Способ захоронения отработавших высокоактивных источников ионизирующего излучения

 

СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ВЫСОКОАКТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИОНИЗИРУЩВГО ИЗЛУЧЕНИЯ в подземные хранилища колодезного типа, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-химических свойств захораниваемого материала, повышения степени безопасности и надежности хранения и увеличения эффективности использования хранилища, в хранилище последовательно загружают порцию отработавших источников таким образом, чтобы удельная активность на единицу высоты хранилища удовлетворяла соотношению д . I где А - активность, приходящаяся на единицу высоты хранилища; jcg- теП лопроводность материала колодца; gсредняя энергия однрго распада; ( ДТ)дор - допустимый нагрев внутри С хранилища, и порцию металла или сплава с температурой плавления ниже , и делают композицию монолитной..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 511 а G 21 F 9/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA захораниваемого материала, повышения степени безопасности и надежности хранения и увеличения эффективности использования хранилища, в хранилище последовательно загружают порцию отработавших источников таким образом, чтобы удельная активность на единицу высоты хранилища удовлетворяла соотношению с — е (ЛТ)до

A с2 р

Е, (21) 3752476/24-25 (22);.08,06.84 (46) 07.08.87. Бюл. У 29 (72) А.С.Баринов, М.И.Ожован, II.Ï.Полуэктов, А.С.Поляков, И.А.Соболев, Е,М.Тимофеев, С,А.Третьяк, Jl.Ì,Õîì÷èê и В.В.Ширяев (53) 621,039,7 (088,8) (56) Коэн Б. Успехи физических наук, т, 126, с. 102, 1978.

Соболев И,А., Хомчик Л.М..Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. M„ Энергоатомиздат, 1983, с, 128, (54)(57) СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ВЫСОКОАКТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИОНИЗИРУЮЩВГО ИЗЛУЧЕНИЯ в подземные хранилища колодезного типа, о т л и. ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения физико- химических свойств где А — активность, приходящаяся на единицу высоты хранилища; - теп" лопроводность материала колодца; средняя энергия одного распада; Щ (йТ) »„ — допустимый нагрев внутри хранилища, и порцию металла или сплава с температурой плавления ниже

660 С,и делаюткомпозицию монолитной. о

1184382

Изобретение относится к способам захоронения отработавших высокоактивных источников ионизирующего излучения в подземные хранилища колодеэно5 го типа и может быть использовано на централизованных пунктах захоронения радиоактивных отходов для обезвреживания отработавших срок службы источников ионизирующего излучения. g

Целью предлагаемого изобретения является улучшение физико-химических свойств композиции, включающей захораниваемые источники, повышение степени безопасности и надежности хранения отработавших высокоактивных источников и увеличение эффективности использования хранилища.

Сущность способа заключается в том, что в хранилище последовательно загружают порцию отработавших источников таким образом, чтобы удельная активнооть на единицу высоты хранилища удовлетворяла соотношению

25 е (л Т) дол

Д (2д

Ъ.

40 где А — активность, приходящаяся на единицу высоты хранилища; zp— теплопроводность материала колодца; 30 средняя энергия одного распада; (ЙТ) о„ - допустимый нагрев внутри

Ф хранилища, и порцию металла или сплава с температурой плавления ниже

660 С и омоноличивают полученную композицию.

Плавление металла или сплава не должно нарушать целостности оболочки источников, так как это может привести к выходу радиоактивности наружу. Следствием этого является ограничение сверху температуры плавления металла или сплава — именно, поскольку оболочки источников изготавливают иэ А1 с Т, = 660 С или 45 нержавеющей стали с Т „„ = 1400 (;, температура плавления металла и сплава должна быть меньше 660 С, так как поступление источников с оболочками из различных материалов равновероятно.

В результате укаэанного действия источники фиксируются в матричном материале, образуя композицию с улучшенными физико-химическими свой55 ствами: более высокой теплопроводностью и меньшей поверхностью контакта со средой, Одновременно ограничивается плотность радиационного поля и снижается температура внутри хранилища.

Пример I. Для захоронения отработавших источников -излучения на основе нуклида Со-60 с Е =

2,5 Мэв, включенных в оболочки иэ нержавеющей стали, в подземное хранилище диаметром 400 мм удельная активность, согласно предложенному соотношению, не должна превышать

600 Ки/см при (a Т) „,„= 120 С и

3,58-10 кал/см. с град.

В хранилище порциями, в соответствии с рассчитанной удельной активностью, загружали отработавшие источники Со-60 и алюминиевый сплав с температурой плавления Тщ = 477 С и теплопроводностью z 2 .10 " кал/см-с х

«град. С помощью нагревателя каждую порцию матричного материала расплавляли.

После омоноличивания композиции повышение температуры в хранилище о составило 90 С. Контакт источников с водно.-воздушной средой был исключен.

Суммарная эахораниваемая активность при этом составила 100 тыс.Ки, тогда как при известном способе захораниваемая активность была 30 тыс.

Ки при максимально допустимом нагреве, ю

Содержание водорода в объЕме хранилища снизилось от 2,7 об.7 до фонового уровня, ниже предела чувствительности штатного измерителя концентрации водорода-хроматографа газохром-3101".

Пример 2. Для захоронения т отработавших источников -излучения на основе нуклида Cs-137 с f = 0«57

Мэв, включенных в оболочки из алюминия, в подземное хранилище диаметром 400 мм удельная активность, согласно предложенному соотношению, не должна превышать 1600 Ки/см при (Т) оп = 120 С и g = 3,58 -10 кал, /см с.град.

В хранилище порциями, в соответствии с рассчитанной удельной активностью, загружали отработавшие источники Cs-137 и оловянно свинцовый сплав с температурой плавления 280 С и теплопроводностью у м = 1 -10 кал/ см с"град.

С помощью нагревателя каждую порцию матричного материала расплавляли.

1184382

Составитель

Техред M.Моргентал

Корректор М.Шароши.Редактор С,Титова

Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 3610/1

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул.Проектная,4

После омоноличивания композиции повьцпение температуры в хранилище составляло 60 С. Контакт источников с водно-воздушной средой был исклю"

5 чен.

Суммарная захораниваемая активность при этом была в 8 раз больше чем при известном способе.

Содержание водорода в объеме хранилища снизилось до фонового уровня.

Как видно иэ приведенных примеров предложенный способ позволяет значительно (в 3-8 раэ) увеличить загрузку хранилища отработавшими источниками ионизирующего излучения, снизить температурные нагрузки на оболочку хранилища, полностью устранить контакт источников с водно-воздушной средой и практически исключить накап": ливание водорода в объеме хранилища.

Тем самым обеспечивается высокая на; дежность захоронения.