Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"

Определено содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде (РЗВ), отобранной из помещений объекта “Укрытие». Активность изотопов йода определяли γ-спектрометрическими измерениями фракции йода, выделенной из РЗВ на носителе стабильного йода. Концентрирование и очистку изотопов йода от присутствующих...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Дата:2015
Автори: Одинцов, А.А., Хан, В.Е., Калиновский, А.К.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2015
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127707
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие" / А.А. Одинцов, В.Е. Хан, А.К. Калиновский // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2015. — Вип. 24. — С. 62-69. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127707
record_format dspace
spelling Одинцов, А.А.
Хан, В.Е.
Калиновский, А.К.
2017-12-26T18:08:57Z
2017-12-26T18:08:57Z
2015
Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие" / А.А. Одинцов, В.Е. Хан, А.К. Калиновский // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2015. — Вип. 24. — С. 62-69. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
1813-3584
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127707
621.039
Определено содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде (РЗВ), отобранной из помещений объекта “Укрытие». Активность изотопов йода определяли γ-спектрометрическими измерениями фракции йода, выделенной из РЗВ на носителе стабильного йода. Концентрирование и очистку изотопов йода от присутствующих в РЗВ γ-излучающих радионуклидов ¹³⁷Cs, ¹⁵⁴ ¹⁵⁵Eu и ²⁴¹Am производили по экстракционной методике. Объемная активность ¹²⁹I в исследованных пробах РЗВ составляет 5,3 ± 2,1 Бк/дм³. Отношения активностей в РЗВ ⁹⁰Sr/¹²⁹I – (2,6 ± 1,3) • 10⁶ и ¹³⁷Cs/¹²⁹I – (5,7 ± 1,8) • 10⁶. В пробах воды, непосредственно протекающей через помещения с топливосодержащими материалами с высокой концентрацией урана, отобранных из скважины Ю-9-Б, короткоживущих изотопов йода ¹³¹ ¹³² ¹³³ ¹³⁵I не обнаружено.
Визначено вміст ¹²⁹I в радіоактивно забрудненій воді (РЗВ), відібраній із приміщень об’єкта “Укриття». Активність ізотопів йоду визначали γ-спектрометричними вимірюваннями фракції йоду, виділеної з РЗВ на носієві стабільного йоду. Концентрацію та очищення ізотопів йоду від присутніх в РЗВ γ-випромінюючих радіонуклідів ¹³⁷Cs, ¹⁵⁴ ¹⁵⁵Eu і ²⁴¹Am проводили за екстракційною методикою. Об’ємна активність ¹²⁹I в досліджених пробах РЗВ 5,3 ± 2,1 Бк/дм³. Відношення активностей у РЗВ ⁹⁰Sr/¹²⁹I – (2,6 ± 1,3) 10⁶ і ¹³⁷Cs/¹²⁹I – (5,7 ± 1,8) 10⁶. У пробах води, що безпосередньо протікає через приміщення з паливовмісними матеріалами з високою концентрацією урану, відібраних із свердловини Ю-9-Б, короткоживучих ізотопів йоду ¹³¹ ¹³² ¹³³ ¹³⁵I не виявлено.
A content of ¹²⁹I is certain in the radioactive water (RW) selected from the apartments of object “Ukryttya”. Activity of isotopes of iodine was determined by γ-spectrometry measuring of the faction of iodine, selected from RW on the transmitter of stable iodine. Concentration and cleaning of isotopes of iodine from present in RW of γ-emitting radionuclides of ¹³⁷Cs, ¹⁵⁴ ¹⁵⁵Eu and ²⁴¹Am made by an extraction method. A volume activity of ¹²⁹I in the investigational tests of RW is 5.3 ± 2.1 Bq/l. Ratio of activity in RW ⁹⁰Sr/¹²⁹I – (2.6 ± 1.3) • 10⁶ and ¹³⁷Cs/¹²⁹I – (5.7 ± 1.8) • 10⁶. In the tests of water directly flowing through the apartments with fuel-containing materials with the high concentration of uranium, selected from the mining hole of U-9-B, short live isotopes of iodine ¹³¹ ¹³² ¹³³ ¹³⁵I not found.
ru
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Проблеми Чорнобиля
Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"
Вміст ¹²⁹I в радіоактивно забрудненій воді об'єкта «Укриття»
Contents of ¹²⁹I in radioactive water of object «Ukryttya»
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"
spellingShingle Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"
Одинцов, А.А.
Хан, В.Е.
Калиновский, А.К.
Проблеми Чорнобиля
title_short Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"
title_full Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"
title_fullStr Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"
title_full_unstemmed Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие"
title_sort содержание ¹²⁹i в радиоактивно загрязненной воде объекта "укрытие"
author Одинцов, А.А.
Хан, В.Е.
Калиновский, А.К.
author_facet Одинцов, А.А.
Хан, В.Е.
