Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров
Для различной формы контейнеров хранения радиоактивных отходов разработана методика оценки выхода радиоактивности в окружающую среду, основанная на математическом моделировании процесса миграции радионуклидов одномерным дифференциальным уравнением нестационарной диффузии в сферических координатах...
Saved in:
| Published in: | Ядерна та радіаційна безпека |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
2010
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97023 |
| 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: | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров / С.Ю. Саенко, Г.А. Холомеев, А.В. Пилипенко// Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 4. — С. 35-38. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859621918073683968 |
|---|---|
| author | Саенко, С.Ю. Холомеев, Г.А. Пилипенко, А.В. |
| author_facet | Саенко, С.Ю. Холомеев, Г.А. Пилипенко, А.В. |
| citation_txt | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров / С.Ю. Саенко, Г.А. Холомеев, А.В. Пилипенко// Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 4. — С. 35-38. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Ядерна та радіаційна безпека |
| description | Для различной формы контейнеров хранения радиоактивных отходов разработана
методика оценки выхода радиоактивности в окружающую среду, основанная на
математическом моделировании процесса миграции радионуклидов одномерным
дифференциальным уравнением нестационарной диффузии в сферических координатах в
однослойном полом шаре. Показано удовлетворительное совпадение результатов расчета
по приведенной методике с результатами других авторов.
Для різної форми контейнерів збереження радіоактивних відходів розроблено методику
оцінки виходу радіоактивності в довкілля, що заснована на математичному моделюванні
процесу міграції радіонуклідів одновимірним диференційним рівнянням нестаціонарної
дифузії в сферичних координатах у одношаровій порожнистій кулі. Показано задовільний
збіг результатів розрахунку за наведеною методикою з результатами інших авторів.
A method for assessing the release of radioactivity to the environment from radioactive waste
storage containers of different shapes is developed. The method is based on mathematical modeling
of radionuclide migration using a one-dimensional differential equation of non-stationary diffusion
in spherical coordinates in a single-layer hollow sphere. The results obtained with the method
satisfactory agree with the data obtained by other authors.
|
| first_indexed | 2025-11-29T04:48:09Z |
| format | Article |
| fulltext |
ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 4 (48).2010 35
Í
à îáúåêòàõ ÿäåðíîãî òîïëèâíîãî öèêëà íàêîï-
ëåíî çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ýêñïëóàòàöèîí-
íûõ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ (ÐÀÎ) ñðåäíåãî
è íèçêîãî óðîâíÿ àêòèâíîñòè. Äëÿ èõ óòèëèçà-
öèè ðàçðàáîòàíî è çàïóùåíî â ñåðèéíîå ïðî-
èçâîäñòâî íåñêîëüêî âèäîâ íåâîçâðàòíûõ æåëåçîáåòîííûõ
çàùèòíûõ êîíòåéíåðîâ, èìåþùèõ ôîðìó òîëñòîñòåííîãî
öèëèíäðà èëè ïðÿìîóãîëüíîãî ïàðàëëåëåïèïåäà [1]—[4].
Ñðîê ñëóæáû êîíòåéíåðîâ, íàïðèìåð ÍÇÊ-150–1,5Ï [3],
â óñëîâèÿõ õðàíåíèÿ ÐÀÎ ñðåäíåãî è íèçêîãî óðîâíÿ àê-
òèâíîñòè â èíæåíåðíûõ ñîîðóæåíèÿõ íà ïîâåðõíîñòè (ïðè
ïåðåìåííîé òåìïåðàòóðå è âëàæíîñòè) ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå
50 ëåò, à â óñëîâèÿõ ïðèïîâåðõíîñòíîãî èëè ïîäçåìíîãî
çàõîðîíåíèÿ (ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå è ïðîïèòêå áå-
òîíà ãðóíòîâûìè âîäàìè) — íå ìåíåå 300 ëåò. Â óñëîâèÿõ
çàõîðîíåíèÿ ìèãðàöèÿ ðàäèîíóêëèäîâ çà ïðåäåëû êîíòåé-
íåðà áóäåò ïðîõîäèòü ïî ìåõàíèçìó äèôôóçèè â âîäîíàñû-
ùåííîé ïîðèñòîé ñðåäå, êîòîðîé â äàííîì ñëó÷àå ÿâëÿåòñÿ
áåòîí çàùèòíîãî êîíòåéíåðà.
