核能的溫室氣體排放水平非常低，可以提供大規模、隨需應變的可調度電力，近年來，全球對核能的需求快速增長。與此同時，實現核能可持續發展，需要關注核電站運行、核燃料循環設施的放射性物質釋放以及放射性廢物的處理等問題，重視核能的環境影響。
中國工程院趙憲庚院士、葉奇蓁院士研究團隊在中國工程院院刊《Engineering》2023年第7期發表《中法關于核能與環境的聯合研究》一文。文章聚焦核能的環境影響，闡述了與核能發電相關的四個主要環境問題：① 控制正常運行條件下核設施的放射性釋放，評估其非放射性環境影響(取水與非放射性水的排放等);② 乏燃料與放射性廢物的長期管理，特別是將在地質處置庫處理的乏燃料與放射性廢物;③ 防止和緩解嚴重核事故及其放射性釋放;④ 改善核安全水平，以限制核能的環境影響，提升公眾對核能的接受度。從嚴重核事故中獲得的經驗促成了許多方面的重要的安全改進，其中包括反應堆的設計、運行管理方面的改善，以及事故管理指南的制定等。事實證明，這些是相當有價值的。嚴重事故的環境風險已經被大幅降低，確保即使發生事故，也可以最大程度地減少放射性物質的釋放，并避免大規模的人員疏散。還需要繼續采取措施，改善反應堆的安全性，提升核工業與核監管機構的透明度，以進一步降低核能的環境影響。
一、引言
(一) 能源需求趨勢
全球對一次能源的需求以每年2%~3%的速度增長，在過去40年中翻了一番。2021年，與能源相關的CO2排放量創下366億噸的歷史新高。在世界人口增長以及一些國家經濟發展和生活質量提高的推動下，能源需求的增加是不可避免的。為了限制氣候變化，需要大幅減少能源領域的溫室氣體排放。這將要求能源領域進行重大轉型，從化石能源利用轉向無碳能源利用。電氣化將是清潔能源轉型的關鍵推動者之一。如今，世界正處于第一次真正的全球能源危機之中。加快清潔能源轉型將有助于緩減這場危機的影響。使用核能發電是輸送大量電力的一種方法，同時能夠避免化石燃料燃燒。電氣化將是清潔能源轉型的關鍵推動者之一。
2021年，全世界436座核反應堆總發電量為2653 TWh。這些核反應堆分別為圖1中的各國提供了國內14%以上的電力供給。2021年，歐盟約25%的電力來自核能發電。2020年，核電站(NPP)為歐盟貢獻了約44%的低碳電力。因此，在歐洲，核能每年可減少5億噸CO2排放量(是使用化石燃料生產相應數量的電力所排放的CO2的量)。法國的核電裝機容量為61 GW，核能發電占該國總發電量的69%。在當前的歐洲能源危機下，核能再次引起人們的關注。2022年2月，法國總統埃馬紐埃爾·馬克龍宣布計劃建造6座新反應堆，并考慮再建造8臺機組。截至2022年12月底，中國大陸共運行核電機組55臺，總裝機容量為56.99 GW(不含臺灣地區)。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出，到2025年，中國在役核電裝機容量將達到70 GW 。從中長期發展趨勢來看，中國的電力需求總量持續增長，低碳電力比重不斷提高，化石能源使用減少，電源結構的低碳化轉型和清潔能源發展日益加快。積極發展核電是中國長期重大戰略選擇，在保證安全的前提下，核電可以成為中國綠色能源的支柱。法國的情況已經符合這一目標，其電源結構主要由核電和非間歇性可再生水力發電構成，幾乎完全脫碳。
圖1 核電占比超過本國電力供給1/5的國家(2021年12月)。
(二) 脫碳承諾，以及不同發電能源CO2排放情況
1992年，《聯合國氣候變化框架公約》呼吁將溫室氣體濃度保持在穩定水平，防止氣候變化風險。在2016年正式生效的《巴黎氣候變化協定》(Paris Agreement on Climate Change)中，各締約方的承諾目標是，將全球平均氣溫較工業化前水平升高幅度控制在2 ℃以內，并努力將溫度上升幅度控制在1.5 ℃以內。2021年，國際能源署發布的《全球能源行業2050年凈零排放路線圖》指出，即使各國政府的氣候承諾得到充分兌現，但仍無法達到2050年將全球能源相關CO2排放量凈降至零的水平。該報告還指出，凈零承諾必須得到可信的行動支持。
通常認為，電能在能源結構中的比例必須顯著增加。這將需要使用更多的可再生能源(風能和太陽能)，這些能源是間歇性或可變的，并結合核電和水電的低碳可調度能源。在這種情況下，中國正計劃提高核電產量，而法國正在啟動6臺新的EPR-2機組建設，并計劃將其核能在電力結構中的占比保持在50%以上。顯然，核能是達到低溫室氣體排放和實現氣候目標的重要途徑。
當今核能發電主要采用鈾原子裂變技術。1 kg核燃料(鈾-235)裂變釋放的能量相當于2700噸標準煤燃燒釋放的能量。如果對一個常規核電站的燃料量和一個燃煤電廠的燃料量進行比較，將會更直觀。假定兩個電廠的裝機容量均為1 GW，并運行一年，核電站將使用30噸核燃料(即210噸天然鈾)，而燃煤電廠則需要400萬噸煤。在全生命周期中，包括采礦濃縮、燃料制造和后處理設施在內，核能發電每年排放的CO2僅不到燃煤發電的1%，這與太陽能和風能供應鏈相似或比它們更低。核能發電不會排放顆粒物且大氣污染物也非常少。
(三) 環境保護要求核能可持續發展
除了低碳和占地少等優點外，核能還必須具有安全性和經濟競爭力。評估環境影響也很重要，要考慮核電站運行和核燃料循環設施的放射性物質釋放和放射性廢物的產生。此外，還必須對反應堆定期卸出的乏燃料的管理措施、儲存、后處理和放射性廢物最終處置的方式等進行詳細審查。
根據安全分析和環境影響評價，核設施允許排放量所致人的放射性和化學毒性劑量水平要低于法規允許的規定值。國家法規至少應達到國際原子能機構(IAEA)的要求，但往往會更嚴格。目標是達到劑量遠低于國際放射防護委員會(ICRP)推薦的每年1 mSv的個人劑量限值。流出物排放限值和實際目標越來越低，也越來越嚴格，這也緣于核設施運行及其放射性物質處理技術的不斷改進。排放減少主要是由于在沒有燃料泄漏的正常運行情況下，一回路是清潔的。對于液體，該過程濃縮了放射性物質，這些放射性物質可以以固體包裝的形式儲存，因此釋放到環境的放射性物質較少。以下各節將進一步詳細考慮這些方面。
第二節討論了核電站及核燃料循環設施正常運行期間的環境影響。包括對各類電力生產系統的溫室氣體和大氣污染物排放進行比較，并討論了正常運行期間的放射性、用水、土地利用和材料消耗等問題。第三節討論了乏燃料和放射性廢物管理，并介紹了預防環境影響的原則、策略和框架。乏燃料和放射性廢物管理一般包括放射性廢物分類，放射性廢物的處理、排放和處置，以及開式和閉式核燃料循環帶來的不同影響。此外，還討論了各個放射性廢物管理環節的環境保護措施。第四節回顧了幾次嚴重的核事故(三哩島、切爾諾貝利和福島)，并強調了從這些事故中吸取的教訓。此外，還介紹了現有核電站的升級改造和新的三代核電站的設計改進，以便限制核場址的邊界和減少事故造成的環境影響。第五節考慮了與環境有關的核安全問題，討論了核安全的目標(限制核事故發生的可能性、預防措施以及減輕核事故后果)。
