Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента

Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента

Разработан и применен подход, позволяющий прогнозировать свойства радиоактивных отходов при планировании и проведении земляных работ. Выполнен прогноз количества радиоактивных отходов, представленных грунтами, которые подлежат разработке в пятнах котлованов для фундамента нового безопасного конфайнм...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Date:2010
Main Authors: Панасюк, Н.И., Скорбун, А.Д., Литвин, И.А., Люшня, Е.П., Алферов, А.М., Левин, Г.В.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2010
Subjects:
Проблеми Чорнобиля
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59011
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента / Н.И. Панасюк, А.Д. Скорбун, И.А. Литвин, Е.П. Люшня, А.М. Алферов, Г.В. Левин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 102–112. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-59011
record_format dspace
spelling Панасюк, Н.И.
Скорбун, А.Д.
Литвин, И.А.
Люшня, Е.П.
Алферов, А.М.
Левин, Г.В.
2014-04-04T20:50:54Z
2014-04-04T20:50:54Z
2010
Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента / Н.И. Панасюк, А.Д. Скорбун, И.А. Литвин, Е.П. Люшня, А.М. Алферов, Г.В. Левин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 102–112. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
1813-3584
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59011
621.039.58
Разработан и применен подход, позволяющий прогнозировать свойства радиоактивных отходов при планировании и проведении земляных работ. Выполнен прогноз количества радиоактивных отходов, представленных грунтами, которые подлежат разработке в пятнах котлованов для фундамента нового безопасного конфайнмента над разрушенным 4-м блоком ЧАЭС. Активность грунтов определялась с помощью гамма-каротажа скважин (около 500 скважин) для устройства свай шпунтового ограждения стенок котлованов и наблюдательных скважин радиогидроэкологического мониторинга. Обработка полевых материалов проведена методами математического моделирования гамма-полей от радиоактивно загрязненного грунта в геометрии и по критериям, принятым на ЧАЭС при сортировке радиоактивных отходов (РАО). Прогноз пространственного распределения РАО выполнялся с применением ГИС-технологий.
Розроблено та використано підхід, який дозволяє прогнозувати властивості радіоактивних відходів при плануванні проведення земляних робіт. Виконано прогноз кількості радіоактивних відходів, представлених ґрунтами, які підлягають розробці в плямах котлованів для фундаменту нового безпечного конфайнмента над зруйнованим 4-м блоком ЧАЕС. Активність ґрунтів визначалась за допомогою гамма-каротажу близько 500 свердловин для встановлення паль шпунтової огорожі стінок котлованів та спостережних свердловин радіогідроекологічного моніторингу. Обробку польових матеріалів проведено методами математичного моделювання гамма-полів від радіоактивно забрудненого ґрунту в геометрії та за критеріями, прийнятими на ЧАЕС при сортуванні радіоактивних відходів (РАВ). Прогноз просторового розподілу РАВ виконувався з використанням ГІС-технологій.
The approach was developed and applied for predicting of properties of radio-active wastes for planning and realization of earthmovings. The prediction of amount of radio-active wastes, corresponded by soils which are subject to digging inside the spots of foundation pits for new safe confinement above the destroyed Unit 4 of CNPP have been carried out. Soil's activity was determined by means of the gammalogging of approximately 500 boreholes for enclosing sheathing piles of walls of foundation pits and observation boreholes of the radiohydroecological monitoring. Treatment of the field materials was fulfilled by the methods of mathematical design of gamma-fields from radio-active contaminated soil in the geometry and according to criteria, accepted on CNPP for radioactive wastes sorting. Prediction of spatial distribution of radioactive wastes was carried out with the use of GIS-technologies.
ru
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Проблеми Чорнобиля
Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
Прогноз розподілу радіоактивних відходів при земляних роботах у котлованах для фундаменту нового безпечного конфайнмента
Prediction of the radioactive wastes distribution at earthmoving in foundation pits for new safe confinement
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
spellingShingle Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
Панасюк, Н.И.
Скорбун, А.Д.
Литвин, И.А.
Люшня, Е.П.
Алферов, А.М.
Левин, Г.В.
Проблеми Чорнобиля
title_short Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
title_full Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
title_fullStr Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
title_full_unstemmed Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
title_sort прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента
author Панасюк, Н.И.
Скорбун, А.Д.
Литвин, И.А.
