Сбор и захоронение жидких радиоактивных отходов

На промплощадке ГНЦ РФ НИИАР переработка и захоронение всех видов радиоактивных отходов централизовано в комплексе по обращению с радиоактивными отходами (КОРО) [4.13].

Жидкие радиоактивные отходы, образующиеся в подразделениях института, по химическому и радиохимическому составу, а также по содержанию твердой фазы (гомогенные, гетерогенные) делятся на категории, каждая из которых поступает на хранение и переработку в приемные емкости зданий 135, 135а, 138 (КОРО) только по соответствующим трубопроводам спецканализации.

Низко- и среднеактивные ЖРО транспортируются из подразделений по линиям С-1, С‑2 и С-3 на временное хранение в емкости зд. 138, откуда после накопления и усреднения по активности направляются на переработку.

Высокоактивные ЖРО, пульпы и отработавшие ионообменные смолы направляются по линиям С-4 и С-6 на длительное хранение в емкости зд. 135 и зд. 135а.

Объемы сбросов ЖРО по спецканализациям С-3 приведено в табл. 4.12, а средний радионуклидный состав и активность контурных и дезактивационных сливов - в табл. 4.13.

Таблица 4.12

Объемы сбросов ЖРО и душевых вод (С-3) из подразделений института за 2006г., м³

№№ зданий (источников образования ЖРО)	Виды жидких сливов и линии канализации
	Контурные воды РУ	Дезактивационные воды, в т.ч. спецпрачечные	Душевые воды	Высокоактивные пульпы горячих камер, кубовые остатки	Пульпы ионообменных смол из фильтров
	С-1	С-2	С-3	С-4	С-6
101	-	26322	4004	-	-
103	-	226	863	-	-
106	1820	1527	3875	-	-
117,118,119	-	1039	3565	-	-
120	-	4869	2879	7,2	-
151	-	45	1152	-	-
160	46	187	2872	-	-
170	-	9964	3590	-	11,8
180	-	7483	3266	-	-
КОРО	35	8753,7	2534	-	-
105		6	41
ОРБ(л.Сокол.)		117	110
Всего	1901	60538,7	28751	7,2	11,8

 

Таблица 4.13

Средний радионуклидный состав и активность вод (Бк/м³)

Средний радионуклидный состав вод	Контурные воды		Дезактивационные воды
	Интервал изменения	средние значения	Интервал изменения	средние значения
^134Cs, ^137Cs	7,4*10^7-3,3*10^9	1,5*10^9	1,5*10^8-4,8*10^8	5,9*10^8
^89Sr, ^90+Sr, ^140Ba	3,7*10^6-7,4*10^7	2,6*10^7	1,1*10^8-3,7*10^8	3*10^8
РЗЭ	2,6*10^6-3*10^7	1,5*10^7	3,7*10^7-3*10^8	4,1*10^8
^95+Zr, ^95Nb	7,4*10^4-2,6*10^6	1,1*10^6	3,7*10^7-1,1*10^8	9,3*10^7
^103Ru, ^106+Ru, ^103Rh, ^106Rh	7,4*10^5-7,4*10^7	2,2*10^7	3,7*10^7-2,2*10^8	2,8*10^8
^131J	1,9*10^6-7,4*10^7	2,6*10^7	3,7*10^6-7,4*10^6	5,6*10^6
^60Co	3,7*10^5-3,7*10^7	2,2*10^7	1,9*10^7-1,1*10^8	9,3*10^7
^54Mn	3,7*10^5-3,7*10^7	1,5*10^6	-	-
Объемная b-активность	1,1*10^8-3,7*10^9	1,9*10^9	1,5*10^8-4,4*10^9	1,9*10^8
Объемная a-активность	-	3,7*10^5	1,1*10^7-1,9*10^6	1,9*10^7

Душевые воды накапливаются поочередно в двух емкостях объемом по 200 м³. При заполнении емкости прием в нее прекращается, отбирается проба на рН и объемную активность. После получения результатов анализов, не превышающих УВ, душевые воды откачиваются в ПЛК-1. Если объемная активность превышает ПДК, то душевые воды перекачиваются в емкость для сбора дезактивационных растворов.

Дезактивационные растворы С-2 и контурные воды С-1, составляющие основной объем ЖРО, закачиваются в подземное хранилище опытно-промышленного полигона (ОПП). Он представляет собой систему нагнетательных и наблюдательных скважин, оснащенных необходимым технологическим оборудованием и системами технического и радиационного контроля.

Для захоронения отходов на ОПП используется комплекс, содержащий рассол, приуроченный к окскобашкирским отложениям нижнего и среднего карбона (IV водоносный комплекс). Скорость движения воды по водосодержащему пласту @ 1 мм/год.

В естественных условиях этот водоносный комплекс содержит хлоридные кальциево-натриевые рассолы с минерализацией 230¸285 г/л и в настоящее время не используется для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения и не содержат в промышленных концентрациях полезных компонентов. IV водоносный комплекс залегает на глубине 1150 м, имеет мощность около 300 м, сложен известняками и доломитами. Наличие известняка в IV водоносном комплексе, в принципе, может при несоблюдении технологии захоронения приводить к карстовым проявлениям.

