繼前一篇《國際原子能機構(IAEA)對福島第一核電站 ALPS 處理水的報告—Executive Summary》，本篇繼續閱讀IAEA的《IAEA Comprehensive Report on the Safety Review of the ALPS-Treated Water at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station》。
《Introduction》一節是關於IAEA和高級液態處理系統(ALPS)的介紹。除了回顧福島第一核電廠事故是一場由地震和海嘯引發的核災，導致大量放射性物質洩漏外，提到了為什需要ALPS以及其功能和目的。ALPS是一種用於處理和淨化含有放射性物質的水的系統，它能夠去除水中的大多數放射性核素，除了三氚。這種系統的目的是減少環境污染和人類暴露於放射性物質的風險。比較令OT驚訝的是原來ALPS不是已經流行於業界的標準處理方式，而是東京電力公司(TEPCO)的原創設計，這也意味著沒有其他國家或是機構驗證過。本段落也簡單介紹了IAEA的角色和職責。
本篇文章不僅供OT自我學習使用，也歡迎感興趣的朋友們轉載並註明出處。
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| 圖1.1. 地下水流經過福島第一核電廠(FDNPS) |
1.1. 背景
福島第一核電廠的事故
2011年3月11日，東日本大地震發生，震級達到9.0，隨後引發了海嘯，影響了日本的大片沿海地區，包括東北海岸，其中幾波的高度超過十米。地震和海嘯造成了日本大量的人員死亡和廣泛的破壞。大約20,000人喪生，超過6,000人受傷。在日本的東北海岸，建築物和基礎設施遭受了嚴重損害。
在由東京電力公司(TEPCO)經營的福島第一核電廠(FDNPS)，地震損壞了至該地點的電力供應線，而海嘯則對該地點的運營和安全基礎設施造成了大量破壞。這兩者的綜合影響導致了現場和離現場的電力中斷。這導致了三個正在運營的反應器單元以及消耗燃料池冷卻功能的丟失。沿海的其他四個核電廠也受到了地震和海嘯的不同程度的影響。但是，這些電廠的所有運營反應器單元都已安全關閉。
儘管FDNPS的操作員努力維持控制，但1號、2號和3號單元的反應器核心過熱，核燃料融化，並且三個密封容器被突破。氫從反應器壓力容器中釋放出來，導致1號、3號和4號單元的反應器建築內發生爆炸，損壞了結構和設備並造成人員受傷。放射性核素從該工廠釋放到大氣中，並沉積在土地和海洋上。還有直接釋放到海中。該地點半徑20公里以內和其他指定地區的人們被疏散，而半徑20-30公里的人們則被指示先避難，後來被建議自願撤離。對食物的分發和消費以及飲用水的消費施加了限制。
在福島第一核電廠的反應器狀況穩定後，開始進行退役工作，並自此一直在進行中。從2011年開始，針對事故影響的地區展開了恢復工作，包括整治以及社區和基礎設施的振興。
在福島第一核電廠(FDNPS)管理受污染水分
在事故發生之前，源自山側流向FDNPS背面的地下水，每天以大約850立方米的速率從1–4號機組建築物周圍的次排水系統中抽取，以控制地下水位並避免局部淹水。由於事故的發生，防止地下水進入建築物的次排水系統和泵停止了運作。由於反應堆容器不再完整，且核心的核物質不再被容納在反應堆容器中，流入反應堆建築物的地下水可以與輻射性碎片混合，導致水受到污染。此外，進入反應堆建築物的地下水還用於冷卻燃料碎片，以保持反應堆處於穩定狀態。最終，由於反應堆建築物的損壞狀況，雨水能夠進入建築物並與燃料碎片混合。
這些受到高度輻射污染的水被東京電力公司(TEPCO)收集並儲存在特殊的儲罐中，以防止其以現有狀態進入環境(見圖1.2)。然而，由於受污染的水具有高度輻射性，現場存儲大量這類水已導致現場工人接受更高劑量的輻射，並使TEPCO在達到每年1 mSv的現場邊界劑量目標方面遇到困難。這些挑戰促使TEPCO開發了先進液體處理系統(ALPS)，該系統用於去除水中的大部分輻射性污染物，從而減少存儲水對工人的劑量。此外，TEPCO一直在努力減少每天產生的受污染水量。已部署並實施了各種水管理技術，包括安裝額外的處理系統和儲罐、次排水系統，以及海邊防水墻的安裝(見圖1.1)。此外，來自損壞設施上游的未受污染地下水正在被引入海洋。此外，還在反應堆建築物周圍和海邊建造了冷凍‘凍土牆’，以防止更多的水進入。所有這些措施都有助於將每天產生的受污染水量從大約540立方米減少到90立方米。
