Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем
В 2009 – 2011 гг. проведено изучение характеристик радиоактивных аэрозолей (РА) в содержащем лавообразные топливосодержащие материалы (ЛТСМ) помещении 304/3 объекта «Укрытие». Исследовалось распределение объемных концентраций РА с долгоживущими альфа- и бета-излучателями, отдельно ¹³⁷Cs и ²¹²Pb по т...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112896 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем/ В.П. Бадовский, А.А. Ключников, А.Э. Меленевский, Ю.В. Морозов, И.А. Ушаков, В.Н. Щербин// Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 16. — С. 67–76. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860247551013289984 |
|---|---|
| author | Бадовский, В.П. Ключников, А.А. Меленевский, А.Э. Морозов, Ю.В. Ушаков, И.А. Щербин, В.Н. |
| author_facet | Бадовский, В.П. Ключников, А.А. Меленевский, А.Э. Морозов, Ю.В. Ушаков, И.А. Щербин, В.Н. |
| citation_txt | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем/ В.П. Бадовский, А.А. Ключников, А.Э. Меленевский, Ю.В. Морозов, И.А. Ушаков, В.Н. Щербин// Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 16. — С. 67–76. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| description | В 2009 – 2011 гг. проведено изучение характеристик радиоактивных аэрозолей (РА) в содержащем лавообразные топливосодержащие материалы (ЛТСМ) помещении 304/3 объекта «Укрытие». Исследовалось распределение объемных концентраций РА с долгоживущими альфа- и бета-излучателями, отдельно ¹³⁷Cs и ²¹²Pb по трем группам с аэродинамическими диаметрами ≥ 2,0 мкм; ≥ 0,6, но ≤ 2,0 мкм и ≤ 0,6 мкм. Установлено присутствие топливных РА и РА, содержавших только ¹³⁷Cs, со средними мало изменившимися за время исследования концентрациями 2•10⁻³ и 2•10⁻¹ Бк/м³ . Отношение концентрации ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs к концентрации альфа-излучателей превышает расчетное для топлива с 24-летней выдержкой в 1,5 и 3 раза соответственно. Предполагается, что компенсация оседающей части РА происходит за счет частиц с радионуклидами, отрывающимися от загрязненных ими поверхностей помещения. Для достижения измеренных концентраций топливных РА плотности поверхностного загрязнения этими частицами должны быть соизмеримы с плотностью радионуклидов в ЛТСМ. Приведены аргументы в пользу формирования данных частиц из отрывающихся фрагментов поверхности ЛТСМ. Выявлен прирост концентрации мелкодисперсной фракции топливных РА, со- ставивший (5 ± 3,1)•10⁻⁵ Бк/м³ в год.
У 2008 – 2011 рр. проведено вивчення характеристик радіоактивних аэрозолів (РА) у приміщенні 304/3, що вміщує лавоподібні паливовмісні матеріали (ЛПВМ), об’єкта «Укриття». Досліджувалося розподілення об’ємних концентрацій РА, що вміщують довгоіснуючі альфа- та бета-випромінювачі, окремо ¹³⁷Cs та ²¹²Pb по трьох групах з аеродинамічними діаметрами ≥ 2,0 мкм; ≥ 0,6, але ≤ 2,0 мкм і ≤ 0,6 мкм. Виявлено присутність паливних РА та РА, що вміщують тільки ¹³⁷Cs із середні- ми концентраціями 2•10⁻³ та 10⁻¹ Бк/м³ , що мало змінились за час досліджень. У паливних РА відношення концентрації ⁹⁰Sr до концентрації альфа-випромінювачів перевищує розрахункове для палива з 24-літньою витримкою в 1,5 рази, а ¹³⁷Cs - занижено в 1,5 – 2 рази. Припускається, що компенсація частки РА, що осідає, відбувається за рахунок частинок з радіонуклідами, що відриваються від забруднених ними поверхонь приміщення. Для досягнення концентрації паливних РА, що вимірювались, щільності поверхневого забруднення цими частинками повинні бути сумірними із щільністю радіо- нуклідів у ЛПВМ. Наведено аргументи на користь формування шару цих частинок із фрагментів, що відриваються від поверхні ЛПВМ. Виявлено приріст концентрації дрібнодисперсної фракції паливних РА, що становив (5 ± 3,1)•10⁻⁵ Бк/м³ у рік.
During 2009 - 2011 years was made monitoring of radioactive aerosol (RA) in object “Ukryttya” lava fuels containing materials (LFCM) containing premise 304/3. Researches were provided on distribution RA volumetric concentrations which contained long-living alpha-, beta-emitters, separately ¹³⁷Cs and ²¹²Pb among three groups of aerodynamical diameter sizes ≥ 2,0 µm, ≥ 0,6 µm but ≤ 2,0 µm, and ≤ 0,6 µm Presence of fuel RA and containing only ¹³⁷Cs RA with average concentrations of 2•10⁻³ and 10⁻¹ Bk/m³ in year was defined. In fuel RA concentration of 90Sr to concentration of α-emitters ratio is 1,5 times more than for 24 year exposure fuel but for ¹³⁷Cs it is 1,5 – 2 times less. Is expected that compensation of subsided part of RA, occurs by particles with radio nuclides tearing off from LFCM surface. Fuel RA measured concentrations can be came up if surface contamination density by these particles will be commensurable with LFCM radio nuclides density. Arguments for the benefit of these particles layer, forming out of LFCM surface fragment given. Increment of fuel RA fine dispersed fraction concentration exposed with value of (5 ± 3,1)•10⁻⁵ Bk/m³ in year.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:38:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 67
-----------------------------------------------ПРОБЛЕМИ ЧОРНОБИЛЯ ---------------------------------------------
УДК 621.039.7
РАДИОАКТИВНЫЕ АЭРОЗОЛИ ПОМЕЩЕНИЯ 304/3 ОБЪЕКТА «УКРЫТИЕ»
И ПЫЛЕГЕНЕРИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛАВООБРАЗНЫХ ТОПЛИВО-
СОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ В НЕМ
© 2011 г. В. П. Бадовский, А. А. Ключников, А. Э. Меленевский, Ю. В. Морозов,
И. А. Ушаков, В. Н. Щербин
Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, Чернобыль
В 2009 – 2011 гг. проведено изучение характеристик радиоактивных аэрозолей (РА) в содер-
жащем лавообразные топливосодержащие материалы (ЛТСМ) помещении 304/3 объекта «Укрытие».
