2019年10月17日,美國核能研究所(NEI)與美國核管會(NRC)舉行了會議,會上NEI提交報告稱,由于微堆具有固有安全性且反應堆事故嚴重性較低,因此相比大型反應堆而言,NRC審查時間將有所減少。
NEI新型反應堆部署部門負責人Marc Nichol在會上表示,NRC應在6~12個月內完成微堆建造或運行許可證審查工作。而相較之下,大型輕水堆的審查則需要幾年時間。例如,NRC計劃在39個月內完成一座大型輕水堆的設計認證審查,包括從受理申請到發布最終安全分析報告的所有流程。
NRC部分與會工作人員稱,由于在許可證審查過程中還需滿足部分機構流程的行政要求,例如NRC下屬反應堆安保咨詢委員會(ACRS)的審查工作,而該階段所需時間尚無法確定,因此對于審查時間能否縮短仍存在爭議。
NRC核反應堆監管辦公室先進反應堆政策部門高級項目經理Amy Cubbage表示,NRC正努力實現變革,并尋找全新的創新型辦公方式,而微堆項目正是改變一切的絕佳契機。
Cubbage稱,此前申請單位無法迅速或全面地回應NRC要求提供更多信息的需求,這使得NRC難以按計劃完成審查工作。
Nichols表示,關于微堆審查時間表的提議雖然似乎有些激進,但由于微堆構造極為簡單,且具有固有安全性,不僅能夠保證極低的事故發生概率,而且如果發生事故,微堆可能引起的潛在損失要比大型反應堆小得多,因此縮短微堆審查工作時間仍存在可能性。
Nichol指出,微堆設計單位提交至NRC的許可證申請大概為500~1000頁,而1座大型輕水堆的申請書則長達10000頁甚至更多。Nichol并未明確指出上述材料針對何種許可證申請,但可能是獲得微堆建造和運營可證的方法之一,且或許并不涉及具體廠址許可。NEI表示,微堆是一項迅速成熟的技術,預計將于2020年啟動初步許可證申請工作。
Nichols指出,由于多家公司希望在未來5年內部署微堆,因此關于微堆許可證申請審查的話題非常必要且及時。雖然關于反應堆規模的定義尚未明確,但目前微堆的設計裝機容量通常為1~10MWe。
澳大利亞Oklo公司和美國西屋公司(Westinghouse)兩家制造商已經與NRC完成申請前的溝通,以期為使用熱管技術,且擁有最少數量活動組件和能動系統的微堆申請許可證。Oklo公司曾表示,計劃最早在2019年年底向NRC提交1座微堆的建造和運營許可證申請,屆時該公司將成為首家提交此類申請的先進反應堆公司。Nichol在會上表示,NEI計劃最快在10月底向NRC提交一份白皮書,其中涵蓋微堆的各大監管議題。
徹底的重新考量
Nichol表示,微堆的安全狀況與其他反應堆有著根本性不同,因此NRC有必要針對微堆的許可證簽發流程和監管流程進行徹底的重新考量。
NRC先進反應堆技術部門的技術審查員Boyce Travis指出,工作人員計劃于2019年底或2020年初為委員會準備一份報告,內容涵蓋微堆引發的短期和長期政策問題。
10月17日,Travis在會上指出,私營企業和政府機構均對微堆設計產生了濃厚興趣。他還表示,NRC的許多規定可能不適用于微堆,若將適用于大型反應堆的監管條例或導則用于微堆審查工作,那么將導致用例失效或設計不匹配。
Travis表示,報告將為即將提交申請的先行單位提供短期解決方案,并為后續申請單位提供有關改進監管條例和導則的長期建議,范圍涵蓋高離析低濃縮鈾燃料的使用、人員配備要求和遠程操縱方面的安全要求等。據預計,多數先進反應堆開發商將使用U-235濃度介于5%~20%之間的高離析低濃縮鈾作為燃料。
Nichol表示,由于微堆發生事故的嚴重性等級較低,因此NRC應該區別對待。微堆的放射性核素存量明顯低于大型輕水堆,且一段時間以來,并未出現導致廠外污染量超過監管限值的可信事件。
他還指出,許多微堆在設計時都采用了長期甚至無限期的非能動冷卻系統,即使在事故情況下也不會造成燃料損壞。這意味著,大型核電廠的典型問題可能與微反應堆無關,例如失冷或廠外斷電等問題。
無需廠內操縱員
Nichol指出,微堆可以在無需操縱員操作的情況下自動運行。這意味著部分微堆將無需配備廠內反應堆操縱員,而是部分實現遠程操縱,部分配有隨叫隨到的操縱員,后者可在需要時于數小時或數天內對反應堆進行處理。Nichol表示,由于許多微堆并不依賴于任何操縱員的安全措施,甚至大多數都沒有控制裝置,因此上述安排具有合理性。他還表示,一些微堆將無需持證反應堆操縱員。據了解,《原子能法案》(Atomic Energy Act)允許但不要求NRC向反應堆操縱員頒發許可證。目前,所有反應堆控制室內均需配備達到最低規定數量的持證反應堆操縱員。
一位NRC工作人員在會議上表示,對NRC而言,這將是一個重大的轉變。他指出,即使是研究堆在處于臨界狀態時,也必須有1名操縱員負責控制。Travis表示,NRC正在審查遠程操作是否符合當前規定或導則的要求。
Nichol表示,微堆或將不設控制室。如果無需操縱員采取安全措施,同時未經授權的控制操縱裝置不會損害安全,那么可能就無需設置任何控制室或相關要求。實際上,微堆的儀控裝置可能并不需要安裝在反應堆的限制區域。雖然這些設施將配備入侵檢測設備、警報系統和安全監控攝像頭,但部分設計并未考慮派駐專職安全部門。
Nichol表示,在微堆檢查方式上也存在分歧。NEI認為應該定期實施檢查,而不是派駐檢查員。他指出,《原子能法案》允許但不要求派駐檢查員。然而,NRC工作人員則表示,監管條例要求反應堆運營商為NRC檢查員提供廠內工作空間。
適用于偏遠地區和礦山
Nichol表示,微堆可能適用于偏遠社區、采礦設施、國防設施和其他用途。他還指出,因為微堆事故的風險和后果更接近于研究堆和實驗堆等低功率反應堆,而不是傳統的大功率反應堆,因此對待微堆的方式應更加類似于前者。他指出,與實驗堆相比,實際上微堆更具固有安全性,且對人類活動的依賴程度也更低。
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