Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов
Методом Монте-Карло проведено моделирование дозовых нагрузок от
 радиоактивных отходов, находящихся в контейнере КТЗВ-0,2. Для увеличения срока
 эксплуатации и повышения защитных характеристик контейнера рассмотрена
 возможность использования в качестве защитного материала ко...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Ядерна та радіаційна безпека |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
2010
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97417 |
| 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: | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов / Е.В. Рудычев, С.Ю. Саенко, М.А. Хажмурадов // Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 3. — С. 41-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860261094575046656 |
|---|---|
| author | Рудычев, Е.В. Саенко, С.Ю. Хажмурадов, М.А. |
| author_facet | Рудычев, Е.В. Саенко, С.Ю. Хажмурадов, М.А. |
| citation_txt | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов / Е.В. Рудычев, С.Ю. Саенко, М.А. Хажмурадов // Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 3. — С. 41-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Ядерна та радіаційна безпека |
| description | Методом Монте-Карло проведено моделирование дозовых нагрузок от
радиоактивных отходов, находящихся в контейнере КТЗВ-0,2. Для увеличения срока
эксплуатации и повышения защитных характеристик контейнера рассмотрена
возможность использования в качестве защитного материала композитных керамик
большой плотности. Выполнено сравнение характеристик дозовых нагрузок при
использовании керамики и стандартного материала.
Методом Монте-Карло проведено моделювання дозових навантажень від
радіоактивних відходів, що містяться у кон-тейнері КТЗВ-0,2. Для збільшення строку
експлуатації та підвищення захисних характеристик контейнера розглянуто
можливість використання за захисний матеріал композитних керамік великої
щільності. Виконано порівняння характеристик дозових навантажень під час
використання кераміки та стандартного матеріалу.
Radiation dose levels of radioactive waste in the KTZV-0.2 container are simulated by
the Monte Carlo method. In order to increase the lifetime and improve the characteristics of
the container as a radiation shield, the possibility of using high-density composite ceramics is
considered. Characteristics of radiation exposure for ceramics and reference material are
compared.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:55:23Z |
| format | Article |
| fulltext |
ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010 41
Â
íàñòîÿùåå âðåìÿ äëÿ õðàíåíèÿ ðàäèîàêòèâíûõ
îòõîäîâ (ÐÀÎ) â Óêðàèíå ïðèìåíÿþòñÿ êîíòåé-
íåðû òèïà ÊÒÇÂ-0,2 [1]. Îäíèì èç íåäîñòàòêîâ
òàêèõ êîíòåéíåðîâ ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñ-
òâå îñíîâíîé çàùèòû êîìïîçèòà ñîñòàâà 80 %
áåòîí + 20 % æåëåçî ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü êîððîçèîííûõ
ïðîöåññîâ ïðè äîëãîâðåìåííîé ýêñïëóàòàöèè, îñîáåííî
â óñëîâèÿõ ñ ïîâûøåííîé âëàæíîñòüþ. Äàæå ïðè îòñóòñ-
òâèè âíåøíèõ âçàèìîäåéñòâèé íà ìàòåðèàë êîíòåéíåðà
è ñòàáèëüíûõ ïàðàìåòðàõ âíåøíåé ñðåäû äëÿ æåëåçî áåòîíà
õàðàêòåðíà êîððîçèÿ, ïðè êîòîðîé ðàçðóøåíèå ìàòåðèàëà
ïðîèñõîäèò èç-çà íàïðÿæåíèé, âîçíèêàþùèõ â ðåçóëüòà-
òå êðèñòàëëèçàöèè ýêñïàíñèâíûõ ôàç [2]. Êîìïîçèò áå-
òîí + æåëåçî ðàññ÷èòàí íà ñðîê ýêñïëóàòàöèè ïîðÿäêà
50 ëåò, ïîñêîëüêó ïðè áîëåå äëèòåëüíîì ñðîêå âîçìîæíî
ðàçðóøåíèå ìàòåðèàëà. Êðîìå ýòîãî, ïðè ïëîòíîñòè êîìïî-
çèòà 3,2Ќ3,44 ã/ñì3, ôèêñèðîâàííûõ ãàáàðèòíûõ ðàçìåðàõ
è ìàññå íàêëàäûâàþòñÿ åñòåñòâåííûå îãðàíè÷åíèÿ, ñâÿçàí-
íûå ñ ìàêñèìàëüíîé àêòèâíîñòüþ ÐÀÎ, êîòîðûå ìîæíî ïå-
ðåâîçèòü èëè õðàíèòü â êîíòåéíåðå äàííîãî òèïà. Ïîýòîìó
ïðè àíàëèçå ïðîáëåìû õðàíåíèÿ ÐÀÎ â òå÷åíèå äëèòåëüíî-
ãî âðåìåíè íåîáõîäèìî ðàññìàòðèâàòü âîçìîæíîñòü èñïîëü-
çîâàíèÿ àëüòåðíàòèâíûõ ìàòåðèàëîâ, ïðèìåíåíèå êîòîðûõ
ìîãëî áû óëó÷øèòü çàùèòíûå õàðàêòåðèñòèêè êîíòåéíåðà.
