Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования закономерностей загрязнения окружающей среды в результате утечки радионуклидов из хранилища жидких радиоактивных отходов: на примере Нововоронежской АЭС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.03, кандидат технических наук Щукин, Алексей Павлович

• Щукин, Алексей Павлович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Щукин, Алексей Павлович

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ПРИЧИН УТЕЧКИ ЖРО ИЗ ХЖО-2 НВАЭС И МЕРОПРИЯТИЙ

ПО ЕЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ.

1.1 Общая характеристика ХЖО-2. Анализ проектных решений.

1.2 Причины инцидента на ХЖО-2.

1.3 Источник и характеристика утечки из ХЖО-2.

1.4 Роль наблюдательных скважин при контроле безопасности ХЖО.

Выводы по главе.

2 АНАЛИЗ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ

УТЕЧКИ ЖРО ИЗ ХЖО-2 НВАЭС.

2.1 Исследования последствий инцидента на ХЖО-2.

2.2 Разработка "Регламента комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС".

2.3 Загрязнение зоны аэрации.

2.4 Распределение 60Со в водоносном горизонте.

2.4.1 Особенности миграции 60Со, связанные с гидрогеологией водоносного горизонта.

2.4.2 Особенности распределения 60Со, связанные с геохимическими процессами.

2.4.3 Особенности изменения активности 60Со в скважинах.

2.5 Распределение других радионуклидов в водоносном горизонте.

2.6 Загрязнение поверхностной гидросферы.

2.6.1 Загрязнение поверхностных вод.

2.6.2 Загрязнение донных отложений.

2.7 Распространение 60Со в биосфере и дозы облучения населения.

2.8 Поступление 60Со в р. Дон и пруды рыбхоза.

2.8.1 Текущий контроль поступления 60Со в р. Дон и пруды рыбхоза.

2.8.2 Ретроспективные и прогнозные оценки поступления 60Со в р. Дон.

Выводы по главе.

3 РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕНОСА 60Со с ГРУНТОВЫМИ ВОДАМИ ОТ ХЖО-2 к р.ДОН и ЕГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ в РЕКЕ.41 3.1 Задачи модельного исследования последствий инцидента на ХЖО-2.

3.2 Модели оценки безопасности хранилищ РАО.

3.3 Основные факторы, влияющие на миграцию радионуклидов с грунтовыми водами.

3.4 Модель фильтрации грунтовых вод.

3.4.1 Уравнения модели фильтрации.

3.4.2 Параметры и граничные условия модели фильтрации грунтовых вод.

3.5 Модель переноса загрязнителей с грунтовыми водами.

3.5.1 Уравнения модели миграции.

3.5.2 Параметры модели миграции, начальные и граничные условия.

3.6 Особенности миграции 60Со в водоносном горизонте.

3.6.1 Геохимические процессы трансформации и сорбции ионов 60Со.

3.6.2 Учет геохимических процессов в модели миграции.

3.7 Результаты расчета подземной миграции 60Со.

3.8 Оценка облучения населения.

3.9Моделирование распространения 60Со в р.Дон.

3.9.1 Описание модели распространения радионуклидов в протяженной реке при долговременном локальном сбросе.

3.9.2 Результаты моделирования распространения 60Со в р. Дон от НВАЭС до Цимлянского водохранилища.

Выводы по главе.

4 ВЛИЯНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ ЗАЩИТНЫХ БАРЬЕРОВ, А ТАКЖЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ ИЗ ХЖО-2 В Р. ДОН.

4.1 Виды защитных барьеров при хранении и захоронении РАО.

4.2 Требования к защитным барьерам и способы реализации этих требований.

4.3 Эффективность защитных барьеров ХЖО-2.

4.4 Оценка влияния гидрогеологических и геохимических барьеров на распространение 60Со в р. Дон.

4.4.1 Механизм влияния гидрогеологических барьеров на миграцию загрязнителей.

4.4.2 Оценка эффективности гидрогеологических барьеров.

4.4.3 Геохимический барьер.

4.4.4 Суммарный эффект геохимического и гидрогеологических барьеров.

4.5 Влияние трассы трубопровода сооружаемого энергоблока № 6 НВАЭС на поступление 60Со в поверхностные воды.

Выводы по главе.

5 МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕАБИЛИТАЦИИ ОБЪЕКТОВ В МЕСТЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ХЖО-2.

5.1 Мировой опыт реабилитации загрязненных объектов.

5.2 Отечественный опыт реабилитации загрязненных объектов.

5.2.1 Российские программы по реабилитации загрязненных территорий.

5.2.2 Реабилитационные работы в России.

5.3 Требования к реабилитационным программам по обеспечению безопасности населения.

5.4 Реабилитационные работы, выполненные на начальном этапе инцидента.

5.4.1 Выемка загрязненного грунта у ХЖО-2.

5.4.2 Откачка загрязненных грунтовых вод из скважин.

5.4.3 Перевод ХЖО-2 в безопасное состояние.

5.4.4 Организация контроля и автоматизация процесса откачки из приямка №12.