Äëÿ àíàëèçà íàäåæíîñòè äëèòåëüíîé èçîëÿöèè ÐÀÎ
â æåëåçîáåòîííûõ êîíòåéíåðàõ ïðèìåíÿþòñÿ ðàçëè÷íûå
ìåòîäû ðàñ÷åòà ìèãðàöèè ðàäèîíóêëèäîâ ÷åðåç ñòåíêè
êîíòåéíåðîâ â îêðóæàþùóþ ïðèðîäíóþ ñðåäó [1], [4], [5].
Íàìè ðàçðàáîòàíà ìåòîäèêà îöåíêè âûõîäà ðàäèîíóê-
ëèäîâ èç êîíòåéíåðîâ, èìåþùèõ ôîðìó êóáà, ïðÿìîóãîëü-
íîãî ïàðàëëåëåïèïåäà (áëèçêîãî ïî ôîðìå ê êóáó) èëè
öèëèíäðà, äèàìåòð êîòîðîãî ðàâåí èëè áëèçîê åãî âûñî-
òå. Äàííàÿ ìåòîäèêà îñíîâàíà íà ìàòåìàòè÷åñêîì ìîäå-
ëèðîâàíèè ïðîöåññà ìèãðàöèè ðàäèîíóêëèäîâ â ñòåíêàõ
çàùèòíîãî êîíòåéíåðà îäíîìåðíûì äèôôåðåíöèàëüíûì
óðàâíåíèåì íåñòàöèîíàðíîé äèôôóçèè â ñôåðè÷åñêèõ êî-
îðäèíàòàõ äëÿ îäíîñëîéíîãî ïîëîãî øàðà, ýêâèâàëåíòíî-
ãî èññëåäóåìîìó ïðÿìîóãîëüíîìó èëè öèëèíäðè÷åñêîìó
êîíòåéíåðó. Ñõåìà ïåðåõîäà îò ïðÿìîóãîëüíîãî êîíòåéíå-
ðà ê ýêâèâàëåíòíîìó ñôåðè÷åñêîìó êîíòåéíåðó ïîêàçàíà
íà ðèñ. 1.
Ðàçìåðû ýêâèâàëåíòíîãî ñôåðè÷åñêîãî êîíòåéíåðà, êî-
òîðûé ïî äàííîé ìåòîäèêå ñîîòâåòñòâóåò èññëåäóåìîìó
ïðÿìîóãîëüíîìó êîíòåéíåðó, îïðåäåëÿþòñÿ èç ñëåäóþùèõ
êðèòåðèåâ:
òîëùèíà ñòåíêè ýêâèâàëåíòíîãî ñôåðè÷åñêîãî êîí-
òåéíåðà ðàâíà òîëùèíå ñòåíêè èñõîäíîãî ïðÿìîóãîëüíîãî
êîíòåéíåðà;
УДК 621.039.75
С. Ю. Саенко, Г. А. Холомеев,
А. В. Пилипенко
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины
Методика и расчетные
оценки выхода радио-
нуклидов за пределы
защитных контейнеров
Для различной формы контейнеров хранения радиоактив-
ных отходов разработана методика оценки выхода радиоак-
тивности в окружающую среду, основанная на математическом
моделировании процесса миграции радионуклидов одномер-
ным дифференциальным уравнением нестационарной диф-
фузии в сферических координатах в однослойном полом шаре.
Показано удовлетворительное совпадение результатов расче-
та по приведенной методике с результатами других авторов.
К л ю ч е в ы е с л о в а: контейнеры хранения РАО, диффу-
зия радионуклидов, математическое моделирование, выход
радионуклидов из бетонных контейнеров.
С. Ю. Саєнко, Г. О. Холомєєв, О. В. Пилипенко
Методика та розрахункові оцінки виходу радіонуклідів
за межі захисних контейнерів
Для різної форми контейнерів збереження радіоактивних
відходів розроблено методику оцінки виходу радіоактивності
в довкілля, що заснована на математичному моделюванні
процесу міграції радіонуклідів одновимірним диференційним
рівнянням нестаціонарної дифузії в сферичних координатах
у одношаровій порожнистій кулі. Показано задовільний збіг ре-
зультатів розрахунку за наведеною методикою з результатами
інших авторів.
К л ю ч о в і с л о в а: контейнери збереження РАВ, дифузія
радіонуклідів, математичне моделювання, вихід радіонуклідів
з бетонних контейнерів.
