История искусства Энергетика Локальные компьютерные сети Начертательная геометрия и инженерная графика Курс физики Задачи примеры решения Математика лекции и примеры решения задач Электротехника расчет цепей Информатика
АЭС с реактором ВВЭР АЭС с быстрыми реакторами

Предотвращение загрязнения окружающей среды выбрасами АЭС

Коррозия конструкционных материалов. При работе реактора все материалы, применяемые для изготовления оборудования первого контура, с той или иной скоростью коррозируют в зависимости от их коррозийной стойкости и условий эксплуатации в контуре. Коррозия материала сопровождается выделением водорода, часть которого входит в структуру металла, образуя гидриды, а часть либо диффундирует в воду первого контура, либо уходит в окружающую среду через стенки сосудов и труб. При этом коррозия является достаточно мощным источником водорода, так как поверхности материалов и сплавов, омываемые теплоносителем, исчисляются тысячами квадратных метров.

Дефектные твэлы. В современных энергетических реакторах применяют твэлы самых различных конструкций с использованием различного топлива (окислы, металлы, карбиды и т.д.). Наибольшее распространение получило топливо из двуокиси урана. В качестве материала оболочек широко используют нержавеющие стали и циркониевые сплавы. Оболочка предохраняет топливо от химического воздействия теплоносителя, а теплоноситель - от попадания частиц ядерного топлива и осколков деления. После года работы реактора на 1 кВт его мощности в активной зоне образуется около 1.8 ТБк (1.8*10 Бк) нуклидов криптона ( Kr, Kr, Kr, Kr) c массой 5,2 мг; 3.3 ТБк нуклидов ксенона ( Xe, Xe, Xe, Xe) c массой 55.7 мг; 6.4 ТБк нуклидов иода ( I, I, I, I) c массой 2,6 мг; 0.054 ТБк нуклидов цезия ( Cs, Cs, Cs) c массой 35 мг; 3,4 ТБк нуклидов стронция ( Sr, Sr, Sr) c массой 14,6 мг. Приблизительно 0.1 общего количества газообразных продуктов деления (25 см /(МВт.сут) диффундирует из объема горючего к поверхности сердечника и далее в зазор между топливом и защитной оболочкой или в специальный газосборник. Если по какой-то причине произойдет разгерметизация оболочки твэла, то часть этих газообразных продуктов и легколетучих продуктов деления через щель дефекта может выйти из твэла в теплоноситель. Химическая концентрация их будет незначительной. Однако данный источник газа важен с точки зрения влияния на радиационную безопасность станции.

Радиолиз и термолиз ионитов. Для очистки теплоносителя первого контура водо-водяных реакторов от различных примесей и продуктов коррозии, а также для поддержания заданного водяного режима применяют ионообменные катионитовые и анионитовые фильтры. Перед подачей воды на фильтр температуру теплоносителя понижают до 50оС, чтобы обеспечить необходимую устойчивость анионообменников. В процессе эксплуатации фильтров на них сорбируются продукты коррозии и деления. Активность на фильтре может достигать десятков террабеккерелей. Поэтому со временем может иметь место разрушение ионитов (в основном анионитов) с выделением продуктов термического и радиационного разрушения в фильтрах. Попав в первый контур, продукты деления претерпевают радиационно-химические превращения, давая в конечном итоге водород, аммиак и углекислоту. Обычно фильтры проектируют таким образом, чтобы потери емкости анионита в конце срока службы фильтра не превышали 30% исходной.

Ядерные реакции. В процессе работы ядерного реактора в небольшом количестве образуются газы - продукты ядерных реакций: С - при активации азота и кислорода, содержащихся в виде примеси в топливе и теплоносителе, при тройном делении в топливе; Н - при тройном делении в топливе и за счет активации Li, B, D, содержащихся в виде примеси в теплоносителе; F, F - при активации ядер воды и натрия; Ne - при активации ядер натрия; Ar-при активации K в натрии и Ar в воде и воздухе.

F, F, Ne из-за малого периода полураспада и низкой химической концентрации практического интереса не представляют и поэтому в дальнейшем не рассматриваются. Остальные радионуклиды, хотя и образуются с низкими химическими концентрациями, однако имеют большой период полураспада, хорошо (кроме Ar) усваиваются объектами внешней среды и поэтому важны с точки зрения обеспечения радиационной безопасности.

Краткая характеристика газообразных выбросов АЭС В процессе эксплуатации АЭС образующиеся в первом контуре реактора газы выводится из контура (либо утечкой теплоносителя, либо организованной продувкой) на очистку В реакторах кипящего типа РБГ во внешнюю атмосферу могут попасть вместе с неконденсирующимися газами, отсасываемыми эжектором из конденсатора турбины. Активационные газы ( Ar, C, N). Ar образуется при захвате нейтрона ядром Ar. Мощность выброса Ar в атмосферу на ядерных реакторах зависит от их конструктивных и технологических особенностей. Как правило, для рассматриваемых типов реактора относительное содержание его в выбросах не превышает 0.3% общей активности В реакторе типа РБМК поддерживается нейтральный водный режим, и тритий в теплоносителе накапливается только в результате выхода из твэлов, а также активации дейтерия

На реакторах с обычной водой 73% радионуклидов иода присутствуют в виде органических соединений, 22% иодноватистой кислоты, 5% элементарного иода. Средние выбросы 131I из реакторов с кипящей водой и водой под давлением равны 74-185 и 1,85-22,2 МБк/МВт(эл).год. Нормирование выбросов радиоактивных газов в атмосферу. Ограничение абсолютных выбросов Дозовая квота от радиоактивных отходов АЭС составляет лишь 5% регламентированного НРБ предела дозы

Радиоактивность - совсем не новое явление, как до сих пор считают некоторые, связывая ее со строительством АЭС и появлением ядерных боеприпасов. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни. Однако радиацию, как явление, человечество открыло всего сто лет тому назад.
Коррозия конструкционных материалов