Дослідження радіонуклідного забруднення матеріалів, що зберігаються у сховищі твердих радіоактивних відходів Чорнобильської АЕС

О. В. Mихайлов¹, A. K. Teрзі²

¹ Інститут проблем безпеки АЕС НАН України,
вул. Кірова, 36а, Чорнобиль, 07270, Україна
² ДСП “Чорнобильська АЕС”,
Славутич, Київська обл., 07101, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.21.3.4

Анотація

У 2016 р. були розпочаті підготовчі роботи для проведення характеризації твердих радіоактивних відходів (ТРВ), що тимчасово зберігалися у сховищі ТРВ ДСП “Чорнобильська АЕС”. За результатами “гарячих” випробувань промислового комплексу із поводження з ТРВ (ПКПТРВ) було виявлено, що безпосередньо в упаковці штатне устаткування системи радіаційно-технологічного контролю дозволяє надійно вимірювати тільки питому активність гамма-випромінювачів ⁶⁰Co і ¹³⁷Cs у відходах. Рішення проблеми було запропоновано виходячи з міжнародного досвіду: визначати вміст інших альфа- і бета-випромінюючих нуклідів, що підлягають паспортизації у ТРВ, за методологією радіонуклідних векторів (масштабних коефіцієнтів — scaling factors). Однак це вимагає дослідження кожної окремої партії відходів, проведення вибіркового лабораторного контролю представницьких проб матеріалів і встановлення функціональних взаємозв’язків між вмістом радіонуклідів у зразках за результатами вимірювань. Метою роботи було провести дослідницькі роботи, розпочаті в “легкому” східному відсіку сховища, й отримати необхідні дані для характеризації ТРВ у сусідньому західному відсіку. Репрезентативні проби матеріалів було відібрано у дев’яти точках відсіку з глибини до 1 м і розділено після візуального огляду на чотири потоки відходів. Визначення питомої активності радіонуклідів у зразках ТРВ проводили у вимірювальній водно-радіохімічній лабораторії ЧАЕС з використанням методів альфа-, бета- і гаммаспектрометрії, рідинної сцинтиляції та ICPM-спектрометрії. Результати вимірювань було проаналізовано за допомогою кореляційно-регресійного аналізу після відсіву анормальних результатів вимірювань за тестом Граббса. Результати вимірювань у вигляді < МДА (менше значення мінімально детектованої активності) із вибірок даних виключались. Встановлено, що рівні радіоактивності ТРВ у верхньому шарі “легкого” західного відсіку сховища, як і в сусідньому східному відсіку, визначаються вмістом нуклідів ¹³⁷Cs, ⁶⁰Co, ⁹⁰Sr, ⁹⁴Nb, ²³⁵U, ²³⁸U, ²⁴¹Am, 3 H та 14C. Особливості спектру радіонуклідного забруднення ТРВ в обох відсіках багато в чому схожі, що, найбільш ймовірно, відображає характерні властивості експлуатаційних відходів Чорнобильської АЕС, які утворилися в період нормальної роботи енергоблоків станції з 1978 до 1986 р. і були складовані з консервацією в сховищі ще до аварії на 4-му енергоблоці. Однак, порівняно зі східним відсіком, рівні забруднення ТРВ в західному відсіку для таких радіонуклідів, як 60Co, 94Nb та 90Sr є істотно вищими, а для ізотопів урану ^{235, 238}U навпаки — в кілька разів нижчими. Зроблено висновок про те, що отримані експериментальні та аналітичні результати можуть бути використані як вихідні дані для наступного етапу досліджень — розрахунку масштабних коефіцієнтів і встановлення радіонуклідних векторів, яких не вистачає для проведення паспортизації радіонуклідного складу нової партії ТРВ ЧАЕС, які планується захоронити.

Ключові слова: Чорнобильська АЕС, тверді радіоактивні відходи, питома активність, радіонукліди, що важко вимірюються, реперні радіонукліди,  коефіцієнт кореляції, коефіцієнти масштабування.

Список використаної літератури

1. 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.)

2. Decision on conducting the 3rd stage of “hot” tests and the initial stage of industrial operation of the ICMSRW. Conclusion of the State examination of nuclear and radiation safety of the SSE ChNPP documentation. Approved by T. P. Kilochytska, Deputy Chairman of State Nuclear Regulatory Inspectorate of Ukraine (SSE “ChNPP”, Archive inv. No. 28 dated July 28, 2016). (in Ukr.)

3. RAW management, radiation safety. Chornobyl NPP (September 12–16, 2016). Report of Technical Support Mission. Moscow: WANO-MC, 2016, 10 p. (TSM43-2016) (in Russ.)

4. Methodology and practice in defining nuclide vectors. Final report of WANO-MC Technical Support Mission at Chernobyl NPP (Slavutych, May 14–18, 2018). Slavutych, 2018,
12 p. (in Russ.)

5. IAEA (2007). Strategy and methodology for radioactive waste characterization. IAEA-TECDOC-1537. Vienna: IAEA, 182 р.

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

7. Mikhailov A. V., Pavliuchenko N. I., Miasnikov A. V., Terzi A. K. (2019). [Results of radionuclide vectors determination to be used in characterization of SSE NPP’s solid
radwaste]. Problems of Chornobyl Exclusion Zone, vol. 20, pp. 13–26. (in Russ.)

8. Mykhailov O. V., Bezmylov V. M., Terzi A. K. (2020). Analysis of radionuclide contamination features in solid radwaste of “light” eastern compartment of solid waste
repository of Chornobyl NPP. Nuclear Power and the Environment, vol. 16, no. 1, pp. 40–48.

9. Grubbs F. E. (1969). Procedures for detecting outlying observations in samples. Technometrics, vol. 11, no. 1, pp. 1–21. 10. Ross S. M. (2004). Introduction to probability and statistics for engineers and scientists. Third Edition. USA: Elsevier Academic Press, 641 p.

Повна стаття(PDF)