5.5 Реабилитационные работы НВАЭС, выполненные начиная с 2000 г.

5.5.1 Реабилитационные работы, выполненные к 2001 г.

5.5.2 Программа реабилитационных работ после 2001 г.

5.5.3 Поверхностная гидроизоляция ХЖО-2.

5.5.4 Защитное покрытие в районе устья сбросного канала.

5.5.5 Ограждение территории, эффективность мероприятий.

5.6 Рекомендации по реабилитации ХЖО на атомных станциях.

5.6.1 Реабилитация во время эксплуатации ХЖО.

5.6.2 Реабилитация в постэксплуатационный период.

5.7 Предложения по оценке безопасности хранилищ радиоактивных отходов на

АЭС концерна "Росэнергоатом".

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования закономерностей загрязнения окружающей среды в результате утечки радионуклидов из хранилища жидких радиоактивных отходов: на примере Нововоронежской АЭС»

Актуальность темы

В современную эпоху быстрого развития производительных сил и технического прогресса, определяемого научно-технической революцией, проблема взаимодействия общества и природы становится чрезвычайно актуальной. Человечество вступило в фазу массированного (глобального) воздействия на окружающую среду. В этих условиях задача оптимизации хозяйственной деятельности, в сущности, перерастает в проблему существования человека на Земле.

Энергетические предприятия (топливно-энергетический комплекс вообще) по степени влияния на природную среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих антропогенных факторов.

Ядерная энергетика занимает существенное место в общей структуре энергопроизводства. Число действующих ядерных энергоблоков в мире увеличилось к концу 2004 года до 441, а их суммарная электрическая мощность составила 354,121 ГВт (нетто). Выработка электроэнергии на энергоблоках АЭС концерна "Росэнергоатом" достигла примерно 15 % выработки электроэнергии на всех электростанциях России.

Таким образом, ядерная энергетика сформировалась в крупную отрасль энергетического производства, которая в будущем способна обеспечить потребности народного хозяйства в энергии на длительное время.

Однако, говоря о необходимости и возможности дальнейшего развития ядерной энергетики, следует учитывать, что она имеет право на свое существование только при условии обеспечения безопасности персонала, населения и окружающей среды. Без учета этого факта невозможно прогнозировать дальнейшее развитие ядерной энергетики.

Как известно, в режиме нормальной эксплуатации отечественные атомные станции являются экологически чистыми производствами, а создаваемый ими радиационный риск для населения является безусловно приемлемым (менее 10"6 год'1).

Проблема дальнейшего развития ядерной энергетики состоит в том, что в настоящее время и обозримое будущее не представляется возможным полностью исключить вероятность радиационных аварий на АЭС.

Согласно доминирующим современным представлениям наиболее опасным путем радиоактивного загрязнения окружающей среды в случае радиационной аварии на АЭС является атмосферный путь переноса радионуклидов. Эта точка зрения в полной мере находит свое отражение в отечественных документах, обосновывающих безопасность проектируемых и действующих АЭС. В практике национальных и международных противоаварийных учений и тренировок, в основном, учитывается атмосферный путь радиоактивного загрязнения окружающей природной среды.

Значительно меньшее внимание уделяется оценке радиоактивного загрязнения окружающей среды за счет возможных утечек жидких радиоактивных отходов (ЖРО) за пределы станции и их поступления в грунтовые и поверхностные воды. Прогнозирование радиационного состояния поверхностных гидросистем и хозяйственно-бытовых водозаборов при аварийных утечках ЖРО из хранилищ жидких радиоактивных отходов (ХЖО), промышленных коммуникаций и бассейнов выдержки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) проводится, в основном, при выборе площадки расположения АЭС.

Возможно, такой подход оправдан для стран, в которых принята иная, чем в России, практика обращения с радиоактивными отходами. Так, например, на АЭС западных стран твердые радиоактивные отходы (в том числе отвержденные ЖРО) не хранятся на территории атомной станции, а транспортируются на захоронение в региональные могильники. Обеспечению безопасности при хранении и захоронении радиоактивных отходов в этих странах уделяется исключительно большое внимание.

Абсолютизация "воздушного" пути не является такой уж бесспорной истиной при обосновании безопасности российских АЭС, на территории которых десятки лет существуют хранилища радиоактивных отходов, являющиеся потенциальными источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Хранение радиоактивных отходов сопряжено с проблемой выхода радионуклидов в окружающую среду и возможного облучения населения. Такие инциденты практически постоянно происходят, отличаясь только масштабом загрязнения территорий. Самым значительным событием в этом плане была авария на ПО "Маяк" в 1957 г., когда произошел взрыв ХЖО. Тогда радиоактивному загрязнению подверглась большая территория, расположенная в Челябинской и Свердловской областях, на которой проживало около 360 тысяч человек [1]. Авария на ПО "Маяк" сопровождалась атмосферным выбросом радионуклидов, однако чаще всего при инцидентах на хранилищах как жидких, так и твердых радиоактивных отходов происходит загрязнение подземных (грунтовых) вод.

