自1969年至1990年,日本向歐洲運(yùn)送了160多批乏燃料。根據(jù)日本公用事業(yè)公司合同,英國和法國對日本的乏燃料進(jìn)行了再加工。通過再加工,回收的裂變材料作為反應(yīng)堆燃料,特別是混合氧化物(MOX)燃料再運(yùn)回日本。1995年,第1批固化后處理高放廢物運(yùn)回日本,2007年,來自法國的第12批也是最后一批到達(dá)日本。2010年來自英國的第一批運(yùn)回。
1、日本海外核廢料處置

核能提供了日本約三分之一的電力,提高再處理乏燃料以回收鈾和钚的效率,是日本實現(xiàn)能源最大自給努力的重要組成部分。
在日本計劃中,到2010年,在其53座反應(yīng)堆中,有三分之一使用混合鈾-氧化钚(MOX)燃料。
后處理將廢物,特別是乏燃料中放射性較高的核廢料,分離出鈾和钚,作為新燃料回收。
分離的高放射性廢物——約占乏燃料的3%——仍可以繼續(xù)使用。共有十家日本電力公司與法國公司Cogema(現(xiàn)為阿海琺NC)簽訂了再處理其乏燃料的合同。
這些后處理服務(wù)協(xié)議在1977-78年簽署。其他合同是與英國核燃料有限公司(BNFL)在英國簽訂,現(xiàn)在由政府的核退役機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。
約40%的燃料由Cogema/Areva再處理,其余由BNFL再處理。從1969年至1990年,日本公用事業(yè)公司總共向法國運(yùn)送了約2940噸乏燃料(超過160次),向英國運(yùn)輸大約4100噸,到2007年年中,超過2600噸的氧化物燃料在英國進(jìn)行了再加工,另外還有少量日本Magnox乏燃料。

2004年,在法國完成了日本乏燃料的再加工,再加工產(chǎn)生的所有高放射性廢物,現(xiàn)已運(yùn)回日本的六所村進(jìn)行長期(30-50年)儲存,然后進(jìn)行最終處置。來自英國的廢物運(yùn)輸應(yīng)在2016年前完成。
日本在東海有一個小型(210噸/年)后處理廠,與文殊快中子反應(yīng)堆相關(guān)。
后來,日本在六所村建造了一座規(guī)模更大(800噸/年)的后處理廠,并已進(jìn)行了幾年的試運(yùn)行。這座130噸/年的MOX燃料制造廠即將完工,并將于2019年投入運(yùn)營。
2、玻璃化殘渣回收計劃

1995年2月,12批玻璃化高放廢物(HLW)中的第一批從法國運(yùn)往日本。2007年完成了最后一批次的運(yùn)輸。
這些廢物屬于十家日本電力公司,他們負(fù)責(zé)其安全儲存和最終處置。
12年來的12次廢物運(yùn)輸,共使用了1310個容器,其中含有近700噸的玻璃化HLW。這些貨物裝在重型鋼運(yùn)輸桶中。

從英國到日本的玻璃化HLW運(yùn)輸始于2010年初,需要在8-10年內(nèi)運(yùn)送約11批,運(yùn)送約900罐。
根據(jù)玻璃化殘渣回收(VRR)計劃,其中一些HLW將替代更大體積的中級廢物,以盡量減少運(yùn)輸量,英國和日本都有立法允許這樣做法。
這些廢料是法國既定廢物返還計劃的延續(xù)。第二批廢料于2011年9月抵達(dá)日本;第三批于2013年2月抵達(dá);第四次是在2014年4月;第五次是在2015年9月;第六次是在2016年9月,東京電力公司有56罐高放廢物,關(guān)西有56罐。

最終由JNFL的六所村工廠接收,該工廠的容量為2880罐。2015年9月,六所村擁有1698個容器,其中1310個來自海牙,388個來自塞拉菲爾德。
3、钚和MOX燃料

