Щодо нових методичних підходів з вирішення проблеми паспортизації історичних твердих радіоактивних відходів Чорнобильської АЕС, які направляються на захоронення

О. В. Mихайлов, В. M. Бeзмилов

Інститут проблем безпеки АЕС НАН України,
вул. Кірова, 36а, Чорнобиль, 07270, Україна,

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.20.4.5

Анотація

Діючі в зоні відчуження правила передачі й остаточного захоронення радіоактивних відходів (РАВ) вимагають оцінки та паспортизації активності радіонуклідів у кожній упаковці з відходами відповідно до затвердженого переліку. Ця інформація використовується Оператором сховища для контролю запасів і активності радіонуклідів, які зазвичай обмежуються оцінкою безпеки сховища та наявною ліцензією на його експлуатацію. Для оптимального вирішення питань, пов’язаних із паспортизацією радіонуклідного складу РАВ в упаковках, що спрямовуються на захоронення, Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ) рекомендує використовувати методологію радіонуклідних векторів (Scaling Factors methodology). Однак під час її реалізації виникли певні труднощі, особливо в частині визначення низьких рівнів активності радіонуклідів, що важко вимірюються (РВВ), у так званих історичних РАВ, накопичених ще до аварії на Чорнобильській АЕС у 1986 р. Методи, які використовуються на сьогодні, дозволяють проводити лише консервативну оцінку вмісту РВВ у відходах, що в кінцевому підсумку призводить до істотного завищення їх сумарної активності в упаковках.
Останніми роками увага дослідників різних країн була направлена на підвищення ефективності методів радіологічної характеризації партій РАВ під час зняття з експлуатації ядерних установок та розробку алгоритмів визначення оптимального складу радіонуклідів, що підлягають сертифікації (паспортизації). Це сприяло б зниженню ступеня переоцінки сумарної активності в упаковках з відходами, які направляються на захоронення в сховища РАВ.
У роботі розглянуто два методичних підходи до сертифікації радіонуклідного складу, які використовуються в системах поводження з РАВ Італії та Франції. Перший з них — метод визначення коефіцієнтів масштабування для РВВ у відходах на основі порівняння виміряних рівнів питомої активності радіонуклідів, у тому числі у вигляді <МДА (мінімально детектованої активності), з їхніми граничними значеннями згідно з критеріями приймання на захоронення. Метод дозволяє виключити з розгляду РВВ у разі, якщо його МДА знаходиться нижче певного значення, кратного встановленій межі активності (припустима питома активність в упаковці). Другий — методика оцінки прийнятності відходів і факторів їхньої небезпеки за величиною параметра IRAS (Radiological Acceptance Index in Storage). Метод дозволяє оптимізувати список нуклідів, що підлягають обов’язковому вимірюванню або розрахунковій оцінці їхньої активності у РАВ на основі кількісної оцінки внеску кожного з нуклідів, що мають бути задекларовані в паспорті, в сумарний IRAS упаковці.
За результатами проведеного дослідження встановлено, що застосування кількісних критеріїв, які використовуються в алгоритмах вивчених методичних підходів до сертифікації РАВ, дозволяє істотно знизити ступінь переоцінки сумарної активності упаковок з відходами за рахунок видалення зі списку РВВ, присутністю активності яких можна знехтувати з точки зору мізерності ризику перевищення встановлених для них меж активності. Розглянуті в роботі методичні підходи дозволяють оптимізувати склад радіонуклідів, що підлягають обов’язковому вимірюванню або розрахунковому визначенню їхньої активності в упаковках відходів, і можуть бути рекомендовані для вирішення проблем з характеризацією історичних відходів Чорнобильської АЕС, які направляються на захоронення

Ключові слова: радіоактивні відходи, Чорнобильська АЕС, питома активність, мінімально детектована активність, радіонукліди, що важко вимірюються, реперні радіонукліди, сертифікація, коефіцієнт масштабування.

Список використаної літератури

1. OECD (2017). Radiological characterization from a waste and materials. end-state perspective: practices and experience (NEA‑7373). Nuclear Energy Agency of the OECD (NEA), 100 p. Available at: https://www.oecd-nea.org/rwm/pubs/2017/7373-rad-char-pers.pdf.

2. Determination and use of scaling factors for waste characterization in NPP. IAEA Nuclear Energy Series NW-T-1.18. Vienna: IAEA, 2009, 142 р.

3. Criteria for acceptance of waste for burial in specially equipped near-surface repository for solid radwaste (SESRSRW). First stage of SESRSRW operation. Acceptance of RAW from SSE ChNPP PTLRW and PTSRW for burial in two symmetrical compartments of SESRSRW. Revision 5. Endorsed by acting Director General of State Corporation “UkrSE ‘Radon’”. Chornobyl, 2009, 38 p. (in Ukr.)