Из анализа многолетнего опыта эксплуатации зарубежных и отечественных радиационных объектов (в том числе АЭС) можно сделать вывод, что утечки ЖРО из ХЖО при длительном их хранении на территории этих объектов не являются редким событием. Именно такой инцидент произошел на ХЖО-2 Нововоронежской АЭС (НВАЭС) в 1985 г.

Тем не менее, в литературе практически полностью отсутствует информация о результатах исследования радиационных последствий фактических утечек ЖРО из хранилищ радиоактивных отходов в окружающую среду, что не позволяет получить объективную оценку безопасности хранения жидких радиоактивных отходов и принимать научно-обоснованные решения по минимизации радиационных последствий утечек ЖРО для персонала, населения и окружающей среды.

Цели и задачи исследования

Целями настоящей работы является:

1 Определение причин утечки ЖРО из ХЖО-2, анализ мероприятий по ее локализации и оценка количества радионуклидов, поступивших в окружающую среду.

2 Анализ радиационной обстановки в зоне влияния утечки ЖРО из ХЖО-2 НВАЭС, обоснование объема и периодичности радиационного контроля.

3 Расчетно-теоретические исследования переноса 60Со с грунтовыми водами от ХЖО-2 к р. Дон, распространения этого радионуклида в реке и облучения населения, связанного с поступлением 60Со в р. Дон.

4 Исследование эффективности гидрогеологических и геохимических защитных барьеров и инженерных сооружений, препятствующих распространению радионуклидов из ХЖО-2 в р. Дон.

5 Оценка эффективности реабилитационных мероприятий в зоне влияния утечки ЖРО из ХЖО и разработка рекомендаций по реабилитационным работам на атомных станциях концерна "Росэнергоатом".

Объект и предмет исследования

При эксплуатации атомных станций образуются газообразные, твердые и жидкие радиоактивные отходы. В развитых странах радиоактивные отходы, образующиеся на АЭС, захораниваются в специальных могильниках, жидкие отходы до захоронения отверждаются, тем не менее, в этих странах проблема обращения с РАО стала основным фактором, сдерживающим развитие атомной энергетики. В России же РАО хранятся в хранилищах твердых и жидких отходов (ХТРО и ХЖО), которые обычно располагаются на промплощадке АЭС.

Главной задачей при обращении с РАО является обеспечение радиационной безопасности населения. В соответствии с ОСПОРБ-99, эффективная доза облучения населения, обусловленная радиоактивными отходами, включая этапы хранения и захоронения, не должна превышать 10 мкЗв/год. Дополнительное облучение населения при обращении с РАО может быть реализовано только в случае поступления радиоактивных веществ за пределы хранилищ.

Предметом исследований настоящей диссертационной работы является изучение радиационных последствий утечки ЖРО за пределы ХЖО АЭС на примере инцидента на

Нововоронежской АЭС в 1985 г. [2].

Методологическая и теоретическая основа исследования

При проведении исследований использованы экспериментальные и расчетно-теоретические результаты работ отечественных и зарубежных авторов по вопросам миграции радионуклидов с грунтовыми водами, геохимических процессов взаимодействия радионуклидов с грунтами и переноса радионуклидов в водных системах, формирования радиационной обстановки в результате утечки радионуклидов за пределы радиационных объектов.

Теоретической основой исследований являются статистические методы обработки результатов наблюдений, модель миграции 60Со в водоносном горизонте, учитывающая геохимические процессы сорбции и трансформации ионов кобальта, модель распространения 60Со в р. Дон, учитывающая процессы нестационарной десорбции 60Со из взвеси в раствор.

Результаты экспериментальных исследований получены на основе использования метрологически аттестованных методик выполнений измерений и средств измерений.

Информационную базу исследований составляют результаты выполнения "Регламента комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС" специалистами НВ АЭС, а также результаты специальных полевых и лабораторных исследований, полученных Комплексной экспедицией ВНИИАЭС, ГНЦ - Институт биофизики и НПО "Тайфун" (руководитель Иванов Е.А.).

Научная новизна исследования

1 Впервые реализован комплексный подход к ретроспективной, современной и прогнозной оценкам радиационных последствий утечки ЖРО из ХЖО на примере инцидента на Нововоронежской АЭС (1985 г.).

2 Впервые в России при проведении исследований использованы экспериментальные и расчетно-теоретические результаты работ отечественных и зарубежных авторов по вопросам миграции радионуклидов с грунтовыми водами, учитывающие геохимические процессы трансформации ионов 60Со, а также переноса радионуклидов в водных системах и формирования радиационной обстановки в результате утечки радионуклидов за пределы радиационных объектов.

