Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2)
Збережено в:
| Дата: | 2015 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2015
|
| Назва видання: | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127714 |
| 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: | Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) / О.О. Ключников, В.О. Краснов, Є.Д. Висотський, В.Є. Хан, О.О. Одінцов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2015. — Вип. 24. — С. 127-129. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127714 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1277142025-02-10T01:51:34Z Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) Ключников, О.О. Краснов, В.О. Висотський, Є.Д. Хан, В.Є. Одінцов, О.О. Найважливіші досягнення ІПБ АЕС НАН України в галузі технічних наук у 2014 р. 2015 Article Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) / О.О. Ключников, В.О. Краснов, Є.Д. Висотський, В.Є. Хан, О.О. Одінцов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2015. — Вип. 24. — С. 127-129. — укр. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127714 uk Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля application/pdf Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Найважливіші досягнення ІПБ АЕС НАН України в галузі технічних наук у 2014 р. Найважливіші досягнення ІПБ АЕС НАН України в галузі технічних наук у 2014 р. |
| spellingShingle |
Найважливіші досягнення ІПБ АЕС НАН України в галузі технічних наук у 2014 р. Найважливіші досягнення ІПБ АЕС НАН України в галузі технічних наук у 2014 р. Ключников, О.О. Краснов, В.О. Висотський, Є.Д. Хан, В.Є. Одінцов, О.О. Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| format |
Article |
| author |
Ключников, О.О. Краснов, В.О. Висотський, Є.Д. Хан, В.Є. Одінцов, О.О. |
| author_facet |
Ключников, О.О. Краснов, В.О. Висотський, Є.Д. Хан, В.Є. Одінцов, О.О. |
| author_sort |
Ключников, О.О. |
| title |
Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) |
| title_short |
Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) |
| title_full |
Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) |
| title_fullStr |
Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) |
| title_full_unstemmed |
Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) |
| title_sort |
розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "укриття" та нового безпечного конфайнмента. (тема 2) |
| publisher |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| publishDate |
2015 |
| topic_facet |
Найважливіші досягнення ІПБ АЕС НАН України в галузі технічних наук у 2014 р. |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127714 |
| citation_txt |
Розробка заходів, які підвищують ядерну, радіаційну та екологічну безпеку об'єкта "Укриття" та нового безпечного конфайнмента. (Тема 2) / О.О. Ключников, В.О. Краснов, Є.Д. Висотський, В.Є. Хан, О.О. Одінцов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2015. — Вип. 24. — С. 127-129. — укр. |
| series |
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| work_keys_str_mv |
AT klûčnikovoo rozrobkazahodívâkípídviŝuûtʹâdernuradíacíinutaekologíčnubezpekuobêktaukrittâtanovogobezpečnogokonfainmentatema2 AT krasnovvo rozrobkazahodívâkípídviŝuûtʹâdernuradíacíinutaekologíčnubezpekuobêktaukrittâtanovogobezpečnogokonfainmentatema2 AT visotsʹkiiêd rozrobkazahodívâkípídviŝuûtʹâdernuradíacíinutaekologíčnubezpekuobêktaukrittâtanovogobezpečnogokonfainmentatema2 AT hanvê rozrobkazahodívâkípídviŝuûtʹâdernuradíacíinutaekologíčnubezpekuobêktaukrittâtanovogobezpečnogokonfainmentatema2 AT odíncovoo rozrobkazahodívâkípídviŝuûtʹâdernuradíacíinutaekologíčnubezpekuobêktaukrittâtanovogobezpečnogokonfainmentatema2 |
| first_indexed |
2025-12-02T14:16:49Z |
| last_indexed |
2025-12-02T14:16:49Z |
| _version_ |
1850406348775227392 |
| fulltext |
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 127
НАЙВАЖЛИВІШІ ДОСЯГНЕННЯ ІПБ АЕС НАН УКРАЇНИ В ГАЛУЗІ ТЕХНІЧНИХ НАУК У 2014 р.
________________________________________________________________________________________________________________________
РОЗРОБКА ЗАХОДІВ, ЯКІ ПІДВИЩУЮТЬ ЯДЕРНУ, РАДІАЦІЙНУ
ТА ЕКОЛОГІЧНУ БЕЗПЕКУ ОБ'ЄКТА «УКРИТТЯ» ТА НОВОГО БЕЗПЕЧНОГО
КОНФАЙНМЕНТА
(Тема 2)
О. О. Ключников, В. О. Краснов, Є. Д. Висотський, В. Єн-І. Хан, О. О. Одінцов
У рамках досліджень нейтронно-фізичних і фізико-хімічних характеристик ядерно-небезпеч-
них скупчень (ЯНС) зведено матеріальний баланс між елементним складом лавоподібних паливовмі-
сних матеріалів (ЛПВМ) і «жертовними матеріалами» зі складу підреакторних конструкцій, які могли
бути залучені до процесу високотемпературної взаємодії з паливом.