二、核電站和核燃料循環設施正常運行期間的環境影響
本節討論了核能的環境足跡，比較了核能發電系統與其他發電系統的環境影響，并探討了引入減小環境影響的新技術趨勢。首先是關于當人們希望根據全球環境影響，特別是溫室氣體排放量，對不同能源系統進行評估時，采用全生命周期分析(LCA)的必要性。
(一) 如何衡量核能的環境影響
根據所考慮的時間和尺度的差異，可通過兩種方法評價大型能源生產系統的環境影響。當評價大規模的潛在影響時(比如涉及氣候變化和長期持續的影響)，建議采用“全生命周期分析”(LCA)方法來評估核設施從開始建造到最終拆除(大約一個世紀)對全球造成的影響。LCA可以充分說明已經記錄和預期的影響。當影響僅限于設施廠址及其周圍區域，且影響時間僅涉及“日常生活”(即局部影響)時，即時影響和長遠延遲影響均非常重要;但只有前者是可以測量的，后者則需結合實驗數據通過建模模擬來獲得。
核能排放到環境中的物質是化學物質或放射性物質，抑或被懷疑是放射性物質。化學物質排放必須小心處理，但以下將主要關注核工業特有的放射性排放物。這些放射性物質通常會導致人類和其他生物受到輻射照射。為了進行此類評價，必須始終將核能的輻射照射與天然輻射源的輻射照射(各國居民受到的天然本底輻射年均有效劑量為：法國居民2.9 mSv ，美國居民3.1 mSv，中國居民3.1 mSv )，或醫療診斷的輻射照射進行比較。值得一提的是，醫學成像診斷的輻射照射平均每年為0.62 mSv，長時間飛行的輻射照射約為0.05 mSv，采礦活動和燃煤電廠周圍，由于煤的大量利用導致氡照射增強。
在評價過程中，考慮了釋放物中存在的全部天然和人工放射性核素與其他元素。可通過模擬方法估算人類或生物群落受到的輻射影響和化學影響。核儀器可以檢測和表征非常低水平的放射性，其靈敏度優于用于檢測化學毒性的儀器。用于測量環境中痕量化學毒性物質的工具比用于測量放射性的工具更復雜，這使得化學毒性數據的原位獲取變得困難。
法國和其他擁有核設施的國家定期對國內核能、工業或醫療設施中現有的材料、放射源和廢物進行詳細分析，并制定了短期和長期管理規劃。據此，可對實際或潛在的放射性釋放做出評價。
(二) 核能的流出物、輻射影響及解決方案
一般來說，根據法國核電站在正常運行期間的實際放射性排放量估計的劑量比前面提到的天然放射性劑量水平低三個數量級以上。通過監測中國6座壓水堆核電站(PWR)和一座重水堆核電站(HWR)運行期間的氣體和液體流出物，發現其排放量遠低于監管限值和天然輻射照射水平。多年來，中國和法國的液體和氣體放射性排放量都大幅減少。
表1顯示了正常運行期間法國核燃料循環設施的輻射影響。據估算，輻射劑量仍然很低，比天然輻射照射的年劑量低2~4個數量級。
表1 基于實際排放量計算的2011年以來法國核燃料循環設施所致關鍵居民組輻射影響
圖2顯示了在中國6座壓水堆核電站和一座重水堆核電站運行期間監測到的氣體和液體流出物水平。其中顯示，2011—2013年這7座核電站各類放射性流出物的平均排放量。最大排放量得到了有效的管控，并且在任何情況下，均遠低于監管限值和天然輻射照射水平。估算2011—2013年中國核電站流出物排放所致公眾的歸一化集體劑量，約為6.4?×?10-2人·Sv·(GW·a)-1。
圖2 中國核電站平均放射性流出物排放量(2011—2013年)。經許可轉載自參考文獻。
中國核燃料循環的流出物排放得到了良好的控制且對其進行詳實記錄。2011—2013年，中國核燃料循環的流出物排放量及所致公眾輻射劑量見圖3。
圖3 中國核燃料循環放射性流出物的平均排放量(2011—2013)。經許可轉載自參考文獻。U：鈾。
在所有的核能國家，環境的放射性監測是所有營運單位、安全和環境當局主要關切的問題。法國通過三個遠程監控網絡實施放射性監測，中國的監測系統由多層次的環境輻射監測網絡構成，用以監測核設施運行期間的環境輻射水平。
自20世紀50年代以來，歐美國家一直在核設施廠址周圍進行流行病學調查。然而結果表明，與遙遠的對照區相比，核設施附近居民的癌癥死亡率和兒童白血病發病率未發現顯著差異。
在法國，每年運輸的放射性包裹約有77萬批次，其中約有98萬個放射性物質包裹，或僅占法國每年運輸的危險貨物包裹總數的一小部分，大部分來自非核工業和醫療部門。運輸的大部分貨物為極低水平的放射源和廢物。僅12%與核工業的核燃料、乏燃料，以及低、中或高水平短壽命放射性廢物有關。在不同的運輸方式(鐵路、海運、公路或空運)中，根據放射性物質的特性和運輸要求進行選擇。
法國為被歸類為環境保護重點的最危險的設施(ICPE)設立了地方信息委員會(CLI)。法國共設立了53個CLI，其中38個位于核設施廠址附近。中國建立了“中央督導、政府主導、企業作為、社會參與”的公眾溝通工作機制，以促進“科普宣傳、公眾參與、信息公開、輿情響應、融合發展”工作。
(三) 核能發電與其他能源發電的環境影響比較
電力生產的環境影響取決于發電技術種類。在氣候變化的背景下，重要的是要考慮不同發電技術相關的溫室氣體排放。圖4表明，化石燃料發電站生產每兆瓦時電能的CO2排放量，要比核能、風能、太陽能和水力發電的排放量高1~2個數量級。
圖4 不同發電技術全生命周期CO2當量排放量。按中值遞增排列[gCO2eq?kWh-1，即每千瓦時的CO2當量排放量克數]。經許可轉載自參考文獻。CCS：碳捕獲和封存;CSP：聚光太陽能發電。
核能對溫室氣體排放的貢獻[約20 kg?(MW·h)-1]分別比燃煤發電和光伏發電低40倍和4倍。圖4所示的數值表明，核能產生的CO2當量排放量非常低，因此它是一種低碳能源。此外，與化石燃料發電站相比，核能產生的SOx和NOx水平也非常低。
接下來，研究了不同技術的土地利用情況。表2統計了各種能源系統每兆瓦裝機容量的土地占用面積，從表2可以看出核電站的土地占用相對較低。全生命周期情況下，核能所需土地較少。如果以m2?(MW·h)-1進行比較，則對核能更加有利，因為不同能源的負荷因子不同。法國陸上風能的典型負荷因子約為23%，光伏發電(PV)的負荷因子不會超過13%。比較時還應考慮對風能和太陽能固有的可變性進行補償的必要性，這就需要有額外的生產或儲存能力，進而導致額外的土地占用。
表2 不同能源系統單位裝機容量的土地利用強度[?]