3 При выполнении работы получены следующие новые результаты:

- оценено поступление долгоживущих радионуклидов (60Со, 90Sr, ,34Cs и l37Cs) в зону аэрации ХЖО-2 на основе анализа причин утечки ЖРО из ХЖО-2;

- оценена эффективность мероприятий по локализации последствий утечки ЖРО из ХЖО-2;

- выявлены закономерности миграции 60Со с грунтовыми водами к местам разгрузки и его переноса в р. Дон;

- оценена эффективность природных и техногенных защитных барьеров на пути распространения радиоактивных веществ с грунтовыми водами;

- обоснованы рекомендации по объему и периодичности радиационного контроля в зоне влияния утечки ЖРО из ХЖО-2;

- оценена радиационная обстановка в зоне влияния утечки ЖРО из ХЖО-2;

- обоснованы реабилитационные мероприятия в зоне влияния утечки ЖРО из ХЖО-2.

Практическая значимость работы

Приведенные в диссертационной работе результаты были использованы в материалах по обоснованию и выполнению "Плана мероприятий по дальнейшей реабилитации участка радиоактивного загрязнения в районе сбросного канала 1, 2 энергоблоков санитарно-защитной зоны и ХЖО-2 Нововоронежской АЭС", утвержденного концерном "Росэнергоатом". Практическая ценность работы состоит в том, что использование приведенных в диссертации результатов позволило обеспечить эффективное проведение реабилитационных мероприятий в зоне влияния утечки ЖРО из ХЖО-2 НВАЭС (исключены необоснованное облучение персонала и случайное облучение населения, снижено поступление радионуклидов в водные системы с разгружающейся загрязненной грунтовой водой).

В диссертационной работе сделан важный практический вывод об особом влиянии водно-химического режима (присутствие комплексообразователей) в случае утечки ЖРО на способность радионуклидов к ускоренной миграции в зоне аэрации и водоносном горизонте.

Разработан и обоснован "Регламент комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС".

Приведенные в диссертации результаты комплексной оценки радиационных последствий утечки ЖРО из ХЖО-2 НВАЭС являются исходной информацией для обоснования безопасности действующих и проектируемых хранилищ радиоактивных отходов АЭС концерна "Росэнергоатом" проектными, научно-исследовательскими и изыскательскими организациями. В диссертации обосновано предложение о внесении изменений в проект строительства энергоблока № 6 НВАЭС.

На основе полученных в диссертации результатов была подготовлена и регулярно направлялась справочная документация в адрес органов государственной власти, местного самоуправления, надзорных органов, общественных организаций, средств массовой информации и т.д. с информацией о радиационно-гигиенической обстановке в зоне влияния утечки ЖРО.

На защиту выносятся:

Заключение диссертации по теме «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации», Щукин, Алексей Павлович

Выводы по главе

1. Для обеспечения эффективности реабилитационных работ на НВАЭС изучен и обобщен отечественный и зарубежный опыт реабилитации загрязненных территорий и отдельных объектов.

Наибольший прогресс в реабилитации территорий и объектов достигнут в США. Департамент энергии США разрабатывает масштабные, научно обоснованные реабилитационные программы, проводит разработку более совершенных методов реабилитации и выполняет реабилитационные работы. Основное внимание уделяется реабилитации оборонных предприятий, например, Хэнфорду. Но, несмотря на большой объем реабилитационных работ, на высвободившихся территориях Хэнфорда грунтовые воды исключены из водопользования на неопределенное время.

2. В России имеется достаточное количество законов и других нормативных документов, регламентирующих реабилитацию территорий и объектов. В России было принято и принимается много федеральных и иных программ, включающих реабилитационные работы.

Однако, эффективность российских реабилитационных программ оказывается крайне незначительной. Это связано с недостаточным финансированием программ и с отсутствием научного обоснования реабилитационных мероприятий. Например, в России, в отличии от Хэнфорда, на аналогичном предприятии - ПО "Маяк" реабилитационные работы до сих пор не привели к реальному улучшению радиационной обстановки.

3. Реабилитационные мероприятия на НВАЭС, связанные с инцидентом на ХЖО-2, проводились в 2 этапа. На первом этапе, основное внимание уделялось реабилитации окружающей среды в пределах промлощадки и реабилитации самого хранилища. На втором этапе, начиная с 2000 г., реабилитационные работы проводились в санитарно-защитной зоне и на ХЖО-2.

4. В конце 1986 был извлечен грунт на глубину до 6 м вдоль западной стороны ХЖО-2, с

137 грунтом извлечено около 1,1 ТБк (30 Ки) Cs, что составляет не более 10% вышедшего из хранилища 137Cs.

5. С октября 1986 г. по февраль 1991 г. производилась откачка грунтовых вод из скважин №№ 34, 61, 102, откачено около 40000 мЗ воды. За время откачки всего извлечено ~ 8,7 ТБк (240 Ки) 60Со, т.е. менее 20% вышедшего из хранилища 60Со. Если бы откачка проводилась сразу после инцидента, то согласно расчетам, можно было бы откачать до 90 % вышедшего в водоносный горизонт 60Со.