Калиновский, А.К.
topic Проблеми Чорнобиля
topic_facet Проблеми Чорнобиля
publishDate 2015
language Russian
container_title Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
publisher Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
format Article
title_alt Вміст ¹²⁹I в радіоактивно забрудненій воді об'єкта «Укриття»
Contents of ¹²⁹I in radioactive water of object «Ukryttya»
description Определено содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде (РЗВ), отобранной из помещений объекта “Укрытие». Активность изотопов йода определяли γ-спектрометрическими измерениями фракции йода, выделенной из РЗВ на носителе стабильного йода. Концентрирование и очистку изотопов йода от присутствующих в РЗВ γ-излучающих радионуклидов ¹³⁷Cs, ¹⁵⁴ ¹⁵⁵Eu и ²⁴¹Am производили по экстракционной методике. Объемная активность ¹²⁹I в исследованных пробах РЗВ составляет 5,3 ± 2,1 Бк/дм³. Отношения активностей в РЗВ ⁹⁰Sr/¹²⁹I – (2,6 ± 1,3) • 10⁶ и ¹³⁷Cs/¹²⁹I – (5,7 ± 1,8) • 10⁶. В пробах воды, непосредственно протекающей через помещения с топливосодержащими материалами с высокой концентрацией урана, отобранных из скважины Ю-9-Б, короткоживущих изотопов йода ¹³¹ ¹³² ¹³³ ¹³⁵I не обнаружено. Визначено вміст ¹²⁹I в радіоактивно забрудненій воді (РЗВ), відібраній із приміщень об’єкта “Укриття». Активність ізотопів йоду визначали γ-спектрометричними вимірюваннями фракції йоду, виділеної з РЗВ на носієві стабільного йоду. Концентрацію та очищення ізотопів йоду від присутніх в РЗВ γ-випромінюючих радіонуклідів ¹³⁷Cs, ¹⁵⁴ ¹⁵⁵Eu і ²⁴¹Am проводили за екстракційною методикою. Об’ємна активність ¹²⁹I в досліджених пробах РЗВ 5,3 ± 2,1 Бк/дм³. Відношення активностей у РЗВ ⁹⁰Sr/¹²⁹I – (2,6 ± 1,3) 10⁶ і ¹³⁷Cs/¹²⁹I – (5,7 ± 1,8) 10⁶. У пробах води, що безпосередньо протікає через приміщення з паливовмісними матеріалами з високою концентрацією урану, відібраних із свердловини Ю-9-Б, короткоживучих ізотопів йоду ¹³¹ ¹³² ¹³³ ¹³⁵I не виявлено. A content of ¹²⁹I is certain in the radioactive water (RW) selected from the apartments of object “Ukryttya”. Activity of isotopes of iodine was determined by γ-spectrometry measuring of the faction of iodine, selected from RW on the transmitter of stable iodine. Concentration and cleaning of isotopes of iodine from present in RW of γ-emitting radionuclides of ¹³⁷Cs, ¹⁵⁴ ¹⁵⁵Eu and ²⁴¹Am made by an extraction method. A volume activity of ¹²⁹I in the investigational tests of RW is 5.3 ± 2.1 Bq/l. Ratio of activity in RW ⁹⁰Sr/¹²⁹I – (2.6 ± 1.3) • 10⁶ and ¹³⁷Cs/¹²⁹I – (5.7 ± 1.8) • 10⁶. In the tests of water directly flowing through the apartments with fuel-containing materials with the high concentration of uranium, selected from the mining hole of U-9-B, short live isotopes of iodine ¹³¹ ¹³² ¹³³ ¹³⁵I not found.
issn 1813-3584
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127707
citation_txt Содержание ¹²⁹I в радиоактивно загрязненной воде объекта "Укрытие" / А.А. Одинцов, В.Е. Хан, А.К. Калиновский // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2015. — Вип. 24. — С. 62-69. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT odincovaa soderžanie129ivradioaktivnozagrâznennoivodeobʺektaukrytie
AT hanve soderžanie129ivradioaktivnozagrâznennoivodeobʺektaukrytie
AT kalinovskiiak soderžanie129ivradioaktivnozagrâznennoivodeobʺektaukrytie
AT odincovaa vmíst129ivradíoaktivnozabrudneníivodíobêktaukrittâ
AT hanve vmíst129ivradíoaktivnozabrudneníivodíobêktaukrittâ
AT kalinovskiiak vmíst129ivradíoaktivnozabrudneníivodíobêktaukrittâ
AT odincovaa contentsof129iinradioactivewaterofobjectukryttya
AT hanve contentsof129iinradioactivewaterofobjectukryttya
AT kalinovskiiak contentsof129iinradioactivewaterofobjectukryttya
first_indexed 2025-11-26T22:52:50Z
last_indexed 2025-11-26T22:52:50Z
_version_ 1850779117571538944
fulltext 62 ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 УДК 621.039 А. А. Одинцов, В. Е. Хан, А. К. Калиновский Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, ул. Кирова, 36а, Чернобыль, 07270, Украина СОДЕРЖАНИЕ 129I В РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДЕ ОБЪЕКТА «УКРЫТИЕ» Определено содержание 129I в радиоактивно загрязненной воде (РЗВ), отобранной из помещений объек- та “Укрытие». Активность изотопов йода определяли γ-спектрометрическими измерениями фракции йода, вы- деленной из РЗВ на носителе стабильного йода. Концентрирование и очистку изотопов йода от присутствую- щих в РЗВ γ-излучающих радионуклидов 137Cs, 154,155Eu и 241Am производили по экстракционной методике. Объемная активность 129I в исследованных пробах РЗВ составляет 5,3 ± 2,1 Бк/дм3. Отношения активностей в РЗВ 90Sr/129I – (2,6 ± 1,3) · 106 и 137Cs/129I – (5,7 ± 1,8) · 106. В пробах воды, непосредственно протекающей через помещения с топливосодержащими