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| 圖1.2. 福島第一核電廠存放受污染水的儲水罐 |
進階液體處理系統及其他處理系統的描述
如先前提到，現場存儲的受污染水會經過處理，以除去大部分的放射性物質，但是除了氚，該ALPS系統或任何其他工業規模系統（基於現有技術）都無法處理涉及的水量和低氚濃度。處理過程涉及多個步驟，如圖1.3所示。在經ALPS系統處理之前，受污染水會定期通過KURION和SARRY系統去除銫和鍶；銫和鍶佔了受污染水中大部分的放射性。然後，當水不再用於冷卻燃料碎片時，它會被送往ALPS處理，其中會去除62種額外的放射性核素(見圖1.4)。重要的是要注意，ALPS處理過程並不會去除所有放射性物質。即使經過處理，水中仍然會殘留少量不同的放射性核素(儘管它們遠低於法規限制)，而ALPS系統根本不會去除氚。
ALPS系統基本上是一個泵送和過濾系統，它使用一系列的化學反應來從受污染的水中去除62種放射性核素。從水中去除的放射性物質會被捕集在過濾器中，並存儲在現場的特殊容器中，這些容器被稱為高完整性容器(HIC)。經過ALPS處理過程後，這些水被稱為「處理過的水」或「ALPS處理過的水」，然後會被存儲在現場的大型儲水罐中(每個約1000立方米)。這些儲水罐都會被賦予字母和數字的代碼，以唯一地識別它們，例如K4B。目前，福島第一核電廠現場有超過1000個這樣的儲水罐。
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| 圖1.3. ALPS處理過程 |
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| 圖1.4. ALPS處理過程移除放射性核素的詳細信息 |
日本政府處理ALPS處理過的水的決定
2013年12月，處理受污染水對策委員會起草了一份名為《利用加強綜合風險管理的預防和多層次措施，處理東京電力公司福島第一核電站的受污染水》的文件。該文件指出，即使采取了各種對策，包括「去除」污染源、「重新引導」地下水遠離污染源和「防止」因儲存ALPS處理過的水而增加的儲罐數量，從而可能導致更多的泄漏事件，ALPS處理過的水的處理問題仍然未能解決。
此外，在2013年12月，國際原子能機構審查小組對ALPS處理過的水的處理提出了建議性意見，即「應該考慮所有選項。」因此，為了評估處理ALPS處理過的水的多種選項，由來自日本政府以外的技術專家組成的氚水工作小組，在處理受污染水對策委員會下成立。結果，氚水工作小組於2013年12月開始審查，並於2016年6月發布了報告。2016年9月，處理受污染水對策委員會決定成立由來自日本政府以外的技術專家組成的ALPS小組，以從所有角度(包括社會觀點)討論ALPS處理過的水的處理。ALPS小組的目的是為日本政府提供一個獨立的觀點，以便在考慮了各方的意見後，決定如何處置ALPS處理過的水。
氚水工作小組和ALPS小組對這一問題進行了為期六年多的全面討論。 ALPS小組組織了多次說明會和公開聽證會，以了解人們對ALPS處理過的水的處置途徑和擔憂的意見。小組分析的主要話題包括：ALPS處理過的水的當前狀況的審查，包括受污染水的管理和產生及儲存，ALPS處理過的水的特性，日本國內外包括氚在內的放射性廢物的處置狀況，處置途徑的考察，釋放的持續時間、量、時機和監控，以及ALPS處理過的水的處置可能造成的聲譽損害和對策。
2020年2月，發布了ALPS小組的報告。該報告得出的結論是，在詳細分析了五種處置方法(考慮了更多的理論選項)中，釋放蒸氣和控制排放到海洋是最實際的選項，考慮到了安全顧慮、現有可用技術和時間限制。報告還得出，排放到海洋可以 「更可靠地實施，從而減輕對環境和人類健康的影響，因為這種排放方法在世界各地的核電廠中都很常見；排放設施在安全方面有良好的記錄；並且可以最准確地監控控制排放到海洋。」
