快中子增殖堆：

        最初的想法是利用快中子增殖堆（FBR）燃燒MOX燃料，使日本真正實(shí)現(xiàn)核燃料方面的自立。但在低價(jià)鈾供應(yīng)豐富的時(shí)代，F(xiàn)BR被證明是不經(jīng)濟(jì)的，所以研發(fā)進(jìn)展緩慢，并且MOX計(jì)劃也轉(zhuǎn)向了輕水堆。

        1961年~1994年，日本進(jìn)行了很大力量進(jìn)行FBR研發(fā)，主體是PNC。1967年，F(xiàn)BR和ATR一起被確定為日本核計(jì)劃的主要目標(biāo)。1994年，F(xiàn)BR的商業(yè)化時(shí)間被推遲到2030年；2005年，商用FBR的計(jì)劃被推遲到2050年。

        1999年，JNC啟動(dòng)一項(xiàng)計(jì)劃，審查有發(fā)展前景的概念，在2005年以前確定開發(fā)方案，并到2015年以前建立一套FBR技術(shù)體系。主要指標(biāo)包括：非能動(dòng)安全性，對(duì)輕水堆具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的高效利用（燃燒超鈾元素和貧化鈾），減少廢物，防止核擴(kuò)散，多功能性（包括制氫）。電力公司、日本電力中央研究所（CREIPI）和JAEA也參與其中。

        JNS研究的第二階段重點(diǎn)是4種基本的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)：采用鈉冷卻、MOX和金屬燃料；采用氦冷卻、氮氧化物和MOX燃料；采用鉛鉍共溶冷卻、氮氧化物和金屬燃料；超臨界水冷、MOX燃料。這4種設(shè)計(jì)概念都涉及到完整的燃料循環(huán)，并考慮了3種后處理路線：先進(jìn)水成法，氧化物電解法，高溫冶金處理（電解精煉）法。這些工作與第四代研發(fā)也有聯(lián)系，日本在鈉冷FBR方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用。JAEA的2006年預(yù)算在快中子增殖堆的研發(fā)上增幅很大，增加了346億日元。

        2006年9月，日本電氣事業(yè)聯(lián)合會(huì)提出了一種緊湊型鈉冷FBR設(shè)計(jì)，150萬千瓦級(jí)，使用MOX燃料，與先進(jìn)型輕水堆相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。目前，三菱正在進(jìn)行將之商業(yè)化的相關(guān)工作。根據(jù)計(jì)劃，2025年將投產(chǎn)1臺(tái)規(guī)模小一些的示范機(jī)組。

        JAEA在對(duì)快堆產(chǎn)生乏燃料的后處理方面已經(jīng)做了一些工作，這些乏燃料中钚的含量更高。日本電氣事業(yè)聯(lián)合會(huì)設(shè)想采用水成后處理法，將鈾、钚和镎一起回收，并在MOX燃料芯塊中加入少量的錒系元素進(jìn)行燃燒。

        JAEA是根據(jù)“第四代國際論壇”下的一個(gè)項(xiàng)目開展這項(xiàng)工作的。這個(gè)名為“全球錒系元素循環(huán)國際示范”項(xiàng)目，目的是調(diào)研在快堆中使用含有錒系元素的燃料組件。

        2007年4月，日本政府選擇三菱重工作為開發(fā)下一代FBR的主體。從2007年7月開始，三菱FBR系統(tǒng)將作為一個(gè)專業(yè)公司運(yùn)作，同時(shí)還負(fù)責(zé)與Areva聯(lián)合投標(biāo)美國先進(jìn)型再循環(huán)反應(yīng)堆項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目是“全球核能合作伙伴計(jì)劃”下的組成部分。

        高放廢物：

        1995年，日本首座高放廢物中間貯存設(shè)施在六所村開業(yè)。從歐洲運(yùn)回的第一批玻璃固化高放廢物（對(duì)日本乏燃料后處理的產(chǎn)物）也于當(dāng)年抵達(dá)。最后一批從法國運(yùn)回廢物于2007年完成；2008年開始從英國運(yùn)回廢物。

        2005年，東京電力和JAPC宣布，將在陸奧（Mutsu）建設(shè)“可再循環(huán)燃料貯存中心”，2010年投入運(yùn)行，具有5000噸貯存能力。該設(shè)施將為乏燃料進(jìn)行后處理前提供最長(zhǎng)50年的貯存服務(wù)。

