核化工生产技术与核安全管理策略探究

前言：作为清洁高效的能源，核能在全球能源结构调整中占据重要地位。核化工生产技术作为核能开发利用的核心支撑，其发展水平直接影响着核能产业的经济性与安全性。从铀浓缩到核燃料元件制造，再到乏燃料后处理，核化工生产涵盖多个复杂环节，每个环节都潜藏着不容忽视的风险。与此同时，随着全球核设施数量的增加与核技术应用的拓展，核安全问题日益受到国际社会重视。切尔诺贝利与福岛等核事故的发生，给全球核安全管理带来深刻警示，也促使各国重新审视核化工生产技术与核安全管理体系的完善性。因此，深入研究两者的关联，对推动核能产业健康发展具有重要的理论与现实意义。

1. 核化工生产技术概述

1.1 铀浓缩技术

铀浓缩是提升天然铀中易裂变的铀 -235 同位素浓度的过程，是核燃料制造的关键步骤，目前工业上应用最广的铀浓缩技术是气体扩散法与气体离心法。气体扩散法基于不同质量气体分子通过多孔膜时扩散速率的差异实现铀 -235 与铀 -238 的分离，但因能耗极高逐渐被气体离心法取代。气体离心法利用离心机高速旋转产生的离心力实现铀 -235 与铀 -238 的分离，具有能耗低、效率高、设备紧凑等优点，已成为当今铀浓缩的主流技术。除了这两种方法之外，还有一种激光浓缩技术，是铀浓缩的新兴方法，具备分离系数高、能耗低等潜在优势，但当下尚不成熟，仍处于研究开发阶段。

1.2 核燃料元件制造技术

核燃料元件是核反应堆的核心部件，其质量直接关系反应堆的安全性与经济性，其制造过程通常包括燃料芯块制备、包壳管制造、芯块装管、端部焊接等工序。以压水堆燃料元件为例，其燃料芯块一般用二氧化铀粉末压制烧结制成，具有良好的热导率与化学稳定性；包壳管通常采用锆合金材料，能有效隔离放射性物质，防止泄漏到冷却剂中。制造中需严格控制工艺参数，确保元件的尺寸精度、密度、完整性等指标符合设计要求。

1.3 乏燃料后处理技术

乏燃料后处理是核燃料循环的重要环节，旨在从反应堆卸出的乏燃料中回收可复用的铀、钚等核材料，并处理放射性废物。目前工业上广泛采用的乏燃料后处理技术是普雷克斯（Purex）流程，该流程基于溶剂萃取原理，利用硝酸和磷酸三丁酯（TBP）- 煤油体系实现铀、钚与裂变产物的分离 [1]。另外，干法后处理技术作为一种新兴的方法，具有流程简单、废物量少等优点，在处理金属燃料和快堆乏燃料方面有潜在优势，可惜正处于研究示范阶段，还没有大范围推广。

2. 核化工生产过程中的风险因素分析

2.1 放射性物质泄露风险

核化工生产各环节均存在放射性物质泄漏风险。例如，开采铀矿时若矿井通风系统故障或防护措施不足，氡气及其子体等放射性气体可能在矿井内积聚，危害矿工健康；铀浓缩与核燃料元件制造过程中，设备密封失效或管道破裂可能导致铀粉尘或含铀气体泄漏；乏燃料后处理时若萃取设备故障，放射性核素可能随废液或废气排出，污染环境。

2.2 临界事故风险

临界事故是指核燃料操作中，由于核材料质量、几何形状等因素导致中子增殖失控，引发自持链式反应的事故。在铀浓缩、核燃料运输储存、乏燃料后处理等环节，若核材料浓度、质量超过临界值且未采取有效次临界控制措施，就可能引发临界事故，该事故会瞬间释放大量中子和γ 射线，对人员与环境造成严重危害 [2]。