為回應ALPS小組的報告，同年4月，國際原子能機構的退役任務報告指出，「ALPS小組提出的建議是基於足夠全面的分析和穩健的科學和技術基礎」並指出兩種選項(釋放蒸氣和排放到海洋)是「技術上可行的」。
2021年4月，日本政府宣布了關於東京電力公司控股福島第一核電站ALPS處理過的水處理的基本政策。基本政策包含了日本政府的基本前提、相關背景和將ALPS處理過的水排入海的大綱。在基本政策中，日本政府指出：「為了安全穩定地進行退役和管理福島第一核電站的受污染水和處理過的水，基於ALPS小組的報告和來自有關方面的意見，ALPS處理過的水將在完全遵守法律法規的條件下排放，並且將徹底實施減輕對聲譽的不利影響的措施。」
基本政策進一步指出，「... ALPS處理過的水將在福島第一核電站排入海，前提是基於ALARA原則，通過如淨化和稀釋等措施盡最大努力將風險降至最低，並且將嚴格控制。」為支持這一決定，基本政策提供了背景和支持的理由，如降低風險的重要性，保護人民和環境，確保可以支持福島的重建。此外，基本政策強調了部門間委員會在評估其他處理和管理儲存在福島第一核電站的ALPS處理過的水的技術方面的工作。
基本政策中概述的當前方案是在大約30年的時間內進行一系列控制排放ALPS處理過的水到海洋(批量排放)。
釋放ALPS處理過的水的設施
釋放ALPS處理過的水至海洋的設施示意圖(圖1.5)。該設施主要由四個部分組成。下面包含了一個簡短的總結，並在本報告的第三部分(第3.2節)包含了更詳細的描述。
- 測量和確認設施：待排放的水由測量和確認設施接收，並由安裝的攪拌器均質化。然後由TEPCO採樣，並發送到現場分析實驗室。對水樣品進行多種放射性核素的分析，TEPCO會核實儲存於罐中的ALPS處理過的水是否準備好排放(即，除氚以外的水中剩餘的少量放射性物質是否符合國內監管標准)。
- 轉移設施：一經分析驗證，水會由泵和管道從測量和確認設施轉移到稀釋設施。與此步驟相關的泵、管道、閥門和其他工程控制設施被視為轉移設施。
- 稀釋設施：在更下游，ALPS處理過的水會在一個名為匯流管的大型管道段中與海水混合。海水匯流管從三條管道線接收海水，每條都連接到一個海水泵。第五單元的進水道被用作海水的來源。
- 排放設施：包括排放垂直井、排放隧道和排放出口。ALPS處理過的水通過一條位於海床下約一公里的隧道進行排放。
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| 圖1.5. 釋放ALPS處理過的水至海洋的設施示意圖 |
日本政府的請求和國際原子能機構（IAEA）的回應
2021年7月，IAEA與日本政府簽署了《關於IAEA協助日本審查東京電力公司福島第一核電站(FDNPS)ALPS處理水安全方面的協議》的參考條款。這些參考條款制定了IAEA將用來實施其審查的廣泛框架。向IAEA提出這樣的請求，並由IAEA接受，這是符合IAEA憲章第III.A.6條中描述的IAEA職能的。
2021年9月，IAEA派遣了一支團隊前往東京，進行會議和討論，以敲定該機構審查的範圍、主要里程碑和大致時間表。該團隊還前往FDNPS與現場專家討論技術細節，並確定該機構審查的主要活動和感興趣的地點。
為了以完全透明和包容的方式實施IAEA的審查，IAEA總幹事成立了一個工作小組。該工作小組在IAEA的權威下運作，由一名IAEA的高級官員擔任主席。該工作小組包括來自IAEA秘書處的專家，以及來自阿根廷、澳大利亞、加拿大、中國、法國、馬紹爾群島、韓國、俄羅斯聯邦、英國、美國和越南的國際公認的獨立專家，他們在廣泛的技術專業領域都有豐富的經驗。這些獨立專家向IAEA提供意見，並以其個人專業能力在工作小組中服務，以幫助確保IAEA的審查是全面的，受益於最佳的國際專業知識，並包括多樣化的技術觀點。