表中水力發電的數字似乎很高，但是發電只是大壩的多種用途之一(水也用于灌溉、家庭和工業用途、航運和防洪)。土地利用取決于需要建造水庫的地方的大小。關于能源供應，建水庫的目的不僅是輸送電力，還在于靈活儲存電力，這是一項重要資產以增加電網容量來滿足需求。
核電的直接土地利用率相當低。因此，在土地占用方面，核能是一個有利的選擇，從而保護因土地占用和人工化而受到破壞的生物多樣性。
本文比較了不同發電技術的材料用量。可以比較單位裝機容量所需的材料質量(kg?MW-1)(圖5 )，或者在全生命周期生產單位電量所需的材料量[t?(TW·h)-1](圖6)。各種能源對材料的利用情況如圖7所示。
圖5 不同發電技術所需的材料量(不包括燃料)，以單位裝機容量(MW)所需的材料質量表示。經許可轉載自參考文獻。
圖6 不同發電技術所需的材料量(不包括燃料)，以t?(TW·h)-1的形式表示。NGCC：天然氣聯合循環;DOE：美國能源部。經許可轉載自參考文獻。
圖7 從全生命周期分析中推斷的各種發電形式所需混凝土量[t?(TW·h)-1]。經許可轉載自參考文獻。
圖5表明，核電站每兆瓦裝機容量需要的材料比天然氣和燃煤發電站更多，尤其是土建工程。然而，核電站使用的材料比太陽能光伏發電以及陸上和海上風力渦輪機發電少。該圖中引用的值需要由圖6中所示的值來補充，是指在特定電廠的壽期內每生產單位能量需要的材料量。圖6考慮了太陽能光伏相對較低、風力渦輪機相對較高的負荷因子(在法國，太陽能光伏的負荷因子約為0.13，陸上風電為0.23，海上風電為0.35~0.40)。圖6中出現的數據需要更新，但該圖中給出的估計值不會有太大變化。之所以將該數據用于本文，是因為這些數據更好地表明了各種技術在生產能源方面各自的優點。
根據圖6，陸上風力發電站生產每太瓦時的電力需要的混凝土比核電站更多，因為它們的負荷因子相對較低。如果選擇重力式地基，鋪設在海底地面上的海上風電站就需要更多的水泥、骨料和堆石料用于海底地基的建造。目前，關于漂浮式海上風力發電站的研究太少，無法提供合理的基礎需求量數據，但其骨料和堆石料的需求量將遠低于在海底地面上鋪設的風桅桿的數量。
太陽能光伏發電站以及集中式太陽能發電站也需要鋼筋和混凝土。這兩種發電站都需要鋼筋混凝土板和鋼支架。由于負荷因子較低，電力集中度不高，導致輸送每太瓦時電能的材料需求量相對較高。需要指出的是，這里沒有考慮光伏電站和風力發電站的維護。
水力發電站和其他能源發電站對混凝土的利用如圖7所示。水力發電的材料需求約為15?300 t?(TW·h)-1 。事實上，對于水電站的估算結果并不十分有價值，因為骨料和水泥用量需求的多寡，取決于壩址附近是否有足夠多的巖石和骨料。許多大型水壩都采用土石壩設計，因為這是最具性價比的解決方案。然而，土石壩使用的混凝土體積在很大程度上取決于最大洪水的規模和裝機功率。
太陽能和風能技術相對較短的使用壽命也反映在圖7中，其中混凝土量是根據電廠整個壽命期產生的總能量來測算的。現在或將來的拆除和重建相對頻繁，部分材料的回收是一個懸而未決的問題。
(四) 新技術展望
發電和供熱占全球燃料燃燒產生的CO2排放量的40%以上，燃煤發電廠排放的CO2占相關排放量的70%以上(1971—2020年，超過203個國家和42個地區)。因此，必須大幅限制這些行業，甚至停止其使用化石能源。
減少燃料燃燒的碳排放的兩個主要途徑包括：碳捕獲和封存(CCS)，或直接生產無碳電力。CCS技術面臨著三個挑戰：降低成本、提高公眾的接受度以及發展封存能力。目前全球只有42.5 Mt?a-1的CO2封存能力(即僅超過2050年所需的百分之一)。尚未證明以所需規模儲存CO2的可能性。碳儲存只能減少CO2排放，但不足以實現碳中和。另外，風能和太陽能正在成為生產無碳電力的領先技術，但它們具有相同的間歇性限制。因此，本研究認為只有水力發電和核能發電才有潛力產生可調度的無碳電力，然而水力發電的可用場地又很少。
三、乏燃料和放射性廢物管理
核工業的特殊性在于其使用的燃料在“燃燒”后不會消失。核工業不能采用化石燃料行業的方式管理廢物，即一方面按照標準的廢物處置途徑以溫室氣體的形式排放到大氣中，另一方面將固體殘渣堆積放置。核燃料發生的裂變和其他核反應能夠產生短壽命和長壽命放射性核素(即放射性同位素)。這些放射性核素的化學性質截然不同。當從核反應堆中卸下時，核燃料的放射性活度從幾kBq·cm-3(新燃料)上升到1010 kBq·cm-3和1011 Bq·cm-3(乏燃料)。因此，放射性廢物管理是核燃料循環的一部分。目前，所有利用核能的國家都需要執行放射性廢物管理。絕大多數放射性廢物(放射性水平較低、數量較大)最終都在地表/地表下處置庫中得到處置，剩余的放射性廢物(放射性水平較高、數量較少)則被貯存在貯存庫中，以待深地質處置庫建成后進行進一步處理。盡管從事此類操作的人員已高度小心，但放射性物質仍然存在于乏燃料和核廢料中，造成少數放射性核素釋放到環境中。在遙遠的未來(幾百年到幾十萬年)，預計一些放射性核素將會從被處置于巖石圈的放射性廢物中返回到生物圈。然而，無論何種情形，當前均已采取了應對措施，確保不管地域和時間尺度如何，輻射影響均維持在天然放射性水平的波動范圍之內。
本節將重點探討放射性廢物管理的環境影響。
(一) 放射性廢物管理的原則、策略和框架
第一個基本原則是代際公平，即當代人不能將其技術決策帶來的負擔留給后代。環境是世世代代共有的財產。給子孫后代留下一個清潔的環境是當代人的重要責任，尤其應抑制在天然放射性物質基礎上增加人工放射性物質。第二個基本原則是確保每代人都了解國家和國際層面上放射性廢物管理實踐。為阻止放射性核素向環境釋放，所有核設施的營運單位必須在核設施放射性廢物管理中采用最佳可行技術(BAT)，以減少放射性廢物的產生。
世界上放射性廢物管理的策略包括：①在反應堆內最大程度地燃燒放射性物質;②濃集和包容放射性核素和有毒物質;③最后在處置庫中處置最終的放射性廢物。這些專門設計的基礎設施旨在盡可能延長放射性核素返回生物圈的時間(數百年或數十萬年)，從而將放射性廢物與生物圈隔離。