Люшня, Е.П.
Алферов, А.М.
Левин, Г.В.
author_facet Панасюк, Н.И.
Скорбун, А.Д.
Литвин, И.А.
Люшня, Е.П.
Алферов, А.М.
Левин, Г.В.
topic Проблеми Чорнобиля
topic_facet Проблеми Чорнобиля
publishDate 2010
language Russian
container_title Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
publisher Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
format Article
title_alt Прогноз розподілу радіоактивних відходів при земляних роботах у котлованах для фундаменту нового безпечного конфайнмента
Prediction of the radioactive wastes distribution at earthmoving in foundation pits for new safe confinement
description Разработан и применен подход, позволяющий прогнозировать свойства радиоактивных отходов при планировании и проведении земляных работ. Выполнен прогноз количества радиоактивных отходов, представленных грунтами, которые подлежат разработке в пятнах котлованов для фундамента нового безопасного конфайнмента над разрушенным 4-м блоком ЧАЭС. Активность грунтов определялась с помощью гамма-каротажа скважин (около 500 скважин) для устройства свай шпунтового ограждения стенок котлованов и наблюдательных скважин радиогидроэкологического мониторинга. Обработка полевых материалов проведена методами математического моделирования гамма-полей от радиоактивно загрязненного грунта в геометрии и по критериям, принятым на ЧАЭС при сортировке радиоактивных отходов (РАО). Прогноз пространственного распределения РАО выполнялся с применением ГИС-технологий. Розроблено та використано підхід, який дозволяє прогнозувати властивості радіоактивних відходів при плануванні проведення земляних робіт. Виконано прогноз кількості радіоактивних відходів, представлених ґрунтами, які підлягають розробці в плямах котлованів для фундаменту нового безпечного конфайнмента над зруйнованим 4-м блоком ЧАЕС. Активність ґрунтів визначалась за допомогою гамма-каротажу близько 500 свердловин для встановлення паль шпунтової огорожі стінок котлованів та спостережних свердловин радіогідроекологічного моніторингу. Обробку польових матеріалів проведено методами математичного моделювання гамма-полів від радіоактивно забрудненого ґрунту в геометрії та за критеріями, прийнятими на ЧАЕС при сортуванні радіоактивних відходів (РАВ). Прогноз просторового розподілу РАВ виконувався з використанням ГІС-технологій. The approach was developed and applied for predicting of properties of radio-active wastes for planning and realization of earthmovings. The prediction of amount of radio-active wastes, corresponded by soils which are subject to digging inside the spots of foundation pits for new safe confinement above the destroyed Unit 4 of CNPP have been carried out. Soil's activity was determined by means of the gammalogging of approximately 500 boreholes for enclosing sheathing piles of walls of foundation pits and observation boreholes of the radiohydroecological monitoring. Treatment of the field materials was fulfilled by the methods of mathematical design of gamma-fields from radio-active contaminated soil in the geometry and according to criteria, accepted on CNPP for radioactive wastes sorting. Prediction of spatial distribution of radioactive wastes was carried out with the use of GIS-technologies.
