Формирование радиационных показателей в процессе гидрозолоудаления и хранения золошлаковых отходов буроугольных ТЭС: на примере Березовской ГРЭС-1 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат геолого-минералогических наук Крафт, Светлана Леопольдовна

• Крафт, Светлана Леопольдовна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Крафт, Светлана Леопольдовна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. ОБЛУЧЕНИЕ НАСЕЛЕНИЯ ПРИРОДНЫМИ РАДИОНУКЛИДАМИ КАК ОСНОВНОЙ ДОЗООБРАЗУЮЩИЙ ФАКТОР.

1.2. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ

НА ТЕРРИТОРИИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ.

1.3. ВЛИЯНИЕ УГОЛЬНОГО ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЦИКЛА НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОВНЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ РАДИАЦИИ МЕСТНОСТИ.

1.4. СПОСОБЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ СЖИГАНИИ БУРЫХ УГЛЕЙ НА ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАБОТЕ МАТЕРИАЛОВ.

2.1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛОШЛАКО-ВЫХ ОТХОДОВ И ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ ГАММА-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ СПОСОБОМ.

2.1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ИССЛЕДУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДОНА В ЗОЛЬНО-ВОДНЫХ СУСПЕНЗИЯХ.

2.2. СОСТАВ И СВОЙСТВА ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ, ОБРАЗОВАННЫХ ПРИ СЖИГАНИИ БУРОГО УГЛЯ БЕРЕЗОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

2.2.1. ТЕХНОЛОГИЯ СЖИГАНИЯ БУРЫХ УГЛЕЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ.

2.2.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ.

2.2.3. ОСОБЕННОСТИ ГИДРАТАЦИИ ВЫСОКОКАЛЬЦИЕВЫХ ЗОЛ.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДНОГО СОСТАВА ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ СЖИГАНИЯ УГЛЯ, ГИДРОЗОЛОУДАЛЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ

ОТХОДОВ В ЗОЛООТВАЛАХ.

3.1 СОДЕРЖАНИЕ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В БУРОУГОЛЬНЫХ ЗОЛАХ.

3.2. ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ ЗОЛЫ И ЗОЛОШЛАКОВОЙ СМЕСИ БЕРЕЗОВСКОЙ ГРЭС-1. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ И ОЦЕНКА СТАБИЛЬНОСТИ РАДИОНУКЛИДНОГО СОСТАВА ЗОЛЫ-УНОСА И ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ.

3.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССА ГИДРОЗОЛОУДАЛЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДНОГО СОСТАВА МАТЕРИАЛОВ.

3.4. ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ПРОЦЕССЕ ГИДРАТАЦИИ ЗОЛЫ-УНОСА.

3.5. ФОРМИРОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ УДЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ЗОЛЫ-УНОСА И ЗОЛОШЛАКОВОЙ СМЕСИ ЕСТЕСТВЕННЫМИ РАДИОНУКЛИДАМИ.

3.6. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ВЕЛИЧИНЫ УДЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОЙ АКТИВНОСТИ И ВКЛАДОВ В НЕЕ УДЕЛЬНЫХ АКТИВНОСТЕЙ ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ЭКСХАЛЯЦИЯ РАДОНА ИЗ ЗОЛЫ-УНОСА В ПРОЦЕССЕ ГИДРОЗОЛОУДАЛЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ ЗОЛОШЛА-КОВЫХ ОТХОДОВ.

4.1. ХАРАКТЕРИСТИКА И СВОЙСТВА РАДОНА.

4.2. МЕХАНИЗМ ЭМАНИРОВАНИЯ БУРОУГОЛЬНОЙ ЗОЛЫ-УНОСА.

4.3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ДЕЭМАНИРОВАНИЯ РАДОНА ИЗ ЖИДКОЙ ФАЗЫ СУСПЕНЗИЙ.

4.3.1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ РАДОНА В ВОДНОЙ СРЕДЕ ПРИ ОТСУТСТВИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ИСТОЧНИКА РАДОНА.

4.3.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ РАДОНА В ЗОЛЫ ЮВОД110Й СУСПЕНЗИИ ПРИ НАЛИЧИИ ЭМАНИРУЮЩЕГО ИСТОЧНИКА. 13g

4.4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДОНА В СУСПЕНЗИЯХ И РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ЭМАНИРОВАНИЯ.

4.4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОНОВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ AlphaGUARD.

4.4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДОНА В ЖИДКОЙ ФАЗЕ СУСПЕНЗИЙ, ТВЕРДАЯ ФАЗА КОТОРЫХ СОДЕРЖИТ ИСТОЧНИКИ ЭМАНИРОВАНИЯ.

