新建研究堆項目的具體考慮因素及其評估

賈亞青，袁志敏，孫世杰，陳龍江，陳志偉，夏照超，李 洪

（中國核動力研究設計院，四川成都 610213）

0 引言

截至2021 年9 月，在IAEA（International Atomic Energy Agency，國際原子能機構）研究堆數據庫登記的研究堆有842座，包括運行、臨時關閉、建造、計劃、關閉、退役和取消的研究堆，分布在全球72 個國家和地區，其中主要集中在美國（264座）、俄羅斯（118 座）、德國（47 座）、法國（42 座）、英國（36 座）、日本（29 座）、中國（22 座）、加拿大（19 座）、意大利（16 座）、印度（10 座）等少數國家。目前運行的研究堆只有250 座，其中超過160 座的研究堆年齡已超過40 年。由以上數據可知，研究堆掌握在為數不多的幾個發達國家手中，且基本上是20 世紀七八十年代建成的。IAEA 核能叢書《研究堆的應用》（第NP-T-5.3號）已經詳細介紹了研究堆的應用。研究堆作為國家的基礎設施是非常重要的，目前有越來越多的發展中國家正在建造或計劃建造新研究堆，主要是為后續核電發展、工農業生產鋪平道路。而且發達國家也在建設新研究堆代替延壽的研究堆來進行新的研究和應用。

為了指導成員國開發和執行合理可行的國家核基礎設施，更好地支持新研究堆項目，IAEA 作為和平利用原子能的國際組織，其原子能司核燃料循環和廢物技術處研究堆部于2012年組織發布了核能叢書《研究堆項目的具體考慮因素和里程碑》（第NP-T-5.1 號）。該書主要介紹了新建研究堆項目，尤其是成員國的第一個研究堆項目的19 個具體考慮的因素和三大里程碑。IAEA 于2014 年5 月對成員國進行了《研究堆項目的具體考慮因素和里程碑》技術文件的培訓和學習。后續成員國建議IAEA 進行額外的指導確定如何評價研究堆基礎設施的發展計劃，IAEA 于2015 年3 月發布了核能叢書《支持新建研究堆的國家核基礎設施的評估》（第NG-T-X.X 號）第8 版草稿，主要講解了前兩個里程碑實現所需的19 個因素的條件和自我評估的方法和流程，并提供了自我評價后委托IAEA 進行評估的流程。2015 年5 月，IAEA 對成員進行了《支持新建研究堆的國家核基礎設施的評估》第8 版草稿的培訓和學習，并對各成員國的新建研究堆項目進行了一次自我評估。具體內容見《研究堆項目的具體考慮因素和里程碑》和《支持新建研究堆的國家核基礎設施的評估》的附錄。

本文將結合《研究堆項目的具體考慮因素和里程碑》和《支持新建研究堆的國家核基礎設施的評估》第8 版草稿的內容，介紹新建研究堆項目（尤其是成員國的第一個研究堆項目）的三大里程碑和19 個需要具體考慮的因素，探討新建研究堆項目的自我評估流程和方法，并介紹IAEA 研究堆基礎設施的整體全面評估（IRRIA）代表團對新建研究堆的評估流程。

1 三大里程碑

新建研究堆項目是一項需要在時間、金錢和人力資源等方面周密的計劃、準備和投資的任務。支持國家基礎設施的開發和實現是一個重要的問題，特別是它需要嚴格的關注核安全、國際保障措施和核安保。本文提到的“基礎設施”是廣泛的，不僅包括研究堆的相關設施和設備，核材料的運輸和供應，新燃料組件和乏燃料組件的處理，以及放射性對象/樣本（包括生成的放射性廢物），還包括立法和監管框架，人力和財政資源，確保安全建造，高效、可靠運行和有效利用研究堆以及應急準備和響應等。