5. В 1993-1998 гг. на НВАЭС выполнен ряд мероприятий, направленных на предотвращение неконтролируемых утечек ЖРО из ХЖО-2 в будущем:

- прекращен сброс кубового остатка в ХЖО-2, емкости А-01/1,2,3,4,7,8 освобождены от растворов, в настоящее время в них содержится только солевой продукт;

- в приямке №12 установлен дополнительный приямок (стакан) и организована автоматическая откачка жидкости из него;

- поверх грунтовой обваловки здания ХЖО-2 выполнена дополнительная гидроизоляция;

- дренажная система вокруг ХЖО-2 признана неэффективной и засыпана.

7. К 2001 г. силами НВАЭС были проведены мероприятия по снижению негативного воздействия локального загрязнения на окружающую среду, в том числе:

- ограничен проезд автотранспорта к сбросному каналу первой очереди НВАЭС;

- выполнено временное ограждение территории вокруг устья сбросного канала с организацией поста спецконтроля;

- удалена древесная растительность с береговой линии сбросного канала;

- проведено подробное радиометрическое обследование территории санитарно-защитной зоны.

8. К 2003 г. была выполнена дополнительная гидроизоляция покрытия ХЖО-2, оценка эффективности этого мероприятия показала, что гидроизоляция может уменьшить поступление загрязнителей в р. Дон в 10 раз.

9. Выполнено ограждение территории в районе сбросного канала и береговой насосной станции, что исключает случайное облучение персонала и населения.

10. Проведено экранирование донных отложений устья сбросного канала грубообломочным материалом. Среднее значение мощности дозы гамма-излучения на реабилитированной территории находится в пределах от 0,1 мкЗв/ч до 0,4 мкЗв/ч, а максимальное значение МД составляет 1,0 мкЗв/ч, что значительно ниже допустимого значения этой величины в СЗЗ АЭС (2,5 мкЗв/ч).

11. На основе проведенных исследований и выполненных реабилитационных работ разработаны рекомендации по реабилитации хранилищ жидких радиоактивных отходов и загрязненных объектов окружающей среды на атомных станциях концерна "Росэнергоатом".

12. Для обоснования проведения реабилитационных работ на атомных станциях концерна "Росэнергоатом", а также для принятия обоснованных решений при обращении с радиоактивными отходами разработаны рекомендации по оценке безопасности хранилищ жидких и твердых отходов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения работы получены следующие основные результаты и выводы:

1 Выполнен детальный анализ причин инцидента на НВАЭС в 1985 г. Показано, что основными причинами утечки ЖРО из ХЖО-2 являются: недостатки проекта (не был предусмотрен непрерывный контроль за уровнями растворов в емкостях ХЖО, а также контроль протечек из них); изменение технологической схемы откачки приямка № 12 без согласования с Генпроектировщиком, ошибка персонала.

2 Получено, что утечка ЖРО в грунт за пределы ХЖО-2 в 1985 г. составила около 480 м3. Активность 60Со, вышедшая за пределы ХЖО-2, составила около 76 ТБк (2050 Ки), 134Cs - 1,3 ТБк (35 Ки), wCs - 15 ТБк (390 Ки), 90Sr - менее 0,04 ТБк (менее 1 Ки). Вследствие сорбции грунтами радионуклиды 90Sr, 134Cs и Cs локализованы вблизи ХЖО-2, а 60Со, находившийся в ЖРО в виде несорбирующегося анионного комплекса с трилоном Б (EDTA), мигрировал с грунтовыми водами, что привело к загрязнению окружающей среды в районе расположения НВАЭС.

3 Получены следующие основные экспериментальные результаты по загрязнению окружающей среды, связанные с инцидентом на ХЖО-2:

60Со в грунтовых водах с удельной активностью выше 10-УВ (410 Бк/кг) прослеживается от ХЖО-2 до р.Дон (расстояние около 700 м), максимальная активность 60Со в водоносном горизонте до сих пор наблюдается вблизи ХЖО-2;

- разгрузка загрязненных 60Со грунтовых вод в поверхностную гидросеть происходит в устье сбросного канала, непосредственно в р. Дон выше устья канала, в отводной канал на рыбхоз, в сбросной канал как выше, так и ниже каскадного водосброса;

- общее поступление 60Со в поверхностные воды, а, следовательно, и в р. Дон, не превышает 7,4-1010 Бк/год (2 Ки/год), что значительно меньше допустимого сброса, равного 6,2-Ю11 Бк/год (17 Ки/год);

- в р. Дон на взвеси и в донных отложениях 60Со регистрируется на расстоянии до 280 км, а в растворе - до 15 км (активность 60Со в воде не превышает 1 Бк/л), влияния утечки ЖРО из ХЖО-2 (1985 г.) на радиоактивное загрязнение Цимлянского водохранилища не обнаружено;

- загрязнение 60Со донных отложений выше уровня МЗУАс0-бо (Ю4 Бк/кг) произошло в устье сбросного канала, а также в отдельных точках канала на рыбхоз, в русле р. Дон выше и ниже устья сбросного канала активность донных отложений меньше МЗУА.

4 На основе полевых экспериментальных работ разработан и обоснован "Регламент комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС", проводится ежегодная корректировка "Регламента.".