Изоляция IV водоносного комплекса, используемого для захоронения отходов, от вышележащих водоносных горизонтов обеспечивается наличием в кровле IV комплекса регионального водоупора (на территории Европейской части РФ), образованного глинистыми породами верейского горизонта мощностью 45¸50 м. Кроме того, верхние водоносные горизонты, содержащие пресные воды и используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения, отделены от нижележащих горизонтов, содержащих соленые воды (т.е. от подземного хранилища ЖРО), выдержанным на данной площади водоупором, образованным толщей глин и гипсов татарского яруса верхней перми суммарной мощностью 150¸200 м.

Наличие в разрезе двух водоупоров, соответствующая конструкция напорных скважин, исключающая протечки радиоактивных веществ при прохождении горизонтов с грунтовыми водами, практически исключают выход радионуклидов в питьевые водоносные горизонты.

Таблица 4.14

Данные по количеству радиоактивных веществ и отходов в хранилищах КОРО

Наименование хранилища	Поступило на хранение в 2003 г		Поступило на хранение в 2006 г		Находится на хранении (поступило за весь период эксплуатации)
	т	Кu	т	Кu	т	Кu
Опытно-промышленный полигон	57279 м^3	1720,46	61686м^3	440,58	2889692м^3	129393,78
Хранилище жидких высокоактивных отходов	55,1 м^3	89,9	19м^3	104,09	2854м^3	42647,736
Хранилище твердых высокоактивных отходов	25,5	45945,9	20,496	124418,91	5088,444	4613820,4
Могильник твердых низкоактивных отходов	163	0,55	109,523	0,187	764038,823	172,529

 

В подземное хранилище разрешено закачивать до 550 м³/сут. жидких радиоактивных отходов с удельной активностью не выше 0,001 Кu/л. Средняя удельная активность закачиваемых отходов составляет 5,1×10^-5 Кu/л, в том числе: ¹³⁷Cs - 26%, ¹³⁴Cs -9%, ⁹⁰ Sr - 16%, редкоземельные элементы (¹⁵² Eu, ¹⁵⁴ Eu, ¹⁴¹ Ce, ¹⁴⁴ Ce) - 22%, ⁹⁵ Zr (⁹⁵ Nb)-6%, ¹⁰³ Ru, ¹⁰⁶ Ru (¹⁰³ Rh, ¹⁰⁶ Rh) - 16%, ⁶⁰ Co -3%, ¹³¹ I - <1%, ⁵⁴ Mn - <1%, сумма a -излучателей - <0,01%.

Сведения о содержании радиоактивных веществ и отходов в хранилищах КОРО института в настоящее время даны в табл. 4.14.

Для предотвращения отрицательного влияния захоронения отходов КОРО на окружающую среду и жизнедеятельность населения вокруг ОПП организована СЗЗ (СЗЗ ОПП). Контроль за распространением радиоактивных и химических загрязнений в подземном хранилище и за его пределами производится геофизическими методами исследования в скважинах, радиохимическим опробованием пластовых вод наблюдательных скважин, а также моделированием распространения. Геофизические исследования состоят в проведении резистивиметрии, термометрии и гамма-каротажа.

Для наблюдения за подземным хранилищем отходов на полигоне имеется 35 наблюдательных скважин, которые размещены в трех поясах санитарно-защитной зоны (размер зоны утвержден решением Ульяновского облисполкома от 05.10.70), удаленных от центра полигона соответственно на 0,6, 3,0 и (12¸13) км. Кроме того, для контроля питьевого горизонта на территории ОПП имеется куст санитарно-гигиенических скважин (3шт). Конструкция скважин одинакова с наблюдательными, глубина 50¸60 м.

За время эксплуатации полигона не установлено случаев распространения радионуклидов за пределы границ второго пояса СЗЗ ОПП. Контроль за состоянием полигона проводится ежеквартально по скважинам, расположенным в пределах II пояса санитарно-защитной зоны и 1¸2 раза в год по остальным скважинам. В скважинах, где зафиксировано повышение g-фона, измерения проводятся ежемесячно.

Таблица 4.15

Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения в контрольных скважинах ОПП

Номер пояса СЗЗ ОПП/радиус, км	Номер наблюдательной скважины	Мощность экспозиционной дозы, мкР/ч
1/0,6	Р-9	6200
2/3,0	Р-16	79
3/12-13	Р-21	14,4

При закачке отходов прирост пластового давления на нагнетательной скважине»26 кг/см², на расстоянии 200 м от скважины он составляет (3¸4) кг/см², а на расстоянии 2600 м - лишь 0,3 кг/см². Контур распространения активности радионуклидов в пластовых водах (верхняя проницаемая зона IV комплекса) был зафиксирован на расстоянии 2500¸3000 м в Западном и Юго-Западном направлении и на расстоянии 800¸1000 м в Восточном и Северо-восточном направлении от центра полигона.

Анализ результатов длительного контроля подземных сооружений и коммуникаций КОРО позволяет сделать следующие выводы:

· за период эксплуатации комплекса значимых утечек радиоактивных отходов не было; содержание радионуклидов в водоносном питьевом горизонте не превышало допустимых величин - ДКб;

· радиационные характеристики на территории комплекса, техногенный фон вблизи сооружений, установок, хранилищ не изменился;

· опыт эксплуатации системы радиационного мониторинга подтвердил ее надежность для контроля утечек радиоактивных отходов.

Таким образом, радиационные характеристики грунта, почвенного слоя и водоносного горизонта соответствуют требованиям НРБ-99 и ОСПОРБ-99.