系统部件的外表面以及地板、墙壁和结构部件在核电站的运行期间，受到来自反应堆冷却剂的放射性物质泄漏或溢出的污染。尽管大多数液态污染物仍然局限在泄漏或溢出物附近，但是一些污染物可能通过物理接触而转移。当污染物变成气溶胶并被动沉降时，会发生更广泛的外表面污染。空气污染物也是供暖、通风和空调系统（HVAC）中的管道、风扇、过滤器和其它设备的主要污染源。其污染类型包括松散表面污染和致密表面污染。
核电厂废金属特性
核电厂运行和退役过程中将产生大量的轻微放射性污染物料，包括金属(钢铁、铜、铝和铅等)、建筑物拆卸物(混凝土、砖等)、污染设备和工具等，其中以金属和混凝土居多；这些污染物料数量庞大，且具有放射性，对环境与人类健康的影响大于一般工业废弃物，因此对这些污染物料的管理一直是废物管理的重中之重。
L.A.Nieves等人估算了不同堆型核电厂退役时的废金属产生量，该数据根据核电厂厂房和设备的材料估算得出，对于典型的1000MWe压水堆，退役产生钢铁约18000t，不锈钢约2000t，铝约100t，铜约5000t，铅约20t。不同污染类型的废金属特性如（表1）所示。
三、国外核电厂废金属循环再利用实践
熔炼作为国际上最主要的放射性废金属减容和去污手段，很多国家都积极开展研究和工程实践，以处理核设施运行和退役产生的大量放射性废金属。依靠熔融放射性金属进行去污，是金属再循环的一种常用的方法。采用金属熔炼法去污工艺，把被放射性核素污染的金属(如：碳钢、不锈钢、铜、铝、锌等)放置于电弧炉或感应炉中进行熔炼，通过加入造渣剂和氧化剂等进行反应造渣。同时通过一定的工艺手段把大部分存在于金属中的放射性核素富集到炉渣和滤尘(尾气处理产物)中，净化金属，达到去污的目的。另外，也可通过合理的炉衬配方来吸附部分放射性核素，从而达到放射性金属废物去污和再利用的目的。通过熔炼处理轻污染的金属废物，能够回收许多宝贵金属，减少放射性金属废物的质量和体积，降低废物贮存、运输的费用和场地负担，同时使污染金属废物实现再循环再利用。据统计，熔炼1t废金属大约可以节省1.5t铁矿石、0.5t煤炭，少产生1.3t固体废物，同时减少60%的用水、75%的耗能和86%的排放。
德国
德国辛北尔康普（Siempelkamp）公司于二十世纪八十年代开发了金属熔融去污技术，用于回收核设施运行与退役期间产生的放射性金属废物。该公司位于克雷费尔德的熔炼设施于1989年运行。熔炼后的金属约有75%用于制造屏蔽体，约25%的熔炼金属用于制造铸铁容器。
自1989年至2015年，约有30000t来自德国核电站的废金属在雷费尔德的熔炼厂熔炼。其中有15000t熔炼后无条件解控再使用，15000t铸成屏蔽容器进入核工业领域再使用。熔炼后的产品约为处理量的95%，放射性废物量平均约为处理量的5%，包括废渣、炉衬和烟尘等。
图1熔炼产品—屏蔽容器
Fig1MeltingProducts-ShieldedContainer
瑞典
根据瑞典斯杜斯维克核能中心提供资料，自1987年开始运行，瑞典熔炼厂首先运行一个2t感应炉熔炼钢和一个较小的电弧炉用于铝熔炼。后来运行两个3.5t感应炉，产出量1.5t/h，每批6个锭，每个锭600kg。截至2014年，共熔炼碳钢和不锈钢27000t，铝800t，铅400t，年处理能力为5000t，其中有20000t是从欧盟中10个国家进口的废金属。处理的废物包括大件废物如汽轮机、换热器、预加热器等，和用容器集装的小件废物。熔炼后约有95%可以进行无条件解控。熔炼后的二次废物重量比约在1%~3%。
图2熔炼产品—钢锭
Fig2MeltingProducts-SteelIngot
法国
法国低中放废物处理中心有两种废物处理手段，一是金属熔炼，处理量为4500t/a，另一种是可燃废物焚烧，减容系数为10～20，处理量为5000t/a，其中固体废物3500t，液体废物1500t。两个废物处理系统共用一个维修体系。中心也对部分废物进行回收利用。熔炼产生两种产品：钢锭，850kg～1000kg/个，套筒，作为更高水平放射性废物的屏蔽材料。截至2015年，低中放废物处理中心共熔炼碳钢和不锈钢26000t。
监管体系
目前，德国、法国等国家均制定了详细的技术标准或指导文件以指导熔炼循环使用实践。欧盟于1998年发布第89号文件《从核装置拆除中回收金属的辐射防护标准建议》（RP-89），采用同样的豁免剂量准则：
个人全身有效剂量＜10μSv/a，约为环境本底照射的0.5%；
集体剂量＜1manSv/a；
皮肤剂量＜50mSv/a。
在核工业体系内再循环和再利用可以避免公众受到额外照射。研究表明这样可以减少受照射的人数和集体剂量。因此，即使物料满足上述标准而可以解控，在经济性允许的情况下进入核工业体系再循环和再利用是比进入公众领域更优化的选择，也是辐射防护ALARA原则的一种体现。
四、我国核工业废金属循环再利用实践
我国根据国际经验，也设置了核工业废金属熔炼回收处理中心——中核铀矿冶放射性污染金属熔炼处理中心。该中心主要回收处理核工业系统生产、科研、退役产生的铀污染废金属，采用电弧炉与中频感应炉相结合的方式熔炼去污，接收表面污染水平在4~48Bq/cm2的碳钢和不锈钢。近10年来，该中心共接受处理核工业二七二厂、二七六厂、七一二矿、七一九矿、七一一矿、八一二厂、二〇二厂、天津三院等系统单位污染钢铁1万余t。经熔炼去污后，铸造产品的表面污染水平降至0.004～0.016Bq/cm2，其金属中放射性比活度<1Bq/g，低于IAEARS-G1.7《排除豁免和解控概念的应用》提出的解控水平值，完全可供矿山及系统内部循环使用。
根据核工业铀矿冶矿山系统内废金属熔炼再利用情况，核电厂产生的大量废金属亦可通过该方式去污后循环使用，可有效避免资源浪费。
五、启示与建议
4．建议对利用和再生处理放射性污染金属的许可企业，在政策上鼓励，在资金、技术上支持，促使企业不断研发去污处理技术和扩大应用范围，使有限的金属资源得到合理的再利用。
(作者单位：生态环境部核与辐射安全中心、中国核能行业协会、福建福清核电有限公司）
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