Ïðè ýòîì ïîäîáíûå ìàòåðèàëû äîëæíû áûòü äîëãîâå÷íûìè
è êîððîçèîííîñòîéêèìè. Òàêèìè ìàòåðèàëàìè ìîãóò áûòü
êîìïîçèòíûå êåðàìèêè âûñîêîé ïëîòíîñòè [3].
Öåëü äàííîé ðàáîòû — îöåíèòü ðàäèàöèîííûå õàðàê-
òåðèñòèêè êîíòåéíåðà ñ ôèêñèðîâàííûì îáúåìîì ÐÀÎ
(200 ë) ïðè èñïîëüçîâàíèè àëüòåðíàòèâíûõ çàùèòíûõ ìà-
òåðèàëîâ — êåðàìè÷åñêèõ êîìïîçèòîâ — ñ ïîìîùüþ ìàòå-
ìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ìåòîäîì Ìîíòå-Êàðëî.
Ìåòîäèêà ïðîâåäåíèÿ ðàñ÷åòîâ. Êîíòåéíåð ÊÒÇÂ-0,2 ñî-
ñòîèò èç äâóõ ÷àñòåé: ïåðâè÷íîé óïàêîâêè è çàùèòíîãî êîí-
òåéíåðà (ðèñ. 1). Âíåøíèå ðàçìåðû êîíòåéíåðà ÊÒÇÂ-0,2:
УДК 621.039.58
Е. В. Рудычев, С. Ю. Саенко,
М. А. Хажмурадов
Национальный научный центр
«Харьковский физико-технический институт»
Моделирование
радиационных
характеристик
композитных керамик
для контейнеров
хранения
радиоактивных отходов
Методом Монте-Карло проведено моделирование дозовых
нагрузок от радиоактивных отходов, находящихся в контейне-
ре КТЗВ-0,2. Для увеличения срока эксплуатации и повышения
защитных характеристик контейнера рассмотрена возмож-
ность использования в качестве защитного материала ком-
позитных керамик большой плотности. Выполнено сравнение
характеристик дозовых нагрузок при использовании керамики
и стандартного материала.
К л ю ч е в ы е с л о в а: радиоактивные отходы, контейнер,
радиационные характеристики, высокопрочная керамика, ма-
тематическое моделирование, метод Монте-Карло.
Є. В. Рудичев, С. Ю. Саєнко, М. А. Хажмурадов
Моделювання радіаційних характеристик композит-
них керамік для контейнерів зберігання радіоактивних
відходів
Методом Монте-Карло проведено моделювання дозових
навантажень від радіоактивних відходів, що містяться у кон-
тейнері КТЗВ-0,2. Для збільшення строку експлуатації та
підвищення захисних характеристик контейнера розглянуто
можливість використання за захисний матеріал композитних
керамік великої щільності. Виконано порівняння характеристик
дозових навантажень під час використання кераміки та стан-
дартного матеріалу.
К л ю ч о в і с л о в а: радіоактивні відходи, контейнер, радіа-
ційні характеристики, високоміцна кераміка, математичне мо-
делювання, метод Монте-Карло.