© С. Ю. Саенко, Г. А. Холомеев, А. В. Пилипенко, 2010
Ðèñ. 1. Ñõåìà ïðÿìîóãîëüíîãî êîí-
òåéíåðà ÐÀÎ (à) è ýêâèâàëåíòíîãî
åìó ñôåðè÷åñêîãî êîíòåéíåðà (á):
1 — ÐÀÎ; 2 — æåëåçîáåòîííàÿ ñòåí-
êà êîíòåéíåðà; 3 — ôèêòèâíûé âíóòðåí-
íèé ñëîé ñôåðè÷åñêîãî êîíòåéíåðà
36 ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 4 (48).2010
Ñ. Þ. Ñàåíêî, Ã. À. Õîëîìååâ, À. Â. Ïèëèïåíêî
ïëîùàäü ñôåðû íà ñðåäíåì ðàäèóñå ñòåíêè ýêâèâàëåíò-
íîãî ñôåðè÷åñêîãî êîíòåéíåðà ðàâíà ñóììàðíîé ïëîùàäè
ñðåäèííûõ ñå÷åíèé ñòåíîê ïðÿìîóãîëüíîãî êîíòåéíåðà;
íà ñõåìå (ñì. ðèñ. 1) ýòè ïîâåðõíîñòè ïîêàçàíû øòðèõîì;
ðàáî÷èå îáúåìû îáîèõ êîíòåéíåðîâ, çàïîëíåííûå ÐÀÎ,
ðàâíû, ÷òî îáåñïå÷èâàåòñÿ ââåäåíèåì â ðàñ÷åòíóþ ñõåìó
ñôåðè÷åñêîãî êîíòåéíåðà äîïîëíèòåëüíîãî (ôèêòèâíîãî)
âíóòðåííåãî ñëîÿ, îáúåì êîòîðîãî íå ó÷àñòâóåò â ïðîöåññå
äèôôóçèè, äëÿ ÷åãî ïîòîê íóêëèäîâ íà åãî ãðàíèöå ïðè-
ðàâíåí íóëþ.
Òàêèì îáðàçîì, îáúåìû ÐÀÎ ðåàëüíîãî è ýêâèâàëåíò-
íîãî êîíòåéíåðîâ, äëèíû äèôôóçèîííîãî ïóòè è ïëîùàäè
ïîâåðõíîñòåé, ïî êîòîðûì ïðîèñõîäèò ìèãðàöèÿ ðàäèî-
íóêëèäîâ, áóäóò ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû ìåæäó ñîáîé.
Äëÿ ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ìèãðàöèè ðàäèî-
íóêëèäîâ ïðèìåíåíî äèôôåðåíöèàëüíîå óðàâíåíèå íåñòà-
öèîíàðíîé äèôôóçèè â ñôåðè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ äëÿ îä-
íîñëîéíîãî ïîëîãî øàðà [6], [7]:
( ) ( )2
2
1 , , ,e V
c cr D c r q r
r rr
∂ ∂ ∂⎡ ⎤= ⋅ λ ⋅ τ + τ⎢ ⎥∂τ ∂ ∂⎣ ⎦
− (1)
ïðè íà÷àëüíîì óñëîâèè: ( )0 1 0 0, ,k� r r r c< < τ = ( )1 0, 0,� r r> τ =
ñ ãðàíè÷íûìè óñëîâèÿìè:
íà ðàäèóñå âíóòðåííåé (íåðàáî÷åé) ïîëîñòè ( )0 , 0;cc r
r
∂
τ =
∂
íà âíåøíåì ðàäèóñå ñòåíêè êîíòåéíåðà ( )2 , 0,c r τ =
ãäå τ — âðåìÿ ïðîöåññà ìèãðàöèè ( )0... , c;kτ = τ τ 0τ —
âðåìÿ íà÷àëà êîíòàêòà âîäíîãî ðàñòâîðà ðàäèîíóêëèäà ñî
ñòåíêîé êîíòåéíåðà, ñ; kτ — êîíå÷íîå âðåìÿ ðàñ÷åòà, ñ;
r — òåêóùèé ðàäèóñ ( )0 2... ,r r r= ì; 0r — ðàäèóñ âíóò-
ðåííèé (íåðàáî÷åé) ïîëîñòè, ì; r1 — âíóòðåííèé ðàäèóñ
ñòåíêè êîíòåéíåðà, ì; r2 — íàðóæíûé ðàäèóñ ñòåíêè
êîíòåéíåðà, ì; ñ — ñóììàðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ðàäèîíóêëè-
äà â òâåðäîé è æèäêîé ôàçå íà ðàäèóñå r â ìîìåíò âðåìåíè
,τ Áê/ì3; 0kc — êîíöåíòðàöèÿ ðàäèîíóêëèäà âíóòðè êîí-
òåéíåðà â íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè, Áê/ì3; ( ),Vq r τ —
ñêîðîñòü âûõîäà ðàäèîíóêëèäà èç îòâåðæäåííûõ ÐÀÎ
â âîäíûé ðàñòâîð âíóòðè êîíòåéíåðà èëè èíòåíñèâíîñòü
åãî îáðàçîâàíèÿ èç ðîäèòåëüñêîãî èçîòîïà â ìîìåíò âðåìå-
íè τ â ñëîå íà ðàäèóñå r, Áê/(ñ�ì3); λ — ïîñòîÿííàÿ ðàñ-
ïàäà ðàäèîíóêëèäà, ñ–1; eD — ýôôåêòèâíûé êîýôôèöèåíò
äèôôóçèè ðàäèîíóêëèäà â ñòåíêå êîíòåéíåðà, ì2/ñ.
