Radioaktív hulladékok (Fizikus B.Sc.) Radioaktívhulladék gazdálkodás (Gépész - energetikus B. Sc.)

Átírás

1 Radioaktív hulladékok (Fizikus B.Sc.) Radioaktívhulladék gazdálkodás (Gépész - energetikus B. Sc.) 1. A radioaktív hulladékokkal kapcsolatos sugárvédelmi ismeretek rövid összefoglalása 2. A radioaktív hulladék definíciói, a hulladékokra vonatkozó szabályozás 3. Radioaktív hulladékok típusai, keletkezésük, vizsgálati módszereik 4. Radioaktív hulladékok kezelése ( Waste management ) 1

2 Irodalom a felkészüléshez Letölthető prezentáció Fehér I., Deme S. (szerk.): Sugárvédelem (ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2010.) Zagyvai P. és mások: A nukleáris üzemanyagciklus radioaktív hulladékai (ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, korlátozott példányszámban) 2

3 Dózisfogalmak de D = Elnyelt dózis [1 Gy = 1 J/kg] dm Egyenérték dózis [1 Sv=1 Gy biológiai hatása] az ionizáló sugárzás sztochasztikus hatására Effektív dózis E = H w H H = E = D w R az egyes szöveteket ért egyenértékdózis súlyozott összege Lekötött dózis: több éven keresztül kifejtett dózisok összege Kollektív dózis: azonos forrásból egy embercsoport tagjait ért dózisok összege T T T 3

4 Sugárvédelmi ismeretek összefoglalása Sugárvédelem az ionizáló sugárzások károsító hatásainak kizárása, illetve minimalizálása. 3 alapelv: 2 további irányelv: Indokoltság Optimálás Korlátozás * ha a kis dózisokat korlátozzuk, ezzel a nagy dózist kizárjuk * a természetes dózis nem korlátozható Külső sugárterhelés: kisméretű vagy kiterjedt forrásoktól, de a testen kívülről származik Belső sugárterhelés: radioaktív anyag inkorporációja (belégzése, lenyelése) Sugárzás kártétele: determinisztikus (nagy dózis által nekrózis) sztochasztikus (bármely dózis által tumor kialakulásának kockázata) 4

5 Az ionizáló sugárzás determinisztikus egészségkárosító hatása A károsítás mértékét jellemző dózismennyiség: relatív biológiai egyenértékkel szorzott elnyelt dózis J/kg = Gray = Gy 5

6 Relatív biológiai egyenérték Evaluating a Health Risk of High Dose Exposure 6

7 Az ionizáló sugárzások sztochasztikus egészségkárosító hatása Kockázat m= /Sv Dózis Lineáris, küszöb nélküli függvénykapcsolat az effektív dózis és a természetest meghaladó többletdózis által okozott kockázat között a szabályozás alapja. Dózis = Egyenérték- vagy effektív dózis. 7

8 Sugárvédelmi ismeretek összefoglalása Dóziskorlátozás: DL immissziós korlát foglalkozási korlát: 20 msv/év (5 év átlagaként, 1 évben sem lehet >50 msv) lakossági korlát: 1 msv/év DC - emissziós korlát = dózismegszorítás (fiktív személy dózisa) Magyarországon: kiemelt létesítmény: lakosságra 0,1 0,01 msv/év, egyéb létesítmény: egységesen 0,03 msv/év ΣDC nem értelmezhető, de DC < DL A radioaktív hulladék hatására milyen korlátozás vonatkozik? - működő hulladék-feldolgozó, le nem zárt lerakó: DC - felszabadított hulladék, lezárt lerakó: egyedi határérték vagy az elhanyagolható dózis = 10 µsv/év 8

9 Radioaktív hulladékok - definíció Radioaktív hulladék: további felhasználásra nem szánt, emberi tevékenység (ionizáló sugárzás alkalmazása) eredményeképpen létrejött radioaktív anyag, amelyet sugárbiztonsági szempontból kezelni szükséges. 9