© Е. В. Рудычев, С. Ю. Саенко, М. А. Хажмурадов, 2010
Ðèñ. 1. Êîíòåéíåð ñïåöèàëèçèðîâàííûé
òðàíñïîðòíî-çàùèòíûé äëÿ õðàíåíèÿ
âûñîêîàêòèâíûõ îòõîäîâ (ÊÒÇÂ-0,2):
1 — êðûøêà êîíòåéíåðà; 2 — ôèêñèðóþùåå óñòðîéñòâî (âèíò);
3 — ãàéêà; 4 — ïåðâè÷íàÿ óïàêîâêà; 5 — çàùèòíûé êîíòåéíåð
42 ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010
Å. Â. Ðóäû÷åâ, Ñ. Þ. Ñàåíêî, Ì. À. Õàæìóðàäîâ
äèàìåòð 1220±5 ìì; âûñîòà 1363±5 ìì. Âíóòðåííèå ðàç-
ìåðû: äèàìåòð 616±3 ìì; âûñîòà 885±3 ìì. Ìàññà ïóñòî-
ãî êîíòåéíåðà 3886±80 êã; ìàññà êîíòåéíåðà ñ ïåðâè÷íîé
óïàêîâêîé — íå áîëåå 4400 êã; ìàññà êðûøêè — 924 êã.
Ðàçìåðû ïåðâè÷íîé óïàêîâêè: äèàìåòð 560 ìì, âûñîòà
815 ìì (ñòàíäàðòíàÿ áî÷êà 200 ë).
Çàùèòíûé êîíòåéíåð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òðåõñëîéíûé
öèëèíäð:
1-é ñëîé — æåëåçî, òîëùèíà ñëîÿ — 6 ìì;
2-é ñëîé — êîìïîçèò áåòîí + æåëåçî (ñîîòíîøåíèå
îáúåìîâ — 80 % è 20 % ñîîòâåòñòâåííî), òîëùèíà ñëîÿ —
150 ìì;
3-é ñëîé — æåëåçî, òîëùèíà ñëîÿ — 8 ìì.
 êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâíîãî ìàòåðèàëà âìåñòî öèëèíä-
ðè÷åñêîãî ñëîÿ èç ñìåñè áåòîíà è æåëåçà âûáðàíà êåðàìè-
êà äâóõ òèïîâ.
Ïåðâûé òèï — ìîíîôàçíàÿ êåðàìèêà [÷àñòè÷íî ñòà-
áèëèçèðîâàííûé îêñèä öèðêîíèÿ ZrO2 (3 ìîë % Y2O3)
ñ ïëîòíîñòüþ 6,0 ã/cì3]. Âòîðîé òèï — ãåòåðîôàçíàÿ êå-
ðàìèêà, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé êîìïîçèò ñ êåðàìè÷åñêîé
ìàòðèöåé ñîñòàâà B4C + (50 % TiB2 + 50 % W2B5) â ðàç-
ëè÷íûõ îáúåìíûõ ñîîòíîøåíèÿõ (òàáë. 1).
Îñíîâíîé ñ òî÷êè çðåíèÿ ðàäèàöèîííîé áåçîïàñíîñòè
õàðàêòåðèñòèêîé ðàññìàòðèâàåìîãî êîíòåéíåðà ÿâëÿåòñÿ
ìîùíîñòü ýêñïîçèöèîííîé äîçû èçëó÷åíèÿ (ÌÝÄ) íà åãî
âíåøíåé ïîâåðõíîñòè. Çíàÿ ÌÝÄ, ìîæíî îáåñïå÷èòü ñî-
îòâåòñòâóþùèå ïðîöåäóðû ïðè ýêñïëóàòàöèè äàííûõ êîí-
òåéíåðîâ â çàâèñèìîñòè îò íà÷àëüíîé àêòèâíîñòè ÐÀÎ.
Äëÿ ðàñ÷åòà õàðàêòåðíûõ çíà÷åíèé ÌÝÄ íåîáõîäèìî
çíàòü ñïåêòð èçëó÷åíèÿ ÐÀÎ, çàâèñÿùèé îò ñîñòàâà ÐÀÎ.
 êà÷åñòâå ìîäåëüíîãî ÐÀÎ áûëè âçÿòû ðàäèîíóêëèäû
Cs137 è Ño60, õàðàêòåðèçóþùèåñÿ èõ ñïåêòðàìè èçëó÷åíèÿ,
â ñîîòíîøåíèè 80 % è 20 % ñîîòâåòñòâåííî. Ðàñïðåäåëåíèå
ÐÀÎ ïî îáúåìó ïðèíÿòî îäíîðîäíûì. Ïëîòíîñòü ìîäåëü-
íîãî ÐÀÎ âçÿòà ðàâíîé 2 ã/ñì3.
