對運(yùn)輸中的模塊進(jìn)行具體分析，將確保制定適當(dāng)?shù)陌踩才拧?/p>

運(yùn)輸包裝按照安全法規(guī)的要求進(jìn)行嚴(yán)格的測試，該測試確定的安全性能也有助于安全。

從歷史上看，還對運(yùn)輸包進(jìn)行了安全測試，以在受到特定威脅時(shí)提供有關(guān)包魯棒性(在異常和危險(xiǎn)情況下系統(tǒng)生存的關(guān)鍵)的寶貴數(shù)據(jù)。

如果要移動(dòng)含有核材料的反應(yīng)堆或反應(yīng)堆模塊，則需要進(jìn)行類似分析，以確定運(yùn)輸中的基線安全要求。

這將意味著確定一些因素，如反應(yīng)堆獲得核材料的延遲時(shí)間，或分析以確定任何破壞脆弱性。

在所有未經(jīng)許可的包裝運(yùn)輸核材料的情況下，該行業(yè)預(yù)計(jì)在此期間將受到一波監(jiān)管審查。

5、遠(yuǎn)程選址

雖然在沒有許可證的情況下運(yùn)輸核材料是一個(gè)新穎的概念，但在偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)輸核材料卻并非如此。

這些反應(yīng)堆的遠(yuǎn)程選址，通常被認(rèn)為是其部署的一個(gè)優(yōu)勢和關(guān)注點(diǎn)。

運(yùn)輸安全也是如此。與人口和潛在對手的距離可以被視為一種優(yōu)勢，但與任何響應(yīng)要素的潛在距離，又是一個(gè)關(guān)鍵的安全挑戰(zhàn)。

這方面的困難在于，如何在實(shí)踐中滿足安全結(jié)果要求，以確保為運(yùn)輸提供的保護(hù)水平，符合現(xiàn)有條例中規(guī)定的水平。

最可能適合的緩解措施是，運(yùn)營商和承運(yùn)人尋求增加可能延遲對手以任何形式獲取材料的功能，確保這些延遲時(shí)間大于運(yùn)輸路線的響應(yīng)時(shí)間。

這可以通過額外的安全屏障或增加包裝、模塊或反應(yīng)堆設(shè)計(jì)已有屏障的穩(wěn)健性來實(shí)現(xiàn)。

6、國際運(yùn)輸

核材料的安全是其所在國的責(zé)任。

在當(dāng)今開展的國際運(yùn)輸中，這意味著向相關(guān)方提供保證是促成運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵活動(dòng)。對于需要政府間溝通和協(xié)議的最高級別運(yùn)輸，情況尤其如此。

對于運(yùn)輸新型燃料，甚至是裝載核材料的模塊，目前的方法仍然完全適用，模塊的具體分析是一個(gè)重要因素。

然而，對于處于可操作或半可操作狀態(tài)的TNPP，似乎在這個(gè)空間中存在一些模糊性。

TNPP位于運(yùn)行現(xiàn)場和核運(yùn)輸之間，這意味著需要進(jìn)行監(jiān)管調(diào)整和消除沖突。

這將需要咨詢核監(jiān)管要求以及運(yùn)輸類型的模式監(jiān)管。反應(yīng)堆在不同環(huán)境中運(yùn)行時(shí)的正常運(yùn)行和事故場景的運(yùn)輸要求，意味著運(yùn)輸所面臨的不同挑戰(zhàn)將適用于反應(yīng)堆系統(tǒng)。

TNPP獨(dú)特的運(yùn)營地位保證采用定制的方法，利用運(yùn)輸和運(yùn)營現(xiàn)場的監(jiān)管和最佳實(shí)踐領(lǐng)域。

國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)在制定安全基本原則、建議、執(zhí)行指南和技術(shù)文件以支持和平利用核技術(shù)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

由于新的核國家目前在部署先進(jìn)堆方面面臨的挑戰(zhàn)將更加復(fù)雜，IAEA和成員國必須支持和指導(dǎo)這些新核國家的發(fā)展，因?yàn)樗鼈兿Ｍ捎孟乱淮磻?yīng)堆。

7、通過安全傳輸確保部署

如果我們考慮一個(gè)裝有新型燃料的完整微型反應(yīng)堆，通過國際運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)偏遠(yuǎn)的地方，那么很明顯，關(guān)于最合適的方法的問題仍有待回答。

然而，利用先進(jìn)堆促進(jìn)能源安全的能力，應(yīng)成為全球部署戰(zhàn)略的關(guān)鍵要素。

這些反應(yīng)堆系統(tǒng)非常適合支持可再生能源或提供非發(fā)電優(yōu)勢，如區(qū)域供暖或制氫，這再次擴(kuò)大了它們的部署范圍。

重要的是要注意，安全是一項(xiàng)使能功能，特別是在運(yùn)輸方面。運(yùn)輸安全安排可以實(shí)施，并適合具體的運(yùn)輸要求。

通過適當(dāng)?shù)姆治觥⒚芮械膰H合作和健全的監(jiān)管框架，先進(jìn)反應(yīng)堆將很快在全球能源解決方案中發(fā)揮關(guān)鍵作用。