материалами с высокой концентрацией урана, отобранных из скважины Ю-9-Б, короткоживущих изотопов йода 131, 132, 133, 135I не обнаружено. Ключевые слова: 129I, экстракция, жидкие радиоактивные отходы, объект «Укрытие». Введение При эксплуатации АЭС, переработке и утилизации отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в окружающую среду, несмотря на предпринимаемые усилия по минимизации выбросов, попадают техногенные радионуклиды. Одним из продуктов деления, которому уделяется большое внимание, является радиоактивный йод. Из-за большого разнообразия химических форм, а также высокой мо- бильности изотопов йода в окружающей среде он представляет большую экологическую опасность. Среди изотопов йода основное внимание уделяется наиболее долгоживущему 129I (Т1/2 = 1,57 · 107 лет) и короткоживущему 131I (Т1/2 = 8,04 сут) [1]. Радиоактивные изотопы йода являются одними из основных радионуклидов, определяющих внутреннее облучение в первые недели после аварийных выбросов на АЭС. Изотопы йода поступают в организм различными путями (через легкие, пищеварительный тракт, кожу) и накапливаются в щи- товидной железе. В процессе эксплуатации твэлов в ядерных реакторах возможно нарушение герметичности их оболочек. Различают два типа таких нарушений: образование микротрещин, через которые могут проникать только газообразные продукты деления (ПД) (газовая неплотность), и наличие дефектов, при которых возможен непосредственный контакт диоксида урана с теплоносителем, что приводит к проникновению в него кроме газообразных еще и других осколков деления. К числу реперных для контроля герметичности оболочек твэлов отнесены следующие радионуклиды: 131I, 132I, 133I, 134I, 135I. В работе [2] представлена методика, ориентированная на контроль активности 131I, 132I, 133I, 134I, 135I в циркулирующем по байпасной линии теплоносителя первого контура реактора ВВЭР-1000 в диапа- зоне величин (3,7·103 ÷ 3,7·108) Бк/кг. В работе [3] было высказано и обосновано предположение о том, что в юго-восточном квад- ранте помещения 305/2 объекта «Укрытие» находятся два скрытых скопления топливосодержащих материалов (ТСМ). При этом, как показали расчеты, в такой лаве содержание урана должно быть значительно выше, чем в других продуктах взаимодействия ядерного топлива с конструкционными материалами разрушенного блока. Общепринятый консервативный подход к проблемам ядерной без- опасности применительно к анализу состояния возможного скрытого скопления лавы в помеще- нии305/2 дает основание утверждать, что в настоящее время эта структура может являться потенци- ально опасной критмассовой зоной, которая для обеспечения ядерной и радиационной безопасности объекта «Укрытие» требует систематического контроля. Одними из маркеров протекания реакций деления могут являться короткоживущие изотопы 131I, 132I, 133I, 134I, 135I. В реальных условиях объекта «Укрытие» наиболее вероятно определение в воде омывающей ТСМ объемной активности 131I. Исследованиям радионуклидного и макрокомпонентного состава радиоактивно загрязненной воды (РЗВ) объекта «Укрытие» посвящен ряд работ [4 - 6]. Определено содержание макрокомпонен- тов, урана, 90Sr, 137Cs, 154,155Eu, 238,239,240Pu, 241Am и 242,244Cm в скоплениях и протечках РЗВ в помеще- ниях на нижних отметках объекта «Укрытие». Однако работ по определению содержания изотопов йода до настоящего времени не производилось. Целью данной работы было определение объемной активности изотопов йода 129I, 131I, 132I, 133I и 135I в РЗВ, поступающей из скважин, пробуренных в помещение 305/2, и основных водных скопле- ниях локализованных на нижних отметках объекта «Укрытие». © А. А. Одинцов, В. Е. Хан, А. К. Калиновский, 2015 СОДЕРЖАНИЕ 129I В РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДЕ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 63 Материалы и методы Пробы РЗВ для определения содержания изотопов йода отбирались из скважин, пробуренных в помещение 305/2 на отметке +9,0 м и вводных скоплений на нижних отметках объекта «Укрытие». Пробы воды отбирали в период с апреля 2009 г. по ноябрь 2013 г. В настоящее время наиболее ин- формативной скважиной по радионуклидному составу РЗВ можно считать скважину Ю-9-Б, которая пробурена на отметке +8,8 м из помещения 208/10 с юга на север помещения 305/2. Эта скважина проходит в непосредственной близости от скоплений лавообразных ТСМ (ЛТСМ). На рис. 1 показа- но расположение скважины Ю-9-Б. Рис. 1. План-схема расположения скважины Ю-9-Б. В зависимости от сезона и интенсивности атмосферных осадков из скважины Ю-9-Б в поме- щение 208/10 поступает РЗВ в количестве от 0,01 до 1,0 дм3/сут. Воду собирали в контейнер, уста- новленный непосредственно у скважины Ю-9-Б. Объем пробы воды, отбираемый для исследований, составлял 0,7 – 1,0 дм3. Предварительная