Ïî ïîñòðîåííîé ãåîìåòðè÷åñêîé ìîäåëè êîíòåéíå-
ðà ïðîâåäåíî ìîäåëèðîâàíèå èçëó÷åíèÿ ÐÀÎ äëÿ ðàñ÷åòà
ÌÝÄ â êðèòè÷åñêèõ òî÷êàõ — öåíòðå áîêîâîé ñòîðîíû
è öåíòðå òîðöà êîíòåéíåðà. Ìîäåëèðîâàíèå ïðîâîäèëîñü
íà îñíîâå ìåòîäà Ìîíòå-Êàðëî ñ èñïîëüçîâàíèåì ïàêåòà
MCNPX [4].
Ïîñêîëüêó â õîäå âûïîëíåíèÿ ðàáîòû èçó÷àëàñü âîç-
ìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ íîâûõ çàùèòíûõ ìàòåðèàëîâ ïðè
õðàíåíèè è òðàíñïîðòèðîâêå ÐÀÎ, íà äàííîì ýòàïå íå ðàñ-
ñìàòðèâàëàñü çàäà÷à îïòèìèçàöèè ãåîìåòðè÷åñêîé ôîð-
ìû êîíòåéíåðà. Ïîýòîìó ïðè ïîñòðîåíèè ãåîìåòðè÷åñêîé
ìîäåëè êîíòåéíåðà áûëè ïðèíÿòû íåêîòîðûå óïðîùåíèÿ.
Ãåîìåòðè÷åñêàÿ ìîäåëü êîíòåéíåðà ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé
ðÿä öèëèíäðîâ ðàçëè÷íîé òîëùèíû è ðàçëè÷íûõ ìàòå-
ðèàëîâ (ðèñ. 2). Äëÿ ðàñ÷åòîâ ÌÝÄ àêòèâíîñòü ÐÀÎ áûëà
ïðèíÿòà ðàâíîé 109 Áê.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ è èõ îáñóæäåíèå. Ñ ïîìîùüþ ìî-
äåëèðîâàíèÿ ïîêàçàíî, ÷òî ñïåêòð ãàììà-êâàíòîâ, ôîðìè-
ðóþùèé ÌÝÄ íà ïîâåðõíîñòè êîíòåéíåðà, ñîîòâåòñòâóþ-
ùèì îáðàçîì ìîäèôèöèðóåòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ íà÷àëüíûì
ñïåêòðîì ÐÀÎ çà ñ÷åò ñàìîïîãëîùåíèÿ ñàìèì ÐÀÎ, à òàê-
æå çà ñ÷åò ïîãëîùåíèÿ â çàùèòå êîíòåéíåðà. Ñïåêòð ãàì-
ìà-êâàíòîâ íà ðàññòîÿíèè 10 ñì îò áîêîâîé âíåøíåé ïî-
âåðõíîñòè êîíòåéíåðà ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 3.
Íà äàííîì ñïåêòðå íàáëþäàþòñÿ ëèíèè, ñîîòâåòñòâó-
þùèå ýíåðãèÿì ãàììà-ðàñïàäà îò ýëåìåíòîâ Cs137 è Ño60,
à òàêæå çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî íèçêîýíåðãåòè÷åñêîé
ñîñòàâëÿþùåé çà ñ÷åò ïåðåðàññåèâàíèÿ â ÐÀÎ è çàùèòå
êîíòåéíåðà. Îäíàêî ñ ïðàêòè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ áîëåå
âàæíîé ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðèñòèêà ìîùíîñòè ýêñïîçèöèîí-
íîé äîçû, ïîýòîìó ïðè èññëåäîâàíèè çàìåíû êîìïîçèòà
áåòîí + æåëåçî íà êåðàìèêó â êà÷åñòâå îñíîâíîé õàðàêòå-
ðèñòèêè áûëî ðåøåíî èñïîëüçîâàòü çíà÷åíèÿ ÌÝÄ â çà-
äàííûõ òî÷êàõ.