Ïðèìåíåííûé â óðàâíåíèè (1) ýôôåêòèâíûé êîýôôèöè-
åíò äèôôóçèè â ïîðèñòûõ ìàòåðèàëàõ ïðè óñëîâèè èõ ïîë-
íîãî âîäîíàñûùåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ [7], [8]:
De=Dw /R,
ãäå Dw — êîýôôèöèåíò äèôôóçèè ðàäèîíóêëèäà â âîäå, ì2/ñ;
1 dR K= + ρ ε — êîýôôèöèåíò çàäåðæêè ðàäèîíóêëèäà
â ñîîòâåòñòâóþùåì ìàòåðèàëå; Kd — êîýôôèöèåíò ñîðá öèè
(ðàñïðåäåëåíèÿ) ðàäèîíóêëèäà â ìàòåðèàëå, ì3/êã; ε —
ïîðèñòîñòü ìàòåðèàëà; ρ — ïëîòíîñòü ìàòåðèàëà, êã/ì3.
Äàííàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ðåàëèçîâàíà â ðàçðàáî-
òàííîé íàìè êîìïüþòåðíîé ïðîãðàììå â ñèñòåìå Mathcad;
÷èñëåííîå ðåøåíèå óðàâíåíèÿ (1) îñóùåñòâëåíî ìåòîäîì
êîíå÷íûõ ðàçíîñòåé ïî íåÿâíîé êîíñåðâàòèâíîé ñõåìå,
ïðèâåäåííîé â [6] äëÿ ñëó÷àÿ ïàðàáîëè÷åñêèõ äèôôåðåí-
öèàëüíûõ óðàâíåíèé ñî ñòóïåí÷àòûì èçìåíåíèåì êîýôôè-
öèåíòîâ ïî ðàäèóñó. Ðàäèóñû, ýôôåêòèâíûé êîýôôèöèåíò
äèôôóçèè è íà÷àëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ðàäèîíóêëèäîâ â äàí-
íîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè ìîãóò áûòü çàäàíû ïðîèçâîëüíî
â èñõîäíûõ äàííûõ äëÿ ðàñ÷åòà. Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü
ïðèìåíèìà äëÿ ðàñ÷åòà ìèãðàöèè â îäíîñëîéíûõ ñèñòåìàõ
ñî ñôåðè÷åñêîé ñèììåòðèåé èëè â ôîðìå, áëèçêîé ê êóáó;
Ðèñ. 2. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ïðîôèëÿ êîíöåíòðàöèè 137Cs â ñòåíêå êîíòåéíåðà
ÍÇÊ-150–1,5Ï ïðè äâóõ çíà÷åíèÿõ ýôôåêòèâíîãî êîýôôèöèåíòà äèôôóçèè:
à — áåòîí, De = 2,35�10–14 ì2/ñ [1]; á — ñòåêëîêåðàìèêà àëþìîñèëèêàòíîãî ñîñòàâà, De = 1,2�10–15 ì2/ñ [9]
ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 4 (48).2010 37
Ìåòîäèêà è ðàñ÷åòíûå îöåíêè âûõîäà ðàäèîíóêëèäîâ çà ïðåäåëû çàùèòíûõ êîíòåéíåðîâ
èíòåíñèâíîñòü îáúåìíîãî èñòî÷íèêà ðàäèîíóêëèäà âíóò-
ðè êîíòåéíåðà ìîæåò èçìåíÿòüñÿ âî âðåìåíè. Ðåçóëüòàòàìè
ðàñ÷åòîâ ÿâëÿþòñÿ ãðàôèêè èçìåíåíèÿ âî âðåìåíè êîí-
öåíòðàöèè ðàäèîíóêëèäîâ íà ëþáîì ðàäèóñå ñòåíêè êîí-
òåéíåðà, ïðîôèëè èçìåíåíèÿ êîíöåíòðàöèè âäîëü ðàäèóñà
è âûõîä ðàäèîíóêëèäîâ â îêðóæàþùóþ ñðåäó â çàâèñèìî-
ñòè îò âðåìåíè õðàíåíèÿ ÐÀÎ.