подготовка проб воды заключалась в фильтровании пробы через бумажный фильтр «синяя лента» и внесение носителя стабильного йода в виде NH4I. Парал- лельно в каждой пробе воды определяли рН, макрокомпонентный состав, концентрацию урана и объ- емные активности радионуклидов. Выделение и концентрирование радиоизотопов йода из РЗВ объекта «Укрытие» производили по экстракционной методике, за основу которой была принята схема выделения, предложенная в ра- боте [7]. Методика адаптирована с учетом сложного макрокомпонентного состава РЗВ. В работах [4 - 6] определено, что РЗВ объекта «Укрытие» являются щелочными карбонатными растворами с рН 8,5 – 10. Методика основана на экстракции I2 четыреххлористым углеродом после осуществления полно- го обмена между радиойодом и носителем (стабильный йод). Полный обмен достигается окислением I - до I2 в подкисленном растворе (рис. 2, а). Йод экстрагируется CCl4 при комнатной температуре при интенсивном перемешивании в течение 5 – 10 мин. Соотношение водной и органической фаз 20 : 1. Измерение активности выделенного препарата выполняли на γ-спектрометрическом комплексе, со- стоящем из полупроводникового детектора GL2020R из сверхчистого германия CANBERRA с раз- решением 0,57 кэВ для энергии γ-квантов 122 кэВ (γ-линии 57Со) и 16000-канального амплитудного анализатора импульсов CANBERRA. Измерительный диапазон охватывает интервал от 10 до 1400 кэВ. Детектор имеет бериллиевое окно толщиной 500 мкм. Минимально измеряемая активность для геометрии измерений на γ-линии 59 кэВ 241Am равна 0,03 Бк/пробу, а для 137Cs (661,6 кэВ) - 0,4 Бк/пробу. Обработку аппаратурных спектров производили с использованием программы GENIE- 2000 по алгоритмам, заложенным в программе. Измерение активности изотопов йода производили непосредственно в виде органической фа- зы ССl4 в полиэтиленовой виале объемом 20 мл (см. рис. 2, б). Чувствительность метода для 129I – 0,2 Бк/препарат, химический выход в среднем составляет 80 – 90 % за две экстракции. А. А. ОДИНЦОВ, В. Е. ХАН, А. К. КАЛИНОВСКИЙ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 64 а б Рис. 2 Исходная проба РЗВ (а) и выделенные препараты изотопов йода (б). С помощью γ-спектрометра нами были получены и проанализированы γ-спектры исходных проб РЗВ объекта «Укрытие» и выделенных из них фракций йода. Сложность спектров зависит от радионуклидного состава проб РЗВ, времени доставки проб до измерительного участка и эффектив- ности очистительной методики. В качестве примера на рис. 3 приведен γ-спектр, типичный для РЗВ из скважины Ю-9-Б объекта «Укрытие». На рис. 4 показан γ-спектр выделенной и очищенной от дру- гих радионуклидов фракции йода. 10 100 1000 10000 100000 1000000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Номер канала 137 Cs 661,7 кэВ 241 Am 59,5 кэВ N Ka Ba 32,2 кэВ 134 Cs 795,8 кэВ Рис. 3. Типичный γ-спектр РЗВ из скважины Ю-9-Б. Как видно на рис. 4, в выделенной фракции йода присутствуют небольшие количества 137Cs и 241Am. В низкоэнергетической области спектра хорошо видны основные линии 129I: 29,45 + 29,78; 33,6; 39,58 кэВ. Коэффициент очистки фракции йода от 137Cs – 4 · 106 - 1 · 108, 154Eu - > 3 · 104, 241Am - > 4 · 104. Относительно низкие коэффициенты очистки йода от америция и европия по сравнению с цезием при экстракции четыреххлористым углеродом можно объяснить образованием в воде объекта «Укрытие» металлоорганических комплексов америция и европия, которые в данных условиях переходят в органическую фазу. В целом адаптированная экстракционная методика позволяет выделять изотопы йода из РЗВ объекта «Укрытие» с удовлетворительной радиохи- мической чистотой для прямых γ-спектрометрических измерений 129,131I. В объектах окружающей среды из-за низкого удельного содержания 129I определяют в основном методом нейтронно- активационного анализа или масс-спектрометрии, что связано с определенными техническими труд- ностями. СОДЕРЖАНИЕ 129I В РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДЕ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 65 Рис. 4. Гамма-спектр фракции йода, выделенной из РЗВ объекта «Укрытие Результаты и обсуждения Содержание фосфатов, карбонатов и гидрокарбонатов в воде, поступающей из скважины Ю- 9-Б, приведено в табл. 1. В период наблюдений с апреля 2009 г. по ноябрь 2013 г. рН воды увеличил- ся с 8,5 до 9,1, при этом концентрация карбонатов СО3 2– возросла до 40 мг/дм3. В 2013 г. средние зна- чения этих показателей для контролируемых водных скоплений составляли рН 9,1 ± 0,34 и концен- трация СО3 2 – 68 ± 36 мг/дм3 [8], т.