國際放射性廢物管理框架主要有《乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯合公約》(IAEA，INFCIRC/546，1997年12月24日)和所有國家均需考慮的適用于電離、輻射、防護和輻射源安全的基本安全標準(IAEA，安全標準系列，No. GSR Part 3, 2014)。
(二) 放射性廢物的特性和分類
有核國家會根據本國工業狀況調整放射性廢物的分類，因而各國對放射性廢物類別的管理可能有所不同，但也有許多共同之處。使用的傳統放射性廢物類別如下：極低放廢物(VLLW)、長壽命低放廢物(LLW-LL)、短壽命低中放廢物(LILW-SL)、長壽命中放廢物(ILW-LL)和高放廢物(HLW)。放射性水平最高的放射性廢物(ILW-LL和HLW)的類型取決于有核國家就乏燃料所做出的決策。
與化石能源相比，核能每兆瓦時產生的廢物要少得多。這是因為核能的能量密度非常高，約為化石燃料的數千倍，具體取決于核燃料的燃耗和反應堆類型。放射性廢物管理的主要環境影響包括，使公眾暴露于電離輻射環境下，以及改變水生和陸地生態系統(可能導致生物多樣性喪失)。可按照試驗方法對含有放射性或有毒物質的氣體或液體排放產生的劑量(外部和內部)進行評估，其結果將被提交給國際機構審查(全球循環比對試驗)。由于仍然缺乏非人類生物圈的數據，因此很難量化放射性和毒性對其他生態系統的影響。與其他物種相比，人類通常對輻射危害更敏感。當人類獲得充分的輻射防護時，非人類物種也將得到適當的保護。
就環境影響而言，區分短壽命和長壽命放射性廢物具有重要意義。事實上，短壽命放射性廢物通常在地表/近地表設施中處置，因此在邏輯上，這顯然會對當代環境造成直接影響。長壽命放射性廢物通常在數百米以下的深地質處置庫中處置，因此環境影響很可能在遙遠的未來才會發生。盡管如此，對這兩種策略都需仔細研究。此外，還應區別放射性廢物中的放射性核素來源——是天然(鈾、釷及其子體)還是人造(錒系元素、裂變產物、氚)的。僅含有鈾的放射性廢物來源于核燃料循環前端。與核燃料循環后端有關的放射性廢物還含有許多其他放射性核素。
(三) 放射性廢物處理和流出物排放
當待處理的原生放射性廢物量最低時，放射性廢物管理導致環境影響的風險最小。要使放射性廢物的量最小化，首先要對所有設施產生的放射性物質進行分類，如此可以排除處于放射性檢測極限或低于清潔解控水平的廢物(如果存在)。下一步是對放射性廢物進行包裝，以減少放射性核素在運輸和貯存過程中的擴散。目前存在許多包裝技術，因此可在包裝和貯存造成的直接環境影響和地質處置造成的間接環境影響之間找到最經濟的方案。但在任何情況下，通常都需要采用最佳可行技術。
幾乎所有國家都設定了放射性廢物的清潔解控水平或檢測限值，這使得非放射性材料中潛在放射性廢物的分類被取消。這種可用于公共用途的材料的解控使得最豐富的VLLW的數量大大減少。這涉及放射性物質的豁免概念和清潔解控概念。第一個概念用于對有限數量(如1 t)物質的放射性濃度(Bq·g-1或Bq·cm-2或總活度)進行判定，低于該限值，則無需進行任何控制來確保輻射防護，或當使用回收材料時，環境影響可忽略不計。第二個概念需要考慮去污材料再利用時的放射性濃度(Bq·g-1或Bq·cm-2或總活度小于/等于豁免值)。通用清潔解控水平應確保在任何不利情景下，輻射影響每年低于0.01 mSv(IAEA安全準則RS-G-1.7和歐洲原子能共同體指令96/29的建議劑量)。如此低的劑量不會對環境產生影響。
另一種減少放射性廢物總量的方法是回收類似低放廢物的金屬材料。可以使用去污方式對它們進行熔煉。熔煉是唯一一個可使回收材料的放射性實現均勻化的過程，也便于放射性監測。似乎不大可能通過再循環來減少核燃料循環過程中產生的其他放射性廢物的量。
如前所述，向環境中釋放的氣態或液態流出物是環境所受直接影響的主要來源。對于放射性廢物管理而言，流出物與初始放射性廢物包裝同樣重要。必要時，可對氣態流出物進行過濾或利用適宜的溶液沖洗，以便去污。這將產生二次固體廢物和凈化后的氣體。這些氣體將根據監管要求排放到大氣中。在對核設施工藝中產生的液態流出物進行局部處理后，會產生凈化的液體溶液，并按照授權規定排放到環境中;處理后，還會產生固體放射性廢物和放射性濃縮液體。
(四) 放射性廢物處置
對于低活度或極低活度(小于102 Bq·g-1)的放射性廢物，甚至是含有微量長壽命放射性核素(如鈾)的放射性廢物，世界上的大多數有核國家基本上都采用填埋場處置(地表或近地表)。一般來說，這種放射性廢物數量很大。IAEA建議通過挖溝進行地表/近地表管理。法國將必須處置超過2.0 × 109m3的VLLW，大約是目前處置庫容量的4~5倍。VLLW主要產生于反應堆和核設施的拆除過程。中國擁有4座在運的VLLW填埋場，至今共處置了10 000 m3的VLLW 。
短壽命放射性廢物(102~106 Bq·g-1)主要產生于核電站的運行。一些短壽命放射性廢物中含有極少量的長壽命放射性核素。對于短壽命放射性廢物包裝，通常在專門設計的地表/近地表設施中進行處置，深度可達數十米。包裝物可以是密封或不密封的鋼桶、混凝土桶或大容器。安全與環保當局負責根據處置場址的特征、廢物包裝結構和工程屏障，確定處置庫關閉時可接受的放射性容量，以及各放射性核素或有毒材料的容量。確定地表處置設施容量限值要考慮的因素是，當數百年后短壽命放射性核素消失(但長壽命放射性核素不會消失)時，放射性廢物處置場能夠恢復到綠地狀態。法國將必須處置現有核領域產生的1.5 × 109 m3~2 × 109 m3的LILW-SL。這類廢物相當于中國的低放廢物，可在近地表設施中進行處置。