issn 1813-3584
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59011
citation_txt Прогноз распределения радиоактивных отходов при земляных работах в котлованах для фундамента нового безопасного конфайнмента / Н.И. Панасюк, А.Д. Скорбун, И.А. Литвин, Е.П. Люшня, А.М. Алферов, Г.В. Левин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 102–112. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT panasûkni prognozraspredeleniâradioaktivnyhothodovprizemlânyhrabotahvkotlovanahdlâfundamentanovogobezopasnogokonfainmenta
AT skorbunad prognozraspredeleniâradioaktivnyhothodovprizemlânyhrabotahvkotlovanahdlâfundamentanovogobezopasnogokonfainmenta
AT litvinia prognozraspredeleniâradioaktivnyhothodovprizemlânyhrabotahvkotlovanahdlâfundamentanovogobezopasnogokonfainmenta
AT lûšnâep prognozraspredeleniâradioaktivnyhothodovprizemlânyhrabotahvkotlovanahdlâfundamentanovogobezopasnogokonfainmenta
AT alferovam prognozraspredeleniâradioaktivnyhothodovprizemlânyhrabotahvkotlovanahdlâfundamentanovogobezopasnogokonfainmenta
AT levingv prognozraspredeleniâradioaktivnyhothodovprizemlânyhrabotahvkotlovanahdlâfundamentanovogobezopasnogokonfainmenta
AT panasûkni prognozrozpodíluradíoaktivnihvídhodívprizemlânihrobotahukotlovanahdlâfundamentunovogobezpečnogokonfainmenta
AT skorbunad prognozrozpodíluradíoaktivnihvídhodívprizemlânihrobotahukotlovanahdlâfundamentunovogobezpečnogokonfainmenta
AT litvinia prognozrozpodíluradíoaktivnihvídhodívprizemlânihrobotahukotlovanahdlâfundamentunovogobezpečnogokonfainmenta
AT lûšnâep prognozrozpodíluradíoaktivnihvídhodívprizemlânihrobotahukotlovanahdlâfundamentunovogobezpečnogokonfainmenta
AT alferovam prognozrozpodíluradíoaktivnihvídhodívprizemlânihrobotahukotlovanahdlâfundamentunovogobezpečnogokonfainmenta
AT levingv prognozrozpodíluradíoaktivnihvídhodívprizemlânihrobotahukotlovanahdlâfundamentunovogobezpečnogokonfainmenta
AT panasûkni predictionoftheradioactivewastesdistributionatearthmovinginfoundationpitsfornewsafeconfinement
AT skorbunad predictionoftheradioactivewastesdistributionatearthmovinginfoundationpitsfornewsafeconfinement
AT litvinia predictionoftheradioactivewastesdistributionatearthmovinginfoundationpitsfornewsafeconfinement
AT lûšnâep predictionoftheradioactivewastesdistributionatearthmovinginfoundationpitsfornewsafeconfinement
AT alferovam predictionoftheradioactivewastesdistributionatearthmovinginfoundationpitsfornewsafeconfinement
AT levingv predictionoftheradioactivewastesdistributionatearthmovinginfoundationpitsfornewsafeconfinement
first_indexed 2025-11-27T01:12:05Z
last_indexed 2025-11-27T01:12:05Z
_version_ 1850790351122464768
fulltext 102 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 УДК 621.039.58 ПРОГНОЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ПРИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТАХ В КОТЛОВАНАХ ДЛЯ ФУНДАМЕНТА НОВОГО БЕЗ- ОПАСНОГО КОНФАЙНМЕНТА © 2010 г. Н. И. Панасюк, А. Д. Скорбун, И. А. Литвин, Е. П. Люшня, А. М. Алферов, Г. В. Левин Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, Чернобыль Разработан и применен подход, позволяющий прогнозировать свойства радиоактивных отхо- дов при планировании и проведении земляных работ. Выполнен прогноз количества радиоактивных отходов, представленных грунтами, которые подлежат разработке в пятнах котлованов для фунда- мента нового безопасного конфайнмента над разрушенным 4-м блоком ЧАЭС. Активность грунтов определялась с помощью гамма-каротажа скважин (около 500 скважин) для устройства свай шпунто- вого ограждения стенок котлованов и наблюдательных скважин радиогидроэкологического монито- ринга. Обработка полевых материалов проведена методами математического моделирования гамма- полей от радиоактивно загрязненного грунта в геометрии и по критериям, принятым на ЧАЭС при сортировке радиоактивных отходов (РАО). Прогноз пространственного распределения РАО выпол- нялся с применением ГИС-технологий. Ключевые слова: грунты, радиоактивные отходы, гамма-каротаж, ГИС-технологии, новый безопасный конфайнмент, математическое моделирование гамма-полей. Введение Для сооружения фундаментов нового безопасного конфайнмента (НБК) до начала настоящей работы планировалось, а в настоящее время, в