е. вода, поступающая из скважины Ю-9-Б по макрокомпонентному составу, незначительно отличается от РЗВ локализованных в других водных скоплениях. Таблица 1. Концентрация макрокомпонентов в воде скважины Ю-9-Б, мг/дм3 Дата отбора рН НРО4 2- СО3 2- НСО3 - 06.04.2009 8,6 0,72 - 240 08.04.2010 8,5 - - 520 01.06.2010 8,7 0,09 - 510 29.06.2010 8,8 0,6 - 460 04.09.2013 9,1 - 40 380 29.10.2013 9,1 - 37 410 Объемная активность радионуклидов и концентрация урана в пробах воды, отобранной из скважины Ю-9-Б, представлены в табл. 2. Как следует из таблицы, в РЗВ скважины Ю-9-Б присут- ствуют уран, ПД 90Sr, 137Cs, 154Eu, 155Eu и 129I и трансурановые элементы (ТУЭ) 238+239+240Pu, 241Am, 244Cm и 242Cm. Следует отметить, что концентрация урана в воде скважины Ю-9-Б в апреле – июне 2010 г. составляла 140 – 180 г/м3, в то время как максимальная концентрация урана в других водных скоплениях не превышала 44 г/м3. Наличие в воде, поступающей из скважины Ю-9-Б урана, ПД и ТУЭ свидетельствует о том, что данная вода непосредственно контактировала с ТСМ. Объемная ак- тивность 129I в исследованных пробах воды из скважины Ю-9-Б находится в пределах от 5,6 до 8,4 Бк/дм3, среднее значение 6,7 ± 2,5 Бк/дм3 (средневзвешенное значение с учетом погрешностей инди- видуальных измерений 5,9 ± 0,6 Бк/дм3). При штатной работе реактора 129I образуется за счет деления с выходом 0,9 % и при распаде материнского 129Te (Т1/2 = 69 мин) и 129mTe (Т1/2 = 33,6 сут). По различ- ным оценкам в период активной фазы аварии на 4-м блоке ЧАЭС до 60 % изотопов йода было вы- брошено в виде легколетучих соединений. Поверхностное загрязнение помещений объекта «Укры- тие» обусловлено суперпозицией двух компонент «топливной» (диспергированое ядерное топливо в виде «горячих» частиц) и конденсационной (легколетучие соединения цезия, рутения и йода). В РЗВ объекта «Укрытие» наличие 129I может быть обусловлено двумя источниками: выщелачивание из ТСМ; смыв с загрязненных поверхностей на верхних отметках объекта «Укрытие». В пробе воды, отобранной 13.05.2010 г. наблюдались следовые количества короткоживущего 131I (Т1/2 = 8,04 сут) порядка 0,7 Бк/дм3. В работе [2] отмечается, что контроль активности 131I, 132I, 133I, 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 N Номер канала 137 Cs 661,7 кэВ 129 I 29,8 кэВ 0 50 100 150 200 250 300 350 50 150 250 350 450 550 N 129I 29,8 кэВ 33,6 кэВ 39,6 кэВ 241Am 59,5 кэВ А. А. ОДИНЦОВ, В. Е. ХАН, А. К. КАЛИНОВСКИЙ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 66 134I, 135I в циркулирующем по байпасной линии теплоносителя первого контура реактора ВВЭР-1000 производится в диапазоне величин (3,7·103 ÷ 3,7·108) Бк/кг. Предельные значения указанного диапа- зона обусловлены снизу уровнем поверхностного загрязнения делящимися нуклидами, а сверху до- пустимыми значениями удельной активности радионуклидов йода в соответствии с регламентом экс- плуатации реакторов типа ВВЭР-1000. Таблица 2. Объемная активность радионуклидов в воде, поступающей из скважины Ю-9-Б, Бк/дм3 Радионуклид 06.04.2009 08.04.2010 13.05.2010 01.06.2010 04.09.2013 29.10.2013 90Sr 6,6 · 106 2,4 · 107 2,5 · 107 1,9 · 107 8,3 · 106 8,7 · 106 137Cs 2,7 · 107 3,6 · 107 4,7 · 107 3,4 · 107 4,3 · 107 2,5 · 107 154Eu 2,3 · 103 6,4 · 103 н.о.* 5,5 · 103 1,7 · 103 1,1 · 103 155Eu < МДА** 2,1 · 103 н.о. 1,2 · 103 < МДА 3,1 · 102 238Pu 1,2 · 103 2,2 · 103 1,2 · 103 8,2 · 102 3,4 · 102 2,2 · 102 239+240Pu 2,3 · 103 4,6 · 103 2,6 · 103 1,8 · 103 6,5 · 102 4,4 · 102 241Am 1,6 · 104 5,6 · 104 3,8 · 104 2,6 · 104 7,9 · 103 6,1 · 103 244Cm 5,8 · 102 1,9 · 103 1,4 · 103 7,7 · 102 2,9 · 102 2,1 · 102 242Cm 3,7 · 101 1,3 · 102 7,4 · 101 4,2 · 101 1,5 · 101 1,1 · 101 Уран мг/дм3 27 173 180 144 12 9,6 129I н.о. 7,2 ± 2,6 5,6 ± 0,9 8,4 ± 2,8 6,3 ± 1,6 5,8 ± 1,2 131I н.о. < МДА 0,65 ± 0,38 < МДА < МДА < МДА * Не определяли. ** Меньше минимально детектируемой активности. Топливосодержащие материалы объекта «Укрытие» содержат делящиеся изотопы 235U и 239Pu, которые делятся под действием нейтронов спонтанного деления 244Cm и других четно-четных ядер урана и плутония и нейтронов, образующихся по реакции (α, n). Плотность потока нейтронов, реги- стрируемая СК «Сигнал», находится в пределах 10 – 30 нейтрон · см-2 · с-1 [9]. Скорость этого деления значительно ниже опасных уровней подкритичности ТСМ. Возникновение самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР) маловероятно из-за того, что в места локализации ТСМ с водой постоянно по- ступает раствор нитрата гадолиния, который является поглотителем нейтронов. Как видно из табл. 2, в пробе воды, отобранной 13.05.2010 г., наибольшее содержание 90Sr, 137Cs и урана. Вероятно, в этот период происходило интенсивное поступление воды непосредственно через большие скопления ТСМ с высоким содержанием урана, что и обусловило наличие в воде не- значительного количества 131I. При выполнении работ по определению содержания изотопов йода в воде объекта «Укрытие» авторы учитывали то, что периоды полураспада изотопов йода в основном небольшие - от 6,6 ч (135I) до 