Исследовалось распределение объемных концентраций РА с долгоживущими альфа- и бета-излуча-
телями, отдельно 137Cs и 212Pb по трем группам с аэродинамическими диаметрами ≥ 2,0 мкм; ≥ 0,6, но
≤ 2,0 мкм и ≤ 0,6 мкм. Установлено присутствие топливных РА и РА, содержавших только 137Cs, со
средними мало изменившимися за время исследования концентрациями 2·10-3 и 2·10-1 Бк/м3. Отноше-
ние концентрации 90Sr и 137Cs к концентрации альфа-излучателей превышает расчетное для топлива с
24-летней выдержкой в 1,5 и 3 раза соответственно. Предполагается, что компенсация оседающей
части РА происходит за счет частиц с радионуклидами, отрывающимися от загрязненных ими по-
верхностей помещения. Для достижения измеренных концентраций топливных РА плотности по-
верхностного загрязнения этими частицами должны быть соизмеримы с плотностью радионуклидов в
ЛТСМ. Приведены аргументы в пользу формирования данных частиц из отрывающихся фрагментов
поверхности ЛТСМ. Выявлен прирост концентрации мелкодисперсной фракции топливных РА, со-
ставивший (5 ± 3,1)·10-5 Бк/м3 в год.
Ключевые слова: аэрозоли объекта «Укрытие», топливные аэрозоли, поверхность ЛТСМ, вир-
туальный импактор.
Введение
Изучение радиоактивных аэрозолей, начиная с первых часов аварии на ЧАЭС, в пери-
оды становления объекта «Укрытие» и особой опасности ингаляционного пути облучения
персонала обеспечивало специалистов всех уровней самой необходимой на ту пору инфор-
мацией. В качестве энциклопедически всеобъемлющего обзора проведенных исследований
аэрозолей того времени можно указать на работу [1]. В настоящее время в объекте «Укры-
тие» присутствуют в виде осевших частиц пыли радиоактивные топливные и конденсацион-
ные аэрозоли, образовавшиеся в процессе горения графита, окисления топлива, его частич-
ного плавления и взаимодействия с окружающими материалами, а также новые аэрозоли,
возникающие в процессе физико-химических превращений содержащих топливо материа-
лов, особенно наименее стабильной их модификации - ЛТСМ. Согласно наиболее распро-
страненной точке зрения разрушение лавы, вызванное внешними и внутренними процесса-
ми, должно носить постепенный характер, с образованием макроскопических фрагментов и
радиоактивной пыли с медианным аэродинамическим диаметром (АД) в несколько микро-
метров [2]. Вместе с тем получила свое дальнейшее развитие и не подтвердившаяся до сих
пор гипотеза быстрого развала ЛТСМ на альфа-активные частицы субмикронных размеров
[3, 4].
Цель настоящей работы - проведение непосредственной экспериментальной проверки
факта существования и интенсивности протекания процесса образования альфа-активного
аэрозоля в достаточно изолированном помещении 304/3 объекта «Укрытие», содержащем
большую площадь открытой поверхности ЛТСМ.
Оборудование и методика измерений
Описание использовавшейся методики отбора радиоактивных аэрозолей из воздуха
помещения 304/3, виртуального импактора (ВИ) для выполнения этих отборов и комплекса
для измерения активности осевших на фильтры ВИ радиоактивных аэрозолей, дано в рабо-
В. П. БАДОВСКИЙ, А. А. КЛЮЧНИКОВ, А. Э. МЕЛЕНЕВСКИЙ И ДР.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 68
тах [5, 6]. Отбор проб в условиях очень высокой влажности воздуха производился c нагре-
тыми примерно до 70 °С соплами и воздухоотводными трубками ВИ, что предотвращало
конденсацию влаги на них, нарушавшую режим работы ВИ. Выполненные измерения дали
возможность определить объемные концентрации радиоактивных аэрозолей для различав-
шихся по АД групп (группа 1 АД > 2,0 мкм; группа 2 АД > 0,6, но < 2,0 мкм и группа 3 АД <
0,6 мкм с подгруппой 32 АД < 0,4 мкм). Исследовались аэрозоли, содержавшие долгоживу-
щие альфа- и бета-активные радионуклиды, радионуклид 137Cs (137Ва) как гамма-излучатель
(далее в тексте дочерний радионуклид 137Ва упоминаться не будет) и аэрозоли с дочерним
продуктом 220Rn ряда 212Pb. Во время отбора проб измерялись влажность и температура в
помещении отбора. В выбранные промежутки времени между отборами, в ближнем к устью
скважины В.12.76 участке объема помещения 304/3, создавался интенсивный пылеподъем
путем воздействия на поверхность находившихся там ЛТСМ потоком сжатого воздуха из ди-
станционно перемещавшегося сопла.
Полученные результаты и их обсуждение
На рис. 1 представлены результаты измерений, проведенных в период с сентября
2009 г. по февраль 2011 г. Вдоль горизонтальной оси указаны месяцы отборов проб. По вер-
тикальной - объемные концентрации (Бк/м3) для измерявшихся групп размеров радиоактив-
ных аэрозолей с долгоживущими альфа- и бета-активными радионуклидами, 212Pb, а также
влажность и температура воздуха в помещении отбора. Стрелками указано время проведен-
ных пылеподъемов. Измеренные распределения по группам размеров объемных концентра-
ций аэрозолей с долгоживущими альфа-излучателями содержали в группе 3 в доступных ре-
гистрации концентрациях только частицы с АД > 0,4 мкм. Аэрозоли с 212Pb, наоборот, почти
все регистрировались в подгруппе 32 (АД < 0,4 мкм), а аэрозоли с долгоживущими бета-
активными радионуклидами и 137Cs как гамма-излучателем были представлены, примерно
поровну, в обеих подгруппах группы 3.
Из рис. 1 видно, что периоды сентябрь 2009 (2010) - февраль 2010 (2011) гг. отвечали
в помещении 304/3 умеренной влажности (65–80) % и спадающей температуре воздуха, а
май - июль 2010 г. - высокой влажности (95–100) % и температуре. Максимальная разность
температур воздуха и пола достигалась к концу сентября (+10 °С). К январю она опускалась
до 0 °С, а далее, вплоть до конца февраля, сохранялись инверсные значения ее (до -6 °С).
Начальные этапы обработки полученных данных аналогичны проводившимся в [6].
Не останавливаясь на деталях обработки, рассмотрим ее результаты.
Корреляционный анализ связи данных по измеренным в периоды 1 и 3 объемным
концентрациям аэрозолей с соответствующими им значениями разностных температур воз-
духа и пола помещения отбора показал отсутствие корреляции между ними. Поэтому обна-
руженные в периоды 1 и 3 вариации концентраций аэрозолей не могут быть объяснены
наблюдавшимися в это время изменениями температуры.
Значения коэффициентов вариации для средних значений концентраций каждой из
измеренных групп аэрозолей оказались больше значений этих коэффициентов для средних
значений отношений измеренных концентраций для групп по размеру каждого из видов
аэрозолей. Это свидетельствует о ламинарности воздушных потоков, вызывавших в период
отборов проб отрыв слабо связанных с подстилающими поверхностями частиц с соответ-
ствующими радионуклидами.
