Материал: Пронкин Регулирование безопасности обрасчения 2011
ны к окислительно-восстановительному потенциалу, то почвенное покрытие должно предотвращать проникновение в хранилище кислорода.
Качество и размер бетонных стенок хранилища влияет на водный поток через хранилище, скорость выхода (просачивания) радионуклидов и т.д. Поэтому необходимо тщательно подходить к выбору марки бетона и конструкции могильника (монолит, сборные бетонные детали и др.).
Качество бетона, используемого для заполнения пространства между упаковками отходов в хранилище, определяет уровень утечки газов из хранилища и скорости выноса радионуклидов из хранилища без наличия повреждений барьеров.
Следует отметить, что защитные (конструкционные) материалы приповерхностного ПЗРО играют основную роль в обеспечении безопасности в течение всего периода эксплуатации и после окончания эксплуатации. Это обусловлено тем, что радионуклиды из хранилища сразу попадают в биосферу, загрязняя почву и водную систему.
Критерии приемлемости РАО для захоронения представляют собой целый спектр технических (физических, химических, радиационных и др.) характеристик РАО, определяющих пригодность их для захоронения выбранным способом. Они подробно рассмотрены в гл. 8.
Допустимые критерии содержания радионуклидов в РАО можно получить из нормативных документов. С этой целью рассчитывается максимальная концентрация радионуклидов или их общее содержание, приводящее к дозе равной, выбранному дозовому пределу.
В рамках своей деятельности группа экспертов OECD/NEA рассмотрела допустимые уровни предельных концентраций, осредненных по всему хранилищу, и пределов суммарной активности в хранилище. Общие эталонные уровни, разработанные группой экспертов для альфа-излучающих радионуклидов, лежат в диапазоне 10 – 100 Бк/г для РАО на небольшой глубине и 1000 – 10000 Бк/г для РАО, захороненных на глубине более 20 м. Группа также оценила, можно ли определить глобальные эталонные уровни радиоактивности, в частности, по альфа- и суммарной бетагаммаактивности.
61
Обычно общие рекомендации даются по одному «наиболее значащему радионуклиду», а также предполагая, что человек испытывает воздействие радиации только от хранилища. Однако в оценках конкретного хранилища необходимо учитывать все источники.
Эксплуатационные критерии. Этап эксплуатации длится не-
сколько десятилетий. Во время этой фазы хранилище приравнивается к промышленному предприятию по обращению с РАО. В этот период должна осуществляться обычная радиационная защита и применяться все средства для обеспечения безопасности, используемые в атомной промышленности.
Послеэксплуатационные критерии. Период после закрытия хра-
нилища длится намного дольше, чем другие этапы обращения с РАО. В это время в ПЗРО имеется максимальное количество РАО, которое необходимо удерживать в хранилище на все время их потенциальной опасности.
После закрытия ПЗРО облучение в основном происходит за счет непосредственного потребления загрязненных подземных или поверхностных вод, а также потребления продуктов питания. Кроме того, внешнее облучение может иметь место при купании, при контакте с загрязненными поверхностями и т.д.
Биотрубация (корневое распространение) и интрузия (роющие животные) могут также привести к усилению фильтрации по трещинам и каналам, образовавшимся в барьерах хранилища. Риск биотрубации снижают путем использования химически структур- но-устойчивых форм отходов, введением специальных барьерных систем и выбором правильной глубины размещения хранилища.
В процессе разложения в РАО образуется газ. Наиболее известными процессами является коррозия, биологическое разложение органических веществ и радиолиз. Образующиеся газы могут быть радиоактивными и содержать такие радионуклиды как углерод-14, водород-3 и др., а также служить носителями газообразных форм радиоактивных веществ. Более того, образование газа может усилить вынос радионуклидов с водой путем замещения поровой воды или разрушения барьеров. На образование газа влияют химический состав отходов, выбор строительных материалов и другие факторы.
62
Задания и вопросы для самоконтроля
1.Что такое «захоронение РАО» и чем оно отличается от хранения РАО?
2.На какие категории разделяются ПЗРО?
3.Объясните, чем определяются периоды изоляции от 300 до
10000 лет?