8,04 сут (131I). Поэтому организационно время от момента отбора проб воды на объекте «Укрытие» до радиохимического выделения в лаборатории минимизировалось и не превышало одного дня. Вре- мя радиохимического выделения фракции йода до начала γ-спектрометрических измерений составля- ло от 1,5 до 2 ч, что обеспечивалось разработанной экспресс-методикой. Активность короткоживу- щих изотопов йода в отобранной для анализа воде объекта «Укрытие» определяется рядом факторов: 1) интенсивностью наработки при делении урана и плутония, 2) скоростью диффузии из глубины ТСМ на поверхность контакта с водой, 3) степенью растворимости и выщелачивания изотопов йода «блочной» водой и 4) временем перетока воды от скоплений ТСМ до места отбора проб воды. Для оценки интенсивности деления урана в скоплениях ТСМ по наработке короткоживущих изотопов йода необходимо минимизировать влияние последних трех факторов, т.е. отобрать пробы воды непо- средственно из массива ТСМ. В исследованных пробах РЗВ из скважин и помещений на нижних от- метках объекта «Укрытие» короткоживущих изотопов 132I, 133I, 134I, 135I обнаружено не было. Анализ отношений активности 90Sr/129I и 137Cs/129I показывает (табл. 3), что для проб РЗВ из скважины Ю-9-Б относительное содержание 90Sr, 137Cs и 129I в период наблюдений 2010 – 2013 гг. из- менялось незначительно. Расчетные значения отношений активности для отработавшего топлива ре- актора РБМК равны 90Sr/129I - 1,2 · 106 и 137Cs/129I – 1,8 · 106 [10]. Экспериментально определенные значения отношений 90Sr/129I – (2,6 ± 1,3) · 106 и 137Cs/129I – (5,7 ± 1,8) · 106 по порядку величины сов- падают с расчетными значениями, хотя для 90Sr они в два раза выше, а для 137Cs в три раза выше. Это свидетельствует об относительном дефиците 129I. Вероятно, это связано с выбросом радионуклидов йода в момент аварии. Выброс 131I и 137Cs на активной стадии аварии оценивается 20 и 13 % (по- грешность ± 50 %) от накопленной активности. Более поздние оценки 131I 40 – 60 % и 137Cs 30 – 50 %. Можно предположить, что выброс 129I такой же, как и 131I. СОДЕРЖАНИЕ 129I В РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДЕ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 67 Таблица 3. Отношение активностей радионуклидов в РЗВ объекта «Укрытие» Радионуклид 08.04.2010 13.05.2010 01.06.2010 04.09.2013 29.10.2013 Среднее 90Sr/129I 3,3 · 106 4,5 · 106 2,3 · 106 1,3 · 106 1,5 · 106 (2,58 ± 1,33) · 106 137Cs/129I 5,0 · 106 8,4 · 106 4,1 · 106 6,8 · 106 4,3 · 106 (5,72 ± 1,83) · 106 Для оценки ядерной безопасности скоплений ТСМ необходимо знать изотопный состав урана, в частности массовую долю делящегося 235U. Как отмечалось выше, для получения максимально воз- можной информации о радиационных характеристиках воды, поступающей из скважины Ю-9-Б, определяли концентрацию урана и объемные активности радионуклидов. Изотопный состав и объем- ную активность изотопов 234U, 235U, 236U и 238U в тех же самых пробах воды определяли α-спектро- метрическими измерениями источников урана, приготовленных после радиохимического выделения и очистки фракции урана. В табл. 4 приведены массовые доли (%) изотопов урана, рассчитанные по результатам α-спектрометрических измерений. Массовая доля делящегося изотопа 235U составляет порядка 1,01 ± 0,11 %, в исследованных пробах максимальное содержание 1,13 %. Доля 236U, являю- щегося дополнительным нейтронным поглотителем и уменьшающим реактивность уранового топли- ва, составляет 0,182 ± 0,011 %. Таблица 4. Изотопный состав урана в воде, поступающей из скважины Ю-9-Б, % мас. Дата отбора 234U 235U 236U 238U 06.04.2009 0,0151 1,13 0,167 98,65 05.04.2010 0,0165 0,92 0,178 98,88 08.04.2010 0,0153 1,09 0,189 98,71 04.09.2013 0,0162 0,87 0,186 98,94 29.10.2013 0,0160 1,02 0,192 98,78 Среднее 0,0158 ± 0,0006 1,01 ± 0,11 0,182 ± 0,011 98,79 ± 0,12 Объемная активность 129I в пробах РЗВ, отобранных из скважины З-9-Ф и водного скопления, локализованного в южной части помещения 012/16 на отметке +2,2 м в 2013 г., и наибольшего водно- го скопления в помещении 001/3 на отметке – 2,6 м в 2014 г., приведена в табл. 5. Таблица 5. Объемная активность радионуклидов в водных скоплениях объекта «Укрытие», Бк/дм3 Точка отбора проб Помещение 001/3 Помещение 012/16 Скважина З-9-Ф 90Sr 2,7 · 106 2,5 · 106 3,7 · 106 137Cs 8,1 · 106 3,1 · 107 2,1 · 107 129I 3,4 ± 1,1 3,6 ± 1,2 2,6 ± 1,5 Объемная активность 129I в РЗВ из скважины З-9-Ф и помещений 001/3 и 012/16 несколько меньше, чем в воде из скважины Ю-9-Б (средневзвешенное значение 5,9 ± 0,6 Бк/дм3). Среднее значение объемной активности 129I в исследованных пробах РЗВ объекта «Укрытие» равно 5,3 ± ± 2,1 Бк/дм3. Короткоживущих изотопов йода в исследованных пробах воды из скважины З-9-Ф и помещений 001/3 и 012/16 также обнаружено не было. Концентрация 129I