Ïî ðàçðàáîòàííîé ìåòîäèêå ïðîâåäåí ðàñ÷åò ìèãðà-
öèè ðàäèîíóêëèäà 137Cs â êîðïóñå êîíòåéíåðîâ ðàçëè÷íîé
ãåîìåòðèè è ïðè ïàðàìåòðàõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ [1] è [4].
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ïðèâåäåíû íà ðèñ. 2 è 3.  íàøèõ ðàñ-
÷åòàõ íà÷àëüíàÿ àêòèâíîñòü ÐÀÎ â êîíòåéíåðå çàäàâàëàñü
âåëè÷èíîé cok, ò. å. íà÷àëî ðàñ÷åòà ñîâïàäàëî ñ ìîìåíòîì
ïîëíîãî ðàñòâîðåíèÿ 137Cs â âîäå, êîòîðàÿ ê ýòîìó ìîìåí-
òó óæå ïðîïèòàëà êîíòåéíåð, è ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî âû-
õîä ðàäèîíóêëèäà èç îòâåðæäåííûõ ÐÀÎ â ðàñòâîð âíóòðè
êîíòåéíåðà â äàëüíåéøåì ðàâåí íóëþ. Äëÿ öåçèÿ â ðàñ÷å-
òàõ ïðèíÿòî R = 1.
Ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ ïî ïðèâåäåííîé ìåòîäèêå, ðå-
çóëüòàòîâ âûõîäà 137Cs èç æåëåçîáåòîííûõ êîíòåéíåðîâ
ïðÿìîóãîëüíîé ôîðìû ñ ðåçóëüòàòàìè ðàáîò äðóãèõ àâ-
òîðîâ [1], [4] ïîêàçàëî èõ óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñîâïàäåíèå,
î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò äàííûå òàáëèöû.
Ïî äàííîé ìåòîäèêå áûëà ïðîâåäåíà ðàñ÷åòíàÿ îöåíêà
ýôôåêòèâíîñòè ïðèìåíåíèÿ êåðàìèêè ïî ñðàâíåíèþ ñ áå-
òîíîì â êà÷åñòâå ìàòåðèàëà çàùèòíûõ êîíòåéíåðîâ ÐÀÎ.
Äëÿ ãåîìåòðèè êîíòåéíåðà ÍÇÊ-150–1,5Ï è íà÷àëüíûõ
óñëîâèé, ïðèíÿòûõ â [1], áûëè ðàññ÷èòàíû ïðîôèëè êîí-
öåíòðàöèè ðàäèîíóêëèäà 137Cs â ñòåíêå êîíòåéíåðà â ðàç-
ëè÷íûå ïåðèîäû âðåìåíè õðàíåíèÿ ïðè äâóõ çíà÷åíèÿõ ýô-
ôåêòèâíîãî êîýôôèöèåíòà äèôôóçèè (ñì. ðèñ. 2): à — äëÿ
áåòîíà De = 2,35�10–14 ì2/ñ [1]; á — äëÿ ñòåêëîêåðàìèêè
De = 1,2�10–15 ì2/ñ [9]. Ñðàâíåíèå ãðàôèêîâ, ïðåäñòàâëåí-
íûõ íà ðèñ. 2, ïîêàçàëî, ÷òî çà 400 ëåò õðàíåíèÿ ãëóáèíà
ïðîíèêíîâåíèÿ ðàäèîíóêëèäà 137Cs â êîðïóñ êîíòåéíåðà
èç æåëåçîáåòîíà è ñòåêëîêåðàìèêè äî óðîâíÿ êîíöåíòðà-
öèè 103
Áê/ì3 ñîñòàâèò 95 ìì è 30 ìì ñîîòâåòñòâåííî. Íà
îñíîâàíèè ýòîãî ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î çíà÷èòåëüíîé ýô-
ôåêòèâíîñòè ïðèìåíåíèÿ ñòåêëîêåðàìèêè â êà÷åñòâå ìà-
òåðèàëà çàùèòíûõ êîíòåéíåðîâ äëÿ íàäåæíîé èçîëÿöèè
ÐÀÎ ïî ñðàâíåíèþ ñ áåòîíîì.