основном, осуществлено устрой- ство котлованов в радиоактивно загрязненных грунтах. Котлованы состоят из двух лент: се- верной ленты фундамента (СЛФ) и южной ленты фундамента (ЮЛФ), устраиваемых соот- ветственно севернее объекта «Укрытие» и южнее его (рис. 1). Глубина котлованов составля- ет от 1,5 до 4 м, отметка дна котлованов 113,5 м (в балтийской системе высот (БСВ)). Рис. 1. Схема зоны выполнения работ. По результатам радиогидроэкологического мониторинга, примерно на этой отметке и выше залегают наиболее радиоактивно загрязненные грунты так называемого активного слоя, которые по предварительным данным можно отнести к РАО от низкой до высокой ка- тегорий (ВАО). Для планирования разработки наиболее активных грунтов, а также для уточ- нения и оптимизации объема радиационного контроля земляных работ и своевременного ПРОГНОЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 103 проведения сортировки РАО необходим предварительный прогноз радиационной обстановки в зоне производства работ. До начала земляных работ для крепления стенок будущих котло- ванов по их периметрам через 1,5 м выполнялось бурение скважин глубиной до 7 м и диа- метром 400 мм для устройства свай шпунтового ограждения. В рамках настоящей работы было выполнено опробование данных скважин (всего около 500 скважин): гамма- и спектро- метрический гамма-каротаж, лабораторные определения активности радионуклидов в пробах грунтов и определение вещественного состава грунтов. Обработка полученных данных осу- ществлялась в увязке с результатами ранее выполненных исследований в рамках радиогид- роэкологического мониторинга. Полученные данные были использованы для прогноза бу- дущей радиационной обстановки. Выполненные исследования подтвердили, что вмещающие радиоактивные материалы грунты локальной зоны объекта «Укрытие» и промплощадки ЧАЭС по условиям образова- ния подразделяются на четыре группы [1]: послеаварийные техногенные (зона I); "актив- ный" слой (зона II); доаварийные техногенные (зона III); естественные аллювиальные отло- жения (зона IV). В радиационном отношении наиболее радиоактивным является активный слой, кото- рый сформировался при аварии и в процессе ликвидации ее последствий, имеет мощность преимущественно 0,5 – 0,7 м. Гипсометрически активный слой приурочен к доаварийной по- верхности земли. Судя по топографическим картам 1985 г., на СЛФ отметки доаварийной поверхности изменялась от 114, 1 - 114, 4 м (участки 8, 9) до 114, 8 - 115, 5 м (участок 11). На ЮЛФ доаварийная поверхность находилась преимущественно в пределах отметок 113,5 - 113,8 м. Образовался активный слой в результате перемешивания радиоактивных материа- лов, выпавших во время аварии и грунта, слагающего дневную доаварийную поверхность, а также в процессе миграции радионуклидов. Грунты зон I и III значительно менее активны и относятся к НАО или не превышают нормативов по активности радионуклидов, позволяющих относить их к РАО. Прогнозы радиационных характеристик РАО заключались в определении распределе- ния мощности эквивалентной дозы (МЭД) при вскрытии кровли активного слоя (рис. 2), а также в оценке радионуклидного состава РАО, представленных разрабатываемыми грунта- ми. Прогнозы пространственного, по площади и по глубине, распределения категорий РАО заключались в определении отметок кровли, подошвы и мощности активного слоя. При этом особая детализации в опробовании скважин была проведена в местах предполагаемого рас- пределения ВАО для своевременного предотвращения переоблучения персонала, осуществ- ляющего земляные работы. Рис. 2. Схематический разрез грунтов в зоне котлована. Зона 2 – активный слой. Слева показана диаграмма гамма-каротажа. Задача состоит в прогнозировании величины гамма-поля в котловане (точке измерений в зоне 1) после удаления верхнего слоя грунта до активного слоя. Н. И. ПАНАСЮК, А. Д. СКОРБУН, И. А. ЛИТВИН И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 104 Таким образом, основная цель работ – получение дополнительных данных о распре- делении радиоактивных материалов в грунтах для оперативного принятия управленческих, инженерных и проектных решений при проведении земляных работ. Особое внимание уде- лено прогнозам пространственного