Установлено, що відношення уран-цирконію в коричневих ЛПВМ (U : Zr = 2,2) близьке до тве-
льного (U : Zr = 2,6). Буро-коричневий колір цього типу ЛПВМ визначається включеннями у силікат-
ну матрицю переважно недоокисленого палива (UO2). Для чорної кераміки середнє відношення
U : Zr = 1,1 відповідає канальному, а вміст вищих окислів урану (U3O8, UO3) та заліза визначають її
колір. На підставі отриманих даних було зроблено припущення, що утворення коричневих ЛПВМ
відбулося ще до розгерметизації активної зони (АЗ) унаслідок опускання по технологічних каналах
розплаву палива в об'ємі південно-східного сектора схеми ОР. Взаємодія розплаву палива з серпен-
тинітовою засипкою схеми ОР відбувалась при дефіциті канального цирконію. Дані, отримані для
чорних ЛПВМ, указують на відсутність у зоні формування ЛПВМ цього типу дефіциту кисневмісних
сполук і розплавленої сталі. Такі умови могли реалізуватися в результаті тільки поступової (протягом
шести діб) витрати окислюваної шихти, у складі якої перебували фрагменти технологічних каналів та
графітових блоків.
Результати зведення балансу палива у приміщенні 305/2 за концентраційними вимірами та
вмістом цезію в ЛПВМ (85 ± 20 т) з урахуванням наявності ядерно-небезпечних скупчень (ЯНС)
практично збіглися з результатами теплометричних вимірювань (75 ± 25 т) та зведенням балансу за
магнієм (88 т), що було зроблено раніше. Підтверджено кількісні оцінки палива, що знаходиться в
південній зоні проплавлення підреакторної плити та утворює критичну масу. Проведено аналіз фак-
тичного матеріалу, який має бути врахований при формуванні робочої версії розрахункової моделі
ЯНС.
Реконструйовано послідовність подій, що відбувалися в приміщенні 305/2 і шахті реактора
під час аварії, зумовили розподіл ПВМ за об'ємом приміщення 305/2 і привели, у тому числі, до утво-
рення зон з високим вмістом урану. Запропоновано можливий сценарій утворення ЯНС.
На основі аналізу результатів бурових робіт і свердловинних вимірювань у масиві ПВМ при-
міщення 305/2 уточнено геометричні параметри й координати зони, в якій знаходиться скупчення
ЛПВМ з високим вмістом урану.
Виконано оцінки ефектів, що призводять до зворотної критичності перезволоженої розмно-
жуючої системи. За результатами варіаційних розрахунків з урахуванням експериментальних даних
визначено граничні умови для параметрів модельного середовища. Оцінено ймовірність зворотної
критичності при оптимізації водо-уранового відношення в результаті зневоднення, деградації струк-
тури, зміни температури.
Після зведення нового безпечного конфайнмента (НБК) і припинення проступання води від
атмосферних опадів процес зневоднення розмножуючого середовища з великою ймовірністю призве-
де до зворотної критичності. Деградація структури і зміна температури можуть вплинути в основно-
му тільки на кінетику ланцюгової самопідтримуючої реакції (ЛСР).
Установлено, що швидкість падіння температури бетону підреакторної плити не збігається зі
спадом залишкового тепловиділення й сумарне тепловиділення перевищує (на 100 - 200 Вт/т урану)
залишкове тепловиділення. Додатковим і практично постійним джерелом тепла може бути тільки те-
пло від вимушеного поділу. Тепло вимушеного поділу в підкритичній розмножуючій системі можли-
ве лише при наявності внутрішнього джерела нейтронів.
Показано, що наявність постійного внутрішнього джерела нейтронів в ЛПВМ забезпечується
зростанням виходу нейтронів (α, n)-реакції на легких ядрах (кремнію, кисню, натрію, магнію, алюмі-
нію), який компенсує падіння нейтронів спонтанного поділу.
НАЙВАЖЛИВІШІ ДОСЯГНЕННЯ ІПБ АЕС НАН УКРАЇНИ В ГАЛУЗІ ТЕХНІЧНИХ НАУК У 2014 р.
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 128
Запропоновано для детального аналізу технічні рішення щодо виключення ризиків виникнен-
ня ЛСР, прийнятні для об'єкта «Укриття» після зведення НБК:
1) уведення рідких нейтроно-поглинаючих матеріалів (НПМ) в ЯНС;
2) кероване скидання води із зони локалізації ЯНС при гарантованому виключенні доступу
води на підреакторну плиту;
3) уведення твердих НПМ.