4.Что такое приповерхностное захоронение РАО?
5.Что такое захоронение РАО в глубокие геологические форма-
ции?
6.Назовите 10 технических критериев, которым должно удовлетворять подземное захоронение РАО высокого уровня активности.
7.Какие критерии являются специфичными для подземного захоронения РАО?
8.Назовите критерии, которым должно удовлетворять приповерхностное захоронение РАО.
63
Глава 4. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ХРАНИЛИЩ РАО
Введение
С начала развития атомной энергетики (50-е годы ХХ в.) было установлено, что надежность технических систем в атомной промышленности имеет первостепенное значение с точки зрения обеспечения ядерной и радиационной безопасности. Были разработаны методологии оценки надежности ядерных реакторов и в целом АЭС. Несколько позже (в 70-х годах) стало понятно, что при обращении с РАО также необходимо обеспечивать должный уровень безопасности с образуемыми и образовавшимися от предыдущей деятельности РАО (накопленными РАО).
Были сделаны попытки адаптации методологии, разработанной для оценки безопасности АЭС (реакторов), к обращению с РАО. Однако они не всегда оказывались успешными. События, происходящие в период хранения, не могли быть довольно точно охарактеризованы как дискретные отказы компонентов системы захоронения, но могли быть описаны как непрерывное развитие каких-либо химических и физических процессов, подвергающихся воздействиям различного рода событий, явлений и факторов. Захоронение РАО – это длительный процесс13, который не позволяет достаточно адекватно оценить правильность принятых проектных решений и предсказать развитие событий в районе захоронения в период его потенциальной опасности, иметь достаточно предсказуемую цепочку событий: «принятое решение» - «отказ» - «последствия отказа». Не были разработаны единые критерии, которые характеризовали бы безопасность захоронений РАО и позволяли сравнивать безопасность различных хранилищ РАО на длительный период.
В настоящее время проводятся многочисленные исследования по разработке методов анализа безопасности хранилищ РАО всех типов. Вопросы безопасности хранилищ РАО широко обсуждаются в печати и на международных конференциях. Это обусловлено тем,
13 Оценка безопасности хранилищ РАО в отличие от других объектов ИАЭ должна распространяться и на период после закрытия хранилища, поскольку захоронение не предполагает извлечения РАО из хранилища.
64
что дальнейшее развитие атомной энергетики во многом будет определяться успехами в обработке и захоронении РАО.
Оценка безопасности хранилища РАО может быть определена как анализ будущего поведения всей системы захоронения отходов и ее потенциальных воздействий на человека и окружающую среду, который сопровождается сравнением полученных результатов с соответствующими нормами безопасности (критериями).
4.1. Основные этапы оценки безопасности хранилищ
Концепции оценки безопасности. В 1991 г. Комитет по утили-
зации радиоактивных отходов OECD/NEA и Международный консультативный комитет по утилизации РАО при МАГАТЭ поставили вопрос о возможности долгосрочной оценки безопасности приповерхностных хранилищ НАО и САО. Оба комитета подтвердили, что существуют методы, позволяющие адекватно оценить потенциальную опасность радиационного воздействия хранилища РАО на персонал, население и окружающую среду в течение длительного времени при наличии достаточно полной информации о предполагаемом месте захоронения и соответствующем использовании методов оценки безопасности.
При проектировании хранилищ РАО необходимо учитывать два концептуальных положения [52]:
1.Настоящее поколение несет ответственность за то, что будущие поколения будут защищены от радиационного риска, по крайней мере, на уровне, который является допустимым сегодня.
2.Долгосрочная безопасность выбранной системы захоронения должна быть убедительно обоснована до начала захоронения.
Очевидно, что второе из этих положений является основным при оценке работоспособности и безопасности системы захоронения. Основная трудность состоит в том, что при захоронении РАО существуют риски на длительную перспективу, на все то время, когда отходы остаются опасными. Было сделано немало попыток проанализировать безопасность систем захоронения для очень длительного времени. Достоверность выводов этих работ вызывает полемику и скептицизм. Поэтому до сих пор остаются не решенными три важных вопроса.
65