Спосіб розрахунку концентрації активності радіологічно важливих радіонуклідів у радіоактивних відходах у тимчасових сховищах аес відповідно до активності нукліду 60сo

Реферат: Спосіб розрахунку концентрації активності радіологічно важливих радіонуклідів у радіоактивних відходах у тимчасових сховищах АЕС відповідно до активності нукліду 60 Co характризується тим, що для його визначення вимірюються концентрації активностей різних радіонуклідів у контрольному зразку α - , β - , γ - спектроскопією та їх співвідношення до 60 Co . Активність ізотопу в інших ємностях з РАО оцінюється за формулою: Ai  A60Co  ki  mi , (1) де: A i - активність ізотопу, що визначається, в РАО; A 60 Co - виміряне значення питомої активності 60 Co ; k i відношення питомої активності і-го ізотопу до питомої активності 60 Co визначене емпіричним шляхом для контрольного зразка в лабораторії, m - маса РАВ, що надходять на зберігання. Сумарна радіоактивність контейнера з відходами визначається як сума активностей всіх ізотопів: A   n i 1 A i , (2) де: A i - активність і-того ізотопу в РАО, i  1...n - число радіонуклідів, що визначаються в РАВ. UA 118871 U (12) UA 118871 U UA 118871 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до визначення радіоактивності в технологічних відходах АЕС На даний час всі реактори енергоблоків діючих АЕС є джерелом значної кількості радіоактивних відходів (РАВ), тому отримання достовірних даних про ізотопний склад і активності РАВ є надзвичайно актуальним. Передумовою для передачі на захоронення є відповідний опис, класифікація і декларування РАВ. До цього належить і зазначення загальної, зумовленої специфікою радіонуклідів, активності РАВ, що визначається для всіх радіологічно важливих радіонуклідів у залежності від умов зберігання. У різноманітних радіоактивних відходах присутня велика кількість ізотопів. Для визначення їх активності необхідно застосовувати велику кількість методик, у тому числі і радіохімічних. При цьому точність визначення ряду ізотопів досить низька. Похибка визначення активності 14 55 60 90 94 134,l37 154,155 радіонуклідів С, Fe, Co, Sr, Nb, Cs, Eu, як правило, не перевищує 10 % і помітно збільшується, якщо вклад нукліда в загальну активність менше 1 %. Похибка 94m 3 14 59 63 визначення Nb становить 15 %. Похибка визначення Н, С, , Ni приблизно 30 %. Альфа238 234 239+240 238 випромінюючі ізотопи U, U, Pu, Pu визначаються з похибкою ~ 30 %. Похибка 235 визначення U може досягати 100 %. До того ж використання всіх цих методик значно підвищує витрати на дослідження не менше ніж на два порядки у порівнянні з методами гаммаспектроскопії. Задача корисної моделі полягає у визначенні загального змісту радіоактивності РАВ, що утворюються при експлуатації АЕС, нами проведено вимірювання вмісту  ,  і  радіонуклідів в рідких (РРВ) і твердих (ТРВ) радіоактивних відходах Південно-Української атомної електростанції (ПУАЕС). Поставлена задача вирішується тим, що спектри  -променів вимірювалися на антикомптонівському спектрометрі, який має вхідне берилієве вікно і Ge-детектор з ефективністю реєстрації 20 % в порівнянні з Nal (ТІ) - детектором розмірами 3"х3'. Оскільки 55 108 розпад ряду ядер відбувається електронним захопленням ( Fe, Ag) або процесом  променів (93mNb) нами були проведені вимірювання характеристичного внутрішньої конверсії випромінювання, що супроводжує захоплення або процес внутрішньої конверсії на К-оболонці. Вимірювання виконувалися на спектрометрі з Ge-детектором, що має тонке вхідне берилієве 3 90 вікно і об'єм 1 см . Вимірювання Sr виконувалися по нерадіохімічній методиці на  спектрометрі з Nal (ТІ) - детектором товщиною 1 мм. На цьому ж спектрометрі виконувалися вимірювання  - випромінювачів після радіохімії. На фіг. 1 і 2 наведено зведені діаграми результатів вимірювань концентрації активностей радіоактивних ізотопів у зразках ТРВ та РРВ, виміряні безпосередньо на ПУАЕС. Порівняльний аналіз активностей твердих і рідких радіоактивних відходів демонструє їх 134 137 5І помітні відмінності. У РРВ найбільш істотну частку становлять ізотопи Cs і Cs, в ТРВ - Сг і 90 60 Sr. Частка Со істотна і приблизно однакова в обох видах РАВ. У той же час з фігур є очевидною узгоджена зміна концентрації багатьох ізотопів як в ТРВ 60 137 так і в РРВ. Со і Cs є компонентами, що добре спостерігається у всіх пробах. Зміст цих нуклідів є визначальним практично для всіх зразків. 