T-BSRS 108-2024 高水平放射性废物粘土岩地质处置设施安全要求

ICS13.280CCSBSRSSafetyRequirementsforClaystoneGeologicalDisposalFacilitiesofHigh-LevelIT/BSRS108-2024 12规范性引用文件 3术语和定义 4粘土岩安全要求 25粘土岩地质处置设施场址调查的安全要求 26粘土岩地质处置设施设计的安全要求 37粘土岩地质处置设施建造的安全要求 48粘土岩地质处置设施运行的安全要求 49粘土岩地质处置设施关闭的安全要求 410粘土岩地质处置设施关闭后的安全要求 5T/BSRS108-2024前言本文件按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件为指导性参考标准。本文件由中国辐射防护研究院和生态环境部核与辐射安全中心组织制订。本文件起草单位：中国辐射防护研究院、东华理工大学和生态环境部核与辐射安全中心。本文件主要起草人：赵帅维、李洪辉、刘晓东、王亮、毛亮、郭喜良、高超。T/BSRS108—2024引言安全法》和《中华人民共和国环境影响评价法》，规范高水平放射性废物粘土岩地质处置设施需遵守的安全要求，制定本文件。本文件规定了高水平放射性废物粘土岩处置设施的粘土岩安全要求、处置设施场址调查安全要求、处置设施设计安全要求、处置设施建造安全要求、处置设施运行安全要求、处置设施关闭安全要求和处置设施关闭后安全要求。本文件适用于高水平放射性废物粘土岩地质处置设施，其他类型的放射性废物粘土岩地质处置设施的安全要求可参照执行。1T/BSRS108—2024高水平放射性废物粘土岩地质处置设施安全要求本文件用于指导选择合适的高水平放射性废物粘土岩地质处置设施场址并提出了高水平放射性废物粘土岩处置设施的粘土岩安全要求、处置设施场址调查安全要求、处置设施设计安全要求、处置设施建造安全要求、处置设施运行安全要求、处置设施关闭安全要求和处置设施关闭后安全要求。本文件适用于高水平放射性废物粘土岩地质处置设施，其他类型的放射性废物粘土岩地质处置设施的安全要求可参照执行。本文件是指导性文件。在实际工作中可以采用不同于本导则的方法和方案，但必须证明所采用的方法和方案至少具有与本导则相同的安全水平。2规范性引用文件下列文件中的内容文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。HAD401/06-2013高水平放射性废物地质处置设施选址。3术语和定义粘土岩Clayhostrock包容地质处置设施的稳定粘土地质体。场址Site具有确定的边界，受运营单位有效控制的核设施（如处置设施）所在的地区或者是正在调查研究建造处置设施适宜性的地区。处置Disposal将放射性废物放置在一个经批准的专门的设施（如近地表处置场或地质处置设施）内。处置也包括排出流（如液态和气态废物）经批准后直接排入环境、并随后弥散。地质处置设施GeologicalDisposalFacility2T/BSRS108—2024位于地下（通常在地表下数百米深）稳定的地质体中，用于处置高水平放射性废物的设施，其目的是使放射性核素与生物圈长期隔离。通常，此种处置设施用于长寿命废物和/或高水平放射性废物的处置。围岩hostrock包容地质处置设施的稳定地质体或岩层。4粘土岩安全要求粘土岩（包括塑性粘土）是一类分布广泛的沉积岩，它包括泥岩、页岩、泥板岩和尚未完全成岩的塑性粘土等，属于陆源细屑沉积岩类，主要由粒径<0.0039mm的粘土颗粒组成。4.1适宜于处置放射性废物的粘土岩的主要特性要求有：（1）粘土岩分布宜广泛；（2）粘土岩渗透系数极低，以便构成地下水的隔水层；（3）粘土岩要能有效阻滞放射性核素的迁移；（4）具有可塑性，可以自行封闭岩石中的裂隙；（5）要具有较好的地球化学封闭性；（6）新鲜岩石中含有黄铁矿、有机碳等，使岩石具有弱还原状态；（7）无显著地下水运动和裂隙，核素在粘土岩中迁移以扩散为主；（8）较高的离子交换容量进一步提高对核素的阻滞能力；（9）其可塑性会降低开放性断层的发生。4.2适宜作为处置设施围岩的粘土岩要满足下列安全要求：（1）岩石所处周围的区域构造环境稳定；（2）岩石工程力学性质好，岩石稳定性好；（3）岩石构造裂隙不发育，渗透性低，热传导性好；（4）岩石对核素的吸附性能好；（5）岩石对变价元素具有较好的还原能力；（6）岩石有足够体积和合适的埋深，能满足处置设施容积及建造各类地下设施所需。5粘土岩地质处置设施场址调查的安全要求5.1选址的基本目标是选择一个适合处置高水平放射性废物的场址，该场址与处置设施在高水平放射性废物处置安全期内，能够隔离放射性核素，有效阻止其进入生物圈。3T/BSRS108—20245.2粘土岩场址应具备天然屏障功能，应从多重屏障角度描述处置设施的功能目标，以使高水平放射性废物对人类和环境的放射性影响保持在国家规定的可接受的水平。场址的适宜性取决于天然地质屏障和工程屏障系统的综合功能。5.3为确保处置设施的安全，应当优先选择具有良好天然屏障和有利于工程屏障设计和施工的场址。