Увеличение влажности в летние месяцы приводило к уменьшению объемных концен-
траций аэрозолей с долгоживущими альфа-излучателями в 10 - 15 раз, а аэрозолей с 137Cs как
гамма-излучателем и с 212Pb в 4 - 6 раз. Следовательно, аэрозольные частицы-носители 137Cs
представляли собой материал более гидрофобный, чем материал частиц с альфа-излучате-
лями (топливных частиц). В случае аэрозолей с 212Pb можно утверждать, что процесс эксха-
ляции радона из стен помещения отбора менее чувствителен к повышению влажности, чем
отрыв частиц с альфа-излучателями от загрязненных ими поверхностей помещения.
РАДИОАКТИВНЫЕ АЭРОЗОЛИ ПОМЕЩЕНИЯ 304/3
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 69
О
бъ
ем
на
я
ак
ти
вн
ос
ть
а
кт
ив
но
ст
ь,
Б
к/
м
3
Альфа
0
0,0004
0,0008
0,0012
-2
0
2
4
6
8
10
Pb212 Темп., С/2 Влажн., %/10
5
0
0,04
0,08
0,12
9. 10 11 11 12 12 1 5 6 7 9 10 11 12 12 2
Бета
0
0,02
0,04
0,06
0,08
9
.
1
0
1
1
1
1
1
2
1
2 1 5 6 7 9
1
0
1
1
1
2
1
2 2
Гамма
5
М е с я ц о т б о р а п р о б
Рис. 1. Объемная концентрация различных по АД групп радиоактивных аэрозолей с долгоживущими
альфа- и бета-активными радионуклидами ( – группа 32, –группа 3, –группа 2;
–группа 1) и 212Pb; температура и влажность воздуха в помещении 304/3 ( -время пылеподъема).
К началу периода 3 концентрации всех аэрозолей возвращались к значениям, близким
к наблюдавшимся в период 1, что свидетельствует о слабом модифицирующем воздействии
влаги на пылегенерирующую способность загрязненного радионуклидами поверхностного
слоя материала помещения 304/3.
Проведенный межвидовой регрессионный анализ измеренных в периоды 1 и 3 значе-
ний объемных концентраций для трех групп размеров пар, составленных из данных измере-
ния объемной активности аэрозолей, содержавших долгоживущие бета-активные радио-
нуклиды и 137Cs как гамма-излучатель, указывает на наличие не идентифицировавшихся ра-
нее [6] аэрозолей с бета-излучателями без радионуклида 137Cs. Это могли быть конденсаци-
онные аэрозоли с радионуклидом 90Sr либо оторвавшиеся фрагменты лавы с радионуклидом
90Sr.
Разностные значения между результатами измерения концентрации аэрозолей, содер-
жавших все долгоживущие бета-активные радионуклиды и радионуклид 137Cs (т.е. содер-
жавшие 90Sr и малоинтенсивные бета-излучатели, сохранившиеся в занчительном количестве
в аварийном топливе с 24-летней выдержкой) совместно со значениями для трех групп аэро-
золей с долгоживущими альфа-активными радионуклидами, составили пары для регрессион-
ного анализа. Найденные значения коэффициентов при линейных членах уравнений опреде-
В. П. БАДОВСКИЙ, А. А. КЛЮЧНИКОВ, А. Э. МЕЛЕНЕВСКИЙ И ДР.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 70
лили отношения объемных концентраций для групп аэрозолей со 90Sr и альфа-активными ра-
дионуклидами, составившие величину 12,7 ± 3,3 несколько меньшую рассчитанной на осно-
вании [7] для аварийного топлива с 24-летним сроком выдержки, равной 15,5. Учитывая ма-
лый вклад в расчетную концентрацию 90Sr от упомянутых малоинтенсивных бета-
излучателей, обнаружившееся различие величин следует признать достоверным.
Присутствие у данной пары регрессионного анализа заметных по величине положи-
тельных аддитивных членов подтверждает отсутствие у выявленных выше аэрозолей со 90Sr
альфа-излучателей. Исходя из соотношения аддитивных членов и коэффициентов при ли-
нейных членах уравнений регрессии, концентрация таких аэрозолей составляла, примерно,
половину концентрации 90Sr в топливных аэрозолях. Конденсационная природа их возникно-
вения была возможна только при условии, что у попавшей в помещение 304/3 лавы на про-
тяжении некоторого времени температура была выше температуры испарения стронция. От-
метим, что данные работы [8] также указывают на наличие в аэрозолях системы «Байпас»
«лишней» активности 90Sr (с точки зрения регистрируемой активности топливных частиц).
Результаты регрессионного анализа для аэрозолей с 137Cs как гамма-излучателем и
долгоживущими альфа-активными радионуклидами дали среднюю величину отношения
концентраций 13,5 ± 4,2, что также меньше значения 19,7, рассчитанного для указанного
выше топлива. Вероятно, объяснить это можно аналогично предыдущему - выходом значи-
тельной доли 137Cs в процессе формирова-
ния ЛТСМ.
Исходя из соотношения аддитив-
ных членов и коэффициентов при линей-
ных членах уравнений регрессии в группе
крупных аэрозолей, концентрация таких
частиц примерно в 1,5 раза превышала
концентрацию 137Cs в топливных аэрозо-
лях, а в группе мелких в 2,5 – 3 раза. Как
указывалось выше, примерно половина
мелких аэрозолей с 137Cs регистрировалась
в группе 32, т. е. имела АД < 0, 4 мкм.
Остановимся детальнее на законо-
мерностях поведения аэрозолей топливно-
го происхождения.
На рис. 2 представлены значения
отношений измеренных в периоды 1 и 3
концентраций аэрозолей с альфа-
излучателями для пар, составленных из
групп 2 – 1 и 3 - (1 + 2 + 3).
Значительная часть этих отноше-
ний находится в перекрывающейся обла-
сти рис. 2. (Исключение составляют обо-
значенные числами (91 - 93 и 01 - 03) отношения, полученные для пробоотборов, проведен-
ных в сроки до 6 сут после отмечавшихся выше пылеподъемов в районе устья скважины
В.12.76.) Обозначенные как 1 и 3 средние значения указанных отношений (без учета значе-
ний после пылеподъемов) характеризуются соотношением объемных концентраций аэрозо-
лей для групп 1, 2 и 3 составляющими 43,7 : 32,8 : 23,5 и 42,2 : 31,8 : 26 соответственно. Вид-
но, что ограниченные эллипсами площади рассчитанных для каждого из средних значений
95 %-ных доверительных интервалов также частично перекрываются.
Тем не менее, массивы последовательностей значений радиус-векторов для наборов
указанных отношений позволили на основании непараметрического критерия различия Кол-
могорова - Смирнова [9] установить с уровнем значимости 0,95 достоверность их роста от
1 3
а3·102/(а1 + а2 + а3)
а
2
·1
02 /а
1
Рис. 2. Отношения измеренных концентраций
групп аэрозолей, – период 1; – период 3; 91-93
– пылеподъем 2009 г.; 01 - 03 – пылеподъем
2010 г.; –области доверительных вероятностей
значений.