新建研究反應堆項目必須由特定的基礎設施支持。一個國家基礎設施的新建研究堆項目大部分的具體考慮因素，類似于核電站因素，規模較小的典型研究堆項目需要基礎設施的范圍、程度一般低于一個核電站項目。然而，完整的國家基礎設施的需求首先準備就緒而得出這個結論，并確保研究堆運行期間任何改變都能圓滿解決核安全與核安全風險。因此，可以使用分級的方法來裁減和調整基礎設施考慮因素，以適應新建研究堆的需要。通過適當考慮所有的關鍵因素，在不影響核安全高標準的應用和核安保適當有效的前提下，可以簡化新建研究堆的基礎設施實施項目，支持新建研究堆的基礎設施建設以后可以擴展為支持一個完整的核電站項目。相反，支持核電站開發的基礎設施項目將滿足大多數需求的新建研究堆項目，除了研究堆的利用。

支持一個國家基礎設施的研究堆項目可以分為3 個連續的階段，每一個階段結束均為一個“基礎設施的里程碑”?；A設施的里程碑是本階段已經成功地完成若干條件。里程碑沒有特定的時間節點，每個階段持續時間取決于資源投入的程度以及項目的大小和規模，其復雜性（如計劃建設實驗設施，燃料加工廠、放射性同位素生產設施等）和相關的潛在危險。完成每一個階段的工作，并完成評估后才能做決定繼續進行下一個階段（表1）。

表1 基礎設施發展階段及其里程碑

1.1 里程碑1

在第一階段，需要完成項目前期評估工作，準備定量的初步戰略計劃來確定科學、醫學和工業的需求，制定新建研究堆的理由和目的。在新建研究堆項目之前必須制定一個全面的義務和承諾的計劃，并確保有一個長遠的國家戰略和資源可用。第一階段工作完成后，將實現里程碑1 和產生初步的可行性研究報告，表明成員國能夠作出明智的決定是否繼續研究堆項目。這個初步的可行性研究報告將包括所有19 項基礎設施考慮因素的綜合評價，識別差距和填補空白的方法，并將整合和更新項目前期工作評估報告和初步戰略計劃。

1.2 里程碑2

緊隨新建研究堆項目的方針和政策，為了使技術和制度能力達到一個需要的水平，應該進行大量實質性的工作。第二階段需要來自政府和未來研究堆運營組織顯著和持續的支持。第二階段結束時，應制定必要的基礎設施的完整準備進行新建研究堆的招標工作，進入商業合同談判或訂立與研究堆供應商國家政府間協議。

1.3 里程碑3

項目發展的第三階段包括所有必要的活動來建立一個新的研究堆及其相關的基礎設施。注意，所有涉及到的機構和利益相關者對項目的成功至關重要，都可以發揮重要作用。在這一階段結束時，研究堆運營組織應新建研究堆的調試能力和未來的運行能力。制定相應的程序和預案，確保反應堆在正常和事故工況下能安全運行以及重大進展和培訓全部人員。實現第三個里程碑是一個重大的成就，但是應該記住它只是安全、可靠和有效利用研究堆長久責任的開始。

2 具體考慮因素

在新建研究堆項目的連續3 個階段中都應該考慮以下19項具體的因素[1]。

（1）國家立場（National position）。

（2）核安全（Nuclear safety）。

（3）管理（Management）。

（4）資金和融資（Funding and financing）。

（5）立法框架（Legislative framework）。

（6）監管框架（Regulatory framework）。

（7）保障監督（Safeguards）

（8）放射性防護（Radiation protection）。

（9）研究堆應用（Research reactor utilization）。

（10）人力資源開發（Human resources development）。

（11）資方參與（Stakeholder involvement）。

（12）廠址勘探、選址和評估（Site survey，site selection and evaluation）。

（13）環境保護（Environmental protection）。

（14）應急準備和響應（Emergency planning）。

（15）核安保（Nuclear security）。

（16）核燃料管理（Nuclear fuel management）。

（17）放射性廢物（Radioactive waste）。

（18）工業參與（Industrial involvement）。

（19）采購（Procurement）。

3 個階段19 項具體考慮因素詳見核能叢書《研究堆項目的具體考慮因素和里程碑》（第NP-T-5.1 號）。

3 評估

3.1 自我評估的發展

自我評估是新建研究堆核基礎設施進行下一階段總體評估的第一步。自我評估也是一個持續改進的基本工具。任何評估的關鍵需求是分配一個有良好理解研究堆核基礎設施具體考慮因素的人員，并具備評估活動的知識和經驗。