        2000年5月，日本議會(huì)通過了“特定放射性廢物最終處置法”（簡(jiǎn)稱“最終處置法”），規(guī)定要將高放廢物（限定為：反應(yīng)堆乏燃料后處理產(chǎn)生的玻璃固化廢物）進(jìn)行深層地質(zhì)最終處置。根據(jù)這部法律，2000年10月成立了私有性質(zhì)的“原子力發(fā)電環(huán)境整備機(jī)構(gòu)”（NUMO），推進(jìn)最終處置計(jì)劃，包括選址、技術(shù)示范、許可證申請(qǐng)、建造、運(yùn)行、50年受監(jiān)控的可回取貯存，以及最終處置設(shè)施的關(guān)閉。根據(jù)規(guī)劃，到2020年將有約4萬罐玻璃固化高放廢物，等待進(jìn)行最終處置，增長(zhǎng)的量全部來自日本的核電站。

        NUMO已經(jīng)開始了一個(gè)公開的廠址選請(qǐng)程序，據(jù)此來縮小已經(jīng)提供的和可能適合的廠址的范圍。最有希望的廠址將在2012年開始接受詳細(xì)的調(diào)查。這項(xiàng)工作將分三階段進(jìn)行，到2030年完成，最終選定廠址。

        這座最終處置設(shè)施計(jì)劃2035年左右投入運(yùn)行，所需要的3萬億日元（280億美元）將從電力公司（及其客戶）電價(jià)中的0.2日元/千瓦時(shí)的專門資金中支付給NUMO。這個(gè)數(shù)額超出了政府支付給當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的任何財(cái)政補(bǔ)償。

        2007年中期，日本通過了一項(xiàng)“補(bǔ)充廢物處置法案”，認(rèn)為最終處置是正在穩(wěn)步實(shí)施的核政策中最重要的問題。法案要求政府采取行動(dòng)，舉全國之力，通過推進(jìn)安全和地區(qū)發(fā)展，幫助公眾了解事實(shí)，以便使最終處置設(shè)施的廠址毫無拖延地得到確定。法案還要求通過與其他國家進(jìn)行合作，改進(jìn)最終處置技術(shù)，根據(jù)需要對(duì)安全規(guī)范進(jìn)行修訂，并通過努力，如建立更加有效的檢查體系以阻止數(shù)據(jù)造假和掩蓋行為的再次發(fā)生，重新獲得公眾的信任。

        日本高放廢物最終處置概念的技術(shù)方面是建立在JNC（現(xiàn)為JAEA）20多年參與日本地質(zhì)學(xué)界對(duì)最終處置設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的通用性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上的。2000年以來，JAEA所屬的Horonobe地下研究中心一直在北海道進(jìn)行研發(fā)，調(diào)查約500米深度的水成巖，并于2005年11月開始地下豎井和橫廊的建造工作。JAEA位于岐阜縣土岐村（Toki）的Tona地球科學(xué)中心，正在地下1000米深處的火成巖建造一座小型設(shè)施——瑞浪（Mizunami）地下實(shí)驗(yàn)室。

        最終處置設(shè)施的主要概念是，將20個(gè)左右的高放廢物罐密封在一個(gè)大的鋼桶內(nèi)，或用膨潤土層包裹。NUMO已經(jīng)完成了這方面的設(shè)計(jì)，包括可以進(jìn)行檢查并經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間后可回取的方案。特別是形成了深洞可回取（CARE）設(shè)計(jì)方案，分兩個(gè)階段：通風(fēng)的地下深洞，放有再包裹（然后屏蔽）的廢物，完全可回?。淮蠹s300年之后，回填并封閉深洞。最終的制度控制期使得廢物進(jìn)行放射性衰變，這樣到了第二階段時(shí)，廢物的熱負(fù)荷大幅度減少，從而使這種概念可以比其他最終處置概念容納更高密度的廢物。

        CARE概念也可以用于乏燃料，這時(shí)的密封桶與運(yùn)輸用的桶相近，除了要求有一個(gè)屏蔽層，因?yàn)樵谏疃椿靥詈头忾]之前，熱及輻射可以傳出去。但是這種概念應(yīng)用到乏燃料回取幾乎是不可能，因?yàn)榉θ剂弦惨馕吨环N重要的潛在燃料資源（通過后處理），而玻璃固化高放廢物則不是。而且，乏燃料還要求易于接觸，出于核保障檢查的需要。最終的回填還可能包括貧化鈾，如果那時(shí)它也被劃分為廢物。

        2004年，METI對(duì)從2005年開始利用80年時(shí)間對(duì)乏燃料進(jìn)行后處理，再循環(huán)其中的裂變材料，并管理所有廢物的費(fèi)用做了評(píng)估。METI電力工業(yè)委員會(huì)承擔(dān)了這項(xiàng)研究，重點(diǎn)是后處理、MOX燃料制造，以及這些設(shè)施的退役（不包括反應(yīng)堆的退役）。80年的總費(fèi)用約為19萬億日元，以3%的貼現(xiàn)率計(jì)算，折合到每度電的費(fèi)用為1日元（0.9美分）。如只是一次通過的燃料循環(huán)，算上增加的高放廢物最終處置費(fèi)用和增加的鈾燃料供應(yīng)費(fèi)用，總費(fèi)用也達(dá)到上述方案費(fèi)用的1/3左右。不過，日本的政策是基于保障能源安全，而不是純粹的經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)。