LLW-LL (10~105 Bq·g-1)含有一些放射性核素如36Cl或14C，難以通過工程屏障或天然屏障封隔，且數量大到無法在深層地質處置庫中處置，因而不可在LILW-SL或LLW處置庫中處置該類放射性廢物。如果考慮近地表處置，則必須在選擇處置場址時考慮這類放射性核素的長時間封隔要求。因此，處置庫必須足夠深，以保證天然屏障的足夠厚度并發揮良好功能。預計法國現有核領域的LLW-LL總量為190 000 m3。法國核廢物管理機構Andra將繼續確定潛在的黏土場址。在中國，對于主要含長壽命放射性核素的放射性廢物(10~105 Bq?g-1)，核素活度濃度低于LLW活度濃度上限的屬于LLW，核素活度濃度高于LLW活度濃度上限值的屬于中放廢物(intermediate level waste)。
核與地質學專家表示，在采用多重屏障設計的情況下，可在深地質結構中進行ILW-LL(106~109 Bq?g-1)和HLW(109 Bq?g-1及以上)的環境隔離和放射性核素封隔。選擇對這些廢物進行地質處置的根本原因是出于社會學中的社會穩定性考慮，而這種社會穩定性是幾個世紀以來都無法保證的。可根據深地質處置庫場址的地質巖層(如黏土或花崗巖)確定采用不同的深地質處置庫概念。到目前為止，僅芬蘭在花崗巖中成功開挖豎井，其目的是建造一個深達450 m的地下乏核燃料處置庫[名為“安克羅”(Onkalo)]。在法國，裝有玻璃固化體的外包裝將被放置在水平隧道中，ILW-LL的外包裝將被放置在130 m厚的水平延伸黏土層(Callovo-Oxfordian黏土)中心豎向開挖的大洞室中。在過去數十年間，有10個國家在積極準備，希望在未來數十年內啟用處置庫。由于流程較多(如場址表征、分析和最終選擇)，涉及大量科研工作，以及政客和公眾亦參與了決策過程，地質處置庫的實施工作歷時彌久。國際組織[歐盟、經合組織核能機構(OECD-NEA)和IAEA]也為此設立了國際聯合研究項目，旨在了解控制放射性核素遷移的基本現象并測試工程屏障。
根據目前的核燃料循環策略，預計需要在法國深地質處置庫中處置約72 000 m3的ILW-LL和12 000 m3的HLW。這些廢物正在貯存中，以待Cigeo處置場試運行成功。在中國現行的放射性廢物分類體系中，中放廢物是指將在中等深度設施中處置的廢物。中國計劃分別在2020年和2050年左右建設一個地下實驗室(URL)和一個地質處置庫。
鈾礦開采產生的大量鈾放射性廢物由尾礦、礦石加工(為獲取黃餅)廢物殘渣以及其他技術廢料組成。該放射性廢物包含鈾、鈾的所有不揮發子體以及其他化學物質(226Ra是唯一一種含量較大的化學物質)。法國已有50年的鈾礦開采歷史，目前已停止鈾礦開采作業，已從250個場地開采了5200萬噸礦石，并提取了80 000噸鈾。中國目前有80個鈾礦，其中30多個已退役。采礦放射性廢物包括3400萬噸挖掘巖石和尾礦以及1100萬噸采礦廢渣。
(五) 開式/閉式核燃料循環產生的廢物
放射性廢物管理的環境影響程度，與反應堆和設施運行(包括采礦)所釋放的放射性核素和產生的放射性廢物量有關。可根據這些指標對兩種核燃料循環進行比較。法國原子能和替代能源委員會(CEA)對法國實際運行的開式核燃料循環(OFC)和單次回收钚的閉式核燃料循環(CFC)的估算如下：CFC中的后處理會向大氣釋放大量的惰性放射性氣體和氚[5.50 × 1011 Bq?(TW?h)-1]，同時向海洋中排放一些低放射性液體[2.24 × 1010 Bq?(TW?h)-1]，但無明顯放射性影響。對于這兩種核燃料循環，LLW和LILW-SL的產量沒有顯著差異，但是CFC產生的ILW-LL是OFC的4倍[分別為1.18 m3?(TW?h-1)和0.32 m3?(TW?h-1)]，CFC產生的HLW則是OFC的四分之一[分別為0.36 m3?(TW?h-1)和1.17 m3?(TW?h-1) ]。
(六) 新技術
如果采用四代快中子反應堆發電，如鈉冷快堆(SFR)，由于取消了所有的前端循環操作，廢物釋放量和生成量將大幅減少。達到平衡狀態的SFR可以使用自身產生的乏燃料和額外的貧鈾運行，并有可能燃燒次錒系元素。理論上講，钚和鈾的多次回收以及次錒系元素嬗變需要附加的乏燃料后處理步驟，可將HLW危害的持續時間從幾十萬年縮短至幾百年。在法國，已經通過千克單位的小規模試點證明了提取次錒系元素的可行性。但只有當四代快中子反應堆趨于成熟后，才可能被擴大到工業規模。研究表明，只有當所有SFR都能嬗變錒系元素時，才有可能發生次錒系元素的嬗變。快中子反應堆基本上可燃燒貧化鈾，從而繞過燃料循環的前端(特別是鈾礦開采)，進一步減少核能系統的環境足跡。根據法國核設施基地的全生命周期分析，表3進行了不同方案的比較。
表3 三種燃料循環方案比較
實施再循環可大幅度減少高放廢物量，從而決定了其高余熱能所要求的地質處置庫的大小：經再循環后，處置庫的體積和面積可縮小到原來的一半以下。
就環境而言，進行化學處理的放射性物質越多，放射性核素釋放的風險越大。
使用加速器驅動次臨界潔凈核能系統(ADS)進行次錒系元素嬗變的其他方法正在被研究，該方法將反應堆和加速器耦合。在ADS中，臨界狀態是通過添加外部中子源來實現，該中子源是由外部加速質子束的散裂產生的，高通量的中子使長壽命次錒系元素嬗變成短壽命裂變產物。然而，這在物理和化學領域都面臨重大的技術挑戰。最先進的ADS項目是比利時的Myrrha。法國在過去的10年里已制定了一項雄心勃勃的研究計劃，準備在2040年左右啟動第一臺四代商用SFR，但如今正在重新考慮這一目標。中國的目標是，在2035年左右推出第一臺商用SFR，2050年左右開始大規模建設。中國也已啟動了一個ADS項目。
應由輻射防護和健康防護機構負責對人員所受的放射性和化學影響進行評估。這類評估應根據可靠的科學數據和經過驗證的受照模型進行。但是，需要持續進行研發，以降低數據的不確定性并改進模型。在對電離輻射產生的生態系統影響進行評估時，未能獲得足夠的支持，需要加大這方面的研發力度。在社會意義方面，必須以透明的方式讓公眾注意到放射性廢物管理對環境造成的現有或潛在影響。