在自我評估完成之后，IAEA 鼓勵成員國委托研究堆基礎設施的整體全面評估代表團進行獨立審查評估。

3.2 自我評價的步驟

為了獲得完整的國家基礎設施建設的現狀和進展，成員國的自我評估應該涵蓋所有19 項基礎設施項目的具體考慮因素[2]。

一個“完整”的評估應包括以下4 個主要步驟：

（1）為自我評估規定參考條件。組建評估團隊并指定經驗豐富和對具體考慮因素非常熟悉的人員擔當團隊指導，引導評估（包括評估方法）。

（2）結合每個里程碑的實行條件，評估研究堆基礎設施的發展狀態。

（3）識別需要進一步關注的領域或空白。

（4）準備一個IWP（Integrated Work Package，綜合工作包）計劃，來解決這些需要關注的領域和填補空白。

3.3 編制結果文件和IWP 計劃

自我評估報告應該提前做好準備，報告應該至少包含下列內容：

（1）定義“評估團隊”和“回答團隊”在組織中位置/角色。

（2）描述評估流程。

（3）證據審查清單。

（4）總結每個條件達到的狀態和指明進一步的行動要求。

（5）進行評價過程中引用的其他相關材料。

（6）保密要求（如果需要）。

為基礎設施的考慮因素的每個條件進行自我評估提供一種表格格式整理和總結結果。圖1 中的意見列用于識別信息，確定是否足夠或者是否需要進一步行動。

圖1 基礎設施每個具體考慮因素自我評估表格示例

為了評估整體進度和分配優先級，每個條件給定一個“狀態”。“狀態”的3 個選項如下：需要重大行動（紅色）；需要一般行動（棕色）；不需要行動（綠色）。

以下是建議的標準確定未來行為的分類：

（1）需要重大行動。意見表明，有相當大的努力仍然需要意識到所述條件，而這個條件的成就是需要為了能夠維持整體進步發展中一個有效的國家核研究反應堆的基礎設施。

（2）需要一般行動。意見結果表明，有一些工作仍然需要實現既定條件。然而，當前狀態持續支持的活動主要是達到規定條件。

（3）不需要行動。現有的證據表明，取得規定的條件。

還應該提供一個總結報告，將所有這些需求放在一起。總結報告建議格式見圖2。

圖2 總結表格示例

總結報告完成后，應該編制一個IWP 計劃。自我評估的意見表格應該被用來制定IWP 計劃，各成員國應該決定最適當的方式準備IWP 計劃，但它至少應該包括以下5 項內容：①需要處理的考慮因素已被解決；②明確聲明確定需要的行動展示如何解決這個不足；③目標完成問題的定義根據“SMART”（具體的、可衡量的、可實現的、相關的和及時的）方式；④商定完成時間；⑤完成行動責任組織和責任人。

需要注意的是，完成行動的責任組織必須有足夠的資源，能夠在商定的時間框架內完成行動（圖3）。

圖3 IWP 計劃模板

以表的形式給出應滿足每個19 基礎設施考慮因素特定的條件。在某些情況下，為了更加清晰考慮一些基礎設施因素，在表中附加一些條件進行評估。同時，為避免重疊的情況，交叉引用了其他條件已經包含這些條款。

證據包括法律、法規、形式化的協議、合同、報告、會議紀要、信件、談判和演講、會議報告、討論、組織描述、工作描述等。所有情況下都應該有證據，需要有明確的行動計劃和相關的時間框架所需資源和證據是可用的，這些文件已經由一個權威組織或參與人批準。