Выводы
Ðàçðàáîòàíà óïðîùåííàÿ ìåòîäèêà îöåíêè âûõîäà ðà-
äèîíóêëèäîâ èç êîíòåéíåðîâ ðàçëè÷íîé ôîðìû â îêðóæà-
þùóþ ñðåäó, îñíîâàííàÿ íà ìàòåìàòè÷åñêîì ìîäåëèðîâà-
íèè ïðîöåññà ìèãðàöèè ðàäèîíóêëèäîâ â âîäîíàñûùåííîé
ïîðèñòîé ñðåäå êîðïóñà êîíòåéíåðà. Ìåòîäèêà ïîñòðîåíà
íà ÷èñëåííîì ðåøåíèè îäíîìåðíîãî äèôôåðåíöèàëüíîãî
óðàâíåíèÿ íåñòàöèîíàðíîé äèôôóçèè â ñôåðè÷åñêèõ êî-
îðäèíàòàõ äëÿ îäíîñëîéíîãî ïîëîãî øàðà, ýêâèâàëåíòíîãî
èññëåäóåìîìó ïðÿìîóãîëüíîìó èëè öèëèíäðè÷åñêîìó êîí-
òåéíåðó.
Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà âûõîäà ðàäèîíóêëèäà
137Cs èç æåëåçîáåòîííûõ êîíòåéíåðîâ, èìåþùèõ ôîðìó
ïðÿìîóãîëüíîãî ïàðàëëåëåïèïåäà, ïî ïðèâåäåííîé ìåòî-
äèêå ñ ðåçóëüòàòàìè ðàñ÷åòîâ äðóãèõ àâòîðîâ ïîêàçàëî èõ
óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñîâïàäåíèå, ðàñõîæäåíèå â îñíîâíîì
íå ïðåâûøàåò ±10 %.
Ïîñòðîåííûå ïðîôèëè êîíöåíòðàöèè ðàäèîíóêëèäà
137Cs ïî ãëóáèíå êîðïóñà ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ êî-
ýôôèöèåíòà äèôôóçèè, ñîîòâåòñòâóþùèõ æåëåçîáåòîíó
è ñòåêëîêåðàìèêå, ïîêàçàëè, ÷òî ýôôåêòèâíîñòü èçîëÿöèè
ÐÀÎ ñ ïðèìåíåíèåì ñòåêëîêåðàìèêè â êà÷åñòâå ìàòåðèàëà
Ðèñ. 3. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ âûõîäà 137Cs
èç æåëåçîáåòîííûõ êîíòåéíåðîâ (â ïðîöåíòàõ
íà÷àëüíîãî ñîäåðæàíèÿ çà ãîä) ïðè De = 10–12 ì2/ñ:
1 — ÓÇÍÊ-70–0,12Ï; 2 — ÓÇÍÊ-100–1,5Ï; 3 — ÓÇÍÊ-150–1,0Ï;
4 — ÍÇÊ-150–1,5Ï (ðàçìåðû êîíòåéíåðîâ ïðèâåäåíû â òàáëèöå)
Òàáëèöà. Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà âûõîäà 137Cs èç æåëåçîáåòîííûõ êîíòåéíåðîâ
ðàçëè÷íûõ òèïîâ ñ ðåçóëüòàòàìè, ïðèâåäåííûìè â ðàáîòàõ [1] è [4]
Òèï êîíòåéíåðà Ãàáàðèòû, ì
Òîëùèíà
ñòåíêè, ìì
De, ì2/ñ
Ëèòåðà-
òóðà
Ìàêñèìàëüíûé
âûõîä*, îòí. åä.
Ðàñõîæ-
äåíèå, %
Ìîìåíò âðåìåíè
ìàêñèìàëüíîãî
âûõîäà*, ëåò
Ðàñõîæ-
äåíèå,
%
ÓÇÍÊ-70–0,12Ï 0,65×0,65×0,65 70 1�10–12 [4]
2,1
2,25
+7,1
34
30,7
–9,7
ÓÇÍÊ-100–1,5Ï 1,5×1,5×1,175 100 1�10–12 [4]
3,3
1,86
–48,3
50
48,7
–2,6
ÓÇÍÊ-150–1,0Ï 0,92×0,92×1,2 150 1�10–12 [4]
0,34
0,325
–4,4
75
74,7
–0,4
ÍÇÊ-150–1,5Ï 1,65×1,65×1,375 150 2,35�10–14 [1]
0
0
–
515
−
–
* ÷èñëèòåëå — äàííûå ëèòåðàòóðíîãî èñòî÷íèêà (èç ãðàôèêîâ), â çíàìåíàòåëå — ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ïî íàøåé ìåòîäèêå.