в воде объекта «Укрытие» составляет (0,4 – 1,3) · 10 – 6 г/дм3. Таблица 6. Концентрация (мкг/г) и удельная активность (Бк/г) 129I в различных материалах объекта «Укрытие» [11] Номер пробы Материал Масса, мкг/г Активность, Бк/г ТС-17 Отработавшее ядерное топливо UO2 с выгоранием 8,7 МВт/(сут кг) U 34 ± 2 222 ± 13 644 Отработавшее ядерное топливо UO2 с выгоранием 4,9 МВт/(сут кг) U 16 ±1 105 ± 7 630 (1) Фрагмент части графитового блока 0,5 ± 0,2 3,3 ± 1,3 630 (3) Фрагмент части графитового блока 5,0 ± 2,5 33 ± 16 629 (3) Фрагмент части графитового блока 2,0 ± 1,0 13 ± 6 641 Фрагмент керамики бурого цвета - < МДА* 643 Бетон со стеклообразной массой - < МДА 319 (2) ЛТСМ «слоновая нога» - < МДА * Меньше минимально детектируемой активности. А. А. ОДИНЦОВ, В. Е. ХАН, А. К. КАЛИНОВСКИЙ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 68 В работе [11] определено содержание 129I в различных материалах (отработавшее ядерное топливо, графит, ЛТСМ и бетон с ЛТСМ), отобранных в помещениях разрушенного 4-го блока ЧАЭС. Содержание 129I в исследованных образцах представлено в табл. 6. Из данных таблицы следу- ет, что содержание 129I в пробах ЛТСМ (№ 641, 643 и 319) меньше минимально детектируемой актив- ности. Авторы работы [11] объясняют это как малым количеством 129I в данных образцах, так и недо- статочно высокой температурой нагревания (1100 0С) при выделении йода из этих образцов. Принимая во внимание выше изложенное, можно предположить, что основными источниками поступления 129I в радиоактивно загрязненную воду объекта «Укрытие» являются: отработавшее ядерное топливо; фрагменты графитовой кладки; поверхностное загрязнение помещений за счет кон- денсации и сорбции легко летучих соединений йода на активной стадии аварии. Растворение и выще- лачивание ЛТСМ не вносит значительного вклада в содержание в воде 129I. Можно предположить, что в случае поступления воды из скрытых скоплений ТСМ с относительно высоким содержанием 129I в этих скоплениях присутствуют фрагменты отработавшего ядерного топлива. Выводы Разработана и апробирована методика определения объемной активности радиоактивных изо- топов йода в РЗВ объекта “Укрытие». Радиохимическое выделение 129,131I производили экстракцией CCl4 из подкисленного раствора. Активность 129,131I с удовлетворительной погрешностью определяет- ся γ-спектрометрическими измерениями. Впервые определено содержание 129I в радиоактивно загрязненной воде объекта “Укрытие». Объемная активность 129I в исследованных пробах воды из скважины Ю-9-Б и помещений на нижних отметках объекта «Укрытие» составляет 5,3 ± 2,1 Бк/дм3. В исследованных пробах РЗВ из скважин и помещений на нижних отметках объекта «Укры- тие» короткоживущих изотопов 132I, 133I, 134I, 135I обнаружено не было. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кулюхин С.А., Каменская А.Н., Коновалова Н.А. Химия радиоактивного йода в водных средах: фундаментальные и прикладные аспекты // Радиохимия. – 2011. – Т. 53, № 2. – С. 107 – 123. 2. Берлизов А.Н., Малюк И.А., Рудык О.Ф. и др. Непрерывный контроль состояния барьеров безопасности водо- водяных реакторов методом гамма-спектрометрии высокого разрешения // Ядерна фізика та енергетика. – 2009.- Т. 10, № 4. – С. 387 – 394. 3. Высотский Е.Д., Ключников А.А., Лагуненко А.С. и др. Ядерно-опасные скопления топливосодержащих материа- лов в разрушенном четвертом блоке Чернобыльской АЭС // Радиохимия. – 2011. - Т. 53, № 2. - С. 178–183. 4. Богатов С. А., Корнеев А. А., Криницын А. П. и др. Исследования водопотоков внутри объекта «Укрытие» // Ра- диохимия. – 2000. – Т. 42, № 3. – С. 276 – 280. 5. Одинцов А.А., Хан В.Е., Краснов В.А. и др. Трансурановые элементы в жидких радиоактивных отходах объекта «Укрытие» // Там же. – 2009. – Т. 51, № 4. – С. 337 - 343. 6. Одинцов А. А., Хан В. Е., Краснов В. А., Щербин В. Н. Жидкие радиоактивные отходы на нижних отметках объек- та «Укрытие» // Проблеми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля. – 2011. – Вип. 16. – С. 110 – 123. 7. Ровинский Ф.Я., Иохнельсон С.Б., Юшкан Е.И. Методы анализа загрязнения окружающей среды. - М.: Атомиз- дат, 1978. – 263 с. 8. Одинцов А. А., Хан В. Е., Краснов В. А. и др. Радиоактивно загрязненная вода в помещениях объекта «Укрытие» // Проблеми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля. – 2014. – Вип. 23. – С. 89 - 101. 9. Давыдьков А.И., Краснов В.А. Щербин В.Н. Назначение пороговых установок в каналах контроля подкритично- сти топливосодержащих материалов // Проблеми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля. – 2014. – Вип. 23. – С. 82 - 87. 10. Матвеев Л.В., Рудик А.