我國核電站乏燃料公路/海運、鐵路聯(lián)運應(yīng)急救援體系建設(shè)

劉義清 (中廣核鈾業(yè)發(fā)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(huán)境技術(shù)工程有限責(zé)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(jù)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(zhuǎn)港，再利用一條鐵路專線運往位于西北地區(qū)的后處理廠。這種形式的公/海、鐵聯(lián)運體系，可避免大規(guī)模、長距離的公路運輸，減少對公眾生活及社會經(jīng)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(wǎng)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(nèi)的乏燃料運輸，還可成為我國專業(yè)化的放射性物品出?？?，服務(wù)于涉核物品的進、出口業(yè)務(wù)。公路/海運、鐵路聯(lián)運體系是我國乏燃料運輸?shù)淖罴堰x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(yīng)急經(jīng)驗可供借鑒。美國既有國家層面的乏燃料運輸相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案[3]，又有乏燃料運輸相關(guān)的經(jīng)驗總結(jié)[4]，更進行了具體應(yīng)急裝備的設(shè)計與研發(fā)[5]；英國總結(jié)了乏燃料運輸?shù)南嚓P(guān)實踐[6]，應(yīng)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(yīng)急預(yù)案[8]；法國總結(jié)了乏燃料海上運輸?shù)南嚓P(guān)實踐[9]。

1 我國現(xiàn)有乏燃料公路運輸應(yīng)急體系

1.1 核應(yīng)急三級組織體系

我國核應(yīng)急實行三級組織體系，每一級組織的具體責(zé)任在國家核應(yīng)急預(yù)案中有明確描述。其中，對于乏燃料運輸事故還專設(shè)章節(jié)進行了規(guī)定[10]，明確了營運單位、事故發(fā)生地省級人民政府有關(guān)部門和縣級以上人民政府環(huán)境保護部門等的責(zé)任。

1.2 公路運輸潛在事故的特點

乏燃料運輸?shù)臐撛谑鹿逝c固定核設(shè)施事故應(yīng)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(nèi)外數(shù)萬次乏燃料運輸，B型貨包從未發(fā)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(qū)，地形、地貌和氣候條件多變，道路情況復(fù)雜，增加了運輸事故風(fēng)險性。

與固定核設(shè)施不同，乏燃料運輸活動在公共道路上進行，事故發(fā)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(fā)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(fā)生的乏燃料運輸事故事件來看，絕大部分發(fā)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(guī)格或其使用方式不規(guī)范等原因造成。

1.4 公路運輸事故情景分析

根據(jù)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(huán)境之間的相互作用。驗證B型貨包、易裂變材料貨包經(jīng)受運輸事故條件能力的力學(xué)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(shù)據(jù)。

1.5 公路運輸應(yīng)急救援設(shè)備配置

我國設(shè)施裝備的保障體系建設(shè)仍需強化。核應(yīng)急除了具備輻射監(jiān)測、輻射防護等核相關(guān)特色和要求外，仍需公共應(yīng)急和其他相關(guān)專項應(yīng)急工作支撐。核應(yīng)急工作經(jīng)歷30余年發(fā)展，各級核應(yīng)急組織在輻射監(jiān)測設(shè)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(jiān)測、無人破拆等特種裝備。

我國乏燃料運輸應(yīng)急評價軟件尚未開發(fā)，缺少應(yīng)急準備和響應(yīng)的評價手段。從當(dāng)前工作開展來看，各級核應(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)急救援，主要有應(yīng)急報告與通知、搶救傷員、控制火災(zāi)并轉(zhuǎn)移危險物品、隔離措施、受損車輛維修、運輸恢復(fù)等。

對于輻射事故的應(yīng)急救援，在前期階段主要有應(yīng)急報告與通知、搶救傷員、控制火災(zāi)、貨包包容完整性評價、隔離措施、事故初期響應(yīng)報告等；后期階段主要開展的任務(wù)有應(yīng)急人員個人劑量監(jiān)測、人員防護、輻射監(jiān)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(yīng)急體系建設(shè)

同乏燃料公路運輸，乏燃料鐵路運輸?shù)膽?yīng)急體系同樣采用三級組織體系。乏燃料鐵路運輸?shù)臐撛谑鹿实奶攸c、事故分類、事故情景分析、應(yīng)急救援方案與乏燃料公路運輸?shù)南嗤辉儋樖?。需要重點考慮應(yīng)急救援設(shè)備配置。

需要考慮鐵路運輸事故發(fā)生地可能在偏遠地區(qū)，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(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)所需的大型裝備設(shè)備(吊裝系統(tǒng)等)及運輸工具等[5]。類似于公路運輸，尚缺乏應(yīng)急評價軟件。