4.5. ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РАДОНА В ВОДЕ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование радиационных показателей в процессе гидрозолоудаления и хранения золошлаковых отходов буроугольных ТЭС: на примере Березовской ГРЭС-1»

Актуальность темы. В настоящее время мировая общественность уделяет огромное внимание вопросам экологической безопасности населения. Влияние человека на окружающую среду огромно и всесторонне, топливно-энергетические комплексы всего мира не являются исключением в этом смысле.

В России, как и во всем мире, значительную долю в производстве электроэнергии составляют теплоэлектростанции, работающие на твердом топливе (68,7 %). Вклад России в производство электроэнергии угольными станциями составляет примерно 50 %. При сжигании углей образуются массовые отходы (зола, шлак, сточные технологические воды), которые наносят вред окружающей среде.

Не последнее место в теплоэнергетической отрасли занимает Красноярский край. Так, в Красноярском крае количество теплоэлектростанций и котельных составляет 796 единиц, на которых ежегодно сжигается 14,4 млн т углей Канско-Ачинского бассейна. При сжигании углей образуется 906,4 тыс. т в год золошлаковых отходов, которые размещаются на 297 объектах, включая 21 золоотвал [3]. Утилизации подвергаются только 98,9 тыс. т в год золошлаковых отходов.

К примеру, ТЭС на угле мощностью 1000 МВт ежегодно выбрасывает в окружающую среду до 750 тыс. т золы [128]. К началу третьего тысячелетия было накоплено около 1,2 млрд. т ЗШО с ежегодным увеличением на 45 - 50 млн. т при степени их утилизации не более 8 %.

Зола-унос, полученная в результате сжигания топлива, вывозится в сухом виде либо удаляется по системе гидрозолоудаления в золоотвалы, где хранится, свободно контактируя с воздухом и почвой либо находясь под слоем воды, поступающей в процессе гидрозолоудаления.

Вода золоудаления из секций золоотвала, просачиваясь через слои подстилающих пород, попадает в водоносные горизонты, которые могут служить источниками водоснабжения населенных пунктов, сельхозугодий, промышленных предприятий; кроме того, она может попадать в прилегающие водоемы рыбохозяйственного и хозяйственно-питьевого назначения. Все вышесказанное не может не вызывать опасений.

Примером угольных станций может служить Березовская ГРЭС-1 установленной мощностью 1600 МВт (два агрегата станции), которая работает на бурых углях Канско-Ачинского бассейна, в частности на углях Березовского месторождения. Выработка электрической энергии сопровождается ежегодным выходом около 170 тыс. т золошлаковых отходов, удаляемых гидравлическим способом в золоотвал, расположенный в непосредственной близости к водохранилищу и заболоченной пойме рек Береш и Базыр.

При сжигании бурые угли дают золу, обогащенную естественными радионуклидами. По данным некоторых авторов удельная активность ЕРН золы-уноса буроугольных ТЭС в 3 - 4 раза выше, чем активность бурых углей. В среднем по углям считается, что активность ЗШО повышается в 5 раз в сравнении с исходными углями.

В отечественной и зарубежной литературе практически отсутствуют работы по оценке загрязнения окружающей среды естественными радионуклидами, поступающими из золошлаковых отходов теплоэлектростанций. Имеющиеся работы касаются оценки валового содержания ЕРН в золах бурых углей, поведение же радионуклидов в процессе гидрозолоудаления ранее не изучалось.

Особенностью золы бурых углей Канско-Ачинского угольного бассейна является их гидравлическая активность. Естественные радионуклиды, содержащиеся в минеральной составляющей золы, вступают в химическое взаимодействие с водой, в результате чего происходит перераспределение ЕРН и их миграция в водную среду системы ГЗУ, а затем, просачиваясь через подстилающие слои золоотвалов, ЕРН могут поступать в подземную гидросферу.

Предметом исследований в данной работе явилось изучение процессов обогащения естественными радионуклидами продуктов сжигания бурых углей, закономерностей выщелачивания ЕРН в процессе гидрозолоудаления и количественная оценка эксхаляции радона как дочернего продукта распада радия, содержащегося в золошлаковых отходах.

Цель работы: установить изменение и дать количественную оценку формирования радионуклидного состава золошлаковых отходов в процессе гидрозолоудаления и хранения в золоотвалах.