 êà÷åñòâå êîíòðîëüíûõ òî÷åê äëÿ ÌÝÄ áûëè âçÿòû
òî÷êè íà ñåðåäèíå áîêîâîé ñòîðîíû êîíòåéíåðà, óäàëåí-
íûå îò íåå íà ðàññòîÿíèå 10, 50 è 100 ñì ñîîòâåòñòâåííî,
è òî÷êè íà îñè òîðöà êîíòåéíåðà íà ðàññòîÿíèè 10, 50,
100 ñì îò ïîâåðõíîñòè.
Ñîñòàâ ìàòåðèàëà, % (îá.)
ρ , ã/cì3
50% TiB2 + 50% W2B5 B4C
100 - 10,27
90 10 9,5
80 20 8,72
70 30 7,94
60 40 7,2
Òàáëèöà 1. Îáúåìíûå ñîîòíîøåíèÿ
äëÿ ãåòåðîôàçíîé êåðàìèêè
Ðèñ. 2. Ãåîìåòðè÷åñêàÿ ìîäåëü
äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ ìåòîäîì Ìîíòå-Êàðëî
Ðèñ. 3. Ñïåêòð ãàììà-êâàíòîâ
ñ áîêîâîé ïîâåðõíîñòè êîíòåéíåðà
ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010 43
Ìîäåëèðîâàíèå ðàäèàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê êîìïîçèòíûõ êåðàìèê äëÿ êîíòåéíåðîâ õðàíåíèÿ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ
Ðàññ÷èòàííûå çíà÷åíèÿ ÌÝÄ äëÿ ñòàíäàðòíîãî íàïîë-
íèòåëÿ êîìïîçèò áåòîí + æåëåçî â ñðàâíåíèè êåðàìè÷å-
ñêèì íàïîëíèòåëåì ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 4.
 ñëó÷àå ãîìîôàçíîé êåðàìèêè çíà÷åíèÿ ÌÝÄ ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ îáû÷íûì íàïîëíèòåëåì ìåíüøå â 7 ðàç, à â ñëó-
÷àå ãåòåðîôàçíîé êåðàìèêè ÌÝÄ îòëè÷àåòñÿ áîëåå ÷åì
â 200 ðàç.  ñâÿçè ñ ýòèì ïðîâåäåíû ðàñ÷åòû ÌÝÄ ïðè
óìåíüøåíèè îáúåìà íàïîëíèòåëÿ.  êà÷åñòâå êðèòåðèÿ
âçÿòà ìàññà êîíòåéíåðà, ýêâèâàëåíòíàÿ ìàññå îáû÷íîãî
íàïîëíèòåëÿ êîíòåéíåðà ÊÒÇÂ-0,2 (80 % áåòîí + 20 % æå-
ëåçî).
Ïðè òîëùèíå ñòåíîê çàùèòíîãî êîíòåéíåðà 15 ñì ìàñ-
ñà êîìïîçèòà áåòîí + æåëåçî ïðåâûøàåò 1,5 ò, ïëîòíîñòü
ðàâíà 3,44 ã/ñì3. Ìàêñèìàëüíàÿ ïëîòíîñòü ãåòåðîôàç-
íîé êåðàìèêè ñîñòàâà 100 % (50%TiB2 + 50%W2B5) ðàâíà
10,27 ã/ñì3. Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ äàííîé êåðàìèêè ïðè ñî-
õðàíåíèè ìàññû íàïîëíèòåëÿ âîçìîæíî óìåíüøåíèå òîë-
ùèíû ñòåíîê ñ 15 ñì äî 6,5 ñì. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ÌÝÄ
ñ óìåíüøåííîé òîëùèíîé êåðàìè÷åñêîé ñòåíêè ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ îáû÷íûì ÊÒÇÂ-0,2 ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5.
Ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, ÷òî äàæå ïðè óìåíüøåíèè òîë-
ùèíû ñòåíêè çíà÷åíèå ÌÝÄ ïðèìåðíî â 3 ðàçà ìåíüøå,
÷åì ïðè èñïîëüçîâàíèè êîìïîçèòà áåòîí + æåëåçî. Ýòî
ìîæåò áûòü ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ìàññîâûå êîýôôèöèåíòû
ïîãëîùåíèÿ äëÿ âîëüôðàìà, âõîäÿùåãî â ñîñòàâ ãåòåðîôàç-
íîé êåðàìèêè, áîëüøå ÷åì ó æåëåçà è áîëüøå ÷åì ó íàòðèÿ,
êàëèÿ è êàëüöèÿ, êîòîðûå âõîäÿò â ñîñòàâ áåòîíà. Åñëè
èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå íàïîëíèòåëÿ 80 % (50 % TiB2 +
+ 50 % W2B5) + 20 % B4C ñ ïëîòíîñòüþ 8,72 ã/ñì3, òî ïðè
ñîõðàíåíèè òîëùèíû ñòåíêè â 6,5 ñì ìû ïîëó÷àåì ìàññó
íàïîëíèòåëÿ èç êåðàìèêè íà 200 êã ëåã÷å, ÷åì ñìåñü áåòî-
íà è æåëåçà â ÊÒÂÇ-0,2. Ïðè ýòîì çíà÷åíèå ÌÝÄ íà áî-
êîâîé ïîâåðõíîñòè êîíòåéíåðà ïðèìåðíî íà 60 % ìåíüøå,
÷åì äëÿ ñòàíäàðòíîãî ÊÒÂÇ-0,2 (ðèñ. 5, á).
Выводы
Ïðîâåäåíî ìîäåëèðîâàíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàäèà-
öèîííûõ íàãðóçîê îò ÐÀÎ, íàõîäÿùèõñÿ â êîíòåéíåðå
ìàðêè ÊÒÇÂ-0,2 ñ ðàçëè÷íûìè çàùèòíûìè ìàòåðèàëà-
ìè.  êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâíîãî áåòîíó ìàòåðèàëà áûëè
âûáðàíû êîìïîçèòíûå êåðàìèêè âûñîêîé ïëîòíîñòè.
Ðàññ÷èòàíû ìîùíîñòè ýêñïîçèöèîííîé äîçû â êîíòðîëü-
íûõ òî÷êàõ. Âûïîëíåíî ñðàâíåíèå çíà÷åíèé ÌÝÄ äëÿ ñòàí-
äàðòíîãî íàïîëíèòåëÿ çàùèòíîãî êîíòåéíåðà, ñîñòîÿùåãî
èç ñìåñè ñòàëè è áåòîíà ñî çíà÷åíèÿìè ÌÝÄ äëÿ êåðàìè-
÷åñêèõ íàïîëíèòåëåé.
Ïîêàçàíî, ÷òî íàèáîëåå ýôôåêòèâíûì ìàòåðèàëîì
äëÿ êîíòåéíåðîâ ÐÀÎ ÿâëÿåòñÿ ãåòåðîôàçíàÿ êåðàìèêà
X % (50% TiB2 + 50% W2B5)+Y % B4C ïðè âåñîâûõ ñîîòíîøåíè-
ÿõ îò 100 % (50 % TiB2 + 50 % W2B5) äî 80 % (50% TiB2 +
Ðèñ. 4. Ñðàâíåíèå ÌÝÄ ïðè çàìåíå íàïîëíèòåëÿ êîìïîçèò áåòîí + æåëåçî êåðàìèêîé:
à — ãîìîôàçíàÿ êåðàìèêà ZrO2;á — ãåòåðîôàçíàÿ êåðàìèêà (50 %TiB2 + 50 %W2B5)
Ðèñ. 5. Ñðàâíåíèå ÌÝÄ ïðè çàìåíå êîìïîçèòà áåòîí + æåëåçî ãåòåðîôàçíîé
êåðàìèêîé ìàññîé ðàâíîé êîìïîçèòó áåòîí + æåëåçî:
à — êåðàìèêà (50 % TiB2 + 50 % W2B5); á — êåðàìèêà 80 % (50% TiB2 + 50 % W2B5) + 20 % B4C
à á
à á
44 ßäåðíà òà ðàä³àö³éíà áåçïåêà 3 (47).2010
Å. Â. Ðóäû÷åâ, Ñ. Þ. Ñàåíêî, Ì. À. Õàæìóðàäîâ
+ 50% W2B5)+20 % B4C. Ïðè äàëüíåéøåì óìåíüøåíèè ñî-
äåðæàíèÿ (50 % TiB2 + 50 % W2B5) ñîõðàíÿåòñÿ ïîëîæè-
òåëüíûé áàëàíñ çíà÷åíèé ÌÝÄ ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íûì
êîìïîçèòîì áåòîí + æåëåçî. Ïðè òîëùèíå ñòåíêè â 6,5 ñì
çíà÷åíèÿ ÌÝÄ ìåíüøå âïëîòü äî ñîñòàâà êåðàìèêè 60 %
(50 % TiB2 + 50 % W2B5)+40 % B4C, ïðè êîòîðîì ÌÝÄ
íà 10 % áîëüøå, ÷åì ïðè èñïîëüçîâàíèè êîìïîçèòà áå-
òîí + æåëåçî òîëùèíîé 15 ñì.
