20.3 КОЛИЧЕСТВЕННАЯ СОРТИРОВКА ОТХОДОВ

20.3.1 Öåëü

На установках ядерного топливного цикла часто образуются большие коли- чества отходов, которые загрязнены лишь в незначительной степени или предположительно загрязнены вследствие их близости к другим материалам. Отходы этого типа обычно упаковываются в 55-галонные (200-литровые) бочки или в контейнеры большого объема и отправляются на площадки с поверхностным захоронением для последующей возможной переработки. Для минимизации объема отходов, подлежащих в конечном счете переработке, важно определить уровень радиоактивности в отходах в месте их образования. Современные нормативные документы допускают захоронение отходов в хранилищах, не предусматривающие дальнейшей переработки, если уровень радиоактивности ниже 100 нКи/г отходов. (Средний уровень радиоактивности грунта в США составляет около 10 нКи/г. До недавнего времени уровень радиоактивности для постоянного захоронения определялся этим пределом). Цель сортировки низкоактивных отходов неразрушающими методами заключается в том, чтобы дополнить или заменить административный контроль за сортировкой отходов при уровне радиоактивности 100 нКи/г. Имеющийся опыт показывает, что объем неперерабатываемых отходов может быть уменьшен в 10 и более раз.

Неразрушающее измерение низкоактивных отходов затруднено тем, что используются большие контейнеры (начиная от ящиков объемом 57 л и заканчивая бочками объемом 208 л и упаковками размером 122Ч122Ч213 см (3300 л)), а коли- чество содержащегося в них ядерного материала небольшое. Радиационный уровень 100 нКи/г эквивалентен приблизительно 160 мг 239Pu, 1 ã 233U èëè 4,4 êã 235U, содержащимся в 100 кг отходов. Вследствие больших размеров контейнеров и низкого уровня радиоактивности, в неразрушающих измерениях большее значе- ние придается чувствительности, а не точности. Обычными требованиями к измерениям часто являются чувствительность в диапазоне от 1 до 10 нКи/г и погрешность ±20 %. Этот уровень погрешности считается достаточным для сортировки отходов при условии, что должна быть устранена большая систематиче- ская недооценка, чтобы избежать потери значительного количества перерабатываемого ядерного материала, и чтобы реальное количество захораниваемого ядерного материала не превысило норм ядерной безопасности.

20.3.2 Чувствительность к гамма-квантам и нейтронам

В табл. 20.2 представлены приблизительные пределы обнаружения методик неразрушающего анализа для 235U и плутония (10 % 240Pu, 90 % 239Pu) [3-5]. Пределы обнаружения даны для измерений в течение 1000 с для сигнала, превышающего фон на три стандартных отклонения (доверительная вероятность 99 %). Предел обнаружения является функцией отклика детектора на грамм ядерного материала и окружающего фона (как задано уравнениями (15.7) и (15.8) в главе 15). Пределы, приведенные в табл. 20.2, основаны на разумном оценивании вклада фона. Предел обнаружения также является функцией размеров и эффективности детектора. Пределы в табл. 20.2 представляют измеренные или экстраполированные значения для детекторов, способных измерять 55-галлонные бочки в случа- ях, когда не нужна свинцовая защита для снижения фона от гамма-излучения продуктов деления, содержащихся в отходах.