контроль активности
радионуклидов в воздухе при реабилитации хранилищ ниц "курчатовский институт"
В. Г. ВОЛКОВ, Ю. А. ЗВЕРКОВ, В. Д. МУЗРУКОВА, С. Г. СЕМЁНОВ, А. В. ЧЕСНОКОВ, А. Д. ШИША (НИЦ "Курчатовский институт")
Ликвидация старых хранилищ радиоактивных отходов в НИЦ "Курчатовский институт" и накопленных с начала 1950-х по 1980-е годы, требовала тщательной разработки технологических процессов, так как проводилась на территории действующего научного учреждения с многочисленным персоналом. Особая аккуратность проведения реабилитационных работ и радиационного контроля обуславливались ещё и тем, что хранилища располагались в непосредственной близости от жилого городского массива.
В 2003-2006 гг. были реабилитированы радиоактивно загрязнённые объекты и участки территории НИЦ "Курчатовский институт". Основные работы велись на площадке размещения старых хранилищ радиоактивных отходов, расположенной в северо-западной части территории института и граничащей с плотной жилой городской застройкой. Поэтому требовалось применение апробированных технических решений и технологий при обращении с извлекаемыми отходами, в том числе обеспечение радиационной безопасности и исключение возможности распространения радиоактивных аэрозолей.
С 2003 г. на этой площадке были извлечены хранимые отходы и последовательно ликвидированы 10 старых хранилищ. Отходы представляли собой различные элементы демонтированного
оборудования исследовательских реакторов и горячих камер, лабораторное оборудование, строительный мусор и грунт. Радиоактивное загрязнение их определялось, главным образом, 137Сэ и 9^г, а-излучающие нуклиды присутствовали, в основном, в хранилище высокоактивных отходов.
Связывание и удаление радиоактивных аэрозолей. При извлечении отходов и ликвидации старых хранилищ для защиты персонала и населения близлежащих районов от воздействия радиоактивных аэрозолей применяли пылеподавляющие локализующие и изолирующие защитные покрытия и дезактивирующие растворы. Эти же средства с добавлением в них семян травы применяли для закрепления поверхности грунта при обратной засыпке котлованов ликвидируемых хранилищ.
На загрязнённые поверхности фрагментов отходов, извлекаемых из хранилищ, наносили локализующие или изолирующие покрытия (защитные плёнки). Их же наносили в целях предотвращения загрязнения на рабочие поверхности технических средств, применяемых при извлечении отходов. Для создания изолирующего или локализующего покрытия применяли полимерные покрытия АК-501 и СКС-501 рабочей вязкостью 40-80 и ВЛ-501, представляющие собой водно-спиртовой раствор поливинилбутираля с добавлением специальных комплексообразующих веществ. Их наносили на рабочие поверхности технических средств, оснащённых комплек-
42
© В.Г. Волков, Ю.А. Зверков, В.Д. Музрукова, С.Г. Семёнов, А.В. Чесноков, А.Д. Шиша
Energia_6_2011.indd 42 -^t-
5/27/11 5:50:16 PM
ПРОБЛЕМЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАДИАЦИОННОЙ ЭКОЛОГИИ
Таблица 1
Контрольные уровни объемной активности при проведении реабилитационных работ
Объёмная активность 137Сэ 9<^г 241Ат Сумма а-излу-чающих изотопов плутония
Допустимая сред-
негодовая объём-
ная активность
воздуха для пер-
сонала, Бк/м3:
группа А 1700 330 0.21 0.53
группа Б 425 82.5 0.0525 0.1325
В зоне проведе-
ния работ, Бк/м3 80 40 0.0525 0.1325
том сменного технологического оборудования. После выполнения работ полимерные покрытия удаляли, что уменьшало радиоактивное загрязнение техники и облегчало ее дезактивацию. Покрытия наносили в 1-4 слоя при межслойной сушке в течение 1-2 ч. Расход на один слой покрытия при нанесении на разные поверхности составлял от 0.5 до 1 л/м2. Радиоактивное загрязнение с поверхностей оборудования, механизмов и транспортных средств удаляли путём жидкостной дезактивации. Выбор рецептур жидкостей определялся характеристиками радиоактивного загрязнения и природой очищаемой поверхности. Для дезактивации рабочих поверхностей специнструмента и оборудования, например, робототехнических манипуляторов и строительной техники применяли рецептуры ДЕЗ-2, -3, -4, -5. Транспортные средства, на которых вывозили контейнеры с отходами на полигон МосНПО "Радон", дезактивировали водными растворами на основе рецептуры ДЕЗ-3.
Организация и ведение контроля активности аэрозолей. Для ограничения выхода радионуклидов в воздух хранилища низко- и среднеактивных отходов ликвидировали с использованием легкосъёмных укрытий. При ликвидации хранилищ высокоактивных отходов для обеспече-
ния нормативной мощности эквивалентной дозы по периметру площадки старых хранилищ дополнительно вокруг хранилища была создана внешняя радиационная защита, которая позволила не только снизить мощность дозы, но и ограничить выход радиоактивных аэрозолей из зоны работ. Установки распыления размещали внутри и вне радиационной защиты - возле проёмов, через которые разрушали массив хранилищ и удаляли средне- и низкоактивные отходы. Аналогичным образом распределяли точки контроля объёмной активности аэрозолей. Такая организация контроля и системы пылеподавления существенно снизила объёмную активность радионуклидов в воздухе в местах нахождения персонала и по периметру площадки старых хранилищ. Объёмную активность аэрозолей контролировали в течение всех рабочих смен. Контрольные уровни содержания радионуклидов в воздухе при выполнении работ на территории площадки старых хранилищ были приняты на основании нормативов НРБ-99 для персонала группы Б, по внешнему периметру площадки - нормативов для населения (табл. 1).