РАДИОАКТИВНЫЕ АЭРОЗОЛИ ПОМЕЩЕНИЯ 304/3
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 71
периода 1 к периоду 3. Найденная величина прироста отношения концентраций составила
2,5/25,7 концентрации аэрозолей в группе 3, что в пересчете на среднюю концентрацию
аэрозолей с альфа-излучателями в помещении 304/3, составившую (2 ± 0,4)·10-3 Бк/м3,
дает для аэрозолей группы 3 рост концентрации за год от 4,5·10-4 до 5·10-4 (т.е. прирост
на (5 ± 3,1)·10-5 Бк/м3). Это несколько больше прироста, оцененного ранее [6], по меньшему
числу отборов и времени их усреднения.
Перейдем к рассмотрению вопроса о возможном источнике пополнения концентрации
долгоживущих радиоактивных аэрозолей в помещении 304/3 высотой 3 м. Так как выражен-
ные источники аэрозолей в помещении отсутствовали, то следовало бы ожидать уменьшения
концентрации аэрозолей за счет их гравитационного оседания (примерно в 10 раз за 2-3 сут
для АД 2,0, и за 22 сут для АД 0,4 мкм [10]). В действительности всегда существующие кон-
векционные потоки создают условия «витания» некоторой части мелких аэрозолей, что уве-
личивает время их нахождения в воздухе, но тенденции к постепенному оседанию все равно
остаются [11]. Поэтому дисперсный состав и концентрация смеси аэрозолей в помещении
должны бы были со временем изменяться, что противоречит результатам измерений.
Источником пополнения, вероятно, стали поднятые в воздух слабо связанные с под-
стилающими поверхностями частицы, содержавшие соответствующие радионуклиды. Лами-
нарые воздушные потоки, поднимавшие частицы, могли быть сформированы частично со-
хранившимися воздуховодными путями разрушенной вентиляционной системы реактора.
Рассмотрим вопрос пополнения концентрации аэрозолей в воздушной среде изолиро-
ванного помещения с загрязненными поверхностями, используя понятие усредненного ко-
эффициента вторичного пылеподъема [12]. С его помощью устанавливается связь между
имеющейся в помещении поверхностной активностью способных к отрыву частиц с соответ-
ствующими нуклидами и концентрацией радиоактивных аэрозолей, формируемой из этих
частиц. В условиях, подобных помещению 304/3, величина коэффициента вторичного пыле-
подъема для частиц с размерами в десятки микрометров составляет (10-7 - 10-8) м-1 [13]. Сила
адгезионного взаимодействия, удерживающая такие частицы, на два-три порядка меньше,
чем для частиц микронных размеров [14]. Соответственно во столько же раз меньше величи-
на коэффициента вторичного пылеподъема (10-9 - 10-11) м-1 для частиц микронных размеров.
Поэтому измеренная концентрация аэрозолей с альфа-излучателями могла возникнуть при
наличии поверхностной активности способных к отрыву частиц с альфа-излучателями на
уровне 107 Бк/м2. Так как толщина слоя, из которого частицы способны подняться в воздух,
ограничена их диаметром (несколько микрон и меньше), то объемная активность альфа-
излучателей в поверхностном слое частиц должна была составлять около 107 Бк/см3 (быть
соизмеримой с концентрацией альфа-излучателей в ЛТСМ).
Представим процесс формирования топливных аэрозолей как суперпозицию произве-
дений множителей, определяющих количество поднимаемых в единицу времени с подсти-
лающих поверхностей в воздух различного размера частиц с альфа-излучателями и анало-
гичных работе [10] множителей, задающих оседание части из этих частиц в единицу време-
ни. В свою очередь количество поднимаемых частиц определяется их поверхностной плот-
ностью на подстилающих поверхностях (подчиняющейся логнормальному закону с установ-
ленными медианным АД - d1, стандартным геометрическим отклонением - σ1) и вероятно-
стью отрыва частиц от поверхности. Рассмотрим два крайних из возможных вариантов от-
рыва: отрыв частицы от поверхностного слоя, состоящего из набора независимых частиц с
альфа-излучателями, связанных с подстилающей поверхностью силой адгезии, и отрыв от
многослойного ансамбля связанных между собой силой когезии частиц на поверхности
ЛТСМ. В обоих случаях вес отдельной частицы значительно меньше силы ее взаимодей-
ствия с окружением. В рассматриваемом интервале размеров частиц, при существующих не-
больших вероятностях их отрыва, сама вероятность отрыва возрастает с увеличением диа-
метра. В случае ансамбля рост пропорционален диаметру частиц в степени 0,5, а в случае
набора независимых частиц – степени 1,5 от диаметра [14].
В. П. БАДОВСКИЙ, А. А. КЛЮЧНИКОВ, А. Э. МЕЛЕНЕВСКИЙ И ДР.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 72
На рис. 3 представлены рассчитанные для набора из трех групп размеров аэрозолей с
границами, аналогичными использованным в работе, распределения относительной концен-
трации аэрозолей через различное время после начала процесса пролонгированного подъема
частиц с постоянной производительностью. Расчеты произведены для помещения высотой 3
м с двумя отмеченными вариантами связи отрываемых частиц. При заимствованном из [15]
значении σ1 = 2,5 значения d1 для каждого из вариантов подбирались таким образом, чтобы
конечные расчетные распределения аэрозолей наилучшим образом описывали усредненные
за периоды 1 и 3 измеренные распределения.
Из рис. 3 видно, что качество «опти-
мальной» подгонки рассчитанных распределе-
ний аэрозолей по размерам к усредненным из-
меренным распределениям низкое. Различают-
ся они для двух вариантов связи отрываемых
частиц величиной d1 (3,1 мкм для монослоя и
7,1 мкм для ансамбля).
Отметим, что в разные моменты време-
ни дисперсный состав аэрозолей по-разному
отличается от состава формирующих его и
способных к подъему частиц на подстилающей
поверхности. Режим с установившимися пара-
метрами распределения по размерам в данном
случае возникает лишь к 110 сут после начала
процесса подъема частиц с постоянной произ-
водительностью.
Расчеты [16] показали, что изменения
абсолютных концентраций аэрозолей, возни-
кающие при скачкообразных изменениях про-
изводительности подъема, приводят к суще-
ственным искажениям относительного дис-
персного распределения их по размерам только
на начальном этапе (до 3 – 4 сут). Поэтому ре-
жим, мало отличимый от установившегося,
возникает уже через 8 – 10 сут, а при практиче-
ски реализующихся режимах плавного измене-
ния производительности подъема сроки прояв-
ления искажений будут еще короче.
В реальных условиях контролировать, а
тем более обеспечивать установившийся ре-
жим невозможно, и единственный способ
уменьшения степени неопределенности сужде-
ний об истинном характере исследуемых дис-
персных распределений – сравнение их в до-
статочно широких интервалах времени. Считая
такой критерий выполненным для измерений в
периоды 1 и 3, проведено сравнение каждого из представленных на рис. 2 средних значений
найденных отношений объемных концентраций аэрозолей с альфа-излучателями для групп
размеров 2 - 1 и 3 - (1 + 2 + 3) с расчетными их значениями в установившемся режиме с по-
добранными выше значениями d1. Таблица демонстрирует заметное различие в величине
сравниваемых отношений.
