随着核技术应用的快速发展, 废旧放射源的数目也在不断增大。如果把全部废旧放射源进行送贮, 不仅会给环境带来压力, 还是一种巨大的资源浪费。如果将某些废旧放射源循环再利用, 既满足放射性废物最小化的要求, 又在某种程度上能够缓解中国对放射源进口的依赖, 可以创造一定的经济效益; 是保护环境, 实现资源可持续发展的有效措施^[1]。

尽管中国已有相关的法律、法规^[1-4]支持废旧放射源循环再利用, 但由于缺少成熟的技术方案、缺乏相应的监管经验, 因此废旧放射源循环再利用课题仍处在积极研究阶段。

1 国外废旧放射源循环再利用情况 1.1 国际原子能机构

IAEA十分重视放射源的管理, 已建立了一系列技术文件予以规范并在众多成员国中推广。IAEA在"密封放射源的使用和管理"中将废旧放射源分为两类:一为不打算用于其初始目的的放射源; 二是由于放射性衰变导致不再适合使用的废源^[5]。同时IAEA颁布了一系列与废旧放射源贮存、运输和处置有关的技术文件和技术报告。如:"在使用放射性物质的医药、工业、农业、研究和教育领域的废物管理"、"废密封放射源的搬运、整备和贮存"等。这些技术文件从不同角度对废源的收集、临时贮存、运输、整备及其管理等进行了探讨。但尚未发布直接与废旧放射源再利用有关的出版物。第56届成员国大会中针对特别废旧放射源的回收再利用和处置做了专项报告。报告中曾提到对于放射源需要进行"闭环管理"。

1.2 美国

"许可证制度、协议州管理和全面监督检查"构成了美国放射源监管的主要模式框架。通过法规制定、许可证审查、监督检查、运行经验评估和实施监管支持活动, 美国核管理委员会对放射性源在医学、工业、科研中的应用实施了有效的监管^[6]。

1988年美国环境保护署(USEPA)专门出版了废物最小化评价手册^[7], 作为一个工具指导废物产生者如何有效地开展废物最小化活动。该手册明确指出, 可以通过减少源项、再循环和再利用、处理和处置方法实现废物最小化。其中通过源的减少和回收再利用可以实现对放射源产生的废物最小化。

目前美国还没有关于废旧放射源回收再利用的国家政策或法规。哪些放射源可以再利用, 如何再利用, 完全是企业行为, 主要还是看企业的工艺能力。例如, 美国一家中子源生产厂家在捷克建立一条²⁴¹Am-Be中子源回收再利用生产线, 年处理量约100枚, 已经处理约1000枚。

1.3 欧盟

目前欧盟大部分成员国都对废旧密封放射源进行了闭环管理, 但是欧盟成员国中进行废旧密封放射源回收再利用的企业只有法国1家、德国3家和英国2家。法国公司回收20枚16~20 Ci ²⁴¹Am - Be中子源, 回收二氧化镅总量11.1 TBq(300 Ci), 回收后再利用7.4 TBq(200 Ci)。同时英国建立了一个放射物质的交换平台。

1.4 印度尼西亚

印度尼西亚为避免法律冲突, 将对放射性废物的管理(GR No.27/2002)进行修订, 修订后将对放射性废物最小化、再利用和再循环的原则推荐一个新的方案。同时获得巴丹pengawas国家能源局(BAPETEN)和巴丹国家核能管理局(BATAN)的批准, 可以将废旧密封放射源用于BATAN的纯研发活动或其他高校和研究院所的研究活动。

由此可见, 国际社会对于废旧放射源循环再利用课题目前正处在积极的探索和前进阶段。

2 国内废旧放射源循环再利用现状 2.1 循环再利用研究概况

有关废旧放射源循环再利用, 比较成熟的工艺有物理法和化学法。物理法是指对废旧放射源只进行简单的物理加工处理, 对放射源源芯或主要制备工艺不做改变; 化学法是通过化学方法对放射源源芯或放射源表面进行处理、以回收放射性原料, 再制备放射源的方法。

鉴于世界范围内²⁴¹Am材料缺乏、²⁴¹Am-Be中子源在石油天然气及煤田测井中的大量应用等特点, 中国原子能科学研究院开展了油田测井²⁴¹Am-Be中子源的回收利用技术研究^[8], 回收利用了7枚²⁴¹Am-Be中子源, 获得经济效益200万元。另外, 原子高科开展了电子捕获检测器中⁶³Ni原料的再生和利用研究^[9], 研究结果表明:电子捕获检测器中⁶³Ni原料的再生和利用不仅解决了废旧⁶³Ni放射源长期贮存的安全问题, 而且会产生很好的经济效益。

