Продукти активації Забезпечення радіаційної безпеки

Активность теплоносителя контура охлаждения реактора зависит от многих факторов:

технологической схемы реакторной установки, типа теплоносителя, примененных конструкционных материалов, расхода теплоносителя на очистку, надежности твэлов.

Активации подвергаются:

сам теплоноситель;

примеси, поступающие в контур с теплоносителем;

продукты коррозии и эрозии, поступающие с поверхностей, омываемых теплоносителем.

Собственная активность водного теплоносителя достигает 0,1 Ки/кг, натрия — 6−10 Ки/кг. Активность примесей в воде составляет до Ки/кг, а продуктов коррозии — до Ки/кг.

Теплоноситель.

На АЭС с реакторами, охлаждаемыми водой, активируются изотопы кислорода. Дочерними продуктами являются нуклиды разных газов, наиболее значимый из которых — нуклид, образующийся по реакции (n, p). Он излучает г-кванты с энергией 6,13 МэВ и имеет период полураспада — 7,11 с. Вследствие малого периода полураспада представляет опасность только при работе реактора на мощности.

В реакторах на быстрых нейтронах (далее реактор БН) активируется натрий по реакции (n, г).

является источником жесткого г-излучения (2,75 МэВ) и имеет период полураспада около 15 ч. Другими продуктами активации натрия являются (ТЅ = 2,6 года) и короткоживущий газообразный неон .

Естественные примеси.

К естественным примесям в воде относятся нуклиды Са, Mg, Si, Na и некоторых других элементов, большинство из которых образуют практически не растворимые соединения. В контуре они образуют плотный слой накипи на стенках оборудования. Почти все эти нуклиды, кроме натрия, являются в-излучателями, а присутствует в малом количестве, поскольку хорошо задерживается ионообменными фильтрами. Современная технология и системы водоподготовки позволяют получить воду высокой степени чистоты с весьма малым содержанием примесей. Тем не менее эти примеси попадают в контур (особенно при нарушениях ВХР), и поэтому в теплоносителе содержатся такие радионуклиды, как, ,, и .

Активность естественных примесей в воде составляет обычно ~Бк/кг (~ Ки/кг).

Продукты коррозии Продукты коррозии (далее ПК), поступающие в контур со стенок оборудования и трубопроводов, представляют весь набор компонентов сталей или других конструкционных материалов .

Скорость общей коррозии обычно невелика и для нержавеющей стали в воде составляет около 1 г/(· год), но при нарушениях водно-химического раствора (далее ВХР) она усиливается.

Активность ПК?? Бк/кг (~ Ки/кг).

ПК могут откладываться на стенках оборудования или трубопроводов и снова смываться. С учетом работы системы очистки в теплоносителе со временем устанавливается некое равновесное содержание каждого продукта. В водяном теплоносителе ПК существуют в виде окислов металла как в растворимой, так и нерастворимой (более 85%) формах. В последнем случае они образуют мелкодисперсные частицы.

При протечках теплоносителя или вскрытии контура для ремонта либо перегрузки эти частицы попадают в воздух рабочих помещений в виде аэрозолей.

Теплоносители и среды других систем Во-первых, достаточно высокую радиоактивность имеют вспомогательные системы, обменивающиеся теплоносителем с основным контуром (например, системы подпитки-продувки или организованных протечек ВВЭР, система продувки и расхолаживания РБМК и т. п.). Второй контур ВВЭР может стать активным при протечках в парогенераторах. Но поскольку протечки обычно невелики, то и активность второго контура мала.

Во-вторых, кроме теплоносителя основного контура охлаждения реактора, активации подвергаются среды и теплоносители вспомогательных технологических систем, если они попадают в области, где существует нейтронный поток. Так в реакторах РБМК активируется теплоноситель контура охлаждения СУЗ (далее КОСУЗ) и газ, прокачиваемый через графитовую кладку реактора, в реакторах БН — аргон, находящийся в реакторе над уровнем натрия для защиты последнего от окисления.

Источником активных газов или аэрозолей могут стать и другие контуры или вспомогательные системы, в частности системы очистки теплоносителя, бассейны выдержки отработавших ТВС, хранилища жидких радиоактивных отходов.