IAEA主要通過分析由TEPCO、NRA和METI提供的文檔，以及進一步澄清問題和要求提供額外材料的審查任務來進行其審查。IAEA在2021年、2022年和2023年也定期對FDNPS進行了現場訪問。自2022年2月至2023年6月，IAEA已對日本進行了五次審查任務，這些任務及相關的技術報告詳述於附件1。在首次四次審查任務後發布的報告作為進度報告，並僅在這份綜合報告中首次提出最終結論。
審查開始時，日本政府和TEPCO提供了有關ALPS處理水擬議排放的背景材料。隨後，應工作小組的請求或TEPCO準備向相關日本當局(例如，NRA)提交時，提供了額外的材料。工作小組成員審查了這些信息，並成為與相關當局的審查任務的基礎。審查任務的目的是審查日本政府或TEPCO提交的參考材料，尋求澄清技術問題，要求提供額外信息，並在適當的情況下觀察現場活動。
IAEA審查了日本計劃的關鍵安全元素，包括以下幾點：
- 要排放的處理水的輻射特性。
- 處理水排放過程的安全相關方面，包括將使用的設備，以及將應用和遵守的操作標準。
- 與確保保護人員和環境有關的輻射環境影響評估。
- 與排放相關的環境監測。
- 包括授權、檢查和持續評估排放計劃的監管控制。
- IAEA的審查（如圖1.6所示）被組織成以下三個主要組成部分，以確保充分解決所有關鍵的安全元素：
- 保護與安全的評估 - 這一部分主要集中於審查實施計劃、輻射環境影響評估（REIA）和TEPCO為其排放ALPS處理水的監管批准所準備的其他支持材料的技術方面。這部分主要涉及TEPCO和經濟、貿易和工業部（METI），並關注TEPCO在整個過程中按照相關IAEA國際安全標準所定義的預期行動。
- 監管活動和流程 - 這部分主要集中於評估核規管局（NRA）的審查和批准過程是否符合相關IAEA國際安全標準。這部分主要涉及作為負責日本核安全的獨立監管機構的NRA；它僅專注於與NRA審查福島第一核電站排放ALPS處理水相關的監管方面。
- 獨立取樣、數據核實和分析 - 這一部分包括所有與IAEA獨立取樣和分析有關的活動，這將用於核實與ALPS處理水排放相關的來自TEPCO和日本政府的數據。樣本由IAEA實驗室以及獨立的第三方實驗室進行分析。此外，這一部分還包括職業暴露的核實。
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| 圖1.6. IAEA審查的組成部分 |
有關IAEA審查的額外信息，以及背景資料、文件、報告和其他出版物，均可在IAEA專門用於審查福島ALPS的專用網站上找到。
1.2 綜合報告
本綜合報告的目的是呈現國際原子能機構(IAEA)的最終結論和發現，評估未來幾十年將ALPS處理過的水排放入海的計劃是否符合IAEA的國際安全標準。
本報告的範圍與IAEA的安全審查範圍相匹配，但也包含了有關福島第一核電站(FDNPS)事故歷史和其他相關細節的附加背景材料。IAEA的安全審查重點是評估東京電力公司(TEPCO)和日本政府在未來幾十年排放ALPS處理過的水的行動是否符合國際安全標準。此外，IAEA的審查重點是評估日本選擇處理ALPS處理水的方法(即，控制排放入海)是否符合國際安全標準，而不評估其他潛在方法的可行性。最後，在必要時，本報告中包含了有關更廣泛的退役工作的說明；但是，一般來說，該站點的綜合退役活動被視為超出了IAEA整體安全審查的範圍。
報告包含五個部分：
- 第一部分包括介紹並提供了一些背景材料，關於受污染水的來源，ALPS處理過程，排放ALPS處理水的設施，處理ALPS處理水的日本基本政策，以及國際安全標準。
- 第二部分涵蓋了用對所有讀者，包括那些無技術背景的人都能理解的語言，評估與IAEA安全基礎中列出的十項安全原則的一致性。
- 第三部分涵蓋了與國際安全標準中相關安全要求的排放ALPS處理水入海的一致性評估。審查涵蓋了七個主題，分別是：
- 排放和源項的特性化。
- 控制排放的系統和過程的安全相關方面。
- 放射性環境影響評估。
- 排放的監管控制和授權。
- 源和環境監測計劃。
- 利益相關方的參與。
- 職業輻射保護。
- 第三部分使用技術語言撰寫，描述了IAEA的審查和評估，並列出了對這些主題的評估結論。