38 ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 4 (48).2010
Ñ. Þ. Ñàåíêî, Ã. À. Õîëîìååâ, À. Â. Ïèëèïåíêî
çàùèòíîãî êîíòåéíåðà â ðàññìîòðåííîì âàðèàíòå ïðèìåð-
íî â òðè ðàçà âûøå, ÷åì æåëåçîáåòîíà.
Äàííàÿ ìåòîäèêà ïðèìåíèìà äëÿ ñðàâíåíèÿ çàùèòíûõ
ñâîéñòâ êîíòåéíåðîâ ðàçëè÷íîé êîíñòðóêöèè è èìåþùèõ
ðàçëè÷íûå ìàòåðèàëû êîðïóñà.
Список литературы
1. Ñîðîêèí Â. Ò. Õðàíåíèå îòðàáîòàâøèõ èîíîîáìåííûõ ñìîë
íèçêîãî è ñðåäíåãî óðîâíÿ óäåëüíîé àêòèâíîñòè â êîíòåéíåðàõ
òèïà ÍÇÊ áåç âêëþ÷åíèÿ â ìàòðèöó / Â. Ò. Ñîðîêèí, À. Â. Äåìèí,
Í. À. Ïðîõîðîâ è äð. // ßäåðíàÿ è ðàäèàöèîííàÿ áåçîïàñíîñòü. —
Ì., 2009. — ¹ 4. — Ñ. 19–21.
2. Àâäååâ Î. Ê. è äð. Ðàäèîàêòèâíûå îòõîäû Óêðàèíû: ñîñòîÿ-
íèå, ïðîáëåìû, ðåøåíèÿ: Ìîíîãðàôèÿ / Ïîä ðåä. Ý. Â. Ñîáîòîâè-
÷à. — Ê.: Èçä. öåíòð «ÄðÓê», 2003. — 400 ñ.
3. Ãàòàóëëèí Ð. Ì. Èñïîëüçîâàíèå ïåðñïåêòèâíûõ òåõíîëîãèé
äëÿ ðåøåíèÿ ïðîáëåì áåçîïàñíîãî îáðàùåíèÿ ñ ðàäèîàêòèâíû-
ìè îòõîäàìè / Ð. Ì. Ãàòàóëëèí, È. À. Ìåäåëÿåâ, Ð. Á. Øàðàôóò-
äèíîâ // ßäåðíàÿ è ðàäèàöèîííàÿ áåçîïàñíîñòü. — Ì., 2008. —
¹ 4. — Ñ. 68—75.
4. Ôåäîðîâ À. Ë. Îöåíêà âûõîäà ðàäèîíóêëèäîâ èç êîíòåéíå-
ðîâ ñ îòõîäàìè ðàçíîé ôîðìû / À. Ë. Ôåäîðîâ, À. È. Äîðîæêèí,
Ò. Í. Ôåäîòîâà, Â. Ò. Ñîðîêèí // Àòîìíàÿ ýíåðãèÿ. — Ì., 1998. —
Ò. 85, âûï. 5. — Ñ. 382–390.
5. Ôåäîðîâ À. Ë. Îöåíêà áåçîïàñíîñòè õðàíèëèùà ñ îòâåðæ-
äåííûìè ðàäèîàêòèâíûìè îòõîäàìè, óïàêîâàííûìè â áåòîííûå
êîíòåéíåðû / À. Ë. Ôåäîðîâ, À. È. Äîðîæêèí, Â. Ò.Ñîðîêèí //
Àòîìíàÿ ýíåðãèÿ. — Ì., 1996. — Ò. 81, âûï. 1. — Ñ. 40–47.
6. Êàëèòêèí Í. Í. ×èñëåííûå ìåòîäû. — Ì.: Íàóêà, 1978. —
512 ñ.
7. Ñåðåáðÿêîâ Á. Å. Ðàñ÷åò ìèãðàöèè ðàäèîíóêëèäîâ èç ìåñò
çàõîðîíåíèÿ // Àòîìíàÿ ýíåðãèÿ. — Ì., 1995. — Ò. 79, âûï. 5. —
Ñ. 381–386.