Объёмную активность на площадке старых хранилищ контролировали двумя независимыми способами:
- непрерывным измерением суммарной а- и р-активности с помощью установок УДА-1АБ;
- регулярным отбором проб воздуха с помощью пробоотборников ПВП-4А на аналитические фильтры АФА-РПС-20 с их последующим спектрометрическим и радиометрическим анализом.
Концентрация аэрозолей, измеренная установками УДА-1 Б, представляла собой усреднённые по длительности рабочих смен, как правило составлявшей 6 ч, данные суммарной объёмной а- и р-актив-ности прокачанного воздуха (до 20 м3 в смену).
43
Аспирационная установка контроля за радиоактивными нуклидами.
Наряду с контролем объёмной активности аэрозолей в местах работ на площадке старых хранилищ, как правило в пределах периметра котлованов, по периметру площадки постоянно контролировали состояние воздушной среды двумя установками 'Тайфун" аспирационного типа (рисунок), которые были расположены на расстоянии 50 и 250 м от площадки, в юго-западном и северо-восточном направлении соответственно. Такая система организации и средства контроля обеспечивали получение оперативной информации о содержании радионуклидов на площадке старых хранилищ и их переносе воздушной средой за пределы площадки, что позволяло корректировать проведение реабилитационных работ.
Итоговые результаты контроля объёмной активности аэрозолей в рабочих зонах анализировали ежемесячно (табл. 2). Объёмную активность 137Cs и других у-излучающих нуклидов определяли гамма-спектрометрическим методом на спектрометрическом комплексе ISO-CART с детектором из особо чистого германия, 90Sr - радиометрическим методом с использованием пластикового
сцинтиллятора размером 70 х 3 мм спектрометра "Колибри" по специально разработанной методике. Погрешность измерений составляла ±30%.
В феврале-марте 2005 г. извлекали отходы второй секции хранилища № 4, и объёмная активность аэрозолей в основном возрастала только непосредственно в зоне проведения работ внутри теневой радиационной защиты и иногда кратковременно для отдельных радионуклидов превышала нормативы. Подъём пыли в это время был связан с разрушением бетонной матрицы хранилища, резкой металлических пеналов с высокоактивными отходами, пересортировкой отходов в контейнерах для снижения мощности дозы на их поверхности. Все эти работы проводили робототехническими средствами без участия персонала. Вне защитного сооружения в зоне расположения персонала и по периметру площадки старых хранилищ объёмная активность аэрозолей почти всегда находилась в пределах нормативов.
Следует обратить внимание на различие выхода отдельных радионуклидов
Таблица 2
Объёмная активность радионуклидов при проведении работ в хранилище № 4 в феврале-марте 2005 г., Бк/м3
Дата 137Cs 90Sr 60Co 241Am 152Eu
24 янва-
ря-4 фев-
раля 0.085 <0.02 - - -
7-11 фев-
раля 0.027 <0.01 - - -
1-5 марта 0.65 0.33 - 0.51 -
1-10 марта 0.36 0.29 - 0.11 -
1-5,
9-10 марта 0.051 <0.001 - - -
14-18 мар-
та 0.0033 <0.002 - - -
11, 14-17
марта 0.29 0.25 - - 0.05
14-18 мар-
та 0.83 0.58 - 0.12 0.08
16-17 мар-
та 1.0 0.82 - - 0.02
21-25,
28 марта 0.78 0.42 - 0.1 0.05
29-31 мар-
та 0.38 0.35 0.014 - -
44
при проведении работ в хранилище № 4, особенно в зависимости от времени года. В частности, объёмная концентрация 241Ат возрастала с увеличением влажности воздуха, что позволяет предположить его большую подвижность в условиях повышенной влажности и наличия снежного покрова. В то же время удельная активность 137Сэ и 241Ат в пробах, отобранных в феврале-марте 2005 г., также была максимальной. По-видимому, во второй секции хранилища № 4 были сосредоточены отходы наиболее высокой удельной активности с заметным содержанием трансурановых элементов.
В аэрозолях отношение объёмной активности 137Сэ к активности отдельных радионуклидов, таких, как 241Ат, 152Еи и 9^г, оказалось в 10-100 раз меньше аналогичных отношений в пробах отходов. Это даёт возможность предположить, что такое поведение связано с их большей подвижностью по сравнению с 137Сэ. Отношение 137Сэ/Ри в аэрозолях примерно соответствовало их отношению в отходах.
На основе анализа результатов контроля можно сделать вывод, что наиболее критичным в аэрозолях являлось наличие 137Ат, поскольку именно по этому радионуклиду наиболее часто наблюдалось превышение контрольных уровней. В то же время следует вновь отметить, что указанное превышение было зафиксировано только в зонах работ, осуществляемых робототехническими средствами, то есть
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.