四、嚴重核事故
自20世紀50年代和平利用核能以來，核能經過大規模發展已經成為主要的電力來源之一。商用核反應堆50年來的正常運行證明，其輻射影響極低，且遠低于天然輻射水平。然而在核電發展的歷史上發生的三次嚴重核事故對核能發展以及全球對核能的認知造成了巨大影響。因此，有必要回顧這三次核事故，深刻總結事故經驗教訓，梳理事故后核能行業在降低嚴重事故發生概率及其后果方面所采取的設計改進和措施。
(一) 三次核電站嚴重事故回顧
三次核電站嚴重事故對全球核工業產生了顯著影響，分別為1979年發生在美國的三哩島核電站事故;1986年發生在前蘇聯的切爾諾貝利核電站事故;2011年發生在日本的福島第一核電站事故。重要的是在現階段審視這些核事故，并總結核工業從中吸取的教訓和改進措施。
三哩島核電站采用美國早期的壓水堆機型，事故起因包括設備故障、操作人員對系統狀態了解不充分以及隨后的決策不當，導致堆芯熔化，大量裂變產物進入安全殼。幸運的是，安全殼保持完好，有效包容了事故產生的放射性物質。對周圍公眾的最大劑量低于年度天然本底劑量，僅為后者的十分之一。沒有造成人員傷亡，也沒有對環境造成中長期的影響。
切爾諾貝利核電站事故發生的主要原因是俄羅斯石墨慢化水冷堆(RBMK)堆芯在某些條件下不穩定，核電站運行管理存在缺陷和安全文化缺失。瞬發超臨界導致反應堆功率急劇上升，引發爆炸，造成大量放射性物質泄漏到大氣中。歐洲的大部分地區均在一定程度上受到了切爾諾貝利核泄漏的影響。大部分釋放物是短半衰期的放射性核素，長半衰期的核素釋放量較小。134名應急工作人員罹患急性放射病，其中28人死于輻射。在受到中等劑量照射的工作人員中，發現了白血病和白內障危險增加的證據。在受到照射的兒童和青年期人群中，甲狀腺癌的發生顯著增加，其歸因于在事故早期飲用了放射性碘污染的牛奶。
福島第一核電站采用美國最早的商用核電站技術——沸水堆。福島第一核電站事故的觸發是由于超強地震引發超強海嘯遠超設計標準。9級地震及海嘯對周邊地區交通、電力等基礎設施造成的嚴重破壞導致場外電源直到地震后9天才恢復，時間之長遠超設計考慮范圍。柴油發電機房的氣密性不足，進氣口被水淹沒，最終導致所有交流電喪失，三臺運行機組和乏燃料池的余熱未能排出，導致堆芯熔化、氫氣產生和積聚，最終引發爆炸，將放射性物質釋放到環境中。在核電站設計中，如果在發生嚴重事故時缺乏預防和緩解措施可能會產生嚴重后果。
(二) 為降低事故環境影響采取的改進措施
鑒于上述事故的教訓，業界對在運和在建的二代壓水堆核電站實施了許多重要技術改進。按照“提高核電站安全性、可用性、可靠性和經濟性”的全面要求，核工業界提出了三代壓水堆核電站的概念，從而實際消除嚴重事故后大量放射性釋放。
完善的嚴重事故預防與緩解措施，使得三代反應堆安全等級更高。三代壓水堆均設置了先進的大型安全殼，能夠承受地震、龍卷風等外部自然災害和火災、爆炸等人為事故的破壞與襲擊，以及大型商用飛機惡意撞擊;耐受嚴重事故情況下所產生的內部高溫高壓、高輻射等環境條件，并保持其完整性，避免放射性物質向環境釋放。法國和中國的核工業界均已研發了各自的三代壓水堆技術，分別為EPR和“華龍一號”(HPR1000)，首堆工程已并網發電。另外，中國核工業界對公眾特別關注的“內陸核電”(inland nuclear power plants)安全性問題做了針對性的技術改進。
為進一步提高核電站的安全性能，特別是壓水堆核電站安全性能，核工業界積極開發新型技術，如開發新一代事故耐受燃料(ATF)或嚴重事故后堆內熔融物的滯留技術。
福島第一核電站事故發生后，中國和西方國家的所有核電站運營商都積極進行自檢。根據監管機構的要求，已經實施了幾項技術改進，包括提高對外部洪水的抵抗力，改進應急堆芯冷卻系統和相關設備，以及采取以下措施：①應急控制中心;②可運輸備用電源;③乏燃料池監測;④氫氣監測與控制;⑤輻射環境監測與應急響應;⑥應對外部自然災害的手段。
近年來，小型模塊化反應堆(SMR)的發展取得了巨大進展。目前的項目覆蓋一系列功率范圍，并處于不同的設計和實施階段，包括CAREM25(阿根廷)、KLT-40S(俄羅斯)、Nuscale(美國)、ACP100(中國)和Nuward(法國)。SMR傾向于通過固有和非能動系統增強安全性，并提供更好的經濟性。一些SMR設計具有較低的功率密度和輸送熱量的能力，大多數擬議的SMR概念都有建在地下乃至水下空間的潛力，以加強抵抗自然災害和惡意攻擊的能力[39]。
(三) 對于未來可能發生的嚴重事故的見解
在已經發生的三次嚴重核事故中，真正造成嚴重后果的是切爾諾貝利核電站事故和福島第一核電站事故。
如前所述，切爾諾貝利核電站事故的原因是，反應堆設計缺陷和操作人員多次違反安全操作規程，致使反應堆失去控制和保護，引入超瞬發臨界反應性，使得功率劇增引起反應堆爆炸。事故后，業內幾乎徹底摒棄了帶有正反饋效應的堆芯核設計方案，反應堆的固有安全屬性得到了增強。
由大地震引發海嘯而導致的福島第一核電站事故，是歷史上第一次由外部災害引發的核電站事故，也是人類史上繼切爾諾貝利核電站事故后的第二個被評為國際核與輻射事件分級(INES)7級的核事故。福島第一核電站事故后，中國進行了沿海核電站地震海嘯安全性分析。無論從地震的震源條件還是海域的水深條件，中國沿海都與日本完全不同。法國也是如此，千百年來，這種極端的自然災害從未被觀測到。導致福島第一核電站事故如此嚴重的幾個原因也已被消除。
當前，全球在建核電機組均進行了明顯的設計改進，屬于三代核電技術;并且隨著運行經驗的不斷積累，核電機組的運行管理能力均得到有效提升;即使最壞的情況下，放射性物質向環境釋放的風險也降低到了非常低的水平。與此同時，安全監管機構也發布了事故應急和補救指南，相關法規還強制要求營運單位承擔實施這些指南的義務。