- 第四部分涵蓋了IAEA的印證活動，以評估TEPCO和日本當局提供的數據的準確性。IAEA的獨立採樣，數據印證和分析活動在第四部分中有所描述。
- 第五部分包含了IAEA和專案組將在IAEA的安全審查下採取的整體下一步行動的額外信息，這將持續多年。
1.3. 國際原子能機構（IAEA）國際安全標準
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| 圖1.7. 國際原子能機構(IAEA)國際安全標準 |
相關的國際安全標準被用作國際原子能機構(IAEA)的安全審查的一部分(詳見附錄2)。這些文件是保護健康和最小化對生命和財產危險的安全標準，包括勞動條件的這些標準。IAEA的安全標準包含三組出版物：安全基礎、安全要求和安全指南。其中第一個確立了基本的安全目標和保護與安全原則，第二個提供了必須遵循的要求，以確保現在和未來人類和環境的保護。安全指南提供了如何滿足這些要求的推薦和指導。國際安全標準是在諮詢並在適當情況下與聯合國的主管機構和專門機構共同贊助的。
安全基礎
安全基礎呈現了基本的安全目標和保護與安全原則，並為安全要求提供基礎。IAEA安全基礎由歐洲原子能共同體(Euratom)、聯合國糧食及農業組織(FAO)、國際原子能機構(IAEA)、國際勞工組織(ILO)、國際海事組織(IMO)、經濟合作與發展組織核能機構(OECD/NEA)、泛美衛生組織(PAHO)、聯合國環境計劃(UNEP)和世界衛生組織(WHO)共同贊助。
這十個基本安全原則構成了建立防護暴露於離子輻射的安全要求的基礎。確保保護人類生命、健康和環境免受輻射暴露的安全措施是詳細和技術性很強的。然而，盡可能地，基本安全原則已用非專業讀者能理解的語言起草。目的是為政府和監管機構的高層以及那些對核能和輻射源的使用作出決定但可能不是核或輻射科學和技術或輻射防護和安全事務專家的人傳達安全標準的基礎和理論。應用基本安全原則將促使不同國家之間的安排更加一致，因此所有國家都應遵循並提倡這些原則。
安全要求
一套完整且一致的安全要求建立了必須遵守的要求，以確保現在和未來人類和環境的保護。這些要求受到安全基礎的目標和原則的制約。如果未滿足這些要求，必須採取措施達到或恢復所需的安全水平。要求的格式和風格有助於以一種協調的方式建立國家監管框架。包括編號的「首要」要求都被表述為「應當」的陳述。許多要求沒有指向特定的一方，意味著適當的方有責任履行它們。對IAEA安全審查特別相關的是，GSR Part 3：輻射保護和輻射源的安全：國際基本安全標準由歐洲委員會、FAO、IAEA、ILO、OECD/NEA、PAHO、UNEP和WHO共同贊助。
安全指南
安全指南提供了如何遵守安全要求的建議和指導，表明達成國際共識認為有必要採取推薦的措施(或等效的替代措施)。安全指南呈現國際上的良好做法，並越來越反映最佳做法，以幫助用戶努力達到高安全水平。要求，包括編號的「首要」要求，都被表述為「應當」的陳述。許多要求沒有指向特定的一方，意味著適當的方有責任履行它們。在安全指南中提供的建議被表述為「應該」的陳述。許多對這次安全審查有關的IAEA安全指南由UNEP共同贊助。
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| 圖1.8. 國際安全標準 |
根據聯合國大會(UNGA)的決定，由聯合國科學委員會對原子輻射影響(UNSCEAR)估算離子輻射的水平和效應。 UNSCEAR的估算每年提供給UNGA，可以被視為國際安全標準的科學和認識論基礎。此外，自1928年成立以來，國際輻射防護委員會(ICRP)已經制定了一個國際公認的範例或模型。 ICRP是一個非政府慈善組織，提供全球各地的專業人士、機構和政府遵循的輻射防護建議。
根據IAEA政府間政策制定機關的正式決定，IAEA的安全標準是考慮到ICRP的建議而制定的； ICRP的最新一般建議可以在其網站上找到，並定期發布。
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