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科学 ,第三十七期  2019年1月7日

钚管理的论点(上)到了确立新国际规范之时 联手对剩余品的管理及处置

〈要点〉

  • 非军事用钚库存在世界范围内增加
  • 強化国际管理方针,设置库存量上限
  • 为库存削减必须重新审视再处理政策

铃木达治郎(长崎大学教授)

7月17日,日美核能协定已经到了30年的期限,随后将被自动延长。同时,在同月3日,能源基本计划通过了内阁审议,其中首次明确阐述“开展钚持有量的削减”。这后面有什么背景?根本问题到底在哪里呢?

持有量问题大多被视为核能政策的失败,但是说到问题的本质,其实际上是全球安全保障问题,应从全球视角来寻找解决钚问题的方案。

截至2016年年末,估算全球的“分离钚”库存量有518.6吨,相当于86,440颗在长崎使用的原子弹(参考图表)。同样地,据估算,可以直接应用在核武器上的高浓缩铀有1342.5吨,相当于20,977颗在广岛使用的原子弹,总共在全球范围内约有超过10万颗原子弹的核材料存在。

库存量的具体情况为,分为军事用(在核武器本身当中,或者为用于核武器所保存的量)与非军事用(已经认定不再用于军事目的的“剩余”量与为了和平利用所储存的量)。高浓缩铀中几乎90%为军事用,但相反,钚有70%以上为非军事用。另外,其中约8成的290吨是从和平利用的核能发电厂中回收的,如何控制该部分数量的增长是今后最重要的课题。

而且在其中,仅有日本作为非核持有国而拥有大量的钚这一事实是不容忽视的。虽说是为了核能的和平利用,但从安全保障专家的角度来看,日本的库存量受到关注,也是理所当然的。

针对非军事用钚,被称为“国际钚管理方针”的自主解决方案、自1997年起,在国际原子能机构(IAEA)的主导下开始实施。拥有钚的9个国家(比利时、中国、法国、德国、日本、俄罗斯、瑞士、英国、美国)毎年会将库存量及管理・利用政策报告给IAEA。

所有的民用钚均在IAEA的保障措施下,且在没有持有国许可的情况下,IAEA不会公开其持有量。因此,该管理方针被认为是“提高透明性”与“构建信任”的措施,但仅遵守该方针还不够充分的认识在不断加强。

在这样的背景下,14年的核安全峰会上,首次和高浓缩铀一起明确规定了“鼓励将钚库存量控制在最小限度”起。但是“最小限度”的定义模糊暧昧,库存量仍然在增加。其主要原因是针对钚的处置没有进展,从乏燃料中回收钚的再处理仍然在持续进行。

此外,最近几年,针对再处理迎来了重大的分歧点。日本的六处再处理设施(年可生产8吨)计划在21年开始运转,中国也公布了相同规模的商业用再处理设施的建设计划。韩国也对再处理表示出兴趣,在亚洲出现了钚生产量大幅增加的可能性。

相反地,英国不久就要停止再处理,将在近几年内做出与再处理相关的重要决定。针对钚管理与处置,现在正是确立新国际规范的大好时机。

作为新的国际规范,希望从以下3个选项中做出选择。

第1是“国际管理方针的強化”。在现在的国际方针中,虽然规定“要注意保持供需平衡”,但却没有控制库存量的方针。因此,首先应该明确“设置库存量上限,控制再处理量使其不要超过上限”的方针。

日本核能委员会在17年版核能白皮书中明确阐述的“长期削减持有量”的目标及“只针对需要明确的部分进行再处理”的方针也可以作为参考。另外,在管理方针中所示的“最低限必要库存量(工作储备)”概念中,明确提出,例如今后3年内必要的库存量等,不再持有超过上述库存量的方针。

另外,针对超出必要的库存量,作为“剩余钚”,在IAEA的管理下建立起“国际钚贮藏(IPS)”制度。该构想实际上在开始核能和平利用时就有了,到目前为止,也多次作为方案被提出,但是一直未能实现。

如今在实际上大量持有钚的核持有国美英法俄成为了主体机构,在核持有国内设置IPS,或者避免钚运输,在现在的持有国内将管理委托给IAEA的IPS构想也是可行的。这些构想可以提高库存量的透明性及可信性,可期待能够将今后会增加的部分进行控制。

第2是“钚处置的国际合作”。如果仅通过第1中的规范,很难实现钚持有量的大幅削减。将其转换为能效最强的铀・钚混合氧化物(MOX)燃料,通过现有的核能发电来使其“燃烧”,将其封闭在乏燃料中的方法。另一个方法就是,将钚原样稳定固化后深埋至地下的直接处理方法。

日法俄等将钚作为“资源”考虑,正在推进可以进行能源利用的MOX燃料方案。但是,在日本可以燃烧的核反应堆数量少,库存量削减很难推进。另外,MOX燃料方案的成本极高,作为本国的剩余钚处置方案,美国现在正在开发稳定固化后直接处置的技术。英国也在同步实施MOX燃料方案的同时,开展了直接处置技术的开发。类似这种“处置技术”的共同研究开发也值得讨论。

国际合作的另一个方案是“钚所有权”的转让和交换。实际上,之前由于商业上的原因,实施过小规模的“交换(互换)”可行性很高。特别是英国所提倡的“接手英国国内的外国钚所有权”可以避免核恐怖威胁高的钚运输,是非常有价值的方案。

第3是“再处理政策的重新审视”。作为核能政策,再处理不断失去其合理性,从钚管理的观点来看,正是要选择“不要”这个选项。即使钚作为能源资源是曾经需要的,仅消费现有库存量,也需要花费30年。

利用这段时间,停止民用和军用的再处理,在现有库存量得到削减之前不再新建再处理工厂,希望相关国家之间对于未来能够随时停止再处理的方针达成一致。

需要从全球安全保障的角度来考虑钚问题,因此,现在正是需要对“钚管理・处置”制定新规范的时候。日本是可以担当领头羊的国家,也必须担当。

[本文经过笔者和日本经济新闻的同意,由Discuss Japan翻译转载。原文刊载于日本经济新闻2018年7月26日晨刊。]


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