3 乏燃料海上運輸應(yīng)急體系建設(shè)

同乏燃料公路運輸，乏燃料鐵路運輸?shù)膽?yīng)急體系同樣采用三級組織體系。乏燃料海上運輸?shù)臐撛谑鹿实奶攸c、事故分類、應(yīng)急救援方案與乏燃料公路/鐵路運輸?shù)南嗤?，不再贅述。需要重點考慮事故情景分析和應(yīng)急救援設(shè)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(shè)備損壞、水浸/沉沒等事故[11]。在前文事故情景分析基礎(chǔ)上，進一步通過對上述事故的PSA分析，得出各事故的發(fā)生頻率。設(shè)置事故發(fā)生頻率截斷值，對發(fā)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(yīng)急處置措施。

此外，運輸乏燃料的船只作為敏感目標，存在發(fā)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(fā)的放射性物質(zhì)泄漏等事故的應(yīng)急響應(yīng)。

3.2 海上運輸應(yīng)急救援設(shè)備配置

海上運輸可能出現(xiàn)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(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)所需的大型裝備設(shè)備(吊裝系統(tǒng)、定位船舶的聲納搜索系統(tǒng)、包裝卸貨和回收的工具系統(tǒng)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(fā)適用于海上乏燃料運輸事故的應(yīng)急評價軟件。

4 不同運輸模式之間的轉(zhuǎn)運狀態(tài)應(yīng)急體系建設(shè)

不同運輸模式之間的轉(zhuǎn)運狀態(tài)主要發(fā)生在碼頭、公路和鐵路換裝站。不同運輸模式之間的轉(zhuǎn)運狀態(tài)的應(yīng)急體系與公路、鐵路和海上運輸?shù)膽?yīng)急體系完全相同，只是事故情景有比較明顯的區(qū)別。

不同運輸模式之間的轉(zhuǎn)運狀態(tài)的事故情景應(yīng)當(dāng)重點考慮貨包在吊起的過程中突然墜地、以及外部突發(fā)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(jié)論，吊裝事故發(fā)生的概率極低，吊裝事故的原因有設(shè)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(fā)的火燒事故。

5 乏燃料公海鐵聯(lián)運應(yīng)急救援決策支持系統(tǒng)建設(shè)

營運單位的乏燃料公海鐵聯(lián)運應(yīng)急救援決策支持系統(tǒng)應(yīng)主要包括如下子系統(tǒng)[13-16]：

(1)乏燃料運輸應(yīng)急值班系統(tǒng)

主要解決乏燃料運輸中應(yīng)急指揮常遇見的協(xié)調(diào)調(diào)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(yīng)急資源管理系統(tǒng)

應(yīng)急資源信息采集將應(yīng)急資源(填表單位、應(yīng)急機構(gòu)及人員、應(yīng)急救援隊伍、應(yīng)急救援物資、應(yīng)急救援專家、行政區(qū)劃信息、醫(yī)院信息、應(yīng)急避難場區(qū)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(tǒng)采集到應(yīng)急資源中心，采集數(shù)據(jù)包含內(nèi)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(yīng)急預(yù)案管理系統(tǒng)

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

(4)乏燃料運輸應(yīng)急事故應(yīng)急評價和應(yīng)急響應(yīng)行動決策支持

根據(jù)公海鐵聯(lián)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(tài)和放射性物質(zhì)的釋放情況，進而根據(jù)地理和氣候條件，得出事故對工作人員、公眾和環(huán)境的輻射后果，給出需要采取的響應(yīng)行動建議。

(5)乏燃料運輸應(yīng)急事故應(yīng)急處置管理

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

6 結(jié)論

根據(jù)對國外乏燃料公海鐵聯(lián)運的深入文獻調(diào)研，結(jié)合國內(nèi)乏燃料公路運輸應(yīng)急救援體系，對乏燃料鐵路、海上運輸及轉(zhuǎn)運狀態(tài)的應(yīng)急救援體系建設(shè)以及聯(lián)運應(yīng)急救援決策支持系統(tǒng)的主要功能進行了探討。

后續(xù)的工作中，管理方面重點應(yīng)完善乏燃料公海鐵聯(lián)運應(yīng)急救援的組織形式和應(yīng)急救援方案；設(shè)備方面重點應(yīng)研發(fā)應(yīng)急救援專用設(shè)備和應(yīng)急救援決策支持系統(tǒng)。只有管理和設(shè)備兩方面不斷完善，才能做好乏燃料公海鐵聯(lián)運的核應(yīng)急準備和響應(yīng)工作。