МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В. И.КовальчуК

И.Л.Козлов

ОСНОВЫ ОБРАЩЕНИЯ С РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

для студентов специальности: 6.05060302

«Технология теплоносителей и обращение с РАО на АЭС»

Одесса

Бахва

2013

УДК

ББК

К

Рецензенты:

Авторы: В. И.Ковальчук, канд. техн. наук, доц.;

И.Л.Козлов, канд. техн. наук, доц.

Ковальчук В.И

Основы обращения с радиоактивными отходами на атомных электростанциях :учебное пособие для студентов специальности: 6.05060302 «Технология теплоносителей и обращение с РАО на АЭС». / В. И.Ковальчук, И.Л.Козлов – О.: Бахва, 2013. -196 с

ISBN 978-966-8783-__-_

Радиоактивные вещества в процессе эксплуатации устройств, которые используют ядерные материалы, превращаются в отходы, насыщенные радионуклидами в концентрациях, выше уровней, установленных нормативами. Выбор оптимальных технологий обработки отходов и методов обращения с ними обусловленные производственной инфраструктурой, трудовыми ресурсами, компетентностью персонала и другими факторами. В предлагаемом учебном пособии рассмотрены существующие принципы и методы обращения с радиоактивными отходами на атомных электростанциях.

Книга предназначена для студентов и производственников, специализирующихся в области технологий переработки и хранения радиоактивных отходов, а также мониторинга АЭС.

ISBN 978-966-8783-__-_

Cодержание

ВВЕДЕНИЕ 5

CОДЕРЖАНИЕ 4

1. ВВЕДЕНИЕ 7

2. РАДИОАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА И РАДИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 9

1.1. Элементарные частицы 9

1.2. Протонно-нейтронный состав ядер 11

1.3. Радиоактивные распады и излучения 12

1.4. Законы радиоактивного распада 14

1.5. Радиоактивные семейства 15

1.6. Радиоактивное равновесие 17

1.7. Взаимодействие ядерного излучения с веществом 22

3. ИСТОЧНИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ 34

2.1. Ядерный топливный цикл 34

2.2. Источники радиоактивных отходов 35

2.2.1. Радиоактивные отходы ядерного топливного цикла 35

2.3. Классификация радиоактивных отходов 38

2.4. Газообразные выбросы АЭС 44

2.5. Образование жидких радиоактивных отходов на АЭС 47

2.6. Образование твердых радиоактивных отходов на АЭС 50

2.7. Отходы, образующиеся при обращении с ОЯТ 51

4. МЕТОДЫ ОБРАЩЕНИЯ С РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ НА АЭС 53

3.1. Цель и задачи обращения с РАО 53

3.1.1. Принципы обращения с радиоактивными отходами 53

3.1.2. Стадии обращения с радиоактивными отходами 55

3.1.3. Выбор технологий с учетом технических факторов 56

3.1.4. Минимизация отходов 58

3.2. Очистка газообразных выбросов 63

3.2.1 Задачи систем вентиляции и газоочистки 63

3.2.2. Организация вентиляционной системы 64

3.3. Обработки жидких радиоактивных отходов 69

3.3.1. Способы разделения и концентрирования. 70

3.3.2 Основные стадии очистки ЖРО 71

3.3.3. Отбор проб и экспресс-анализ основных характеристик ЖРО 73

3.3.4. Реагентное выделение и осаждение радионуклидов 74

3.3.5. Сорбционные методы. Ионный обмен 76

3.3.6. Основы расчета адсорберов 81

3.3.7. Фильтрация через мембраны 82

3.3.8. Основы расчета мембранного разделения 85

3.3.9. Термическое концентрирование РАО 89

5. ОТВЕРЖДЕНИЕ ЖИДКИХ РАО 92

4.1. Глубокое упаривание радиоактивных солевых растворов 92

4.2. Иммобилизация отходов в битумы и полимеры 93

4.3. Иммобилизация радиоактивных отходов в цемент 99

4.4. Кальцинация 105

4.5. Остекловывания низко- и среднеактивных отходов 105

6. ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ РАО 112

5.1. Предварительная обработка ТРО 112

5.2. Прессование ТРО 114

7. ОБРАЩЕНИЕ С ЯДЕРНЫМ ТОПЛИВОМ 117

6.1. Хранение свежего ядерного топлива (ЯТ) 117

6.2. Хранение отработавшего ядерного топлива 117

6.3. Переработка ОЯТ 119

8. ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ОБРАЩЕНИЯ С РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ 125

7.1. Нормативно-правовое обеспечение 125

7.2. Основные нормативные документы 131

7.2.1. Нормы Радиационной Безопасности Украины (НРБУ-97) 131

7.2.2. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности Украины 144

ПРИЛОЖЕНИЯ 148

Приложение 1. Термины и определения 150

Приложение 2. Пересчет активности радиоактивного вещества в массу 154

Приложение 3. Закон радиоактивного распада 155

Приложение 4. Выход радиоактивных веществ на АЭС 156

Приложение 4.5. Нормативное поступление трапных вод в накопители при нормальной эксплуатации и перегрузке 162

Приложение 6. Словарь терминов 177

ЛИТЕРАТУРА 200

Приложение 6. Словарь терминов 167

ЛИТЕРАТУРА 187