4. Mykhailov O. V., Bezmylov V. M., TerziA. K. (2020).Analysis of radionuclide contamination features in solid radwaste of “light” eastern compartment of solid waste repository of Chornobyl NPP. Yaderna Energetyka ta Dovkillia [Nuclear Power and the Environment], vol. 16, no. 1, pp. 40−48.

5. Zaffora B., Magistris M., Saporta G., Chevalier J. (2017). Uncertainty quantification applied to the radiological characterization of radioactive waste. Applied Radiation and Isotopes, vol. 127, pp. 142–149. doi: 10.1016/j.apradiso.2017.06.001.

6. Zaffora B., Magistris M., Chevalier J., Luccioni C., Saporta G., Ulrici L. (2017).
A new approach to characterize very-low-level radioactive waste produced at hadron accelerators. Applied Radiation and Isotopes, vol. 122, 141−147. doi: 10.1016/j.apradiso.2017.01.019.

7. Criteria for acceptance of waste for burial in specially equipped near-surface repository for solid radwaste (SESRSRW). KRIII.109–4.023.-2018. Revision 6. Project. Endorsed by acting Director SSE “CERWM”. Chornobyl, 2018, 39 p. (in Ukr.).

8. Strategy and methodology for radioactive waste characterization. IAEA-TECDOC-1537. IAEA, VIENNA, 2007, 182 р.

9. ISO 21238:2007 Nuclear energy — Nuclear fuel technology — Scaling factor method to determine the radioactivity of low- and intermediate-level radioactive waste packages generated at nuclear power plants. Geneva: International Organization for Standardization, 2007.

10. ISO 16966:2013 Nuclear energy — Nuclear fuel technology — Theoretical activation calculation method to evaluate the radioactivity of activated waste generated at nuclear reactors. Geneva: International Organization for Standardization, 2013.

11. Lukauskas D., Plukiene R., Plukis A., Gudelis A., Duskesas G., Juodis L., Druteikiene R., Lujaniene G., Luksiene B., Remeikis V. (2006). Method to determine the nuclide inventory of low-activity waste of the RBMK-1500 reactor. Lithuanian J. Phys., vol. 46, no. 4, pp. 497−503. doi: 10.3952/lithjphys.46413.

12. Plukis A., Remeikis V., Juodis L., Plukiene R., Lukauskas D., Gudeli A. (2008). Analysis of nuclide content in Ignalina NPP radioactive waste streams. Lithuanian J. of Phys., vol. 48, no. 4, pp. 375−379. doi: 10.3952/lithjphys.48409.

13. Mykhailov O. V., Krasnov V. O., Bezmylov V. M. (2019). Theoretical and Practical Aspects in Using Scaling Factor Method to Characterize Operational Solid Radioactive Waste Producible at Nuclear Power Plants. Yaderna Ener‑ getyka ta Dovkillia [Nuclear Power and the Environment], vol. 13, no. 1, pp. 52−58.

14. Albertone L., Altavilla M., Marga M., Porzio L., Tozzi G., Tura P. (2019). Control Experiences Regarding Clearable Materials from Nuclear Power Plants and Nuclear Installations: Scaling Factors Determination and Measurements’ Acceptance Criteria Definition. Environments, vol. 11, no. 6, p. 120. doi:10.3390/environments6110120.

15. Zaffora B., Magistris M., Saporta G., La Torre F. (2016). Statistical sampling applied to the radiological characterization of historical waste. EPJ Nuclear Sci. Technol., vol. 2., no. 34, pp. 1−11. doi: 10.1051/epjn/2016031.

16. Mikhailov A. V., Pavljuchenko N. I., Mjasnikov A. V., Terzi A. K., Krasnov V. A. (2019). [Results of radionuclide vectors determination to be used in characterization of SSE NPP’s solid radwaste]. Problemy Chornobyl’skoi zony vidchuzhennia [Problems of Chornobyl exclusion zone], vol. 20, pp. 13−26. (in Russ.)

17. Maksymenko А. М., Bondarkov M. D., Oskolkov B. Ya., Seida V. A., Dubas V. N. (2019). [Results for Studies of Hard-toMeasure Radionuclides in the Metal of Chornobyl Nuclear Power Plant Equipment being Dismantled, and Estimation of Scaling Factor]. Yaderna Energetyka ta Dovkillia [Nuclear Power and the Environment], vol. 13, no. 1, pp. 67−75. (in Russ.)

18. ISO 11929 Determination of the Characteristic Limits (Decision Threshold, Detection Limit and Limits of the Confidence Interval) for Measurements of Ionizing Radiation–Fundamentals and Application. Geneva, Switzerland: International Standard Organization, 2019.

Повна стаття(PDF)