        2005年10月，根據(jù)新頒布的“后端法”，高放廢物的資金安排做了一些變化。根據(jù)這部法律，成立了“原子力環(huán)境整備·資金管理中心”（RWMC）作為獨(dú)立的資金管理實(shí)體。電力公司掌握的專用存款將轉(zhuǎn)交給RWMC，電力公司需要用于后處理時(shí)再行給付。

        退役：

        最早的東海1號(hào)核電站，英國Magnox型反應(yīng)堆，于1998年關(guān)停，正處于20年的退役期。前10年作為“安全貯存”期，使放射性衰變。第一階段（到2006年）是前期準(zhǔn)備工作；第二階段（到2011年），蒸汽發(fā)生器和汽輪機(jī)將被拆除；第三階段（到2018年），反應(yīng)堆將被拆卸，建筑物清除，廠址完成再利用的準(zhǔn)備。所有放射性廢物都將被歸類為低放廢物，盡管分成三類，并將被掩埋：1%的1類廢物埋在50~100米深度?？傎M(fèi)用將為930億日元，其中350億用于拆卸，580億用于廢物處理，包括石墨慢化劑（這使費(fèi)用顯著增加）。

        普賢ATR（14.8萬千瓦）于2003年3月關(guān)停，JAEA計(jì)劃在2029年以前完成退役和廠址清理工作，總費(fèi)用約為700億日元，包括廢物處理和最終處置。這一計(jì)劃于2008年2月得到批準(zhǔn)。

        JAEA負(fù)責(zé)反應(yīng)堆退役方面的研究。

        監(jiān)管和安全：

        日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省下屬的原子力安全·保安院（NISA）負(fù)責(zé)核電監(jiān)管、許可和安全。NISA對(duì)所有核電站進(jìn)行安全相關(guān)領(lǐng)域的定期檢查。

        原子力安全委員會(huì)（NSC）是日本政府于1978年根據(jù)原子能法成立的更高級(jí)別的機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)制定政策。和原子力委員會(huì)同為內(nèi)閣府成員。

        科技廳負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)堆和研究堆、核燃料設(shè)施的安全，放射性廢物的管理，以及研究與開發(fā)，但2001年其職能轉(zhuǎn)由NISA行使。

        日本公眾對(duì)核電的支持在過去幾年里由于一系列的事故和丑聞?dòng)绊懚遮呄陆?。這些事故包括，文殊FBR的鈉泄漏，JNC位于東海村的廢物瀝青化處理設(shè)施及與其相連的后處理工廠發(fā)生的火災(zāi)，1999年在東海村一座小型燃料制造工廠發(fā)生的臨界事故等。這次臨界事故，造成2人死亡，是由于工人按照未經(jīng)授權(quán)的程序文件進(jìn)行作業(yè)而造成的。主流民用核燃料循環(huán)設(shè)施均未發(fā)生過這樣的事故。

        1999年東海村臨界事故以后，電力公司，以及涉及核行業(yè)的企業(yè)，共同建立了“核安全網(wǎng)絡(luò)”（NSnet）。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主要活動(dòng)是加強(qiáng)核行業(yè)的安全文化，進(jìn)行同行審查，發(fā)布關(guān)于核安全的信息。2005年，這個(gè)組織在美國能源部核電運(yùn)營研究所（INPO）的基礎(chǔ)上，被并入日本原子力技術(shù)協(xié)會(huì)（JANTI）。NSnet部門與INPO和WANO進(jìn)行合作，安排同行審查活動(dòng)。

        日本原子力安全委員會(huì)于2002年4月正式認(rèn)定，使用混合氧化物（MOX）燃料是安全的，并支持2010年以前在多達(dá)18座反應(yīng)堆內(nèi)使用MOX燃料。政府的資深成員再次確認(rèn)了日本使用MOX“勢(shì)在必行”，政府將啟動(dòng)教育和信息計(jì)劃，以贏得更廣泛的接受度。2007年，有一個(gè)地方政府推遲了引入的方案。