要完成詳細的評估，顯然需要綜合分析的強有力的證據信息收集、分析、資源開發和決策。

3.4 IAEA 評估流程

成員國在完成新建研究堆項目的自我評估后，可委托IAEA 研究堆基礎設施全面評估（IRRIA）團隊對新建研究堆進行綜合評估。

IRRIA 團隊是一個整體，由一個專業研究反應堆直接經驗基礎設施領域國際專家小組組成。團隊領導由IAEA 一位具有研究堆基礎設施建設經驗的高級職員擔任。團隊由兩部分組成，來自不同學科和部門的IAEA 員工，由IAEA 招募和選擇的成員國和國際專家。

IRRIA 團隊對新建研究堆評估流程如下所述。具體內容詳見IAEA 核能系列《支持新建研究堆的國家核基礎設施的評估》（第NG-T-X.X 號）第8 版草稿。

（1）國家聯絡官。成員國官方向國際原子能機構提交委托，需要提交申請表、成員國自我評價報告和其他成員國相關的文件。申請表主要包括范圍、時間、資金和成員國接口。

（2）項目管理員。接收和審查請求和通知技術專員和研究堆部門領導并標識資源可用性。

（3）研究堆部門領導。研究堆部門研究反應堆的基礎設施項目主管與SH 研究堆安全部門，研究堆物理部門和其他IAEA 與任務相關部門協商審查技術適用性、成員國參與者澄清、如果需要，請求更多的成員國信息/準備、包括IAEA 的技術人員、與技術辦公室和項目管理人員一起合作、做出決定和建議。

（4）核能司核燃料循環和廢物技術處決定。實施或需要更多的成員國信息/準備。

（5）項目管理人員和技術人員。并入技術合作工作計劃和配置資源。

（6）研究堆部門領導。咨詢有關IAEA 人員、提出IRRIA 團隊組長、核能司主管副司長任命IRRIA 團隊組長。

（7）IRRIA 團隊組長。預備會議、具體范圍的參考材料、選擇IRRIA 團隊成員、協調成員國參與者，項目管理人員和技術人員、招募外部IRRIA 團隊成員。引導IRRIA 團隊、為成員國提供初步報告草案。將報告草案發送給成員國、解決成員國評論、交付最終IRRIA 報告給研究堆部門。

（8）研究堆部門領導。分配IRRIA 報告給技術人員，項目管理人員和相關IAEA 人員、最終交付給核能司主管副司長。

（9）核能司主管副司長。正式交付成員國。

4 結束語

本文主要結合《研究堆項目的具體考慮因素和里程碑》和《支持新建研究堆的國家核基礎設施的評估》第8 版草稿的內容，介紹新建研究堆項目的三大里程碑和19 個需要具體考慮的因素，并介紹新建研究堆項目的自我評估方法和步驟。此自我評估方法雖然簡單但很實用，不僅適用于新建研究堆項目的評估，而且適用于其他項目的評估。項目評估的關鍵在于項目的因素及其實現條件的準確確定和具備豐富經驗和評估能力的團隊領導者。

IAEA 作為推動核能和平利用的國際組織，發布了大量比較全面的法規、導則和技術文件，除了法規基本有中文版外其他文獻均為英文版。以上文件均能在IAEA 網站免費獲得，但是有些會議資料庫和有些數據庫（例如研究堆老化數據庫）需要密碼才能獲取。建議國家原子能機構能夠組織專業人員獲取IAEA 出版物翻譯為比較專業統一的中文版提供全國科研院所、教育機構和需要的人員使用，并隨時更新。

雖然我國已經步入核大國行列，有完整的核工業循環體系，有自主知識產權的核電站和研究堆，但是我國核工業整個體系與發達國家相比還是有一定的差距，尤其是法規體系還不健全，作者認為國家應該加大投入的人力和財力研究IAEA、美國和法國等發達國家核工業體系和核技術，逐步完善和發展我國核工業體系和核技術，促進和平發展核能和現代化建設。