Уменьшить его можно, предположив, что на подстилающей поверхности находится
бимодальный набор логнормально распределенных по размерам частиц: отмеченные ранее с
0
0,2
0,4
0,6
0,8
а)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
б)
Рис. 3. Измеренные и расчетные относитель-
ные концентрации аэрозолей групп - 1, -
2, -3 (при различном времени подъема с по-
стоянной производительностью), приближе-
ние монодисперсное (а) и бидисперсное (б).
РАДИОАКТИВНЫЕ АЭРОЗОЛИ ПОМЕЩЕНИЯ 304/3
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 73
d1 = 3,1 (или 7,1) мкм и частицы с меньшими d2 и σ2. Естественно, различить моды невоз-
можно, но сумма их вкладов создает на загрязненных поверхностях повышенную концен-
трацию частиц малого размера, обеспечивающую повышение числа поднимаемых в воздух
частиц, образующих аэрозоли малого размера. Различие в качестве подгонки расчетных рас-
пределений к экспериментальным в одномодальном и бимодальном приближениях можно
видеть на рис 3.
Измеренные и расчетные отношения концентрации групп аэрозолей с альфа-излучателями
Период
измерений
Отношение
концентраций
Измеренное
отношение
Расчетное отношение Вклад компоненты 2
Одномодаль-
ное
Бимодаль-
ное
Монослой Ансамбль
1
а3 : Σа 23,5 7,4 23,5
17,4 4,15
а2 : а1 32,8 : 43,7 39,6 : 53 32,8 : 43,7
3
а3 : Σа 26 26
20,7 5,2
а2 : а1 31,8 : 42,2 31,8 : 42,2
Как следует из табл. 1, при оптимальных значениях d2 = 0,49 мкм и σ2 = 1,2, подбирая
относительный вклад частиц моды 2 в формируемую концентрацию аэрозолей, получены
расчетные значения отношений, близкие к представленным на рис. 2 средним значениям 1 и
3. При переходе от интервала 1 к 3 вклад частиц данной моды увеличивается от 17,4 до
20,7 % (нахождение их в монослое) или от 4,15 до 5,2 % (нахождение в ансамбле).
Рассмотренный подход не противоречит использованому в работе [6], основанному на
статической модели двухмодальной смеси аэрозолей, не учитывавшей динамику их форми-
рования и поведения. Набор и значения использованных параметров в обоих подходах близ-
ки. Формально вводившаяся в статической модели мелкодисперсная мода в данном случае
представлена двумя компонентами: завышенным (в сравнении с логнормальным распределе-
нием) вкладом в установившийся режим распределения аэрозолей от медленно оседающих
аэрозолей малых размеров и вкладом от поднимаемых с подстилающих поверхностей частиц
с распределением, близким к монодисперсному.
Выбор между вариантами распределения частиц на поверхности ЛТСМ произведен
на основании результатов, полученных после специально проведенных в помещении 304/3
10 декабря 2009 г. и 9 декабря 2010 г. интенсивных пылеподъемов. Так как пылеподъемы яв-
ляются частным случаем рассмотренного режима скачкообразного изменения производи-
тельности подъема, характеризующегося существенными искажениями дисперсных распре-
делений сразу после его проведения, измерения распределения концентрации аэрозолей бы-
ли выполнены через 4, 5 и 6 сут после пылеподъема. Результаты их в виде отношений кон-
центраций аэрозолей с альфа-излучателями для указанных ранее пар групп представлены на
рис. 2 (точки 91 - 93 и 01 - 03 соответственно 2009 и 2010 гг.). Характерным для них является
систематически заниженный относительной вклад концентрации аэрозолей малых размеров.
Если бы смесь двух мод, логнормально распределенных по размерам частиц с альфа-
излучателями находилась на поверхности ЛТСМ в виде монослоя или была гомогенно рас-
пределена по глубине их слоя, то отношения измеренных объемных концентраций после пы-
леподъемов мало отличались от рассчитанных по данным измерений в периоды 1 и 3. Обна-
руженные их занижения возможны, если поверхность ЛТСМ покрыта сформировавшимися в
разное время слоями частиц с альфа-излучателями моды d1 и процесс диспергирования с об-
разованием частиц моды d2,σ2 в них продолжается. Тогда концентрация частиц этой моды
будет изменяться от максимальной в наружных ранее сформировавшихся слоях до мини-
мальной на цельной части поверхности ЛТСМ. Сдув такой смеси приведет к смешению с
имевшимися в данной части объема помещения аэрозолями. Результирующая концентрация
частиц моды d2,σ2 при этом уменьшится, и рассчитанные относительные дисперсные распре-
деления окажутся с заниженным относительным вкладом аэрозолей малых размеров, близ-
кими к полученным на основании измерений после пылеподъемов. Наблюдающиеся на
В. П. БАДОВСКИЙ, А. А. КЛЮЧНИКОВ, А. Э. МЕЛЕНЕВСКИЙ И ДР.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 74
рис. 2 более низкие значения отношений после повторного пылеподъема связаны с мини-
мальной толщиной сдуваемого в этом случае слоя частиц, накопившихся всего за год после
первого сдува слоя, который накопился за весь послеаварийный период.
Признав достоверным рассмотренный вариант распределения двухмодальной смеси
частиц с альфа-излучателями на поверхности ЛТСМ и используя экспериментальные данные
по концентрации аэрозолей с альфа-излучателями для группы 3, находим время, за которое
эти концентрации сформировались. В предположении экспоненциального характера роста
концентрации это составило 28,7 лет (т.е. диспергирование поверхности ЛТСМ началось
сразу с ее образованием). Если сохранятся указанные темпы генерации аэрозолей с альфа-
излучателями, то концентрация их на уровне PCinhal будет достигнута лишь через 20 - 25 лет.
Следуя работе [17], можно предположить, что постепенное разрушение лавы проис-
ходит под действием автоволны доокисления урана в находящихся в ЛТСМ молекулах UO2
диффундировавшими к ним молекулами O2. Оцененная толщина разрушаемого таким обра-
зом за год слоя составляет около 250 мкм (при температуре 300 К). Основные затруднения в
использовании данного механизма для интерпретации результатов настоящей работы –
необходимость подключения дополнительного механизма, способного обеспечить генера-
цию частиц моды 2. Возможный выход - дополнение подхода авторов работы [17] предло-
женным в работе [3] механизмом генерации частиц субмикронных размеров с поверхности
ЛТСМ. Необходимо только учесть, что при достигнутом в настоящей работе пороге обнару-
жения среди регистрировавшегося спектра размеров «топливных частиц» не было выявлено
аэрозолей с АД < 0,4 мкм (в отличие от аэрозолей, содержавших только бета-излучатели или
дочерние продукты радоновых рядов).
