美国核管会发布聚变装置监管框架提案

美国核管会(NRC)提出了首个针对商业聚变装置的专门联邦许可框架，在其10 CFR第30部分副产品材料规则下制定了技术包容、风险指引的方法，而非用于裂变电站的功率反应堆框架。该拟议规则旨在将聚变产生的放射性材料监管纳入NRC现有的材料计划，阐明随着该行业向商业部署迈进，氚、活化产物和其他聚变副产品将如何获得许可和监管。

该提案于2月26日在《联邦公报》上以《聚变装置监管框架》为题发布，将修订NRC现有的10 CFR第30部分副产品材料法规——《适用于国内副产品材料许可的通用规则》——以明确包括拥有、使用或生产放射性材料的聚变装置。

修订主要集中在第30部分增加新定义和建立聚变专用申请要求，同时在该机构法规的其他部分进行有针对性的相关修改。对第20部分《辐射防护标准》的拟议修订旨在解决辐射防护标准，并为某些聚变废物流引入场址入侵者评估要求。而对第51部分《国内许可及相关监管职能的环境保护法规》的修改将要求申请人为聚变设施的建设和运营提交环境报告。对第37、50、72、110、150、170和171部分的其他更新旨在使交叉引用和“副产品材料”的定义与2024年颁布的《ADVANCE法案》中的法定变更保持一致。

该提案源于一场持续超过15年的监管辩论。2009年，NRC主张对商业聚变装置拥有管辖权，但指示工作人员暂缓制定规则，直到技术的部署时间表变得更加可预测。提案指出：“自2009年以来，全球商业公司继续开发使用各种设计和燃料循环的聚变技术。设计概念验证，包括超过科学盈亏平衡（即Q > 1）和净功率输出，现在预计最早在2020年代中期至后期实现某些商业聚变装置概念，商业部署预计随后在2020年代末和2030年代初进行。”

国会于2019年通过《核能创新和现代化法案》(NEIMA)增加了法定动力，该法案要求NRC制定监管基础设施，以支持先进核反应堆（包括裂变反应堆和聚变装置）的开发和商业化。2023年，在评估了多种监管路径后，NRC正式指示工作人员在副产品材料框架下推进规则制定，并选择了第30部分方法，而非将聚变装置作为反应堆式制度下的利用设施进行监管的替代方案。NRC周四表示，该提案还反映了2024年《ADVANCE法案》中颁布的指示，该法案澄清了聚变装置产生的放射性材料属于《原子能法案》对副产品材料的定义范围。

[图片：聚变电站整合了等离子体约束系统——通过磁力、惯性、电磁或电力加热——以及将中子动能转化为热量的覆盖层、偏滤器、热交换器和发电机。单独的燃料循环处理注入、回收、同位素分离和废物处理，而新的氚燃料由增殖覆盖层中的锂和中子产生。来源：国际能源署，《2026年能源创新状况》。CC BY 4.0。]

第30部分：关注副产品材料，而非反应堆许可

NRC提案中蕴含的核心政策选择——聚变开发商曾游说争取——本质上是将聚变装置视为副产品材料设施，而非受第50部分或第53部分反应堆许可框架约束的“利用设施”。值得注意的是，在审议其方向时，NRC考虑了三种方案：第53部分下的完整利用设施方法、第30部分下的副产品材料方法，或混合路径，但在2023年4月，它一致指示工作人员按照方案2——第30部分框架——推进。

提案指出，一个关键目标是涵盖“预计在近期部署”的用于商业以及研发目的的聚变装置。引用聚变工业协会(FIA)2025年7月的《全球产业报告》，提案称，迄今为止美国已成立了约29家聚变公司，“包括几家正在建设概念验证设施的公司”。

然而，由于39个协议州（与NRC签订正式协议以承担其境内某些放射性材料监管权的州）中的38个根据国家材料计划对副产品材料拥有管辖权，州辐射控制计划——而非NRC直接——将成为该国大多数商业聚变设施的主要许可机构。NRC提议为新的“聚变装置”定义指定兼容性类别B，这意味着协议州将被期望采用基本相同的措辞，以确保可能跨越管辖界限的设施的监管统一性。

支持该提案的FIA表示将提交意见，并指出如果最终确定，该规则将使美国成为继英国之后第二个建立聚变专用监管框架的国家。该组织称这是“在美国巩固明确具体的聚变法规进程中重要且近乎最终的一步”，并表示该规则将聚变装置正式定义为粒子加速器，“允许从加速器监管的悠久历史中汲取法律先例来指导聚变监管”。FIA认为，聚变能“不应像核裂变那样受到监管，也不应要求每个设施都经历同样漫长的许可程序”。

NRC的提案指出，“近期”聚变装置在危害特征上与裂变反应堆有根本不同。聚变能是通过在极高温度下结合轻原子核——最常见的是氢同位素如氘和氚——形成更重的原子核并在此过程中释放能量而产生的。与裂变依赖于可裂变材料中的自持中子链式反应不同，聚变反应仅在精确的等离子体条件得到主动维持时才会发生。如果约束、加热或燃料注入系统失效，等离子体会迅速冷却，反应停止。

至关重要的是，正如NRC指出的那样，“不存在可裂变材料，且不可能达到临界状态（自持中子链式反应）”。在异常事件或事故情景中，“能量和放射性材料的生产在没有干预的情况下就会停止”，并且需要主动的工程系统——如等离子体约束机制、真空系统、燃料注入和外部加热——来维持聚变反应。该机构进一步得出结论，含有放射性材料的结构的主动停堆后冷却“对于防止放射性包容丧失并非必要”。

因此，“在可信的事故情景中，聚变装置中、处理或储存中、或活化材料中存在的任何显著可移动数量的放射性核素预计将对工作人员和公众造成低剂量照射”，通常场外剂量低于1雷姆（10毫希）。

目前，与近期聚变装置相关的主要放射性关注涉及“大量”氚——一种用作聚变燃料并在反应中产生的放射性氢同位素——可能位于场址内，包括在真空容器内、在处理过程中、在储存中以及渗透到结构材料中。商业设计已通报的预期氚存量约为500万至1000万居里。相比之下，国际热核聚变实验反应堆(ITER)的最大氚存量约为4000万居里。