        2002年發(fā)生了東京電力公司反應(yīng)堆設(shè)備檢查的文件編制過程中造假的丑聞，并擴(kuò)散到其他核電站。雖然這個(gè)事件與安全并不相關(guān)，但整個(gè)核工業(yè)的名譽(yù)受到玷污。對(duì)堆芯周圍的圍筒和泵進(jìn)行檢查，是電力公司的責(zé)任，但在這一事件中卻將其承包出去。2002年5月，公眾提出了數(shù)據(jù)造假，反應(yīng)堆圍筒（在BWR內(nèi)用于引導(dǎo)水流）出現(xiàn)裂縫的重要性，以及這些缺陷是否報(bào)告給管理高層等問題。到2003年5月，東京電力公司關(guān)閉了全部17座反應(yīng)堆進(jìn)行檢查，到2003年底，只有7座反應(yīng)堆重新啟動(dòng)。替代電力的成本平均要比5.9日元/千瓦時(shí)（5.5美分）的核發(fā)電成本高出50%以上。東京電力公司現(xiàn)在全部反應(yīng)堆都已恢復(fù)運(yùn)行，整個(gè)事件使公司損失了約2000億日元（19億美元）。

        2007年3月，作為NISA要求的行動(dòng)的一部分，反應(yīng)堆業(yè)主們對(duì)記錄進(jìn)行梳理，以檢查過去沒有及時(shí)報(bào)告的事件——絕大部分是因?yàn)樗鼈儧]有被要求報(bào)告。不過，還是發(fā)現(xiàn)了一些應(yīng)當(dāng)報(bào)告的事件，其中有，北陸電力公司志賀核電站1號(hào)沸水堆于1999年裝料過程中發(fā)生了一次短暫的（15分鐘）臨界。一系列欠缺和錯(cuò)誤造成了這一事件的發(fā)生，顯然，應(yīng)當(dāng)從這一事件中學(xué)到更多，以幫助其他沸水堆的運(yùn)營商，比如中部電力公司和東北電力公司，在過去20年里，也遇到過這樣控制棒異常。東京電力公司表示，福島第一核電站3號(hào)沸水堆在1978年的停堆大修期間，也可能經(jīng)歷了7個(gè)小時(shí)的臨界，當(dāng)時(shí)控制棒滑出正常位置。NISA已要求志賀1號(hào)堆關(guān)閉進(jìn)行詳細(xì)檢查。

        由于日本地震頻繁且震級(jí)較高，在核電站選址、設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，抗震問題得到特別關(guān)注。2007年5月，日本公布了修訂的地震標(biāo)準(zhǔn)，將設(shè)計(jì)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)提高了約1.5個(gè)點(diǎn)，要求電力公司對(duì)較老的核電站進(jìn)行部分再加固工作。

        2007年7月，日本新潟縣一個(gè)地質(zhì)斷層上發(fā)生里氏6.9級(jí)地震，距離柏崎·刈羽核電站不遠(yuǎn)，地表加速度超出了核電站的設(shè)計(jì)參數(shù)。正在運(yùn)行的反應(yīng)堆安全停堆，核電站的主要部分沒有受到損壞。政府（經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。╇S即組織一個(gè)20人的Chuetsu調(diào)查與對(duì)策委員會(huì)，調(diào)查地震對(duì)核電站造成的具體影響，并據(jù)此確定政府和電力公司必須解決什么問題以確保核電站的安全?，F(xiàn)在認(rèn)定，政府要對(duì)上世紀(jì)70年代批準(zhǔn)在距離現(xiàn)已探知是地質(zhì)斷裂帶非常近的地方建造核電站負(fù)責(zé)。還有共識(shí)是，國際原子能機(jī)構(gòu)應(yīng)與日本原子力安全委員會(huì)一起進(jìn)行情況檢查。在電站7座反應(yīng)堆重新啟動(dòng)以前，要打開壓力容器頂蓋以便進(jìn)行徹底的內(nèi)部檢查。

        核不擴(kuò)散：

        日本的原子能基本法禁止核能的軍事用途，歷屆政府都對(duì)此不斷強(qiáng)化。1976年，日本加入《核不擴(kuò)散條約》，其核保障體系接受聯(lián)合國國際原子能機(jī)構(gòu)的管理。1999年，日本成為批準(zhǔn)與國際原子能機(jī)構(gòu)《附加議定書》的首批國家之一，接受進(jìn)入式檢查。

        日本是核不擴(kuò)散條約國家中惟一擁有大型燃料循環(huán)設(shè)施，但沒有核武器的國家，接受全面的核保障檢查。六所村后處理廠是第一座據(jù)此接受國際原子能機(jī)構(gòu)全面核查的設(shè)施（其他設(shè)施接受歐共體核查）。在工廠內(nèi)建有國際原子能機(jī)構(gòu)出資的監(jiān)控設(shè)備，這對(duì)國際原子能機(jī)構(gòu)和JNFL來說，都是新的挑戰(zhàn)。

        日本還與其主要的核供應(yīng)者國家簽署有雙邊核保障協(xié)議，并且很早就加入了對(duì)核設(shè)備出口限制嚴(yán)格的“核供應(yīng)國集團(tuán)”。（完）

        新聞來源：UIC、AEC

        編譯：辦公廳  劉軍韜