Выводы
Проведенное исследование распределения по размерам объемной концентрации ра-
диоактивных аэрозолей в содержащем ЛТСМ помещении 304/3 объекта «Укрытие» позволи-
ло установить следующее.
1. В период отбора проб существовала смесь радиоактивных аэрозолей с долгоживу-
щими радионуклидами состоявшая из топливных аэрозолей и аэрозолей, с радионуклидами
137Cs и отдельно 90Sr. Отношения концентрации 90Sr и 137Cs к концентрации альфа-
излучателей в топливных аэрозолях были несколько меньше расчетных для топлива с 24-
летней выдержкой, а их общие концентрации соответственно в 1,5 и 3 раза большими.
2. При влажности воздуха менее 85 % средняя концентрация топливных аэрозолей со-
ставляла около 2·10-3 Бк/м3, а аэрозолей с 137Cs – 2·10-1 Бк/м3. С увеличением влажности до
(95 - 100) % концентрация первых уменьшалась в 10 - 15 раз, а вторых - в 4 - 6 раз, что ука-
зывает на большую гидрофобность поверхности носителей конденсационного 137Cs в срав-
нении с материалом топливных частиц из ЛТСМ.
3. Установлена с уровнем значимости 0,95 достоверность роста от периода 1 к перио-
ду 3 отношений измеренных объемных концентраций для групп размеров 2 - 1 и 3 - (1+2+3)
аэрозолей с альфа-излучателями. Для группы 3 прирост концентрации за год составил около
(5 ± 3,1)·10-5 Бк/м3 (104 топливных частиц с АД 0,5 мкм на м3 воздуха помещения отбора).
4. Предложена динамическая модель формирования концентрации топливных аэрозо-
лей как суперпозиции с соответствующими парциальными вкладами от набора произведений
множителей, определяющих количество поднимаемых в единицу времени с подстилающих
поверхностей в воздух логнормально распределенных по размеру частиц с альфа-излучате-
лями и множителей, задающих оседание части этих частиц в единицу времени.
5. Если предположить, что кроме указанных в п. 4 частиц отрываются еще и логнор-
мально распределенные по размеру частицы с d2 = 0,49 и σ2 = 1,2, то расчетные значения от-
ношений концентраций топливных аэрозолей для групп 2 – 1 и 3 – (1 + 2 + 3) хорошо согла-
суются с их усредненными измеренными значениями. При переходе от интервала 1 к интер-
валу 3 расчетный вклад указанной группы частиц увеличивается от 17,4 до 20,7 % (при от-
рыве от монослоя) и от 4,15 до 5,2 % (отрыв от ансамбля).
РАДИОАКТИВНЫЕ АЭРОЗОЛИ ПОМЕЩЕНИЯ 304/3
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 75
6. Используя экспериментальные данные по приросту концентрации аэрозолей с аль-
фа-излучателями за год (п. 3) в предположении экспоненциального характера ее дальнейше-
го роста, расчетное время достижения уровня PCinhal в помещении 304/3 составит 20 - 25 лет.
Завершая настоящее рассмотрение, хочется выразить надежду, что оно явится еще од-
ним аргументом в пользу создания системы мониторинга ЛТСМ объекта «Укрытие». Регу-
лярное отслеживание возможных изменений в состоянии ЛТСМ не только обеспечит готов-
ность к нейтрализации этих изменений в случае их неблагоприятного развития, но и позво-
лит адаптировать подходы к принятию оптимальных решений по извлечению ЛТСМ.
Авторы считают своим приятным долгом выразить благодарность сотрудникам ЧАЭС
В. А. Каштанову, А. В. Дмитриенко, С. В. Сухоставскому за содействие в проведении работы
и сотрудникам ИПБ АЭС НАН Украины В. Е. Хану и А. А. Одинцову за проведенные экс-
пертные анализы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Огородников Б.И., Пазухин Э.М., Ключников А.А. Радиоактивные аэрозоли объекта « Укрытие»:
1986 – 2006 гг. Монография. – Чернобыль: ИПБ АЭС НАН Украины. – 2008.
2. Боровой А.А. Ядерное топливо в объекте «Укрытие» // Атомная энергия. - Т. 100, вып. 4, апрель
2006. - С. 259 - 267.
3. Жидков О.В. Вивчення фізичних механізмів дії внутрішніх і структурних чинників, відповідаль-
них за процеси деградації паливовмісних матеріалів об’єкта «Укриття» в період його переведен-
ня на екологічно безпечну систему // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. –
2010. – Вип. 13. – С. 155 – 156.
4. Baryakhiar V., Gonchar V., Kluchnicov A., Zhidkov A. Dust Productivity of fuel-containing materials of
"Shelter" object: experimental data, physical mechanisms, possible technology of prevention. Scientific-
technical collection "Problems of Chornobyl", 1999, vol. 5.
5. Бадовский В.П., Ключников А.А., Кравчук Т.А. Исследование характеристик аэрозолей в содер-
жащих топливо помещениях объекта «Укрытие» // Проблеми безпеки атомних електростанцій і
Чорнобиля. – 2009. – Вип. 12. – С. 103 – 112.
6. Бадовский В.П., Ключников А.А., Кравчук Т.А. и др. Мониторинг аэрозольной обстановки в неко-
торых подреакторных помещениях объекта «Укрытие» // Там же. – 2008. – Вип. 10. – С. 99 – 110.
7. Бегичев С.Н., Боровой А.А., Бурлаков Е.В. и др. Топливо реактора 4-го блока ЧАЭС. - Москва,
1990. - 21 с. - (Препр. / ИАЭ им. И. В. Курчатова; № 5268/3).
8. Огородников Б.И., ПавлюченкоН.И., Будыка А.К., Краснов В.А. Пылеобразование в объекте
«Укрытие» под воздействием техногенных и природных факторов // Проблеми безпеки атомних
електростанцій і Чорнобиля. – 2005. – Вип. 3, ч. 1. – С. 155 – 156.
9. Урбах В.Ю. Биометрические методы. – М.: Наука, 1964. – 416 с.
10. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию. - М.: Мир, 1987.
11. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции. – М.: Стройиздат, 1979.
12. Радиоактивные загрязнения. Дезактивация. Библиотечка «Военные знания» / Составитель А. Д.
Зимон. - 2-е изд., перераб. и доп. – М., 2001. – 56 с.
13. Sehmel G.A. Particle resuspension: a review // Environ. Int. - 1980/ - Vol. 4. - P. 107 - 127.
14. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков. - М.: Химия, 1976. - 432 с.
15. Сухоручкин А.К. Расчет дозового коэффициента аэрозоля произвольной дисперсности // Пробле-
ми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. – 2005. - Вип. 3, ч. 1. - С. 98 – 101.
16. Розробка методик і приладів для діагностики передаварійних станів об’єктів атомної техніки
шляхом оцінки характеристик супутніх аерозолів: (Заключ. звіт про НДР) / ІПБ АЕС НАН Укра-
їни. – Арх. № 3984. – Чорнобиль, 2009.