日本高濱核電站
1993年,一批從乏燃料后處理中回收的分離反應(yīng)堆級钚被送回日本。該反應(yīng)堆級材料中含有約30%的钚-240,因此只能用作反應(yīng)堆燃料,不適用于核武器。
此外,钚作為MOX燃料運(yùn)回,在MOX燃料中,钚與貧化鈾混合,并制成新的燃料元件,供電站反應(yīng)堆使用。
1999年年中、2001年初、2009年初、2010年年中和2013年4月輸送的MOX燃料組件,阿海琺使用其近100噸的TN 12/2容器進(jìn)行運(yùn)輸。每個可容納八個燃料組件。

1999年和2001年,裝運(yùn)的燃料中包含60個MOX燃料組件,用于東京電力公司的福島核電站1-3號機(jī)組和柏崎刈羽核電站3號沸水堆機(jī)組,以及關(guān)西的高濱核電站4號機(jī)組。
2009年裝運(yùn)的燃料包括24個組件,用于四國電力的伊方核電站3號機(jī)組,28個用于中部電力的濱岡核電站4號機(jī)組,16個用于九州電力的玄海核電站3號機(jī)組。
2010年從法國發(fā)貨的關(guān)西電力高濱核電站4號機(jī)組和玄海核電站3號機(jī)組的第二批分別有12個組件和20個組件。
2013年從法國發(fā)運(yùn)的關(guān)西高濱核電站3號機(jī)組有20個組件。
4、玻璃化技術(shù)

為確保核廢料的安全儲存和運(yùn)輸,后處理產(chǎn)生的分離高放廢物,在一個稱為玻璃化的過程中固定。
包括將廢物與熔融硼硅酸鹽玻璃混合,然后倒入1.3米高的不銹鋼容器中。
在冷卻時,廢料會被鎖在玻璃基質(zhì)中,使其穩(wěn)定并抗浸出。然后將蓋子焊接到容器上以密封容器。
每個容器中裝有150升重400公斤的玻璃,其中約14%是高放射性廢物,來自約兩噸廢燃料的再加工。
儲存數(shù)年后,每個容器裝運(yùn)時的熱輸出小于1.5千瓦。
5、海運(yùn)容器

這些核廢料,在英國、法國和日本的長途海運(yùn)中保持了50年安全記錄。運(yùn)輸所用的容器是專門為這種特定放射性物質(zhì)設(shè)計的,可保護(hù)工人和公眾免受輻射,并可承受最嚴(yán)重的事故。
這些容器是由250毫米厚鍛鋼制成的大型鋼結(jié)構(gòu),重量超過100噸。

就乏燃料而言,每個燃料容器通常包含多達(dá)8噸的燃料。對于玻璃化廢物,每個容器包含20或28個約500公斤的不銹鋼容器,而不銹鋼容器又包含固體玻璃化廢物。
用于MOX燃料運(yùn)輸?shù)娜萜黝愃疲摲N船舶為104米,4900噸,專門設(shè)計的雙殼船舶,僅用于運(yùn)輸核材料。隸屬于英國公司太平洋核運(yùn)輸有限公司(PNTL)的船舶已獲準(zhǔn)運(yùn)輸玻璃化殘留物,并符合所有相關(guān)國際安全標(biāo)準(zhǔn),特別是由聯(lián)合國機(jī)構(gòu)國際海事組織(IMO)制定的INF-3(輻照核燃料3級)標(biāo)準(zhǔn),該組織定期審查其條例。
這使它們能夠攜帶高放射性材料,如高放射性廢物、乏燃料、MOX燃料和钚。運(yùn)輸核材料的船舶具有一系列遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)貨船的安全特征:
雙層船體可承受碰撞損壞;
增強(qiáng)浮力,即使在極端情況下也能防止船舶下沉;
雙導(dǎo)航、通信、貨物監(jiān)控和冷卻系統(tǒng);
衛(wèi)星導(dǎo)航和跟蹤;
雙引擎和螺旋槳;
其他消防設(shè)備,包括貨艙注水系統(tǒng)。
總共完成了180多批貨物,行駛了1000多萬公里,沒有發(fā)生任何放射性釋放事件。
PNTL目前由國際核服務(wù)有限公司(INS,68.75%,英國核退役管理局的全資子公司)、日本公用事業(yè)公司(18.75%)和阿海琺(12.5%)所有,其船隊由Serco有限公司管理。該船隊于2008年至2010年續(xù)簽。
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