田灣核電站VVER 機組的氚排放分析

摘 要：統計分析了田灣核電站1、2 號VVER 機組自運行以來氣態氚和液態氚的排放情況，研究發現氚的排放量和歸一化排放量滿足國家標準要求;進入18 個月燃料循環后，氣態氚年排放量無明顯變化，液態氚年排放量有所增加;液態途徑是田灣核電站1、2 號機組氚的主要排放途徑，通過液態途徑排放的氚占排放總量的90%以上;每個燃料循環周期內，液態氚月度排放量呈周期性的變化，氣態氚月度排放量在燃料循環周期內變化并不明顯。

關鍵詞：田灣核電站;VVER;氚;排放

田灣核電站1 ～ 4 號機組是引進俄羅斯的VVER 機組，1、2 號機組于2007 年投入商業運行，3、4 號機組于2018 年投入商業運行。田灣核電站1、2 號機組最初實施12 個月燃料循環，從第8 燃料循環開始向18 個月燃料循環過渡，并于第11燃料循環完全進入18 個月燃料循環;3、4 號機組已開始向18 個月燃料循環過渡。氚是核電站運行過程中排放量最大的幾種人工核素之一，國家標準[1-2] 規定了氚的排放總量控制值和歸一化排放量管理限值。

本文以田灣核電站1、2 號機組自運行以來氣態氚和液態氚的排放數據為例，從燃料循環角度對排放總量、排放途徑、排放周期性變化等方面進行了分析。

1 排放量

核電站運行產生的氚通過氣態和液態途徑[3]排放到環境中。國家標準[1] 規定核動力廠必須按每堆實施放射性流出物年排放總量的控制;對于3 000 MW 熱功率的輕水反應堆，單臺機組液態氚控制值不超過7. 5×1013 Bq/ a，氣態氚控制值不超過1. 5×1013 Bq/ a，且不得高于氚排放量設計目標值。表1 列出了田灣核電站1、2 號機組自投運以來歷年氚的排放量[4-5] 。

由表1 可以看出，田灣核電站1、2 號機組自投運以來的歷年氣態氚和液態氚的排放量滿足國家標準單堆排放量控制值的要求，小于氣態氚和液態氚的排放量設計目標值3. 20 × 1012 Bq/ a 和3. 30×1013 Bq/ a。液態氚排放量占電站氚排放總量的90%以上，中位數為98. 56%，液態途徑是田灣核電站1、2 號機組氚的主要排放途徑。從12個月燃料循環進入18 個月燃料循環后，液態氚的排放量有所增加，與機組設計參數和能力因子進一步提升有關;進入18 個月燃料循環后，年度間液態氚排放量波動較大，主要是受機組大修換料影響年度間機組運行狀態有所差異。12 個月燃料循環時氣態氚年度排放量和18 個月燃料循環時無明顯差別。

國家標準[2] 中規定了壓水堆放射性流出物歸一化排放量管理限值，其中氣態氚為1. 5×1013 Bq/GWa，液態氚為3. 5×1013 Bq/ GWa。表2 列出了田灣核電站1、2 號機組歷年氣態氚和液態氚歸一化排放量。

由表2 可以看出，田灣核電站1、2 號機組歷年液態氚歸一化排放量小于國家標準的液態氚歸一化排放量管理限值，整體略小于聯合國原子輻射影響科學委員會（UNSCEAR）2008 年報告[6] 給出的1998—2002 年間壓水堆統計液態氚歸一化排放量2. 0×104 GBq/ GWa。田灣核電站1、2 號機組歷年氣態氚歸一化排放量小于國家標準的氣態氚歸一化排放量管理限值， 較UNSCEAR 2008年報告給出的1998—2002 年間壓水堆統計液態氚歸一化排放量2. 0×103 GBq/ GWa 低一個量級。進入18 個月燃料循環后，液態氚的歸一化排放量有所上升，氣態氚歸一化排放量變化不大。

2 氚排放特點

2. 1 液態氚排放特點

田灣核電站1、2 號機組液態氚來自一回路相關系統無法復用的廢水，通過放射性廢液處理系統排放到環境中。根據田灣核電站1、2 號機組歷年流出物排放監測數據統計[4-5] ，田灣核電站1、2 號機組液態氚月度排放量趨勢圖如圖1 和圖2 所示。

由圖1 和圖2 可以看出，液態氚月度排放量隨燃料循環大致呈周期性變化。液態氚月度排放量在大修結束重新臨界后達到最低值，然后逐漸升高，到停堆換料前后達到峰值。停堆換料前后，一回路各相關系統在燃料循環末期排放頻次遠高于日常運行期間，疊加廢水中氚活度濃度較高的情形下，氚排放量達到峰值。若燃料循環過程中小修或者調峰調停次數較多，則規律性相對較差，如最近幾年。

2. 2 氣態氚排放特點

田灣核電站1、2 號機組氣態氚來自廢氣處理系統和廠房過濾排風系統的廢氣通過各自機組的煙囪排放至大氣。根據田灣核電站1、2 號機組歷年流出物排放監測數據統計[4-5] ，田灣核電站1、2號機組氣態氚月度排放量趨勢圖如圖3 和圖4所示。

由圖3 和圖4 可以看出，田灣核電站1 號機組氣態氚月度排放量整體平穩，2 號機組上下波動，氣態氚月度排放量與燃料循環周期無明顯關聯。2 號機組氣態氚月度排放量上下波動主要是氣態氚排放量在氚排放總量中占比較低，一回路相關系統的“滴冒跑漏”隨通風系統進入環境的氚對排放量影響較大。

3 結論

（1）田灣核電站1、2 號VVER 機組氣態氚和液態氚年排放量小于國家標準控制值和設計目標值，歸一化排放量小于國家標準管理限值。

（2）田灣核電站1、2 號VVER 機組從12 個月燃料循環進入18 個月燃料循環后，氣態氚年排放量無明顯變化，液態氚年排放量明顯增加。

（3）液態途徑是田灣核電站1、2 號VVER 機組氚的主要排放途徑，通過液態途徑排放的氚占排放總量的90%以上。

（4）田灣核電站1、2 號VVER 機組液態氚的排放隨燃料循環呈周期性的變化，氣態氚月度排放量在燃料循環周期內變化并不明顯。

參考文獻：

[ 1 ] 蘇州熱工研究院有限公司，環境保護部核與輻射安全中心. 核動力廠環境輻射防護規定：GB 6249—2011[S]. 北京： 中國標準出版社，2011.

[ 2 ] 中國輻射防護研究院. 核燃料循環放射性流出物歸一化排放量管理限值：GB 13695—92 [S]. 北京：中國標準出版社，1992.

[ 3 ] 江蘇核電有限公司. 田灣核電站1、2 號機組最終安全分析報告（C 版）[R]. 2020.

[ 4 ] 江蘇核電有限公司. 田灣核電站流出物監測年報[R]. 2006-2012.

[ 5 ] 江蘇核電有限公司. 田灣核電站流出物與環境監測評價年報[R]. 2013-2022.

[ 6 ] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Source and effects of ionizing radiation[ R].UNSCEAR 2008 Report to the General Assembly with Scientific Annexes. New York： United Nations， 2009.