8. Ñïàñåííûõ Ì. Þ. Âëèÿíèå ðåæèìà âçàèìîäåéñòâèÿ âîäà —
ïîðîäà íà ìèãðàöèþ ðàäèîíóêëèäîâ â âîäîíàñûùåííûõ ñðåäàõ //
Ãåîõèìèÿ. — 1997. — ¹ 2. — Ñ. 218–223.
9. Àæàæà Æ. Ñ. è äð. Ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ ýôôåêòèâíûõ
êîýôôèöèåíòîâ äèôôóçèè ðàäèîíóêëèäîâ â ñòåêëîêåðàìè÷åñ-
êîì ìàòåðèàëå äëÿ èçîëÿöèè âûñîêîàêòèâíûõ îòõîäîâ // Âîïðî-
ñû àòîìíîé íàóêè è òåõíèêè. — Õ., 2005. — ¹ 5. Ñåðèÿ: Ôèçèêà
ðàäèàöèîííûõ ïîâðåæäåíèé è ðàäèàöèîííîå ìàòåðèàëîâåäåíèå
(88). — Ñ. 128–132.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 03.08.2010.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97023 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2073-6231 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-29T04:48:09Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Саенко, С.Ю. Холомеев, Г.А. Пилипенко, А.В. 2016-03-24T13:45:39Z 2016-03-24T13:45:39Z 2010 Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров / С.Ю. Саенко, Г.А. Холомеев, А.В. Пилипенко// Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 4. — С. 35-38. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2073-6231 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97023 621.039.75 Для различной формы контейнеров хранения радиоактивных отходов разработана методика оценки выхода радиоактивности в окружающую среду, основанная на математическом моделировании процесса миграции радионуклидов одномерным дифференциальным уравнением нестационарной диффузии в сферических координатах в однослойном полом шаре. Показано удовлетворительное совпадение результатов расчета по приведенной методике с результатами других авторов. Для різної форми контейнерів збереження радіоактивних відходів розроблено методику оцінки виходу радіоактивності в довкілля, що заснована на математичному моделюванні процесу міграції радіонуклідів одновимірним диференційним рівнянням нестаціонарної дифузії в сферичних координатах у одношаровій порожнистій кулі. Показано задовільний збіг результатів розрахунку за наведеною методикою з результатами інших авторів. A method for assessing the release of radioactivity to the environment from radioactive waste storage containers of different shapes is developed. The method is based on mathematical modeling of radionuclide migration using a one-dimensional differential equation of non-stationary diffusion in spherical coordinates in a single-layer hollow sphere. The results obtained with the method satisfactory agree with the data obtained by other authors. ru Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України Ядерна та радіаційна безпека Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров Методика та розрахункові оцінки виходу радіонуклідів за межі захисних контейнерів Methods for Assessment of Radionuclide Release from Protective Containers Article published earlier |
| spellingShingle | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров Саенко, С.Ю. Холомеев, Г.А. Пилипенко, А.В. |
| title | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров |
| title_alt | Методика та розрахункові оцінки виходу радіонуклідів за межі захисних контейнерів Methods for Assessment of Radionuclide Release from Protective Containers |
| title_full | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров |
| title_fullStr | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров |
| title_full_unstemmed | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров |
| title_short | Методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров |
| title_sort | методика и расчетные оценки выхода радионуклидов за пределы защитных контейнеров |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97023 |
| work_keys_str_mv | AT saenkosû metodikairasčetnyeocenkivyhodaradionuklidovzapredelyzaŝitnyhkonteinerov AT holomeevga metodikairasčetnyeocenkivyhodaradionuklidovzapredelyzaŝitnyhkonteinerov AT pilipenkoav metodikairasčetnyeocenkivyhodaradionuklidovzapredelyzaŝitnyhkonteinerov AT saenkosû metodikatarozrahunkovíocínkivihoduradíonuklídívzamežízahisnihkonteinerív AT holomeevga metodikatarozrahunkovíocínkivihoduradíonuklídívzamežízahisnihkonteinerív AT pilipenkoav metodikatarozrahunkovíocínkivihoduradíonuklídívzamežízahisnihkonteinerív AT saenkosû methodsforassessmentofradionuclidereleasefromprotectivecontainers AT holomeevga methodsforassessmentofradionuclidereleasefromprotectivecontainers AT pilipenkoav methodsforassessmentofradionuclidereleasefromprotectivecontainers |