17. Голіней І.Ю., Сугаков В.Й. Деякі механізми руйнування паливовмісних матеріалів // Проблеми
безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. – 2007. – Вип. 8. – С. 86 – 91.
В. П. БАДОВСКИЙ, А. А. КЛЮЧНИКОВ, А. Э. МЕЛЕНЕВСКИЙ И ДР.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 16 2011 76
РАДІОАКТИВНІ АЭРОЗОЛІ ПРИМІЩЕННЯ 304/3 ОБ’ЄКТА «УКРИТТЯ» ТА ПИЛОГЕНЕ-
РУЮЧА ЗДАТНІСТЬ ЛАВОПОДІБНИХ ПАЛИВОВМІСНИХ МАТЕРІАЛІВ У НЬОМУ
В. П. Бадовський, О. О. Ключников, О. Е. Меленевський,
Ю. В. Морозов, І. О. Ушаков, В. М. Щербін
У 2008 – 2011 рр. проведено вивчення характеристик радіоактивних аэрозолів (РА) у примі-
щенні 304/3, що вміщує лавоподібні паливовмісні матеріали (ЛПВМ), об’єкта «Укриття». Досліджу-
валося розподілення об’ємних концентрацій РА, що вміщують довгоіснуючі альфа- та бета-випромі-
нювачі, окремо 137Cs та 212Pb по трьох групах з аеродинамічними діаметрами ≥ 2,0 мкм; ≥ 0,6, але
≤ 2,0 мкм і ≤ 0,6 мкм. Виявлено присутність паливних РА та РА, що вміщують тільки 137Cs із середні-
ми концентраціями 2·10-3 та 10-1 Бк/м3, що мало змінились за час досліджень. У паливних РА відно-
шення концентрації 90Sr до концентрації альфа-випромінювачів перевищує розрахункове для палива з
24-літньою витримкою в 1,5 рази, а 137Cs - занижено в 1,5 – 2 рази. Припускається, що компенсація
частки РА, що осідає, відбувається за рахунок частинок з радіонуклідами, що відриваються від забру-
днених ними поверхонь приміщення. Для досягнення концентрації паливних РА, що вимірювались,
щільності поверхневого забруднення цими частинками повинні бути сумірними із щільністю радіо-
нуклідів у ЛПВМ. Наведено аргументи на користь формування шару цих частинок із фрагментів, що
відриваються від поверхні ЛПВМ. Виявлено приріст концентрації дрібнодисперсної фракції палив-
них РА, що становив (5 ± 3,1)·10-5 Бк/м3 у рік.
Ключові слова: аерозолі об’єкта «Укриття», паливні аерозолі, поверхня ЛПВМ, віртуальний
імпактор.
RADIOACTIVE AEROSOLS OF OBJECT “UKRYTTYA” 304/3 ROOM
AND DUST GENERATING ABILITY IN IT
V. P. Badovsky, O. O. Klyuchnykov, A. E. Melenevsky, Yu. V. Morozov,
I. O. Ushakov, V. M. Shcherbin
During 2009 - 2011 years was made monitoring of radioactive aerosol (RA) in object “Ukryttya” la-
va fuels containing materials (LFCM) containing premise 304/3. Researches were provided on distribution
RA volumetric concentrations which contained long-living alpha-, beta-emitters, separately 137Cs and 212Pb
among three groups of aerodynamical diameter sizes ≥ 2,0 µm, ≥ 0,6 µm but ≤ 2,0 µm, and ≤ 0,6 µm Pres-
ence of fuel RA and containing only 137Cs RA with average concentrations of 2·10-3 and 10-1 Bk/m3 in year
was defined. In fuel RA concentration of 90Sr to concentration of α-emitters ratio is 1,5 times more than for
24 year exposure fuel but for 137Cs it is 1,5 – 2 times less. Is expected that compensation of subsided part of
RA, occurs by particles with radio nuclides tearing off from LFCM surface. Fuel RA measured concentra-
tions can be came up if surface contamination density by these particles will be commensurable with LFCM
radio nuclides density. Arguments for the benefit of these particles layer, forming out of LFCM surface
fragment given. Increment of fuel RA fine dispersed fraction concentration exposed with value of (5 ±
3,1)·10-5 Bk/m3 in year.
Keywords: object “Ukryttya” radioactive aerosol, fuel aerosol, LFCM surface, virtual impactor.
Поступила в редакцию 02.03.11
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112896 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1813-3584 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:38:57Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бадовский, В.П. Ключников, А.А. Меленевский, А.Э. Морозов, Ю.В. Ушаков, И.А. Щербин, В.Н. 2017-01-29T16:21:33Z 2017-01-29T16:21:33Z 2011 Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем/ В.П. Бадовский, А.А. Ключников, А.Э. Меленевский, Ю.В. Морозов, И.А. Ушаков, В.Н. Щербин// Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 16. — С. 67–76. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112896 621.039.7 В 2009 – 2011 гг. проведено изучение характеристик радиоактивных аэрозолей (РА) в содержащем лавообразные топливосодержащие материалы (ЛТСМ) помещении 304/3 объекта «Укрытие». Исследовалось распределение объемных концентраций РА с долгоживущими альфа- и бета-излучателями, отдельно ¹³⁷Cs и ²¹²Pb по трем группам с аэродинамическими диаметрами ≥ 2,0 мкм; ≥ 0,6, но ≤ 2,0 мкм и ≤ 0,6 мкм. Установлено присутствие топливных РА и РА, содержавших только ¹³⁷Cs, со средними мало изменившимися за время исследования концентрациями 2•10⁻³ и 2•10⁻¹ Бк/м³ . Отношение концентрации ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs к концентрации альфа-излучателей превышает расчетное для топлива с 24-летней выдержкой в 1,5 и 3 раза соответственно. Предполагается, что компенсация оседающей части РА происходит за счет частиц с радионуклидами, отрывающимися от загрязненных ими поверхностей помещения. Для достижения измеренных концентраций топливных РА плотности поверхностного загрязнения этими частицами должны быть соизмеримы с плотностью радионуклидов в ЛТСМ. Приведены аргументы в пользу формирования данных частиц из отрывающихся фрагментов поверхности ЛТСМ. Выявлен прирост концентрации мелкодисперсной фракции топливных РА, со- ставивший (5 ± 3,1)•10⁻⁵ Бк/м³ в год. У 2008 – 2011 рр. проведено вивчення характеристик радіоактивних аэрозолів (РА) у приміщенні 304/3, що вміщує лавоподібні паливовмісні матеріали (ЛПВМ), об’єкта «Укриття». Досліджувалося розподілення об’ємних концентрацій РА, що вміщують довгоіснуючі альфа- та бета-випромінювачі, окремо ¹³⁷Cs та ²¹²Pb по трьох групах з аеродинамічними діаметрами ≥ 2,0 мкм; ≥ 0,6, але ≤ 2,0 мкм і ≤ 0,6 мкм. Виявлено присутність паливних РА та РА, що вміщують тільки ¹³⁷Cs із середні- ми концентраціями 2•10⁻³ та 10⁻¹ Бк/м³ , що мало змінились за час