5 Для исследования последствий утечки ЖРО и особенностей загрязнения окружающей среды проведены расчеты миграции 60Со с грунтовыми и поверхностными водами с помощью моделей, разработанных в ГНЦ-ИБФ и НПО "Тайфун". Для расчета облучения населения использовалась разработанная в США модель GENII. Получены следующие результаты:

- определены основные пространственно-временные особенности миграции 60Со от ХЖО-2 в р. Дон с грунтовыми водами, вначале (с 1990 г) 60Со поступал в реку выше устья сбросного канала, это поступление не было обнаружено НВАЭС, с 1995 г началось поступление 60Со в устье сбросного канала, что было обнаружено НВАЭС по загрязнению водорослей;

- по временным вариациям потока 60Со в р. Дон рассчитано облучение населения, получено, что за все время, прошедшее с момента инцидента (1985 г), не было превышения дозовых нагрузок на население по сравнению с пределами, установленными действовавшими и действующими нормативными документами. Рассчитанные эффективные дозы за все время поступления кобальта-60 в р. Дон меньше предела 10 мкЗв/год, расчеты совпадают с экспериментальной оценкой дозовых нагрузок на население.

- установлены геохимические процессы, определяющие миграцию 60Со в водоносном горизонте: присутствующий в ЖРО несорбирующийся комплексный анион Co"EDTA2' при взаимодействии с гидроокисью железа трансформируется в сорбирующийся катион Со2+, характерное время этого процесса составляет 5-10 лет, на основании учета процесса трансформации были количественно объяснены основные особенности распределения 60Со в водоносном горизонте

- получено, что до 70 % активности 60Со, поступающей в р. Дон, может выноситься в Цимлянское водохранилище, в этом случае, в соответствии с принятым сценарием выхода 60Со в р. Дон, суммарное поступление этого радионуклида в водохранилище составляет около 1,4 ТБк (38 Ки).

6 Выявлено, что слабопроницаемые суглинки в водоносном горизонте, а также каналы между ХЖО-2 и р. Дон являются гидрогеологическими барьерами на пути миграции 60Со в р.Дон. Трансформация анионной формы 60Со в катионную форму может рассматриваться, как геохимический барьер. С помощью модели миграции 60Со с грунтовыми водами выполнена оценка эффективности этих барьеров, получено, что наличие рассмотренных барьеров уменьшило суммарное поступление 60Со в р. Дон более, чем в 10 раз (суммарное поступление 60Со в р. Дон за 20 лет по расчетам составляет около 2 ТБк (54 Ки).

7 На основе расчетов и экспериментальных данных обосновано предложение о внесении изменений в проект строительства энергоблока № 6 НВАЭС: трубопровод от береговой насосной станции к энергоблоку следует направить, минуя зону влияния утечки ЖРО из ХЖО-2.

8 На основе комплексного анализа радиационной обстановки в зоне влияния утечки ЖРО из ХЖО-2 разработаны и обоснованы рекомендации по реабилитации радиоактивно загрязненной территории, внедрение которых позволило практически исключить необоснованное облучение персонала и случайное облучение населения, снизить поступление радионуклидов в водные системы (пруды рыбхоза "Нововоронежский" и р. Дон) с разгружающейся загрязненной грунтовой водой.

9 Для обоснования проведения реабилитационных работ на атомных станциях концерна "Росэнергоатом", а также для принятия обоснованных решений при обращении с радиоактивными отходами разработаны рекомендации по оценке безопасности хранилищ жидких и твердых отходов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Щукин, Алексей Павлович, 2007 год

1.В. и др. Комплексная оценка последствий чрезвычайных радиационных ситуаций в Уральском районе. V1.I Международный экологический симпозиум "Урал атомный, Урал промышленный - 2000". Тезисы докладов, стр. 40-42, Екатеринбург, 2000

2. Щукин А.П., Серебряков Б.Е., Иванов Е.А. и др. Последствия инцидента 1985 г. на Нововоронежской АЭС. XI Международный симпозиум "Урал атомный, Урал промышленный" 7-11 февраля 2005 г. Тезисы докладов, Екатеринбург, 2005, стр. 119-120

3. Wodrich D.D. A Half Century of Progress: Hanford Waste Management. In Proc. of International Topical Meeting on Nuclear and Hazardous Waste Management, SPECTRUM'96. August 18-23, 1996, Seattle, Washington, pp. 2195-2198

4. Справка о состоянии хранилища отходов блока №2 (ХЖО-2) Нововоронежской АЭС (за период с 1972 по 2000 г.г.), НВАЭС, 20005 "Состояние подземных вод в районе размещения промплощадки Нововоронежской АЭС" Отчет ИБФ МЗ РФ, М., 1994

5. Результаты исследований причин и масштаба радиоактивного загрязнения в районе сбросного канала I очереди Нововоронежской АЭС. Отчет ВНИИАЭС, ГНЦ-ИБФ и НПО "Тайфун". Ч. 1,2. М., 2001

6. Результаты исследований отдаленных последствий утечки радиоактивных отходов из ХЖО-2 Нововоронежской АЭС. Отчет ВНИИАЭС, ГНЦ-ИБФ и НПО "Тайфун". Ч. 1,2. М., 2002