5.4粘土岩场址满足《高水平放射性废物地质处置设施选址》HAD401-2013中规定的相关要求。5.5应对地质处置设施的场址进行特性调查，其详细程度应既涉及场址全面调查（包括其过去的演变，今后在安全关注时期内与安全有关的自然演变又包括场址详细研究（与场址和设施有关的特征、事件和过程对安全的影响）。5.6在安全全过程系统分析中应充分了解场址及其相关的地质情况。重点是对安全可能有影响并与安全相关的文件，及其支持性安全评价中所涉及的与场址有关的特征、事件和过程。具体应包括证明场址有足够的稳定性，说明存在有利于安全的特征、事件和过程，证明其它特征、事件和过程不会影响与安全相关的文件。5.7地质方面的特性调查应包括如下内容：长期稳定性、断层规模、活动性和分布范围、地震活动、火山作用、确定适合建造处置区的岩体规模、与设计有关的岩土参数、水文地质条件、地球化学条件等。6粘土岩地质处置设施设计的安全要求6.1地质处置设施及其工程屏障的设计应能够包容、隔离和阻滞放射性废物，且与地质环境兼容，同时能为关闭后阶段的安全提供除围岩地质环境以外的辅助安全。地质处置设施及其工程屏障的设计应确保设施运行期间的安全。6.2地质处置设施的设计会因废物类型和地质环境的不同而有所差别，其安全应充分利用围岩地质环境所提供的安全特性。地质处置设施设计应具有的特征包括：不向场址引入不可接受的长期干扰，设施的安全由场址本身的特性来保障，工程屏障发挥辅助安全功能，通过合理布局使易裂变材料保持次临界状态等。设计应使废物放置在最合适的围岩区，并保证井巷和密封等工程措施安排得当。设计选用的工程材料既要与处置环境具有良好的兼容性，同时也不会妨碍地质处置系统的安全功能。6.3地质处置设施预期运行时间远长于一般工程应用，设计因参考天然类似物质在相近自然地质环境中的行为方式的研究成果。应证明废物容器的制造可行性，在地下实验室中证明工程屏障建造可行性，4T/BSRS108—2024并对其特性进行验证。7粘土岩地质处置设施建造的安全要求7.1地质处置设施应按照已批准的与安全相关的文件和安全评价中的设计方案建造。地质处置设施的建造应保证其关闭后地质屏障的安全功能能够实现，这些安全功能均应包括在与安全相关的文件中。建造工作应保证处置设施建造期间和运行期间的安全。7.2地质处置设施的建造应基于足够的场址特性调查工作，应根据具体的岩石条件或地下水状况灵活选用地下工程技术，避免对地质环境造成不必要干扰。7.3在部分设施开始运行和废物包放置之后，仍可继续进行地质处置设施的建造工作。必须对交错进行的建造和运行活动进行合理规划，以确保运行和关闭后安全。8粘土岩地质处置设施运行的安全要求8.1地质处置设施应按照许可证条件和相关审管要求运行，保持运行期间的安全，并应保证与安全相关的文件中所规定的关闭后的安全功能能够实现。8.2所有对安全重要的活动均应按照文件中规定的程序进行，并应进行文件记录和制定应急计划。安全相关的文件应对设计方案和运行管理方案进行阐述并证明其合理性，包括在正常和异常运行工况下减少对工作人员和公众成员危害的措施和方案，设施关闭之前应一直保持主动的安全控制。8.3应对废物包装进行合理设计，在废物整备期间对易裂变材料进行合理分布，并对废物放置后（包括关闭后阶段）的核临界危害的变化趋势进行评价，以确保处置废物的临界安全。9粘土岩地质处置设施关闭的安全要求9.1地质处置设施关闭前，应确保与安全相关的文件所提到的关闭后阶段处置设施重要的安全功能仍然有效。关闭（包括从设施的主动管理到关闭的过渡阶段）计划应明确且切实可行，以确保处置设施能够在适当的时间安全地关闭。9.2设施的设计阶段就应考虑关闭问题，关闭计划和封闭设计应随着设施设计的不断进展而更新，同时建造活动开始之前应证明回填和封闭工作的有效性。5T/BSRS108—20249.3地质处置设施的关闭应符合审管部门在设施许可证中规定的关闭条件。废物放置完成后可以延迟一段时间再封闭处置设施，以便能够进行安全监测，对与关闭后安全有关的问题进行评价，提高公众接受性。如果废物放置完成后的一段时间仍不能实施封闭，则应在与安全相关的文件中考虑其对运行安全和关闭后安全的影响。9.4营运者应确保落实和保障关闭所需的技术和资金，技术的变更和资金的安排均应得到审管部门的批准。10粘土岩地质处置设施关闭后的安全要求10.1我国《放射性废物安全管理条例》规定高水平放射性废物地质处置的安全隔离期不得少于1万年，即高水平放射性废物地质处置设施应通过各屏障系统对高水平放射性废物的安全隔离不得少于1万年。10.2关闭后的安全是通过建立一个处置系统来实现的。在这一系统中，各组成部分协同发挥作用以提供和保证达到所需的防护水平。这种方案为地质处置设施的设计人员提供了一定的灵活性，使其能够调整设施布局和工程屏障，以充分利用围岩的天然特性和屏障能力。10.3高水平放射性废物地质处置系统对废物体中所含的放射性核素具有包容、隔离和阻滞等安全功能，这些安全功能通过某些有助于安全的物理、化学性质和过程提供。10.4对于主要地质活动和变形、断层、地震和热流而言，具