除了大型商用反應堆外，還對其他新型反應堆進行了大量研究，其中一些已進入建設階段。2021年10月，國務院發布了碳達峰相關行動方案的通知，提出積極推動高溫氣冷堆、快堆、SMR、海上浮動堆等先進堆型示范工程，開展核能綜合利用示范。在新型反應堆的研發和設計過程中，將更加關注非能動和固有安全系統的實施。此外，在核工程項目選址過程中，還將根據IAEA和中國核安全法規進行篩選和分析，包括地震評估、水資源、氣象條件等因素，以確保場地條件符合安全要求。
綜上，無論從反應堆設計、自然災害發生條件還是安全保障方面來看，類似切爾諾貝利和福島第一核電站這類造成大量放射性物質釋放的事故都不可能在中國、法國發生。
五、核安全與環境
五、核安全與環境
核安全的基本目標是保護人類和環境免受電離輻射的有害影響。這一目標主要是通過在核電站和燃料循環設施的正常運行期間，控制人員的輻射照射和放射性物質向環境的釋放來實現。放射性物質的釋放量越小，核設施對環境的影響就越小。第二節中提到，核設施的放射性釋放處于持續監測和控制下，對環境輻射水平的影響遠遠低于天然輻射。此外，核設施的放射性釋放保持在合理可行盡量低的水平，而且記錄顯示，釋放量隨時間在不斷減少，已降至核安全與環境保護機構批準允許值的很小份額。如第三節討論，廢物經地質處置后長期放射性釋放導致的輻射照射水平預計比天然輻射照射水平低得多。本節討論了核安全的另外兩個目標：限制核事故發生的可能性和減輕此類事故發生的后果。
(一) 核電站的安全性及其環境影響
在過去，核電站的安全分析是基于“設計基準事故”(DBA)做出的。1975年和1990年人們通過概率安全評估方法獲知，DBA未能涵蓋需要考慮的所有核安全事故情形。不幸的是，發生的堆芯熔化事故恰恰證實了這一點。
在三哩島核電站事故后，核電站設立了定量安全目標。例如，與因反應堆事故所導致的立即死亡、因核電站運行所導致的癌癥死亡的風險有關的兩個“千分之一”規則。但是切爾諾貝利核電站事故和福島第一核電站事故證明，核安全不僅應考慮核事故的致死后果，還應考慮可能要求人員撤離和重新安置的環境后果。因此，一些國家的法規中增加了涵蓋嚴重事故考量的最新安全目標。福島第一核電站事故發生后，歐盟為歐洲所有核電站進行了“壓力測試”，并向公眾公布測試結果。目前，作為大型改造項目(Grand Carénage)的一部分，法國正在對所有反應堆進行升級改造，盡可能接近三代反應堆的安全要求。中國政府也采取了提高核電站安全性的措施，防止嚴重事故情況下大量釋放放射性物質。
建議“實際消除”(根據WENRA的表述)任何可能導致大量或早期放射性釋放的情景，通過提高安全裕量、采取補充安全措施和加強縱深防御等手段，大幅度降低剩余風險。補充安全措施的設計和設置的主要原則是，核安全可合理達到盡量高的水平以及沒有負面效應。為此，可以綜合考慮各類因素，包括發生概率和剩余風險的后果，避免對正常運行、預計運行事件(AOO)、DBA和設計擴展工況(DEC)的響應功能造成不利影響。
風險指引的縱深防御體系(RDIDS)如表4所示。該體系采用了專設安全設施、附加安全設施和補充安全措施。
表4 風險指引的縱深防御體系
核電站各個階段都在迅速實現數字化，因此需要特別考慮網絡攻擊和恐怖主義等新的安全威脅。運營單位應該設置首席安全官(CSO)崗位，并在CSO的帶領下組建一個專門的網絡安全部門，負責制定和實施組織內部各層級的網絡安全政策。
雖然恐怖主義也并非是核電站特有的威脅，但不幸的是，其導致的后果將相當嚴重。原則上，在應對這一特定威脅時同樣應采用縱深防御理念。需要指定一個國家機構負責確定需要考慮的安全威脅因素。運營單位應與國家安全部隊(警察、軍隊等)合作，共同制定這些威脅因素的防御應對措施。
(二) 核電站選址
核電站的選址既要考慮電力需求和電源布局要求，更要從安全角度考慮核電站址的適宜性要求。國際業界關于核設施選址的基本要求達成了以下共識：①廠址安全;②環境保護;③應急準備。此外，廠址選擇時還需要考慮大件設備的運輸、經濟性以及公眾接受度等方面的問題，盡管這些問題與安全無關。
內陸廠址和沿海廠址的安全要求是一致的，但考慮的因素(如臺風、海嘯、潰壩)可能有差異。中國開展了大量研究，制訂了事故后安全殼內廢水處理的四項原則，即確保放射性廢水“能存儲”“能封堵”“能處理”“能隔離”。法國也進行了類似的研發工作，提出了適用于各廠址和設施的解決方案，并定期進行審查。法國和中國負責此類事務的機構之間應積極開展交流。
在福島第一核電站事故發生后，中國核電發展受阻，尤其是內陸核電。由于“好的”沿海廠址短缺，一些以往被視為條件“不是很好的”沿海廠址(特別是地震風險比較高的廠址)被再次評估，并被認為適宜建設三代核電站。在地震風險較大的區域建造核電站時，需要各方高度關注，進行包括安全裕量在內的深入研究，保守決策，確保安全。
法國每十年對核電站廠址的適宜性進行一次審查，審查通過后方可批準在未來10年繼續運營。數個廠址(以Cadarache和Fessenheim為例)設施壽命期內的抗震設計標準有所提高;與此同時，還要證明設計足夠的裕量可應對更高的要求，同時不會損害設施安全。
(三) 安全責任及政府職責
安全的首要責任必須由對產生輻射危險的設施和活動負責的個人或組織承擔。從法律角度看，負責人或組織是指核安全許可證持有者(有時稱為“所有者或運營單位”)必須承擔全部安全責任，并應證明有足夠的資源來確保自己能夠履行職責。
IAEA指出，核設施運營單位對核安全負首要責任，并建議：有必要與世界核電運營者協會(WANO)合作，獲取最佳實踐建議，幫助運營單位充分履行職責。
政府的職責是保護人員和環境。政府應圍繞安全問題建立法律和政府框架，包括設立獨立的核安全監管機構。繼而，核安全監管機構根據核法規頒發建造和運行許可證。為了檢查是否符合許可證的要求，核安全監管機構應對運營單位或許可證持有者進行監督檢查。但是，無論監管機構如何管控，這種監督檢查不會減輕運營單位對核安全承擔的全部責任。
為了落實上述原則，中國于2018年1月1日實施的《中華人民共和國核安全法》中，明確了核安全責任各方的法律責任、義務和權利。在法國，上述原則已被納入《環境法典》(第L591-1條及其后各條)和相應法令中。
