СПОСОБ ВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2014 года по МПК G21F9/22 

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к хранилищам отвержденных радиоактивных отходов (РАО), и может быть использовано на АЭС и предприятиях по переработки РАО для временного хранения на территории предприятия радиоактивных отходов до вывоза на захоронение.

Согласно требованиям «Основных правил обеспечения радиационной безопасности» ОСПОРБ-99/2010, мощность дозы гамма-излучения в полуобслуживаемых помещениях зоны контролируемого доступа не должна превышать величины 6 мкЗв/ч, в санитарно-защитной зоне предприятия - 1 мкЗв/ч. В целях выполнения указанных требований контейнеры с РАО традиционно хранятся во временных хранилищах, представляющих собой капитальные сооружения с мощными стенами, имеющими две основные функции: ослабление гамма-излучения от контейнеров до допустимого уровня и защиту контейнеров от осадков.

Известно множество примеров хранения вредных отходов, в частности радиоактивных. Способ по патенту США №5022788 (МПК G21F 9/34, 11.06.1991) характеризуется тем, что отходы помещают в контейнеры с защитной оболочкой, которые помещают затем в грунт. Такое хранение не является надежным, поскольку в аварийных ситуациях в грунт могут поступать подземные воды и не исключается случайный прорыв аварийно образовавшихся токсичных газов; защитный слой грунта и контейнер не в состоянии предотвратить утечку радиоактивных отходов в случаях тектонических подвижек и усиления сейсмоактивности.

Для усиления защитных свойств естественной оболочки природной среды, согласно изобретению США патент №4321158 (МПК G21F 9/24, 30.05.1980), отходы укладывают в упаковочные контейнеры с защитной оболочкой, которые размещают в полости в скале или горной выработке, и для дополнительной изоляции свободное пространство заполняется наполнителем (буферной засыпкой).

Состав наполнителей может быть различным: это битум или бентонит, пластичный материал, аналогичный глине, пористая масса, содержащая окись магния или аммония (патенты RU 2419901, МПК G21F9/00, 27.05.2011, RU 2357308, МПК G21F 9/00, 27.05.2009, RU 2069906, МПК G21F 9/24, 27.11.1996).

Для временного хранения радиоактивных отходов на площадках также используются капитальные хранилища, обеспечивающие снижение мощности дозы гамма-излучения до приемлемых уровней.

Технический результат заключается в упрощении и удешевлении временного хранения РАО при полном соблюдении ограничений по мощности гамма-излучения на территории, прилегающей к хранилищу, без необходимости строительства капитальных стен благодаря использованию свойства самоэкранировки радиационных упаковок.

Технический результат достигается за счет того, что в способе временного хранения твердых или отвержденных радиоактивных отходов радиоактивные отходы помещаются в контейнеры, свободное пространство контейнеров заполняется буферной засыпкой и контейнеры складируются в хранилища, при этом упаковки формируются с асимметричной загрузкой, кроме того, контейнеры с максимальным значением мощности дозы гамма-излучения (МД) располагаются во внутренних рядах 1 хранилища 2, а контейнеры с минимальным значением МД - в периферийных рядах 3 так, чтобы грани контейнеров с повышенной МД были обращены к центру, а грани с минимальной МД были повернуты в направлении стены хранилища.

Четыре двухсотлитровые бочки 4 с отвержденными РАО высокой плотностью (не менее 1,5 г/см³) размещаются в железобетонных контейнерах 5 со смещением от центра, а свободное пространство заполняется нерадиоактивным материалом 6 с плотностью 2,0 г/см³ (песком), с помощью чего добиваются максимального снижения МД гамма-излучения от двух граней контейнера, за счет увеличения МД от двух других граней. При постановке контейнеров в хранилище ряды формируются таким образом, чтобы грани с повышенным гамма-излучение были обращены к центру, а периферийный ряд заполняли контейнеры с наименьшим значением МД, ориентированные таким образом, чтобы грань с минимальной МД была повернута в направлении стены хранилища.

На фиг.1 изображена схема построения биозащиты с использованием эффекта самоэкранировки контейнеров с РАО.

На фиг.2 схематично изображена асимметричная загрузка контейнера.

На фиг.3 представлена диаграмма направленности гамма-излучения от контейнера при асимметричной загрузке.

На фиг.4 схематично изображено построение биозащиты периферийного ряда с использованием контейнеров с асимметричной загрузкой.

На фиг.5 приведены значения МД гамма-излучения при хранении контейнеров с РАО в ангарах.

Пример. На территории спецпункта Нововоронежской АЭС было сооружено два ангара суммарным объемом 928 контейнеров. Использовались железобетонные контейнеры типа НЗК-150-1,5П (разработки ОАО «345 механический завод»). Ангары были заполнены согласно данному способу временного хранения радиоактивных отходов. Максимальное значение МД от стенок контейнера НЗК достигает величины 0,7 мЗв/ч. При этом МД на территории спецпункта, где располагаются ангары, не превышает допустимой величины для полуобслуживаемых помещений (6 мкЗв/ч), на территории санитарно-защитной зоны - 1 мкЗв/ч.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к хранилищам отвержденных радиоактивных отходов (РАО), и может быть использовано на АЭС и предприятиях по переработки РАО для временного хранения на территории предприятия радиоактивных отходов до вывоза на захоронение. Технический результат заключается в упрощении и удешевлении временного хранения РАО при полном соблюдении ограничений по мощности гамма-излучения на территории, прилегающей к хранилищу, без необходимости строительства капитальных стен благодаря использованию свойства самоэкранировки радиационных упаковок. Способ временного хранения радиоактивных отходов включает в себя формирование упаковок с асимметричной загрузкой, заполнение свободного пространства буферной засыпкой, расположение контейнеров с максимальным значением мощности дозы гамма-излучения (МД) во внутренних рядах хранилища, а контейнеров с минимальным значением МД - в периферийных рядах так, чтобы грани с повышенной МД были обращены к центру, а грани с минимальной МД были повернуты в направлении стены хранилища. 5 ил.

Способ временного хранения радиоактивных отходов, включающий помещение твердых или отвержденных радиоактивных отходов в контейнеры, заполнение свободного пространства контейнера буферной засыпкой и складирование их в хранилища, отличающийся тем, что при этом упаковки формируются с асимметричной загрузкой, кроме того, контейнеры с максимальным значением мощности дозы гамма-излучения (МД) располагаются во внутренних рядах хранилища, а контейнеров с минимальным значением МД - в периферийных рядах так, чтобы грани контейнеров с повышенной МД были обращены к центру, а грани с минимальной МД были повернуты в направлении стены хранилища.