Òàêèì îáðàçîì, ïðè èñïîëüçîâàíèè êåðàìèêè ïðè ñî-
õðàíåíèè çíà÷åíèé ÌÝÄ ìîæíî ñóùåñòâåííî óìåíüøèòü
ãàáàðèòû è ìàññó êîíòåéíåðà. Ïðè ñîõðàíåíèè ìàññû êîí-
òåéíåðà âîçìîæíî óìåíüøåíèå ãàáàðèòîâ è ñíàðÿæåíèå
êîíòåéíåðà ÐÀÎ ñ ïîâûøåííîé àêòèâíîñòüþ ïðè ñîõðàíå-
íèè çíà÷åíèé ÌÝÄ.
 çàâèñèìîñòè îò ïîñòàâëåííîé çàäà÷è è âûáîðå êðè-
òåðèåâ (ìàêñèìàëüíàÿ ÌÝÄ, ìàññà êîíòåéíåðà, ìàêñè-
ìàëüíàÿ àêòèâíîñòü ÐÀÎ, ãàáàðèòíûå ðàçìåðû) âîçìîæíà
îïòèìèçàöèÿ õàðàêòåðèñòèê êîíòåéíåðà ìåòîäàìè ìàòåìà-
òè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ.  ÷àñòíîñòè, êàê ïîêàçàíî â ðà-
áîòå [5], ìîæíî óìåíüøèòü ÌÝÄ ïðè ïîìîùè íàõîæäåíèÿ
îïòèìàëüíîãî ñîîòíîøåíèÿ R/Z, ãäå R — ðàäèóñ öèëèíäðà
ñ ÐÀÎ à Z — åãî âûñîòà. Îæèäàåòñÿ, ÷òî ïðè ñîîòâåòñòâó-
þùåé îïòèìèçàöèè äàííîãî ïàðàìåòðà ìîæíî äîïîëíè-
òåëüíî óìåíüøèòü ÌÝÄ äî 30 %.
Список литературы
1. Áàòèé Â. Ã., Åãîðîâ Â. Â. è äð. Îöåíêà ìàêñèìàëüíî äîïóñ-
òèìîé àêòèâíîñòè óïàêîâîê ñ âûñîêîàêòèâíûìè îòõîäàìè // Ïðî-
áëåìè áåçïåêè àòîìíèõ åëåêòðîñòàíö³é ³ ×îðíîáèëÿ. — 2008. —
Âèï. 9. — Ñ. 31–36.
2. Ìîñêâèí Â. Ì., Èâàíîâ Ô. Ì., Àëåêñååâ Ñ. Í., Ãóçååâ Å. À.
Êîððîçèÿ áåòîíà è æåëåçîáåòîíà, ìåòîäû èç çàùèòû. — Ì.:
Ñòðîéèçäàò, 1980. — 536 ñ.
3. Ñàåíêî C. Þ. Òåõíîëîãè÷åñêèå ïîäõîäû äëÿ îáåñïå÷å-
íèÿ áåçîïàñíîñòè ïðè îáðàùåíèè ñ ðàäèîàêòèâíûìè îòõîäà-
ìè // Ýíåðãåòèêà, ýêîíîìèêà, òåõíîëîãèè, ýêîëîãèÿ. — 2007. —
¹ 2(21). — Ñ. 27–35.
4. Breismeister J. F., ed. MCNP — A General Monte Carlo N-Par-
ticle Transport Code. LA-13709-M. Los Alamos National Laboratory:
Los Alamos, NM. — 2000.