Використання розчинів НПМ може бути неефективним, якщо структура критичної маси є мо-
лекулярним фільтром, тобто сполучення закритих газових макропор між собою відбувається через
нанорозмірні парові канали, що утворилися в результаті накопичення радіаційних дефектів у процесі
самоопромінення середовища.
Проведено збір та аналіз відомостей про технічні рішення, що запобігають виникненню по-
вторної критичності в умовах обмеження та ліквідації наслідків важких аварій на АЕС:
1) розбавлення тепловиділяючого розплаву спеціальними матеріалами, у результаті чого за-
безпечується інверсія оксидної частини розплаву АЗ із важчою металевою та усувається прямий кон-
такт розплаву з бетонними конструкціями в підреакторному просторі енергоблока. Таким чином за-
безпечується ефективне охолодження і зменшення температури розплаву;
2) зниження щільності розплаву шляхом уведення спеціальних матеріалів, що зменшують
щільність продуктів поділу, в результаті чого гарантується відсутність утворення критичної маси;
3) створення умов для інтенсивного окислення найбільш сильних відновників, що входять
до складу металевої частини розплаву АЗ, що запобігає утворенню й накопиченню водню вибухоне-
безпечної концентрації при взаємодії з парами води.
Розроблено експрес-методику визначення ізотопів йоду в радіоактивно забрудненій воді
(РЗВ) об'єкта "Укриття".
Гамма-спектрометричними вимірюваннями визначено вміст радіоактивних ізотопів йоду у
воді із свердловин Ю-9-Б і З-9-Ф і приміщень 001/3, 012/16 об'єкта "Укриття". Короткоживучих ізо-
топів йоду 131,132,135I в досліджених пробах РЗВ об'єкта "Укриття" не виявлено. Об'ємна активність 129I
в РЗВ об'єкта "Укриття" становить 3 - 7 Бк/дм3.
Аналіз співвідношень активностей 90Sr/129I і 137Cs/129I показує, що для проб РЗВ із свердловини
Ю-9-Б відносний зміст 90Sr, 137Cs і 129I в період спостережень 2010 - 2013 рр. змінювався незначно.
Проводились дослідження по розробці засобів видалення органічних речовин і радіонуклідів,
зокрема трансуранових елементів з РЗВ об’єкта «Укриття». Завершено комплекс лабораторних дослі-
джень по визначенню ефективності очищення РЗВ об'єкта "Укриття" від органічних домішок шляхом
використання водного розчину титано-залізного коагулянту (ТЗК). Вміст органічних домішок визна-
чався методом біхроматного окислення. Витрата водного розчину ТЗК з вмістом титану (у перераху-
нку на TiO2) 3,279 г/кг становила 10 - 60 мл на 1 дм3 РЗВ. При очищенні РЗВ об'єкта "Укриття" з ви-
користанням ТЗК і наступною ультрафільтрацією зниження вмісту органічних (полімерних) речовин
становило від 88 до 92 %.
Проведено натурні випробування нового покоління неорганічних іонітів і коагулянтів (фос-
фатів і силікатів титану і цирконію). Отримані результати дали змогу закласти основи нової коагуля-
ційно-сорбційної технологічної схеми очищення РЗВ об'єкта "Укриття".
Виконано дослідження диференціації форм сполук радіонуклідів 137Сs та 90Sr в середовищах з
біотою з використанням проточної тонкошарової хроматографії з декількома нерухомими фазами, що
хімічно модифіковані. З використанням біохімічних методів показано зміну зв’язаності радіонуклідів
137Сs та 90Sr мікробними біотопами РЗВ об’єкта «Укриття». Отримані дані дають змогу описувати
стан зв’язування радіонуклідів у мікробних біотопах РЗВ через зв′язуючі властивості білків, що міс-
тяться в мікробній спільноті.
Розроблено рекомендації щодо методів протидії біоті, яка посилює радіаційну та екологічну
небезпеку при поводженні з рідкими та твердими радіоактивними відходами (РАВ).
У результаті дослідження фізико-хімічних властивостей ЛПВМ об'єкта "Укриття" отримано
експериментальні дані по вилуговуванню цезію, стронцію, плутонію, америцію та урану з ЛПВМ
приміщення 012/7 розчином 1 моль/л HCl.
На основі проведених радіохімічного та елементного аналізів зразків коричневих, чорних і
поліхромних ЛПВМ, відібраних у приміщеннях об'єкта "Укриття" уточнено вміст трансуранових
елементів, урану та цирконію в досліджених зразках ЛПВМ.
Дослідження фізико-хімічних властивостей РЗВ об'єкта "Укриття" з використанням гамма-
спектрометричних (137Cs, 154,155Eu, 241Am), альфа-спектрометричних (238,239,240Pu, 241Am, 242,244Cm і
НАЙВАЖЛИВІШІ ДОСЯГНЕННЯ ІПБ АЕС НАН УКРАЇНИ В ГАЛУЗІ ТЕХНІЧНИХ НАУК У 2014 р.