7. Результаты исследований отдаленных последствий утечки радиоактивных отходов из ХЖО-2 Нововоронежской АЭС в 2003 году. Отчет ВНИИАЭС, ГНЦ-ИБФ и НПО "Тайфун". Ч. 1,2. М., 2003

8. Результаты исследований радиационной обстановки в зоне влияния утечки радиоактивных отходов из ХЖО-2 Нововоронежской АЭС (1985 г.) в 2004 году. Отчет ВНИИАЭС, ГНЦ-ИБФ и НПО "Тайфун". М„ 2004

9. Результаты исследований радиационной обстановки в зоне влияния утечки радиоактивных отходов из ХЖО-2 Нововоронежской АЭС (1985 г.) в 2005 году. Отчет ВНИИАЭС, ГНЦ-ИБФ и НПО "Тайфун". М„ 2005

10. Результаты исследований радиационной обстановки в зоне влияния утечки радиоактивных отходов из ХЖО-2 Нововоронежской АЭС (1985 г.) в 2006 году. Отчет ВНИИАЭС, ГНЦ-ИБФ и НПО "Тайфун". М„ 2006

11. Отчет о выполнении "Регламента комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС" в 2002 г. Отчет НВАЭС, Нововоронеж, 2003

12. Отчет о выполнении "Регламента комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС" в 2003 г. Отчет НВАЭС, Нововоронеж, 2004

13. Отчет о выполнении "Регламента комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС" в 2004 г. Отчет НВАЭС, Нововоронеж, 2005

14. Отчет о выполнении "Регламента комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС" в 2005 г. Отчет НВАЭС, Нововоронеж, 2006

15. Отчет о выполнении "Регламента комплексного контроля участка радиоактивного загрязнения в районе ХЖО-2 НВАЭС" в 2006 г. Отчет НВАЭС, Нововоронеж, 2007

16. СП 2.6.1.758-99 Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)

17. СП.2.6.1.799-99 Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)

18. Szecsody J.E., Zachara J.M., Bruchart P.L. Adsorption-Dissolution Reaction Affecting the Distribution and Stability of Co"EDTA in Iron-Coated Sand. Environ. Sci. Technol. 1994, v. 28, N 9, pp. 1706-1716

19. Щукин А.П., Серебряков Б.Е., Иванов Е.А. Моделирование переноса 60Со грунтовыми водами. Атомная энергия, 2006 г., т. 100, вып. 3, с. 220-225

20. Napier В., Peloquin R., Strenge D., е. a. GENII the Hanford Environmental Radiation Dosimetry Software System. V. 1: Conceptual Representation. Pacific Northwest Laboratory. Washington, 1988

21. Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды. М. Мир, 1971

22. A Manual of Instructional Problems for the U.S.G.S. MODFLOW Model. Oklahoma. GeoTrans inc, 1992

23. Калиткин H.H. Численные методы. M., Наука, 1978

24. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980

25. Шержуков Б.С. и др. Отчет о гидрогеологических исследованиях на участках расположения хвостохранилищ ПГУ, проведенных в 1986-1990 гг. (объект 06/С-6Х). Книга 2 и 3,М„ 1990

26. Means J., Crerar D. Migration of radioactive wastes: radionuclide mobilization by complexing agents. Science, 1978, v. 200, p. 1477-1480

27. Killey R., McHugh O., Champ D., e. a. Subsurface cobalt-60 migration from a low-level waste disposal. Environ. Sci. Technol., 1984, v. 18, N 3, p. 148-157

28. Bryce A., Kornicker W., Elzerman A., e. a. Nickel adsorption to hydrous ferric oxide in the presence of EDTA: effect of component addition sequence. Ibid., 1994, v. 28, N 13, p. 2353-2359

29. Щукин А.П., Серебряков Б.Е., Иванов E.A., Орлова Е.И. Особенности миграции 60Со в водоносном горизонте. Атомная энергия, 2006 г., т. 100, вып. 6, с. 465-470

30. Brooks S., Carroll S., Jardine Ph. Sustained bacterial reduction of CoinEDTA in presence of competing geochemical oxidation during dynamic flow. Ibid., 1999, v. 33, N 17, p. 3002-3011

31. Методические указания по расчету допустимых сбросов радиоактивных веществ АЭС в поверхностные воды. М., 2001

32. Материалы режимных гидрологических наблюдений на реке Дон за 1994-2000 гг. и характеристика гидрологического режима на участке сбросного канала. М., 2001

33. Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87 и основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений, М., 1988

34. Mitchel P.I., Condren О.М., Leon Vitro L., McMahon C.A. Trends in plutonium, americium and radiocaesium accumulation and long-tem bioavailability in the western Irish Sea. J. Environ. Radioact. 1999

35. Radiation Protection 72. Methodology for assessing the radiological consequences of routine releases of radionuclides to the environment. European Commission, EUR 15760 EN, Luxembourg, 1995