Основные задачи исследования заключались в следующем:

1) исследовать гранулометрический, химический и минералогический составы буроугольной золы-уноса, а также изменение химико-минералогического состава золы в процессе гидрозолоудаления;

2) определить радионуклидный состав и установить класс опасности золы-уноса по направлению утилизации;

3) дать количественную оценку выщелачивания естественных радионуклидов в процессе гидрозолоудаления и хранения золошлаковых отходов в золоотвалах;

4) оценить уровни активности радона в воде системы гидрозолоудаления и дать их количественную оценку;

5) изучить эманирование ЗШО в процессе их хранения в отвалах.

Фактический материал. Материалом для написания диссертации послужили результаты исследований проб золы-уноса и золошлаковой смеси, отобранные и изученные автором в период 2004 — 2009 гг. в цехе переработки золы и в секциях золоотвала БГРЭС-1. Кроме того, были использованы опубликованные материалы ЦГСЭН по Красноярскому краю.

В процессе исследования изучено более 150 проб золы-уноса, 70 проб золошлаковой смеси из золоотвала и около 50 проб воды из водопровода и скважин гг. Красноярск, Шарыпово, п. Дубинино Шарыповского района. Выполненные анализы, включая экспериментальные исследования, включили в себя около 1500 определений.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались следующие методы:

1. Физические методы определения свойств золы и золошлаковой смеси.

2. Петрографический анализ для изучения минерального состава золы-уноса и золошлаковой смеси.

3. Рентгенофазовый и термогравиметрический анализы (выполнялись с применением дифрактометра общего назначения и дериватографа 1500Q для определения количественного и качественного минералогического состава золы-уноса и золошлаковой смеси).

4. Химический анализ золошлаковых отходов (производился в аккредитованной химической лаборатории ИГУРЭ СФУ).

5. Гамма-спектрометрический анализ золы-уноса и золошлаковой смеси (выполнялся с применением гамма-спектрометра «ПРОГРЕСС» в аккредитованной лаборатории радиационного контроля и строительной физики ИГУРЭ СФУ).

6. Определение концентрации радона в воде и в зольных суспензиях (осуществлялось с применением комплекса «КАМЕРА» и радон-монитора «AlphaGUARD mod.PQ2000» в лаборатории радиационного контроля и строительной физики ИГУРЭ СФУ).

На защиту выносится комплекс теоретических и экспериментальных данных исследований:

1) Золы бурых углей Березовского месторождения по уровням накопления ЕРН в большинстве случаев не превышают нормируемую величину удельной эффективной активности 370 Бк/кг для отходов производства и сырья. Золы-уноса являются гидравлически активными, в процессе гидрозолоудаления и хранения происходит изменение химико-минералогического состава золы, что обуславливает миграционную способность естественных радионуклидов и уменьшение их содержания в золошлаковых отходах.

2) В процессе гидравлического удаления золы-уноса и хранения золошлаковых отходов в золоотвале происходит миграция естественных радионуклидов в водную среду, что при отсутствии геохимических барьеров будет обуславливать загрязнение подземных водоносных горизонтов.

3) При контакте золы-унос с водой происходит насыщение водной среды радоном. На выделение радона влияет водотвердное отношение, это обусловлено кинетикой происходящих химических процессов. При содержании естественных радионуклидов в золе-уноса в пределах величины удельной эффективной активности 370 Бк/кг содержание радона в воде источников водоснабжения, прилегающих к золоотвалу территорий, не превышает нормируемого НРБ - 99/2009 значения 60 Бк/л.

Научная новизна работы представлена следующими результатами:

1. Проведена комплексная оценка поведения естественных радионуклидов в процессе гидрозолоудаления и хранения золошлаковых отходов. Количественно установлена миграция естественных радионуклидов в водную среду при контакте золы-уноса с водой системы гидрозолоудаления.

2. Установлено, что выщелачивание ЕРН происходит и после длительного хранения золошлаковых отходов в золоотвале, что при отсутствии геохимических барьеров будет способствовать загрязнению подземных водоносных горизонтов.

3. Установлены закономерности изменения нормируемой величины удельной эффективной активности ЕРН в результате сжигания угля, в процессе гидрозолоудаления и при хранении золошлаковых отходов.

4. Установлены количественные характеристики эманирования золы-уноса и золошлаковой смеси в процессе гидрозолоудаления и хранения ЗШО.

Практическая значимость работы и внедрение в практику.

1. Научно обоснована необходимость контроля и нормирования миграции ЕРН в процессе гидрозолоудаления и хранения буроугольных золошлаковых отходов. Высказана необходимость устройства геохимических барьеров при проектировании золоотвалов.