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2015 ВИП. 24 129
234,235,236,238U ) і бета-радіометричних (90Sr) вимірювань активності радіонуклідів показали, що концен-
трація урану та об'ємні активності радіонуклідів в основних водних скупченнях об'єкта "Укриття" в
період спостережень в 2014 р. залишалися в основному на колишньому рівні. У РЗВ приміщення
001/3 і протічках з труби, виведеної з ПРК у приміщення 001/3, спостерігається тенденція збільшення
концентрації урану.
Розроблено та виготовлено лабораторний зразок дистанційно керованого агрегату (ДКА) для
локалізації РАВ. Він складається з модернізованого пульта керування та системи локалізації РАВ,
установленої на ДКА, яка являє собою гідропривід, що у свою чергу включає в себе резервуари з роз-
чином, нагнітаючі компресори, периферійну обв’язку та розпилюючі форсунки.
Лабораторні випробування ДКА показали, що технічні характеристики відповідають проект-
ним, комплекс забезпечує локальне пилопригнічення.
ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ, ЯКІ ВИЗНАЧАЮТЬ ДЕГРАДАЦІЮ ПВМ
ОБ’ЄКТА «УКРИТТЯ», НА ПЕРІОД ДО ЇХНЬОГО КОНТРОЛЬОВАНОГО ЗБЕРІГАННЯ
ЧИ ПЕРЕРОБКИ
(Тема 3)
С. В. Габелков, О. Е. Меленевський
У 2014 р. дослідження за темою включали проведення серій послідовних ізотермічних термо-
обробок зразків коричневої та чорної керамік на повітрі при температурах з інтервалів 150 - 450 ºС і
70 - 800 ºС відповідно та безпосереднє проведення експериментів із визначення об’ємів порових ка-
налів у коричневій і чорній кераміках ЛПВМ після термообробок.
Визначалися складові порового простору ЛПВМ.
Досліджені зразки коричневої кераміки (№ 1 і № 2) мали уявну густину 2,70 і 2,81 г/см3 і відк-
риту пористість 6,9 і 7,2 % відповідно. Зразок чорної кераміки мав уявну густину 2,16 г/см3 і відкриту
пористість 9,8 %.
Підтверджено, що поровий простір коричневої кераміки представлено великими газовими по-
рами (значно більше 10 мкм), малими газовими порами (~10 мкм), тріщинами (середня товщина 2 -
2,5 мкм) та нанорозмірними поровими каналами (діаметром 40 - 60 нм). Установлено, що поровий
простір чорної кераміки представлено газовими порами (~10 мкм), тріщинами (середня товщина
~2 мкм), нанорозмірними поровими каналами (діаметром 40 - 60 нм) та нанопорами (діаметром ~10 -
20 нм).
Отримані результати свідчать про те, що в ряді складових порового простору пори (великі й
малі газові пори й нанопори), тріщини й нанорозмірні порові канали, ступінь нерівноважності й від-
повідно відношення в кожному з елементів порового простору найбільшого розміру до найменшого,
зростає. Наноканали зменшують свій об'єм (закриваються) при термообробці при тих же температу-
рах (100 - 150 °С), як і відпалюються треки α-частинок у силікатних стеклах за методикою твердоті-
льних детекторів. Це підтверджує, що нанорозмірні порові канали є каналами, які сформувалися при
взаємодії матеріалу силікатної матриці ЛПВМ з α-частинками, що утворювалися при α-розпадах
трансуранових елементів. Наноканали є основною складовою порового простору ЛПВМ, що принци-
пово відрізняє ЛПВМ від більшості відомих матеріалів.
Нанопори утворювалися за рахунок відмінності величин коефіцієнтів лінійного термічного
розширення неоднорідностей у ЛПВМ, що сформувалися, імовірно, у результаті процесу ліквації ро-
зплаву ЛПВМ.
РОЗРОБКА МЕТОДІВ ТА ЗАСОБІВ КОНТРОЛЮ КОЕФІЦІЄНТІВ РЕАКТИВНОСТІ
ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
(Тема 9)
В. І. Борисенко
Розроблено алгоритми та програми обробки шумових сигналів нейтронних датчиків (внутрі-
шньо- і зовнішньозонних), що використовуються в системах внутріреакторної шумової діагностики
(СВШД). Проведено запис та off-line обробка сигналів СВШД для різних моментів паливної кампанії
ВВЕР-1000. Визначено найбільш характерні частоти, що проявляються в шумовому сигналі нейтрон-
ного детектора. Проводиться накопичення даних для визначення залежності шумових характеристик
нейтронних датчиків СВШД від часу знаходження тепловиділяючих збірок в активній зоні (вигорян-
17 1.pdf
17 2.pdf
17 3.pdf
|