(四) 核安全與公眾接受度
由于核電技術的復雜性以及諸如福島第一核電站事故等重大事故帶來的負面影響，公眾仍然有“恐核”(nuclear panic)心理，對核能的和平利用心存疑慮。公眾對核電的“鄰避效應”(NIMBY)日益突出，表現為對核電建設項目的抵制和反對情緒不斷升級。無論核電在成本和CO2排放方面有何優勢，公眾接受度已經成為制約核電發展的瓶頸。核安全問題的公眾溝通工作任重道遠。
改進核安全，更好地預防嚴重核事故和減輕其后果是進一步接受核能的先決條件。但同樣重要的是，公眾要意識到并了解這些改進措施。加強公眾溝通，增強公眾對核能的信心，是核能健康發展的重要組成部分。良好的公眾溝通需要有效和透明的信息、積極的公眾參與，以及與地方當局和公眾的長期對話。在技術問題上，應當將更好地為公眾提供技術教育作為教育體系的目標，這需要從教師和教育工作者開始，以及從小學開始。
核安全監管機構應注重實施公開透明的核安全監督和管理，構建“中央督導、地方主導、企業作為、社會參與”的公眾溝通機制。雖然促進核能發展不是核安全監管機構的職責，但應向公眾解釋其履行職責的方式，以及為何有信心頒發核安全許可證。應完善政府網站，如搭建信息公開平臺，以積極推進涉核項目環評報告、全國輻射監測結果、項目審批信息等相關文件公開。在政策制定和項目環評過程中應廣泛聽取公眾意見，提高公眾參與程度。
四、嚴重核事故
自20世紀50年代和平利用核能以來，核能經過大規模發展已經成為主要的電力來源之一。商用核反應堆50年來的正常運行證明，其輻射影響極低，且遠低于天然輻
總體而言，公眾對接受現有廠址的擴建基本沒有問題，這可能是因為當地公眾(包括當地政府)已經比較了解核電，感受到了核電帶來的地區經濟發展和社會發展的益處，而并沒有認為與核電站為鄰會帶來任何安全風險。然而，新建廠址仍然面臨著公眾接受度問題，因為當地居民對于這類新項目尚未獲得良好的體驗。
在正常條件下，核能對環境的影響有著良好的記錄，而且環境中放射性核素的濃度是很容易被測量的，因此可對此類設施進行獨立監控。核國家都會根據輻射防護的安全規定對流出物的輻射水平進行管控，實際的釋放量僅為授權水平的百分之幾，而授權水平本身也遠低于天然輻射的影響。因此得出如下結論：在正常運行條件下，核電站的輻射影響是微乎其微的，或者說是非常有限的。
放射性廢物管理的每一步均需考慮環境保護問題，尤其是在：
• 廢物包裝的隔離和密封;
• 針對各類放射性廢物的近地表或深地質設施的貯存和處置方法。
尖端工程技術的發展、放射性核素/有毒物質在工程屏障和巖石圈中行為的研發成果以及大規模的國際合作，都將促進放射性廢物管理方案的進步。
從放射性廢物的產生到處置庫的處置(將放射性廢物與巖石圈隔離)，所有的操作都會得到監測，其中處置庫可以將廢物包裝與生物圈隔離開來。這些設施周圍的本底水平將永久性地被監測，反饋的監測結果表明正常的釋放值遠遠小于設施許可時安全和環境管理機構的預測值和批準值。處置庫關閉后，監控將在測試期間持續進行，安全性將從能動變為非能動。
一個尚未解決的問題是低劑量或極低劑量的長期效應。盡管世界上絕大多數流行病學研究證明它們是無害的，但是科學界和核能界還未能就此問題達成一致。
本文討論的其中一個主要問題是核能發展史上嚴重事故對環境的影響。一方面，7級INES事故(切爾諾貝利和福島事故)對環境造成了重大影響，降低了公眾對核能發電系統的信心。另一方面，從事故中獲得的經驗反饋則在諸多方面都大大提高了核電的安全性，比如反應堆設計、運行管理和重大事故管理指南。事實證明，這是相當有價值的。
將來可能發生的重大事故對環境的影響已經大大降低。此外，在運和在建的核電站都制定了減輕損失的措施和方法，這將減少事故對環境的影響。這些措施的目的是最大程度減少受影響的區域，避免污染和大規模人員的長期撤離。
嚴重事故的全面保護和緩解措施提高了三代反應堆的安全水平。三代反應堆配備了先進的大型安全殼，能夠抵御外部危害并保持其完整性，從而避免放射性物質釋放至周圍環境。
經驗反饋推動了現有核電站的升級，改進了新反應堆設計，也改進了目前由核電站營運單位實施的安全指南，從而大大降低了切爾諾貝利和福島等事故再次發生的可能性。如果發生這樣的事故，放射性物質的泄漏將被降到最低，并且不需要大規模或長期的人員疏散。如果IAEA或世界核電運營者協會的全球評估能夠證明全球范圍內在運的核電站已經進行了高水平升級，那么這將是非常有意義的。
鑒于安全管理對環境保護至關重要，本文強調了以下觀點：
• 事實證明，風險導向型的縱深防御體系是一種更加先進、完整的安全方法。它由5個安全等級構成，可以大大降低嚴重事故的剩余風險和發生概率，這相應地也會對環境產生重要影響。
• 核電站的選址不僅應當考慮電力需求和電廠布局，還應從安全的角度出發，考慮選址的適宜性，也就是綜合衡量選址的安全性、環境保護和應急準備狀態。另外，應在國際范圍內就核設施選址的基本要求達成共識。
• 安全機構在安全改進和控制方面發揮著重要的作用，但核電站運行方仍要承擔全部責任。雙方應積極開展對話，提供最高水平的環境保護。
總的來說，本文的目的是全面評估核能對環境的影響。一方面，核能在生產能源方面具有諸多優勢，且排放的溫室氣體極少，不像化石燃料能源系統那樣排放空氣污染物、固體納米或微小顆粒。當前，人類活動導致的氣候變化已成為人類面臨的最困難的挑戰之一，空氣污染也成為許多國家面臨的主要問題，在這種情況下，核能具有不可或缺的價值。另一方面，放射性廢物管理和嚴重事故的多重后果，也使人們更加關注核能對地區乃至全球環境的影響。人類已經做出了相當大的努力，以制定出可持續管理高放廢物的方案，從而使其在地質結構中得到最終處置。從三大事故中吸取的經驗教訓有助于優化核反應堆設計并降低放射性物質釋放發生的概率，并可以確保即使發生事故核設施對環境的影響依然有限。
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