распределения ВАО и их радиационных характеристик. Работы выполнялись на СЛФ на участках 9, 10 и 11 и на ЮЛФ на участках 2, 3, 4, 5 и 6 (см. рис. 1). Прогноз распределения радиоактивных отходов Прогноз распределения радиоактивных отходов, представленных грунтами активного слоя, выполнен на основании данных гамма-каротажа скважин и обработки их с помощью ГИС-технологий. Обработка данных гамма-каротажа скважин Задача состояла в том, чтобы по полученным с помощью гамма-каротажа скважин данным о распределении МЭД и активности по глубине скважины оценить МЭД гамма-поля на поверхности дна котлована (кровли активного слоя) при разработке грунтов котлована. Эту задачу необходимо было решить, так как на ЧАЭС для сортировки РАО при земляных работах в основном применяется критерий: МЭД на расстоянии 10 см от поверхности вскры- тых при земляных работах грунтов. Обычно для выполнения подобных расчетов необходимо определить по данным гам- ма-каротажа распределение активности по глубине скважины, а затем, исходя из активности, оценивать МЭД в котловане после разработки грунта. Однако чтобы избежать неопределен- ностей, связанных с пересчетом МЭД в активность по данным гамма-каротажа, для постав- ленной задачи был разработан метод, позволяющий выполнить расчеты МЭД в котлованах только по данным о МЭД в скважинах. В основе разработанного приема лежит тот факт, что как по данным предшествующих работ, так и по данным настоящих измерений основная активность сосредоточена в узком слое грунта, что определяет геометрию расчетов, а именно: оценивание гамма-поля над ак- тивным параллелепипедом заданных размеров. Схема расчетов следующая: 1. По диаграмме распределения МЭД по глубине скважины оцениваются кровля, по- дошва и мощность активного слоя в месте расположения данной скважины [2]. 2. Рассчитывается гамма-поле над поверхностью данного активного слоя (который будет вскрыт при разработке грунта). Для расчетов необходимо задаться конкретной геометрией измерений. Расчеты про- ведены для измерений на высоте 0,1 м от поверхности грунта с помощью программы Micro- Shield [3]. В первую очередь рассчитаем зависимость величины гамма-поля в точке проведе- ния измерений от площади вскрытой поверхности (рис. 3). Из рисунка видно, что уже 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 100 200 300 400 500 Сторона квадрата, см М Э Д , о тн . е д . Рис. 3. Изменение МЭД, измеренной на расстоянии 10 см от квадратной поверхности активного слоя в зависимости от размера стороны квадрата. ПРОГНОЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 105 начиная со стороны квадрата размером 150 – 200 см поле меняется слабо. Поэтому дальней- шие расчеты проведены для этих размеров, которые оказались сопоставимыми с размерами ковша экскаватора, что дает возможность использовать полученные результаты непосред- ственно в процессе работы техники без дополнительных пересчетов. 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 0 10 20 30 40 50 60 Мощность , см М Э Д , о тн . е д . Рис. 4. Изменение МЭД, измеренной на расстоянии 10 см от квадратной поверхности 155 × 155 см активного слоя в зависимости от его мощности. На рис. 4 показана зависимость МЭД в центре параллелепипеда (модель активного слоя) от его мощности. Соответственно, на рис. 5 показана зависимость МЭД в скважине от мощности активного слоя. Эти результаты дают возможность оценить необходимые размеры параллелепипеда для расчета величины гамма-поля на поверхности грунта по измерениям в скважине. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 50 100 150 200 250 Мощность , см М Э Д , о т н . е д . Рис. 5. Изменение МЭД в скважине в центре активного слоя в зависимости от его мощности. Разработанная методика расчета, позволяющая избежать оценок активности грунта, демонстрируется на рис. 6. Представим себе слой радиоактивного грунта (равномерно за- грязненного с единичной активностью). Рассчитаем для такого слоя поле в скважине и соот- ветственно на расстоянии 0,1 м от поверхности. Расчет проведем для размеров, указанных на предыдущих графиках. Ясно, что поле на поверхности можно получить, умножив поле в скважине на некоторый коэффициент, величина которого зависит от мощности активного