2.3 核材料非法贩运风险

高浓铀、钚等核材料具有潜在军事用途，若被非法获取用于制造核武器或放射性脏弹，将对全球安全构成严重威胁。核化工生产中，核材料储存、运输等环节若管理不善，可能出现被盗、走私等情况，也存在内部工作人员被外部势力收买获取暴利、甚至铤而走险破坏核设施的可能性，不可不察。

3. 核安全管理体系的构建

3.1 法律法规与标准体系建设

完善的法律法规和标准体系是核安全管理的根基，需以系统性思维统筹规划构建其完整体系。在遵循国际原子能机构（IAEA）安全标准与导则的基础上，我国需结合本国核化工产业特点与监管需求，构建层级分明、覆盖全链条的法规标准体系。这一体系应贯穿铀矿开采、铀浓缩、核燃料元件制造、乏燃料后处理等全流程，对各环节的辐射防护阈值、设施安全设计规范、质量控制流程及废物处置技术路径作出精细化规定。同时，需建立动态更新机制，紧跟核科技发展与国际安全标准演进，可利用专家论证、行业调研等方式及时修订条款，确保法规标准的科学性与时效性，为核化工生产活动提供清晰、可操作的行为准则，从制度层面筑牢安全防线。

3.2 安全监管机制的完善

建立独立高效的核安全监管机制是防范风险的核心保障。监管机构需具备决策自主权与资源调配权，要吸纳核工程、辐射防护、安全管理等领域专业人才，配备智能化监测设备与数字化监管平台，实现对核化工设施设计、建造、运行、退役全生命周期的精准监管。日常监管中，应结合定期巡检、专项技术评估与隐患溯源分析，构建“预防—排查—整改—复盘”的闭环管理模式，对关键设备运行状态、安全系统有效性等进行全时段监控。最后，需强化跨国监管协作，可借助建立区域性核安全监管联盟、开展联合应急演练、共享违规案例数据库等方式，整合国际监管资源，形成应对跨境核安全风险的协同机制[3]，提升全球核安全治理的整体性效能。

3.3 核安全文化建设

核安全文化作为管理体系的软性支撑，本质和目的在于将安全理念内化为全员的行为自觉。在实践中，须构建多层次培训体系，利用案例教学、模拟实操、情景演练等方式，提升从业人员对核风险特征、应急处置流程的认知深度，使其掌握与岗位匹配的安全操作技能。同时，还应借助安全警示教育、主题宣传活动等载体，培育“人人都是安全责任人”的文化氛围，建立隐患报告激励机制，鼓励员工主动识别风险、反馈问题，形成自下而上的安全监督网络。管理层需发挥引领示范作用，将安全绩效纳入考核体系，采取定期召开安全研讨会、推行“安全承诺制”等举措，推动安全文化从制度约束向价值认同转化，实现核安全管理从“被动合规”到“主动尽责”的深层转变。

结束语：

核化工生产技术与核安全管理是核能产业发展的两大基石，两者相互依存、不可或缺。先进的生产技术是实现核能高效利用的前提，完善的安全管理是保障核能安全发展的关键。有关人员应该真正认识到这一点，树立辩证思维和系统思维，注重两者的协同发展，以技术创新提升安全水平，以安全管理促进技术改进，以“两条腿走路”的方式实现核化工产业的安全可持续发展，为全球能源供应与环境保护贡献力量。未来，随着科技进步与核安全意识的提升，核化工技术将不断创新，安全管理体系也将更加完善，核能产业将迎来更广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 陈丽凤 . 核化工后处理厂系统去污研究 [J]. 石油石化物资采购 ,2023(12):145-147.

[2] 康启文. 浅析核化工生产技术与核安全管理[J]. 石油石化物资采购,2024(20):148-150.

[3] 魏龙, 孔令钦, 帅磊, 等. 核安全中的辐射成像方法与智能化技术[J].原子核物理评论 , 2024, 41(1):94-108.