36. Sediment Kd(s) and concentration factors for radionuclides in the marine environment. IAEA Technical Report Series. 1985. N 247

37. Новицкий M.A. Модель долгосрочного переноса радионуклидов в речном русле. Метеорология и Гидрология. 1993, №1. с. 80-83

38. Zheleznyak М., Demchenko R. et al. Mathematical modeling of radionuclide dispersion in the Pripyat-Dnieper aquatic system after the Chernobyl accident. The Science of the Total Environment. 1992. V. 112. P. 89-114

39. Гидрологический ежегодник. Т. 2. Вып. 7, 8. Бассейн р. Дон. Ростов-на-Дону, 19631974

40. Государственный водный кадастр. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Т.1. 4.1. Реки и каналы. Вып. 3. Бассейн Дона. 1984-1990

41. НП-055-04. Захоронение радиоактивных отходов. Принципы, критерии и основные требования безопасности. М., 2004

42. NRC (Nuclear Regulatory Commission) Licensing Requirements for Land Disposal of Radioactive Wastes: Code of Federal Regulations, Title 10, Part 61, U.S. Government Printing Office, Washington, DC, 1987

43. СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию

44. Landfill Stabilization. Focus Area. DOE/EM-O2151, Office of Environmental Management, Technology Development, 1995

45. Федеральный закон "О радиационной безопасности населения" от 9 января 1996 г. № З-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1996, № 3, ст. 141)

46. Федеральный закон "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, № 14, с. 1650)

47. Федеральный закон "Об использовании атомной энергии" от 21 ноября 1995 г. № 170-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1995, № 48, ст. 4552; 1997, № 7, ст. 808)

48. Федеральный закон "О специальных экологических программах реабилитации радиационно загрязненных участков территории» использовании атомной энергии" от 10 июля 2001 г. № 92-ФЗ

49. Федеральная целевая программа "Ядерная и радиационная безопасность России на 2000-2006 годы", утв. 22.02.2000

50. Специальная экологическая программа. Снижение радиационных рисков в регионе расположения ФГУП ПО "Маяк": Первоочередные мероприятия по реабилитации могильников и прилегающих к ним территорий ФГГУП ПО "Маяк". М., 2004

51. Meyer U. Overview of ISTC Projects Related in the Environment. Международная конференция "Радиационное наследие XX века и восстановление окружающей среды" (Радлег-2000), 30 октября 2 ноября 2000 г. Сборник аннотаций, Москва, с. 8

52. А.Т. Губин, И.В. Павлов. Общие экологические требования к реабилитации территорий и объектов, загрязненных естественными радионуклидами. X Международный симпозиум "Урал атомный, Урал промышленный". Тезисы докладов, оз. Сунгуль, 2002, с. 27-29

53. З.Г. Батова, О.А. Кочетков, С.Г. Монастырская. К вопросу реабилитации территорий санитарно-защитных зон предприятий атомной промышленности. VIII Международный симпозиум "Урал атомный, Урал промышленный". Тезисы докладов, Екатеринбург, 2000, с. 12-13

54. Проектирование, эксплуатация и консервация приповерхностных пунктов захоронения твердых радиоактивных отходов (СП ПЗРО-ОЗ). Санитарные правила. Проект. Сборник санитарных правил (проекты). Минздрав России, М., 2003, с. 87-125

55. Щукин А.П. Обращение с радиоактивными отходами. Пятая международная конференция "Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики". Программа и тезисы докладов, Москва, 2006, с. 102

56. Щукин А.П., Короткое А.С., Полянцев С.С., Pay Д.Ф. Методическое и программное обеспечение контроля твердых радиоактивных отходов АЭС. Журнал "Ядерные измерительно-информационные технологии" № 1 (13), Москва, 2005, с.21-31

57. СПОРО-2002. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами. Минздрав России, М., 2002

58. Принципы радиационной защиты при удалении твердых радиоактивных отходов. Публикация 46 МКРЗ, М., Энергоатомиздат, 1988

59. ICRP Publication 81. Radiation Protection Recommendations as Applied to the Disposal of Long-lived Solid Radioactive Waste. Pergamon Press, 1999

60. Требования по безопасности No. WS-R-2. Обращение с радиоактивными отходами перед захоронением, включая снятие с эксплуатации, МАГАТЭ, Вена, 1999

61. Safety Standards Series No WS-G-1.1. Safety Assessment for Near Surface Disposal of Radioactive Waste. Safety Guide. IAEA, Vienna, 2000

62. Безопасность при обращении с радиоактивными отходами. Общие положения. Госатомнадзор России, М., 2002

63. НП-019-2000. Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности, утв. постановлением Госатомнадзора России от 27.09.2000 г. №7

64. НП-020-2000. Сбор, переработка, хранение и кондиционирование твердых радиоактивных отходов. Требования безопасности, утв. постановлением Госатомнадзора России от 27.09.2000 г. № 8

65. Оценка радиационной безопасности приповерхностных пунктов захоронения радиоактивных отходов. Методические указания. МУ 2.6.1.22-00, ФУ "Медбиоэкстрем", М., 2000