слоя. Результаты расчетов этих коэффициентов показаны на рис. 7. Таким образом, с помо- щью данных коэффициентов можно оценить МЭД на поверхности грунтов в процессе их разработки по данным измерений МЭД в скважине. При этом мощность активного слоя по- лучают из обработки диаграмм гамма-каротажа. Н. И. ПАНАСЮК, А. Д. СКОРБУН, И. А. ЛИТВИН И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 106 . . Рис. 7. Зависимость отношения МЭД на поверхности к МЭД в скважине от мощности активного слоя. Применение ГИС-технологий Для каждой опробованной скважины в среде Microsoft Access создавался набор дан- ных, включающий: результаты гамма-каротажа; данные буровых журналов; материалы пла- новой и высотной привязки устьев скважин. Используя полученный набор данных по скважинам и, в качестве топографической основы, двумерную схему промплощадки объекта "Укрытие" в виде файла *.DWG, был со- здан ГИС-проект «Прогноз пространственного распределения радиоактивных отходов в кот- лованах» в программной среде ArcGIS [4,5,6]. Для интерполяции данных обработки гамма-каротажа по отдельным скважинам на всю площадь котлованов применялся модуль Geostatistical Analyst. Модуль ArcGIS Geostatis- tical Analyst позволяет на основе методов статистической интерполяции создавать непрерыв- ные поверхности по данным точечных измерений. Эти поверхности представляют оценку или прогноз вероятности возникновения или существования какого-либо явления. На основе обработки данных гамма-каротажа инструменты интерполяции Geostatistical Analyst позво- ляют построить прогнозные карты пространственного (по площади и по глубине) распреде- ления радиоактивных материалов в грунтах и их радиационных характеристик. Нами анализировались две основные группы методов интерполяции: детерминист- ские методы и геостатистические. Детерминистские методы интерполяции строят поверх- ность по опорным точкам, основываясь либо на степени схожести точек выборки (например, метод обратновзвешенных расстояний), либо на степени сглаживания (например, радиаль- ные базисные функции). Геостатистические методы интерполяции (например, кригинг) ис- . . Рис. 6. Геометрия расчетов гамма-поля над поверхностью активного слоя. ПРОГНОЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 107 пользуют статистические свойства опорных точек. Геостатистические методы количественно определяют пространственную корреляцию между опорными точками и учитывают распо- ложение опорных точек в пространстве вокруг искомой точки. В связи с неравномерной сеткой расположения скважин геостатические методы дают результат с высокой степенью неопределенности, поэтому в нашем случае применялась ин- терполяция методом обратных взвешенных расстояний (ОВР). Интерполяция по методу ОВР базируется на технике создания поверхностей по известным значениям в отдельных точках путем продления закономерностей распределения значений по мере удаления от точек и ис- пользует предположение, что объекты, расположенные ближе друг к другу, в большей сте- пени похожи, чем удаленные друг от друга. Интерполяцией (ОВР) построены прогнозные карты (непрерывные поверхности), ха- рактеризующие активный слой (АС) и распределения прогнозной МЭД на расстоянии 10 см от поверхности грунта. При построении карт МЭД для радиоактивных отходов выбраны сле- дующие диапазоны [7, 8]: 0, 001 - 0,1 мЗв/ч, что соответствует низкоактивным РАО (НАО) 0,1 - 10 мЗв/ч – РАО среднеактивные (САО); свыше 10 мЗв/ч – РАО высокоактивные (ВАО). Для лучшего отображения диапазоны МЭД САО и ВАО разбиты на поддиапазоны. В качестве примера приводятся карты по участкам 6 на ЮЛФ (рис. 8 - 11) и 11 на СЛФ (рис. 12), где грунты, относящиеся к ВАО, получили наибольшее распространение. Рис. 8. Прогнозная карта отметок подошвы АС на участке 6. Значения отметок в БСВ. Рис. 9. Прогнозная карта отметок кровли АС на участке 6. Значения отметок в БСВ. Н. И. ПАНАСЮК, А. Д. СКОРБУН, И. А. ЛИТВИН И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 108 Рис. 10. Прогнозная карта мощности АС на участке 6. Рис. 11. Прогнозная карта МЭД на расстоянии 10 см от кровли АС на участке 6. Рис. 12. Прогнозная карта распределения МЭД на расстоянии 10 см от кровли АС на участке 11. ПРОГНОЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 109 Прогнозные величины объема и площадь распределения категорий РАО по всем участкам определены инструментом «Объем и площадь» модуля 3D Analyst. Для примера приводятся данные для участка 6 в табл. 1. Таблица 1. Количество РАО в АС на участке 6 фундамента НБК Категория РАО Объем, м3 Площадь, м2 МЭД, мЗв/ч Отметка кровли АС, м БСВ Мощность, м ВАО 56 133 7,5 – 24,2 113,57 – 114 0,24 – 0,49 ВАО-1 16 42 10,0 – 24,2 113,6 – 113,95 0,24 – 0,45 САО 1045 1743 0,1 –7,5 113,13 – 113,83 0,3 – 1,1 САО-1 1085 1835 0,1 – 10,0 113,13 – 114,52 0,3 – 1,1 НАО 20 33 0,026 – 0,1 113,90 – 114,00 0,5 – 1 Учитывая, что погрешности определения МЭД при отделении ВАО от САО и НАО составляют порядка 25 %, в табл. 1 отдельно приведены объемы ВАО с МЭД выше 7,5 мЗв/ч и объемы ВАО-1 с МЭД выше 10 мЗв/ч. В табл. 1 прогнозные объемы ВАО приведены для всей мощности АС. Но при разра- ботке ВАО слоями по 10 - 20 см нижние слои могут иметь МЭД ниже 10 мЗв/ч за счет уменьшения толщины источника гамма-излучения и, следовательно, в процессе работы их не отнесут к ВАО. Например, при уменьшении в процессе разработки толщины АС с 0,3 до 0,1 м МЭД на расстоянии от поверхности 10 см уменьшается в 1,3 раза (см. рис. 4). В целом на всех участках СЛФ и ЮЛФ подсчитанные таким образом прогнозные объ- емы ВАО-1 составили около 100 м3. При этом прогнозная максимальная МЭД на расстоянии 10 см от кровли АС может достигнуть 80 - 90 мЗв/ч (см. рис. 11 и 12). Построения карт распределения удельных активностей радионуклидов Помимо задачи получения пространственного распределения МЭД, необходимого для оценки потенциальных дозовых нагрузок на персонал, важной задачей является также опре- деление полной активности, захороненной в грунтах. Удельная активность грунтов (в местах расположения скважин) была определена как путем интерпретации данных гамма-каротажа, так и по данным лабораторных анализов. Прогноз их пространственного распространения по всей площади котлована выполнен аналогично описанному выше с использованием ГИС- технологий. Используя модуль Geostatistical Analyst программы ArcGIS методом обратных взвешенных расстояний построены прогнозные карты удельной активности 137Cs (рис. 13) полученные по данным обработки гамма- и спектрометрического гамма-каротажа скважин. Рис. 13. Прогнозная карта распределения удельной активности 137Cs в АС на участке 6. Н. И. ПАНАСЮК, А. Д. СКОРБУН, И. А. ЛИТВИН И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 110 Используя корреляционные соотношения между радионуклидами по данным лабора- торных определений активности радионуклидов в грунтах, карту 137Cs и инструмент ArcGIS «Калькулятор растров», были получены карты распределения удельных активностей 90Sr и трансурановых элементов (ТУЭ) для всех участков. В качестве примера приведены карты для участка 6 (рис. 14 и 15). Рис. 14. Прогнозная карта распределения удельной активности 90Sr в АС на участке 6. Рис. 15. Прогнозная карта распределения удельной активности ТУЭ в АС на участке 6. Используя выделенные ранее площади ВАО, САО И НАО, инструментом «Калькуля- тор растров» были получены карты удельных активностей радионуклидов по категориям РАО. Таблица 2.Средние значения удельной активности и общие активности радионуклидов в грунтах на участке 6 ЮЛФ Участок РАО Удельная активность, Бк/г Общая активность, Бк 137Cs 90Sr ТУЭ 137Cs 90Sr ТУЭ ВАО 24345 21545 1132 2,36·1012 2,09·1012 1,1·1011 САО 7730 6841 360 13,4·1012 11,8·1012 6,22·1011 НАО 354 313 16,5 1.28·1010 1,14·1010 0,6·109 Всего 15,8·1012 14·1012 7,36·1011 ПРОГНОЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 111 Перемножив с помощью «Калькулятора растров» карты удельной активности радио- нуклидов на карты мощности АС, получаем общие активности радионуклидов по каждому участку (см. табл. 2.) Выводы Полученные оценки распределения РАО по категориям оказываются зависящими от способа разработки грунтов, что приводит, в частности, к уменьшению, по сравнению с рас- четом, количества реально захороненных в контейнеры ВАО. Оценки же собственно извле- ченной из котлована и перемещенной на другую территорию активности являются абсолют- ными и могут использоваться организацией, принимающей грунты из котлована (ГСП «Комплекс»), в качестве контрольных при оценке принятой на хранение активности. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Рабочий проект по стабилизационным мероприятиям. Корректировка отчетов по результатам исследований. Отчет 6: "Отчет по определению характеристик РАО Западной зоны". SIP K 02 01 000 INR 006 02. Отчетный документ Д 17.1. Консорциум "КСК", 2002. 2. Оружий А. П., Панасюк М. І., Скорбун А. Д. Особливості розрахунку гамма-полів у свердловинах локальної зони об'єкта "Укриття"// Проблеми Чорнобиля.- 2004. - Вип. 15. - С. 107 - 113 3. MicroShield. Version 5.User's Manuel. Grove Egineering Inc. 4. Радиологические исследования грунтов в котлованах и скважинах. Северная лента фундаментов НБК (промежуточный отчет). SIP 09-02-001 NI03 RPT 003 01. Отчетный документ D1(D3.7.5). Консорциум ГП НИИСК – ИПБ АЭС, 2009. 5. Радиологические исследования грунтов в котлованах и скважинах. Южная лента фундаментов НБК (промежуточный отчет). SIP 09-02-001 NI03 RPT 006 01. Отчетный документ D2(D3.7.5). Консорциум ГП НИИСК – ИПБ АЭС, 2010. 6. Радиологические исследования грунтов в котлованах и скважинах. Северная и южная ленты фундаментов НБК (окончательный отчет). SIP 09-2-001 NI 03 RPT 008 01. Отчетный документ D3 (D3.7.9). Консорциум ГП НИИСК – ИПБ АЭС, 2010. 7. Положение по обращению с твердыми радиоактивными отходами на ЧАЭС, 29П-С. 8. Основні санітарні правила забезпечення радіаційної безпеки України. Зареєстровані в МОЗ Укра- їни за № 54 від 02.02.2005 та в Мінюсті за № 552/10832 від 20.05.2005. ПРОГНОЗ РОЗПОДІЛУ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ ПРИ ЗЕМЛЯНИХ РОБОТАХ У КОТЛОВАНАХ ДЛЯ ФУНДАМЕНТУ НОВОГО БЕЗПЕЧНОГО КОНФАЙНМЕНТА М. І. Панасюк, А. Д. Скорбун, І. А. Литвин, Є. П. Люшня, А. М. Алфьоров, Г. В. Левін Розроблено та використано підхід, який дозволяє прогнозувати властивості радіоактивних ві- дходів при плануванні проведення земляних робіт. Виконано прогноз кількості радіоактивних відхо- дів, представлених ґрунтами, які підлягають розробці в плямах котлованів для фундаменту нового безпечного конфайнмента над зруйнованим 4-м блоком ЧАЕС. Активність ґрунтів визначалась за до- помогою гамма-каротажу близько 500 свердловин для встановлення паль шпунтової огорожі стінок котлованів та спостережних свердловин радіогідроекологічного моніторингу. Обробку польових ма- теріалів проведено методами математичного моделювання гамма-полів від радіоактивно забруднено- го ґрунту в геометрії та за критеріями, прийнятими на ЧАЕС при сортуванні радіоактивних відходів (РАВ). Прогноз просторового розподілу РАВ виконувався з використанням ГІС-технологій. Ключові слова: ґрунти, радіоактивні відходи, гамма-каротаж, ГІС-технології, новий безпечний конфайнмент, математичне моделювання гамма-полів. Н. И. ПАНАСЮК, А. Д. СКОРБУН, И. А. ЛИТВИН И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 112 PREDICTION OF THE RADIOACTIVE WASTES DISTRIBUTION AT EARTHMOVING IN FOUNDATION PITS FOR NEW SAFE CONFINEMENT M. I. Panasyuk, A. D. Skorbun, I. A. Lytvyn, E. P. Liushnya, A. M. Alfyoroff, G. V. Levin The approach was developed and applied for predicting of properties of radio-active wastes for plan- ning and realization of earthmovings. The prediction of amount of radio-active wastes, corresponded by soils which are subject to digging inside the spots of foundation pits for new safe confinement above the de- stroyed Unit 4 of CNPP have been carried out. Soil's activity was determined by means of the gamma- logging of approximately 500 boreholes for enclosing sheathing piles of walls of foundation pits and obser- vation boreholes of the radiohydroecological monitoring. Treatment of the field materials was fulfilled by the methods of mathematical design of gamma-fields from radio-active contaminated soil in the geometry and according to criteria, accepted on CNPP for radioactive wastes sorting. Prediction of spatial distribution of radioactive wastes was carried out with the use of GIS-technologies. Keywords: soils, radioactive wastes, gamma-logging, GIS-technologies, new safe confinement, mathematical design of gamma-fields. Поступила в редакцию 28.05.10

Similar Items