досліджень. У паливних РА відношення концентрації ⁹⁰Sr до концентрації альфа-випромінювачів перевищує розрахункове для палива з 24-літньою витримкою в 1,5 рази, а ¹³⁷Cs - занижено в 1,5 – 2 рази. Припускається, що компенсація частки РА, що осідає, відбувається за рахунок частинок з радіонуклідами, що відриваються від забруднених ними поверхонь приміщення. Для досягнення концентрації паливних РА, що вимірювались, щільності поверхневого забруднення цими частинками повинні бути сумірними із щільністю радіо- нуклідів у ЛПВМ. Наведено аргументи на користь формування шару цих частинок із фрагментів, що відриваються від поверхні ЛПВМ. Виявлено приріст концентрації дрібнодисперсної фракції паливних РА, що становив (5 ± 3,1)•10⁻⁵ Бк/м³ у рік. During 2009 - 2011 years was made monitoring of radioactive aerosol (RA) in object “Ukryttya” lava fuels containing materials (LFCM) containing premise 304/3. Researches were provided on distribution RA volumetric concentrations which contained long-living alpha-, beta-emitters, separately ¹³⁷Cs and ²¹²Pb among three groups of aerodynamical diameter sizes ≥ 2,0 µm, ≥ 0,6 µm but ≤ 2,0 µm, and ≤ 0,6 µm Presence of fuel RA and containing only ¹³⁷Cs RA with average concentrations of 2•10⁻³ and 10⁻¹ Bk/m³ in year was defined. In fuel RA concentration of 90Sr to concentration of α-emitters ratio is 1,5 times more than for 24 year exposure fuel but for ¹³⁷Cs it is 1,5 – 2 times less. Is expected that compensation of subsided part of RA, occurs by particles with radio nuclides tearing off from LFCM surface. Fuel RA measured concentrations can be came up if surface contamination density by these particles will be commensurable with LFCM radio nuclides density. Arguments for the benefit of these particles layer, forming out of LFCM surface fragment given. Increment of fuel RA fine dispersed fraction concentration exposed with value of (5 ± 3,1)•10⁻⁵ Bk/m³ in year. Авторы считают своим приятным долгом выразить благодарность сотрудникам ЧАЭС
 В. А. Каштанову, А. В. Дмитриенко, С. В. Сухоставскому за содействие в проведении работы и сотрудникам ИПБ АЭС НАН Украины В. Е. Хану и А. А. Одинцову за проведенные экспертные анализы. ru Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Проблеми Чорнобиля Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем Радіоактивні аэрозолі приміщення 304/3 об’єкта «Укриття» та пилогенеруюча здатність лавоподібних паливовмісних матеріалів у ньому Radioactive aerosols of object “Ukryttya” 304/3 room and dust generating ability in it Article published earlier |
| spellingShingle | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем Бадовский, В.П. Ключников, А.А. Меленевский, А.Э. Морозов, Ю.В. Ушаков, И.А. Щербин, В.Н. Проблеми Чорнобиля |
| title | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем |
| title_alt | Радіоактивні аэрозолі приміщення 304/3 об’єкта «Укриття» та пилогенеруюча здатність лавоподібних паливовмісних матеріалів у ньому Radioactive aerosols of object “Ukryttya” 304/3 room and dust generating ability in it |
| title_full | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем |
| title_fullStr | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем |
| title_full_unstemmed | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем |
| title_short | Радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "Укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем |
| title_sort | радиоактивные аэрозоли помещения 304/3 объекта "укрытие" и пылегенерирующая способность лавообразных топливосодержащих материалов в нем |
| topic | Проблеми Чорнобиля |
| topic_facet | Проблеми Чорнобиля |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112896 |
| work_keys_str_mv | AT badovskiivp radioaktivnyeaérozolipomeŝeniâ3043obʺektaukrytieipylegeneriruûŝaâsposobnostʹlavoobraznyhtoplivosoderžaŝihmaterialovvnem AT klûčnikovaa radioaktivnyeaérozolipomeŝeniâ3043obʺektaukrytieipylegeneriruûŝaâsposobnostʹlavoobraznyhtoplivosoderžaŝihmaterialovvnem AT melenevskiiaé radioaktivnyeaérozolipomeŝeniâ3043obʺektaukrytieipylegeneriruûŝaâsposobnostʹlavoobraznyhtoplivosoderžaŝihmaterialovvnem AT morozovûv radioaktivnyeaérozolipomeŝeniâ3043obʺektaukrytieipylegeneriruûŝaâsposobnostʹlavoobraznyhtoplivosoderžaŝihmaterialovvnem AT ušakovia radioaktivnyeaérozolipomeŝeniâ3043obʺektaukrytieipylegeneriruûŝaâsposobnostʹlavoobraznyhtoplivosoderžaŝihmaterialovvnem AT ŝerbinvn radioaktivnyeaérozolipomeŝeniâ3043obʺektaukrytieipylegeneriruûŝaâsposobnostʹlavoobraznyhtoplivosoderžaŝihmaterialovvnem AT badovskiivp radíoaktivníaérozolíprimíŝennâ3043obêktaukrittâtapilogeneruûčazdatnístʹlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívunʹomu AT klûčnikovaa radíoaktivníaérozolíprimíŝennâ3043obêktaukrittâtapilogeneruûčazdatnístʹlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívunʹomu AT melenevskiiaé radíoaktivníaérozolíprimíŝennâ3043obêktaukrittâtapilogeneruûčazdatnístʹlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívunʹomu AT morozovûv radíoaktivníaérozolíprimíŝennâ3043obêktaukrittâtapilogeneruûčazdatnístʹlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívunʹomu AT ušakovia radíoaktivníaérozolíprimíŝennâ3043obêktaukrittâtapilogeneruûčazdatnístʹlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívunʹomu AT ŝerbinvn radíoaktivníaérozolíprimíŝennâ3043obêktaukrittâtapilogeneruûčazdatnístʹlavopodíbnihpalivovmísnihmateríalívunʹomu AT badovskiivp radioactiveaerosolsofobjectukryttya3043roomanddustgeneratingabilityinit AT klûčnikovaa radioactiveaerosolsofobjectukryttya3043roomanddustgeneratingabilityinit AT melenevskiiaé radioactiveaerosolsofobjectukryttya3043roomanddustgeneratingabilityinit AT morozovûv radioactiveaerosolsofobjectukryttya3043roomanddustgeneratingabilityinit AT ušakovia radioactiveaerosolsofobjectukryttya3043roomanddustgeneratingabilityinit AT ŝerbinvn radioactiveaerosolsofobjectukryttya3043roomanddustgeneratingabilityinit |