П. Почти все о ядерном реакторе. – М.: Энергоатомиэдат, 1990. – 240 с. 11. Определение содержания изотопа йод-129 в материалах 4-го блока ЧАЭС: (Отчет о НИР) / НПО «Радиевый ин- ститут им. В. Г. Хлопина». – Инв. № 1704-И. – Л., 1991. – 13 с. О. О. Одінцов, В. Є. Хан, О. К. Калиновський Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, вул. Кірова, 36а, Чорнобиль, 07270, Україна ВМІСТ 129I В РАДІОАКТИВНО ЗАБРУДНЕНІЙ ВОДІ ОБ'ЄКТА «УКРИТТЯ» Визначено вміст 129I в радіоактивно забрудненій воді (РЗВ), відібраній із приміщень об'єкта “Укриття». Активність ізотопів йоду визначали γ-спектрометричними вимірюваннями фракції йоду, виділеної з РЗВ на но- сієві стабільного йоду. Концентрацію та очищення ізотопів йоду від присутніх в РЗВ γ-випромінюючих радіо- СОДЕРЖАНИЕ 129I В РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДЕ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 69 нуклідів 137Cs, 154,155Eu і 241Am проводили за екстракційною методикою. Об'ємна активність 129I в досліджених пробах РЗВ 5,3 ± 2,1 Бк/дм3. Відношення активностей у РЗВ 90Sr/129I – (2,6 ± 1,3) 106 і 137Cs/129I – (5,7 ± 1,8) 106. У пробах води, що безпосередньо протікає через приміщення з паливовмісними матеріалами з високою концен- трацією урану, відібраних із свердловини Ю-9-Б, короткоживучих ізотопів йоду 131, 132, 133, 135I не виявлено. Ключові слова: 129I, екстракція, рідкі радіоактивні відходи, об'єкт «Укриття». O. O. Odintsov, V. E. Khan, O. K. Kalynovsky Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants NAS of Ukraine, Kirova str., 36a, Chornobyl, 07270, Ukraine CONTENTS OF 129I IN RADIOACTIVE WATER OF OBJECT «UKRYTTYA» A content of 129I is certain in the radioactive water (RW) selected from the apartments of object “Ukryttya”. Activity of isotopes of iodine was determined by γ-spectrometry measuring of the faction of iodine, selected from RW on the transmitter of stable iodine. Concentration and cleaning of isotopes of iodine from present in RW of γ-emitting radionuclides of 137Cs, 154,155Eu and 241Am made by an extraction method. A volume activity of 129I in the investigational tests of RW is 5.3 ± 2.1 Bq/l. Ratio of activity in RW 90Sr/129I – (2.6 ± 1.3) · 106 and 137Cs/129I – (5.7 ± 1.8) · 106. In the tests of water directly flowing through the apartments with fuel-containing materials with the high concentration of ura- nium, selected from the mining hole of U-9-B, short live isotopes of iodine 131, 132, 133, 135I not found. Keywords: 129I, extraction, liquid radioactive waster, object “Ukryttya”. REFERENCES 1. Kulychin C.A., Kamenskay A.N., Konovalova N.A. Chemistry of radioactive iodine in waters: fundamental and applied aspects // Radiokhimya. – 2011. – Vol. 53, No 2. – P. 107 – 123. (Rus). 2. Berlizov A.N., Maliuk I.A., Rudyk O.F et al. Continuous monitoring of the state of safety barriers in water-water nuclear reactors using high-resolution gamma-spectrometry // Ydernay fizika i energetika (Nuclear physics and energy). – 2009. - Vol. 10, No. 4. – P. 387 – 394. (Rus.) 3. Vysotckiy E.D., Kliuchnykov A.A., Lagunenko A.C. et al. The nuclear-dangerous accumulations of fuel-carrying materials are in the blasted fourth block of Chernobyl NPP // Radiokhimya. – 2011. – Vol. 53, No. 2. – P. 178 – 183. (Rus). 4. Bogatov S.A., Korneev A.A., Krynitsyn A. P. et al. Researches of water streams into object «Ukryttya» // Radi- okhimya. - 2000. – Vol. 42, № 3. – P. 276 – 280. (Rus) 5. Odintsov O. O., Khan V. E., Krasnov V. O. et al. Transuranium elements in the liquid radioactive wasters of ob- ject «Ukryttya» // Radiokhimya. – 2009. – Vol. 51, No. 4. – P. 337 - 343. (Rus) 6. Odintsov O. O., Khan V. E., Krasnov V. O., Shcherbin V. M. Liquid radioactive waster on lower marks of object «Ukryttya» // Problemy bezpeky atomnyh elektrostantsiy I Chornobylya (Problems of nuclear power plants and of Chornobyl). – 2011.- Iss. 16. - P. 110 - 123. (Rus) 7. Rovinckii F.Y., Yochnelson S.B., Ushkan E.I. Methods of analysis of contamination of environment. - M.: Atom- izdat, 1978. – 263 p. 8. Odintsov O. O., Khan V. E., Krasnov V. O. et al. Radioactive water is in the apartments of object «Ukryttya» // Problemy bezpeky atomnyh elektrostantsiy I Chornobylya (Problems of nuclear power plants and of Chornobyl). – 2014. - Iss. 23. - P. 89 – 101. (Rus) 9. Davydkov A.I., Krasnov V.O., Shcherbin V.M. Principles of thereshold setting in fuel-containing materials subcrit- icality control channels // Problemy bezpeky atomnyh elektrostantsiy I Chornobylya (Problems of nuclear power plants and of Chornobyl). – 2014. - Iss. 23. - P. 82 – 87. (Rus) 10. Matveev L.V., Ryduk A.P. Almost all about a nuclear reactor. – Мoskva: Energoatomizdat, 1990. – 240 p. (Rus) 11. Determination of contents of isotope iodine-129 in materials of 4-th unit of ChNPP: (Report about SRW) / SPU «Radium institute name of V. G. Xlopina». – No. 1704. – Leningrad, 1991. – 13 p. (Rus). Надійшла 25.09.2014 Received 25.09.2014