2. Основные результаты исследований миграции ЕРН в водную среду и методики определения содержания радона в воде и зольных суспензиях внедрены в учебный процесс для магистрантов и аспирантов специальности «Водоснабжение и водоотведение».

Личный вклад автора. Автором высказана идея необходимости изучения процессов миграции ЕРН в подземные горизонты, собраны и проанализированы первичные материалы исследований, осуществлено проведение экспериментов, обобщены результаты расчетов и экспериментальных данных. Выполнена статистическая обработка полученных результатов, сделаны основные выводы.

Апробация работы. Основные положения и отдельные материалы диссертации доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях, в том числе: Всероссийской научно-практической конференции «Сибири - новые технологии в архитектуре, строительстве и жилищно-комунальном хозяйстве» (Красноярск, 2005 г.); XI Международной научно-практической конференции «Экономика природопользования и природоохраны» (Пенза, 2008 г.); XXV региональной научно-технической конференции (Красноярск, 2007 г.); XXVI региональной научно-технической конференции (Красноярск, 2008 г.); V научно-практической конференции «Проблемы градостроительства, экологии и образования» (Шарыпово, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 1 в рекомендованном ВАК журнале.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и общих выводов, списка литературы (142 наименования). Диссертация изложена на 176 страницах основного текста, содержит 41 таблицу, 45 рисунков и приложения.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Крафт, Светлана Леопольдовна

выводы

1. По результатам статистического анализа полученных экспериментальных данных по радиационным характеристикам можно утверждать о высокой нестабильности составов угля и золошлаковых отходов. Это свидетельствует о неоднородном распространении ЕРН на отдельных участках разрабатываемых бурых углей Березовского месторождения и необходимости контроля по радиационному фактору. За анализируемый период удельная эффективная активность золы-унос не превышает нормируемую величину 370 Бк/кг и ее средние значения находятся в пределах 210 Бк/кг при максимуме 327 Бк/кг.

Удельная эффективная активность золошлаковой смеси из золоотвала в среднем в 3 - 4 раза ниже активности исходной золы-уноса независимо от периода отбора проб. Можно утверждать, что в результате гидрозолоудаления и хранения ЗШО активность ЕРН значительно снижается по отношению к их содержанию в исходной золе-уноса.

2. При контакте золы-уноса и золошлаковой смеси с водой происходит снижение удельной эффективной активности этих материалов, при этом поведение радионуклидов неоднозначное. Установлено, что выщелачивание естественных радионуклидов происходит в большей степени по радию и калию, торий в меньшей степени подвержен выщелачиванию как менее активный элемент.

Снижение удельной эффективной активности ЕРН в гидратированной золе обусловлено двумя причинами: встраиванием молекул воды в структуру гидравлически активных минералов, то есть разбавлением концентрации ЕРН нерадиоактивным компонентом — водой; переходом естественных радионуклидов в водную среду при контакте золы-уноса с избыточным количеством воды.

В результате пересчета с поправкой на химически связанную воду снижение удельной активности ЕРН в пробах гидратированной золы по отношению к золе-уноса составило в среднем: no226Ra - 52,4 %, 232Th - 26,7 %, 40К - 69,3 %.

Золошлаковая смесь при контакте с избыточным количеством воды также становится менее активной. В этом случае снижение удельных активностей ЕРН в пересчете на химически связанную воду в среднем составило: по 226Ra - 37,4 %, 232Th - 8,7 %, 40К - до 4 %.

При длительном хранении ЗШО с большой вероятностью можно прогнозировать незначительное поступление In и К в естественную среду, в

226г> то время как поступление Ra в водную среду остается на высоком уровне.

3. В процессе гидрозолоудаления и хранения ЗШО происходит переформирование вкладов удельных активностей ЕРН в удельную эффективную активность, что свидетельствует о различной подвижности радионуклидов при выщелачивании.

Величина удельной эффективной активности золы-уноса в основном сформирована за счет 226Ra. Доля вклада радия в Аэфф колеблется в пределах 50 - 75 % и в среднем составляет 73,4 %; доля 232Th составляет около 10 — 35% при среднем 14,2 %; а вклад 40К соответствует 17-25 % при среднем значении 12,4 %.

В гидратированной золе вклады ЕРН в Аэфф изменяются и средние значения вкладов составляют: для " Ra - 54,5 %, ~ ~Th - 21Д %, К - 24,4 %.

В золошлаковой смеси доля вкладов активностей ЕРН в удельную эф

ЧЛ/' фективную активность составляет в среднем: по " Ra - 56,9 %, " "Th - 31,3%, 40К- 11,8 %.