60 l37 Питомі концентрації Со і Cs добре корелюють з питомими концентраціями більшості інших радіонуклідів. Ми пропонуємо спосіб розрахунку концентрації активності радіологічно важливих 60 137 радіонуклідів в РАВ по вимірюванню активності нуклідів Со, Cs. 60 137 Со і Cs легко вимірюються різними спектрометрами: як найпростішим NaJ (ТІ), так і стандартним напівпровідниковим спектрометром. 60 137 60 Со і Cs мають різне походження: Со - це активність, наведена в результаті 137 опромінення нейтронами, a Cs - може з'явитися тільки як продукт поділу. 60 137 Вимірюючи активність Со і Cs, можна контролювати основну частину радіологічно значимих ізотопів по кореляційним співвідношенням. 60 137 За співвідношенням Со і Cs можна визначити чи є дані РАВ звичайними експлуатаційними відходами. Співвідношення АCo-60/ ACs-137 повинно бути постійним. Для радіоактивності в технологічних відходах ПУАЕС отримано наступне співвідношення: A Co60 / A Cs137  0,277  0.033 (1) 60 137 де ACo60 I ACs137 - питомі активності Со і Cs відповідно. Відхилення від рутинного співвідношення ACo60 / ACs137 вказує на можливість виникнення аварійної ситуації і потребує додаткових досліджень. 1 UA 118871 U 5 10 15 20 25 30 Аналіз проведених вимірювань дозволяє розробити спосіб розрахунку концентрації 60 радіологічно важливих радіонуклідів в РАВ по вимірюванню активності нукліду Со. У контрольному зразку методами радіоспектрометрії визначаються активності різних 60 137 радіонуклідів і їх співвідношення до питомих активностей Со і Cs, тобто коефіцієнти 60 137 кореляції для кожного радіонукліда. З огляду на те, що співвідношення Со і Cs є константою, активність ізотопу в інших ємкостях з РАВ оцінюється за формулою: Ai  A60Co  ki  mi, (2) де A i - активність ізотопу, що визначається, в РАВ; A 60Co - виміряне значення питомої 60 60 активності Со, k i відношення питомої активності і-го ізотопу до питомої активності Со; визначається емпіричним шляхом для контрольного зразка в лабораторії, m - маса РАВ, що надходять на зберігання. Сумарна радіоактивність контейнера з відходами визначається як сума активностей всіх ізотопів: A   n 1 Ai (3) i A i - активність ізотопу, що визначається, в РАВ, i  1...n - число радіонуклідів, що де визначаються в РАВ. Спосіб вимірювання концентрації радіонуклідів в РАО базується на вимірюванні концентрації різних радіонуклідів у контрольному зразку  ,  ,  -спектроскопією і визначенні 60 співвідношення цих радіонуклідів до Со. У всіх інших зразках РАВ за допомогою Nal (ТІ) 60 спектрометра визначається концентрація Со, і використовуючи співвідношення концентрації 60 різних радіонуклідів до Со в контрольному зразку визначається концентрація інших основних радіонуклідів в РАВ та сумарна активність. Перелік фігур Фіг. 1. Зведена діаграма результатів вимірювань концентрації радіоактивних ізотопів у зразках РРВ, кБк / кг. Фіг. 2. Зведена діаграма результатів вимірювань концентрації радіоактивних ізотопів у зразках ТРВ, кБк / кг. Джерела інформації: 1. Бондарьков М.Д., Максименко A.M., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Желтоножская М.В.,Садовников Л.В., Ильичев СВ., Боярищев В.В. / Радиоактивность в технологических отходах АЭС / Известия РАН. Серия физическая, 2009. - Т.73. № 2. - С. 279-282. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб розрахунку концентрації активності радіологічно важливих радіонуклідів у радіоактивних відходах у тимчасових сховищах АЕС відповідно до активності нукліду 60 Co , який характризується тим, що для його визначення вимірюються концентрації активностей різних радіонуклідів у контрольному зразку α - , β - , γ - спектроскопією та їх співвідношення до 60 Co , причому активність ізотопу в інших ємностях з РАО оцінюється за формулою: A i  A 60Co  k i  mi , (1) де: A i - активність ізотопу, що визначається, в РАО; A 60 Co - виміряне значення питомої активності 60 Co ; k i відношення питомої активності і-го ізотопу до питомої активності 45 Co визначене емпіричним шляхом для контрольного зразка в лабораторії, m - маса РАВ, що надходять на зберігання, а сумарна радіоактивність контейнера з відходами визначається як сума активностей всіх ізотопів: A   n i 1 A i , (2) де: 50 60 A i - активність і-того ізотопу в РАО, i  1...n - число радіонуклідів, що визначаються в РАВ. 2 UA 118871 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3