5. Ïèñìåíåöêèé Ñ. À., Ðóäû÷åâ Â. Ã., Ðóäû÷åâ Å. Â. Àíàëèç
âíåøíåãî ãàììà-èçëó÷åíèÿ öèëèíäðè÷åñêîé åìêîñòè ñ ÐÀÎ //
³ñíèê Õàðê. óí-òó. Ñåð³ÿ: ßäðà, ÷àñòèíêè, ïîëÿ. — 2008. —
¹ 808. — Ñ. 53–60.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 21.07.2010.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97417 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2073-6231 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:55:23Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Рудычев, Е.В. Саенко, С.Ю. Хажмурадов, М.А. 2016-03-28T09:53:37Z 2016-03-28T09:53:37Z 2010 Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов / Е.В. Рудычев, С.Ю. Саенко, М.А. Хажмурадов // Ядерна та радіаційна безпека. — 2010. — № 3. — С. 41-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2073-6231 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97417 621.039.58 Методом Монте-Карло проведено моделирование дозовых нагрузок от
 радиоактивных отходов, находящихся в контейнере КТЗВ-0,2. Для увеличения срока
 эксплуатации и повышения защитных характеристик контейнера рассмотрена
 возможность использования в качестве защитного материала композитных керамик
 большой плотности. Выполнено сравнение характеристик дозовых нагрузок при
 использовании керамики и стандартного материала. Методом Монте-Карло проведено моделювання дозових навантажень від
 радіоактивних відходів, що містяться у кон-тейнері КТЗВ-0,2. Для збільшення строку
 експлуатації та підвищення захисних характеристик контейнера розглянуто
 можливість використання за захисний матеріал композитних керамік великої
 щільності. Виконано порівняння характеристик дозових навантажень під час
 використання кераміки та стандартного матеріалу. Radiation dose levels of radioactive waste in the KTZV-0.2 container are simulated by
 the Monte Carlo method. In order to increase the lifetime and improve the characteristics of
 the container as a radiation shield, the possibility of using high-density composite ceramics is
 considered. Characteristics of radiation exposure for ceramics and reference material are
 compared. ru Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України Ядерна та радіаційна безпека Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов Моделювання радіаційних характеристик композит-них керамік для контейнерів зберігання радіоактивних відходів Modeling of radiation characteristics of composite ceramics for radioactive waste storage containers Article published earlier |
| spellingShingle | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов Рудычев, Е.В. Саенко, С.Ю. Хажмурадов, М.А. |
| title | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов |
| title_alt | Моделювання радіаційних характеристик композит-них керамік для контейнерів зберігання радіоактивних відходів Modeling of radiation characteristics of composite ceramics for radioactive waste storage containers |
| title_full | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов |
| title_fullStr | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов |
| title_full_unstemmed | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов |
| title_short | Моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов |
| title_sort | моделирование радиационных характеристик композитных керамик для контейнеров хранения радиоактивных отходов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97417 |
| work_keys_str_mv | AT rudyčevev modelirovanieradiacionnyhharakteristikkompozitnyhkeramikdlâkonteinerovhraneniâradioaktivnyhothodov AT saenkosû modelirovanieradiacionnyhharakteristikkompozitnyhkeramikdlâkonteinerovhraneniâradioaktivnyhothodov AT hažmuradovma modelirovanieradiacionnyhharakteristikkompozitnyhkeramikdlâkonteinerovhraneniâradioaktivnyhothodov AT rudyčevev modelûvannâradíacíinihharakteristikkompozitnihkeramíkdlâkonteinerívzberígannâradíoaktivnihvídhodív AT saenkosû modelûvannâradíacíinihharakteristikkompozitnihkeramíkdlâkonteinerívzberígannâradíoaktivnihvídhodív AT hažmuradovma modelûvannâradíacíinihharakteristikkompozitnihkeramíkdlâkonteinerívzberígannâradíoaktivnihvídhodív AT rudyčevev modelingofradiationcharacteristicsofcompositeceramicsforradioactivewastestoragecontainers AT saenkosû modelingofradiationcharacteristicsofcompositeceramicsforradioactivewastestoragecontainers AT hažmuradovma modelingofradiationcharacteristicsofcompositeceramicsforradioactivewastestoragecontainers |