1. РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "ОЦЕНКА ДОЛГОВРЕМЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПУНКТОВ ПРИПОВЕРХНОСТНОГО ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ" (РБ-117-16)

Непреднамеренное вторжение человека в систему захоронения РАО может быть обусловлено проведением буровых работ (например, при изысканиях). Такое вторжение в ППЗРО может вызывать повреждение барьеров безопасности и перенос радиоактивных веществ в окружающую среду и, как следствие, потенциальное облучение человека.

Выход радионуклидов происходит непосредственно при проведении буровых работ, в частности при извлечении загрязненных горных пород и (или) керна.

Выделяются следующие возможные пути облучения рабочих, выполняющих указанные работы и рассматриваемых в качестве референтной группы:

внешнее облучение от бурового раствора и (или) облака пыли, образовавшегося во время бурения;

внешнее облучение от загрязненных горных пород и (или) керна;

внутреннее облучение ингаляционным путем.

Выделяются следующие возможные пути облучения населения:

внешнее облучение от облака пыли, образовавшегося во время бурения;

внешнее облучение от загрязненных поверхностей;

внутреннее облучение ингаляционным путем.

Для расчета максимального разового выброса при бурении скважины применяется формула, г/сек.:

m = Q · q / 3600, (1)

где Q - объемная производительность бурового станка, м3/час; q - удельное пылевыделение с 1 м3 извлеченной породы.

Масса выбрасываемой пыли задается как y, кг/ч. При консервативном подходе предполагается отсутствие (или неисправность) системы улавливания пыли на буровом станке. Масса выбрасываемой пыли зависит от типа станка и категории крепости породы.

От типа бурового станка зависит также и время прохождения одного погонного метра скважины. Время прохождения бурового станка через хранилище с учетом толщины слоя отходов вычисляется по формуле, ч:

T = t · h, (2)

где: t - время бурения одного погонного метра скважины, час/м; h - толщина слоя отходов, м.

При этом количество выброшенной в атмосферу пыли составит, кг:

X = T · y. (3)

Соответственно, активность выбрасываемой пыли составит, Бк:

А = Ауд · X, (4)

где: Ауд - удельная активность отходов, Бк/кг.

С учетом активности выброса А, диаметра скважины, средней скорости ветра в направлении населенного пункта, расстояния до населенного пункта, средней температуры и количества осадков, подстилающей поверхности и количества выброшенной в атмосферу пыли рассчитывается приземная концентрация радионуклидов по модели диффузии Гаусса.

Для расчета интеграла приземной концентрации радионуклида r в воздухе на расстоянии x, Бк·с/м3 используется формула:

Сv,r(x) = Qr · Gr(x), (5)

где: Qr - суммарная активность поступившего в воздух радионуклида r, Бк; Gr(x) - временной интеграл фактора разбавления примеси в приземном слое воздуха с учетом истощения струи выброса, с/м3, рассчитывается по формуле:

где: x - расстояние от источника по направлению ветра, м; u - скорость ветра на высоте выброса, м/с; - дисперсия струи в поперечном направлении на расстоянии x, м; - дисперсия струи в вертикальном направлении на расстоянии x, м; Fr(x) - безразмерная функция истощения струи за счет сухого осаждения радионуклида r; h(x) - высота центра облака выброса над поверхностью земли на расстоянии x от места выброса, м.

Дисперсия струи в поперечном направлении на расстоянии x от источника выбросов определяется выражением:

где: с3 - параметр, зависящий от категории погоды.

Коэффициент вертикальной дисперсии рассчитывается по формуле:

где: - предельное значение для данной категории устойчивости; z0 - высота шероховатости подстилающей поверхности, см; x - расстояние от источника выброса, м. Функции f(z0, x) и g(x) рассчитываются по формулам:

g(x)= a1·xb1 / (1 + a2 · xb2), (9)

В таблицах 1 - 5 приведены значения параметров, используемых в формулах (8) - (10).

Таблица N 1

ВЫСОТА ШЕРОХОВАТОСТИ zo ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

Таблица N 2

ЗНАЧЕНИЯ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ
КАТЕГОРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ

Расчет F(x) производится по формуле:

где Vg - скорость сухого осаждения радионуклида r на подстилающую поверхность (принимается 0,008 м/с).

Таблица N 3

КОЭФФИЦИЕНТЫ В ФУНКЦИИ g(x), ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
ВЕРТИКАЛЬНОЙ ДИСПЕРСИИ ОБЛАКА ВЫБРОСА

Таблица N 4

КОЭФФИЦИЕНТЫ В ФУНКЦИИ f(z0,x)

Таблица N 5

КОЭФФИЦИЕНТ c3, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ПРИ РАСЧЕТЕ

При расчете входящих в формулу (6) характеристик дисперсии струи консервативно выбирается такая категория устойчивости атмосферы, при которой на заданном расстоянии x приземная концентрация радионуклидов будет максимальной.

В качестве источника внешнего облучения рабочих при проведении буровых работ рассматривается извлекаемый керн.

Внешняя доза облучения рабочих от обращения с керном цилиндрической формы высотой h, м, и радиусом R, м, определяется, как правило, в точке детектирования на боковой поверхности цилиндра на середине высоты. Плотность потока частиц в данной точке составляет, част/см2·c:

где: S - объемный выход частиц источника в телесный угол част/см3·с.

Коэффициент рассчитывается с использованием выражения:

С целью упрощения вычислений можно использовать замену для моноэнергетических источников при переходе от плотности потока частиц к мощности дозы гамма-излучения путем замены множителя на множители Av·ГG, где Av - полная объемная активность источника; ГG - гамма-постоянная радионуклида. Произведя замену получаем мощность дозы, Зв/ч:

Внешняя доза облучения рабочего от обращения с керном вычисляется по формуле, Зв/час:

где - время облучения рабочего с учетом времени обращения с каждым керном, времени пребывания керна на площадке, количества часов в смене для рабочих, ч.

Для проведения оценки внутреннего облучения рабочих и населения ингаляционным путем производится расчет эффективной дозы в различных органах и тканях (j) от радионуклида r для лиц возрастной группы а по формуле, Зв/год:

Ha,r,j = Aa,r · Ra,r,j, (16)

где Ra,r,j - дозовый фактор конверсии при ингаляции, Зв/Бк; Aa,r - годовое поступление радионуклида, Бк/год.

Внешнее облучение от облака пыли для работников и населения рассчитывается по формуле, Зв/год:

Нr,j= Сr · Rr,j · k, (17)

где: Сr - интеграл приземной концентрации радионуклида r в рассматриваемой точке х, Бк·с/м3; Rr,j - дозовый фактор конверсии, Зв·м3/с·Бк; k - коэффициент защищенности зданиями.

При расчете внешней дозы от загрязненной поверхности для населения следует определить эффективную дозу Н, Зв/год, по формуле:

Н = Сrs(х) · K · Rs · k, (18)

где: Сrs - выпадение радионуклида r в рассматриваемой точке х вследствие прохождения радиоактивного облака, Бк/м2; К - коэффициент, учитывающий время нахождения на местности; Rs - дозовый фактор конверсии для облучения от поверхности, Зв·м2/с·Бк.

Суммарная доза рабочих рассчитывается как сумма доз внешнего и внутреннего облучения, Зв/год:

Нр = Нr,j + D + Ha,r,j. (19)

Суммарная доза населения рассчитывается как сумма доз внешнего и внутреннего облучения, Зв/год:

Нн = Нr,j + H + Ha,r,j. (20)