ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАДИОНУКЛИДНОГО ВЕКТОРА

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
РАДИОНУКЛИДНОГО
ВЕКТОРА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ПАСПОРТИЗАЦИИ
РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
АЭС
к.т.н. Пырков И.В., Коротков А.С., Тихонов И.И.
ОАО «ВНИИАЭС», Москва
Актуальность работы
 Требование № 190-ФЗ «Об обращении с
радиоактивными отходами…» (статьи 21, 25 ) о
передаче РАО, снабженных паспортом,
организацией-производителем отходов
национальному оператору по обращению с РАО;
 Требование СПОРО-2002 (п. 10.1.1) об указании
в паспорте радионуклидного состава и удельных
активностей радионуклидов в РАО;
 Отсутствие обоснованного и всесторонне
согласованного перечня контролируемых
радионуклидов в РАО;
Состояние проблемы
 Процедура паспортизации РАО на АЭС , включая
перечень контролируемых радионуклидов, не
унифицирована.
 На АЭС отсутствуют методы и средства контроля
удельных активностей труднодетектируемых
радионуклидов, определяющих радиологическую
опасность РАО после захоронения:
• чистые бета-излучатели (например, 63Ni, 3H, 90Sr, 14С);
• чистые альфа-излучатели (ряд радиоизотопов U, Pu);
• гамма-излучатели рентгеновского диапазона энергий
(55Fe).
Контролируются и заносятся в паспорт РАО только гаммаизлучатели высоких энергий (60Cо, 134Cs, 137Cs и др.)
Состояние проблемы
 Требованиями ФЗ ограничен срок промежуточного
хранения РАО на промплощадке АЭС.
 Согласно требованиям ФЗ (ст. 25) в случае выявления
национальным оператором несоответствий
принимаемых РАО критериям приемлемости АЭС
обязана устранить несоответствия.
 После начала работ по передаче РАО АЭС на
захоронение потребуются многочисленные затраты
для скорейшего приведения паспортов РАО в
соответствие требованиями нормативно-правовой
базы.
Для своевременного решения проблемы
необходимы
 Исследование и выявление закономерностей в
радионуклидном составе РАО АЭС
 Оценка радиологической значимости радионуклидов в
РАО в зависимости от времени и способов
кондиционирования и захоронения
 Обоснование необходимого и достаточного перечня
радионуклидов, подлежащих контролю при
паспортизации РАО
 Оптимизация объема радиационного контроля при
паспортизации РАО путем разделения перечня
контролируемых радионуклидов на реперные
(непосредственно измеряемые) и определяемые
косвенным методом
Перечень контролируемых радионуклидов в РАО в США
установлен исходя из их радиологической опасности после
захоронения
Долгоживущие радионуклиды
(первостепенная категоризация)
Альфа-излучающие
трансурановые радионуклиды с
периодом полураспада больше 5
лет
Ni-59
Nb-94
Tc-99
I-129
C-14
Pu-241
Cm-242
Короткоживущие радионуклиды
(второстепенная категоризация)
Сумма радионуклидов с
периодом полураспада меньше 5
лет
H-3
Co-60
Ni-63
Sr-90
Cs-137
Co-60
Ni-63
Am-241
Pu-239
10
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
отн. ед.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
лет
Изменение во времени удельной активности
радионуклидов в РАО
500
Co-60
100
Am-241
Pu-239
10
1
0,1
уд
0
А /УО
5
10
15
20
25
30
35
лет
Изменение во времени отношения удельной активности
радионуклидов к соответствующим УО
40
 Для выполнения измерений активности
труднодетектируемых радионуклидов необходимы
затратные работы по отбору и лабораторному
анализу проб.
 Эти измерения могут быть выполнены в рамках
отдельного научного исследования но не реализуемы
при повседневной эксплуатации АЭС.
 Повышение оперативности и эффективности РК
труднодетектируемых радионуклидов в РАО может
быть достигнуто путем применения технологии
радионуклидного вектора
 Технология позволят свести контроль радионуклидного
состава и активностей радионуклидов в РАО данного
вида к измерению удельных активностей только
отдельных реперных радионуклидов (например, 60Co,
137Cs), что требует на порядок меньше затрат, чем
лабораторный анализ.
IAEA TECDOC-1537. Strategy and Methodology for Radioactive
Waste Characterization.
Номер
группы
Перечень
Общая характеристика
радионуклидов радионуклидов в группе
Реперный радионуклид
60Co*
1
55Fe, 57Co, 58Co,
60Co, 59Ni, 63Ni
107Pd,
2
106(Ru+Rh),
103Ru
144Ce, 147Pm,
3
151Sm, 154Eu,
155Eu
4
134Cs, 135Cs,
137Cs
244Cm, 243Cm,
5
242Cm, 241Am,
242mAm, 243Am
Продукты активации
конструкционной стали
Металлы платиновой
группы
Лантаноиды с
сопоставимыми
химическими свойствами
Изотопы одного
химического элемента
Тривалентные актиноиды
с одинаковыми
химическими свойствами
*отличия примесных концентра-ций в
материале могут приводить к
значительной неопределен-ности
отношений активностей
103Ru
154Eu
137Cs
241Am*
* гамма-спектрометрические
измерения требуют особых условий
(низкоэнергетическая линия 59,6 кэВ)
Корреляция между активностями радионуклидов
в РАО европейских стран
Радионуклид
PWR
Число
Коэффициент
измерений
корреляции
BWR
Число
Коэффициент
измерений
корреляции
241Am/60Co
73
0,82
35
0,67
241Am /137Cs
67
0,84
34
0,63
238Pu/60Co
88
0,85
35
0,63
238Pu/137Cs
-
-
34
0,62
90Sr/60Co
110
0,78
29
0,74
90Sr/137Cs
108
0,77
17
0,76
NOÉ, M., MÜLLER, W. et al. Development of methods to provide an
inventory of radiologically relevant radionuclides: Analytical methods
and correlation of data
 Радионуклидные вектора, установленные для
зарубежных РАО, не могут быть применены в России по
причине особенностей проектирования и эксплуатации
АЭС.
1,8E+05
1,6E+05
A (63Ni), Бк/кг
1,4E+05
1,2E+05
1,0E+05
8,0E+04
6,0E+04
4,0E+04
2,0E+04
0,0E+00
0,0E+00
1,0E+05
2,0E+05
А
(60Co),
3,0E+05
Бк/кг
4,0E+05
5,0E+05
Заключение
В связи с принятием ФЗ «Об обращении с радиоактивными
отходами…» процедура паспортизации РАО должна быть
переориентирована на их передачу национальному
оператору для окончательного захоронения
 В настоящее время на АЭС отсутствуют методы и средства
контроля труднодетектируемых радионуклидов, которые
определяют радиологическую опасность РАО после
захоронения
Для выполнения требований законодательных и
нормативно-правовых актов, исключения отказов
национального оператора от принятия РАО АЭС, снижения
потенциальных затрат на паспортизацию РАО предложен
актуальный подход к радиационному контролю РАО.