实际中废旧放射源的循环再利用, 一般是通过物理工艺使其降级使用^[10]。如中核高通同位素股份有限公司利用退役的8根¹³⁷Cs工业辐照源制成了40枚血液辐照仪用源, 以很小的环境代价实现了废旧放射源的循环使用。

2.2 废旧放射源循环再利用交换平台投入使用

辽宁省和广东省相继建立了放射源信息交换平台, 它主要是利用网络实现资源共享。凡是废旧放射源的拥有企业或有使用需求的企业, 都可以通过这个平台来发布信息。目的是减少企业成本, 提高放射源的利用效率。该平台还具有咨询与服务的功能。但可能是受到目前法规和技术体系不完善等因素的影响, 目前这个平台的交易量并不明显。

3 废旧放射源循环再利用的环境、经济效益分析

如果能够推广废旧放射源循环利用工作, 既符合最优化原则; 又能减轻废旧放射源的贮存和处置的成本和压力, 尤其在放射性原料紧张的情况下, 还能解决原料短缺问题。另外, 在某种程度上还能减轻送贮废旧放射源单位的经济负担, 可以带来一定的经济效益^[11]。

总之, 废旧放射源循环再利用, 在某种程度上可以实现核技术应用的可持续发展, 具有一定的环境、经济效益。

4 对北京市废旧放射源循环再利用建议

北京市是国内核技术利用单位较为发达的区域, 产生放射性废源也比较多, 截止到2013年底, 收贮的放射性废源数约1.2万枚(另外还收贮了约10万片²⁴¹Am片), 如果能对废旧放射源的循环再利用进行正确引导, 不仅符合废物最小化原则, 而且有利于建设资源节约型社会, 是建设"美丽中国"的有效措施之一。

北京市作为核技术利用的发祥地之一, 辖区内有清华大学、原子高科股份有限公司及中国原子能科学研究院等具有较强实力的科研单位, 具有国内领先的实验室和技术储备, 北京市应该以此为契机, 尝试探索废旧放射源利用的创新之路。制定并实施符合北京市未来发展的相应措施和办法。

4.1 政策引导

应在理解国家法律、法规的基础上进一步开展废旧放射源循环再利用的监管条例和技术标准的制订工作, 把废旧放射源作为一项基本政策而予以规范; 目前国家还没有废旧放射源循环再利用的技术指导层面的文件, 北京市可以先一步制定地方上的技术指导文件, 使得对废旧放射源循环再利用过程的监管有据可依; 同时也应加强再利用的废旧放射源的事前审评。

4.2 明确需求

根据北京市废旧放射源的收贮情况, 结合北京市甚至全国的放射源的需求, 明确废旧放射源回收再利用的代价利益, 确定回收利用的优先顺序, 对(比)活度高、原料稀缺的废旧放射源应优先考虑, 如⁶⁰Co、¹³⁷Cs、²⁴¹Am等核素。另外, 对有循环利用可能性的废旧放射源在入城市放射性废物库贮存时应尽量单独存放、并把相关源项描述清楚, 以便循环利用的回取。

4.3 技术储备

结合废旧放射源回收再利用的优先顺序, 摸清放射源的结构和处理工艺, 适度鼓励有能力、有技术、有意愿的企事业单位开展研究, 研究中应重视废旧放射源在拆除、熔炼、焊接和封装等过程的技术工艺, 研究过程必须重视二次废物产生量的控制。

4.4 市场引导

为了促进废物最小化, 北京市应结合市场需求颁布一些特殊的经济扶持政策, 例如减免税、经济补贴等方式来刺激相关企事业单位参与。废旧放射源回收利用的市场引导要适度, 应建立在供求关系上, 根据需求实时调整, 注意细分市场, 避免某项技术过热或过冷, 确保行业稳妥发展。

4.5 监管支持

行业的健康发展离不开政府的有效监管。废旧放射源回收再利用能够在经济上产生效益, 降低废旧放射源的风险, 但同时也引入了新的放射性废物和新的放射源。监管力度上既要做到适度扶持, 还要做好严格监管。因此必须通过法律法规上进行梳理, 严格要求, 避免出现流通环节的疏漏, 降低事故发生率。