С помощью треугольных диаграмм наглядно продемонстрировано, что вклад 226Ra в формирование удельной эффективной активности золошлаковых отходов в процессе гидрозолоудаления уменьшается, следовательно, радий сравнительно легко выщелачивается.

4. Установлена линейная зависимость между Аэфф и удельными активностями отдельных радионуклидов. Выявлена наиболее плотная корреляционная связь между удельными активностями 226Ra, 40К и удельной эффективной активностью ЕРН в золошлаковых отходах, коэффициенты парной корреляции здесь соответственно составляют R2=0,75-0,95 и R2=0,65-0,88. Наименьшая корреляция отмечается у Th (R =0,24-0,27).

В уравнениях зависимостей удельной активности 'Ra в гидратиро

226 ванной золе от активности Ra в исходной ЗУ наблюдается тенденция повышения уровня выщелачивания с возрастанием номера поля электрофильтров. В среднем радия выщелачивается около 50 %.

Наиболее высокие значения мощности дозы будет формировать зола-унос, так как имеет более высокую удельную эффективную активность по сравнению с ЗШС и гидратированной золой.

5. Экспериментально показано, что естественные радионуклиды мигрируют в водную среду как в процессе гидрозолоудаления, так и при хранении золошлаковых отходов. На основании этого высказано предположение о вероятности попадания ЕРН в подземные горизонты и прилежащие открытые водоемы при отсутствии геохимических барьеров.

ГЛАВА 4. ЭКСХАЛЯЦИЯ РАДОНА ИЗ ЗОЛЫ-УНОСА В ПРОЦЕССЕ ГИДРОЗОЛОУДАЛЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ

4.1. ХАРАКТЕРИСТИКА И СВОЙСТВА РАДОНА Радон - радиоактивный газ, представляет собой химический элемент VIII группы Периодической системы Менделеева. Он является единственным газообразным радиоактивным элементом и представлен в природе тре

79Q 999 мя изотопами: " Rn, Rn, ~ Rn. Эти изотопы принадлежат разным радиоак

99Q 999 91Q тивным семействам: " Rn - ториевому (4п), Rn - урановому (4п + 2), Rn - актиноурановому (4л + 3). До сих пор иногда употребляются их самостоятельные названия: торон (Тп), радон (Rn) и актинон (An). Все они входят в состав нулевой группы периодической системы элементов, молекулы их одноатомны. Радиологические характеристики изотопов радона приведены в табл. 40.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Крафт, Светлана Леопольдовна, 2010 год

1. Цжиетг АЕа.=43,3 Бк/кг Зола-уасс ARa=15S Бе\-*г

2. Рис. 38. Выделение радона из золы-унос и цемента в водопроводную воду

3. При барботировании воздухом смеси золы-уноса и водопроводной воды концентрация радона в газовой фазе изменяется согласно экспоненциальной зависимости

4. С7„ =Стж~^(е-к<-е-к<) + С0 , (4.25)где Cr„ текущая концентрация радона в жидкой фазе; Стах — максимальное содержание радона в жидкой фазе; к. и к2 — постоянные константы скорости деэманирования жидкой фазы; Ссг значения фонового уровня.

5. Рис. 39. Выделение радона из материалов в дистиллированную воду при водотвердном отношении 10:1

6. При исследовании суспензий с различным водотвердным отношением (В/Т) при меньшем количестве воды наблюдается большее насыщение водной среды радоном (рис. 40).

7. Cyiiietuiin с различным В Т1. Время, ч• • • Зола-vhoc ARa=!54 Бк. кг: В 7=2 i Зола-унсс ARa= 15i Бк, кг; В? Т=!0.1

8. Рис. 40. Концентрация радона в зольных суспензиях с различным водотвердным отношением

9. С ус пешни с различным В'То.о:1. Время, ч

10. Зояа-унсс ARa=i53.S Бк/кг, В/ i=21

11. Зола-унос ARa=I53,S Бк/кг; В 7=10/1

12. Рис. 41. Изменение отношения количества атомов радона, выделяющихся в жидкую фазу, к количеству рождающихся в результате радиоактивного распада

13. Общее количество атомов радона в жидкой фазе суспензий определяется по формулегде С^ текущее содержание радона; Сф - фоновое значение содержания радона, Бк/кг.

14. Тогда коэффициент эманирования в процессе барботажа суспензии при водотвердном отношении 10:1 равен отношению общего количества выделившегося 222Rn к количеству атомов 226Ra в пробе.

15. Полученные таким образом результаты согласуются с рассчитанными по различным методикам коэффициентами эманирования. В табл. 41 приведены сравнительные значения КЭ.