10 Radioaktív hulladékok definíciói, Nemzetközi ajánlások: szabályozás IAEA: Classification of Radioactive Waste for protecting people and the environment No. GSG-1 General Safety Guide (2009) és számos más kiadvány EU: Radiation Protection kiadványsorozat Általános nemzetközi alapelv: a hulladék nem exportálható, de VI. 27. az EU Tanácsa elfogadta, hogy lehetséges radioaktív hulladék kiszállítása egy tagországból - visszavételi garanciával eladott zárt forrásokra - kutatóreaktorok kiégett fűtőelemeire, melyet korábban hulladéknak nyilvánítottak - ha az EU-kívüli befogadó állam hulladékkezelési biztonsága megfelel az EU-s normáknak és a tárolónak van hatósági engedélye 10

11 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás A hatályos magyarországi jogi szabályozás: CXVI. tv. ( Atomtörvény általános szabályozás a nukleáris és sugaras létesítményekről, felhatalmazás a sugárvédelem és a hulladékok ügyének szabályozására) (új verzió: LXXXVII. tv.) 240/1997. kormányrendelet: RHK, KNPA (felelős kezelő, anyagi alap) 16/2000. EüM rendelet (foglalkozási és lakossági sugárvédelem) 47/2003. ESzCsM rendelet (radioaktív hulladékok) MSZ 14344/1,2 1989, (radioaktív hulladékok) 24/1997. kormányrendelet és 23/1997. NM rendelet (mentességi szintek) 37/2012. kormányrendelet: új Nukleáris Biztonsági Szabályzatok 11

12 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Radioaktív hulladék keletkezése folyamatos üzemi kibocsátás (légnemű, folyékony) a létesítmény dózismegszorításából származtatott kibocsátási korlátnál kisebb mennyiségek, kezelés: nincs vagy üzemszerű, folyamatos helyben maradó üzemi hulladékok a kezelés üzemszerű, szakaszos, elszállítás időszakonként a végleges lerakóba. baleseti (rövid ideig tartó) kibocsátás és történelmi hulladék a kezelés eseti, szakaszos, része a környezeti helyreállítás (remediation) folyamatának leszerelési hulladékok a létesítmény lebontása során keletkező, fel nem szabadítható anyagok, kezelésük szakaszos, elhelyezés átmeneti, majd végleges lerakóban. 12

13 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás IAEA = International Atomic Energy Agency (NAÜ) Kiadás éve:1994. Mentesség = EXEMPTION Sugárvédelmi intézkedést nem igénylő anyag Osztályozás alapja az aktivitás-koncentráció 13

14 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Safety Series #115 (1996) International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources A hulladék-osztályozás alapja az okozható dózis Felszabadítás = CLEARANCE, de a mentességgel azonos szintek Osztályozás alapja az okozható dózissal arányos mennyiség új IBSS : GSR-3 (2011 interim) Eltérő mentességi és felszabadítási szintek 14

15 15

16 16

17 17

18 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Elhanyagolható dózis: H i µsv/év Mentességi szint: (Exemption) egy sugárforrás, illetve egy adott radioaktív koncentrációval jellemzett anyag mentes a sugárvédelmi szabályozás alól, ha a legkedvezőtlenebb forgatókönyv mellett sem okoz H i -nél nagyobb dózist (foglalkozási vagy lakossági helyzetben). [Bq], [Bq/kg]= MEAK Felszabadítási szint: (Clearance) egy korábban sugárvédelmi szabályozás alá tartozó anyag kivonható a szabályzás alól (lakossági helyzetben.) [Bq/kg], [Bq/m 2 ] Hasonlóság: kapcsolat H i -vel. Eltérés: forgatókönyv 18

19 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás A mentesség és a felszabadítás fogalmai [részben még] nem válnak szét a szabályozásban. Nincsenek külön közölt felszabadítási szintek, a mentesség a magyarországi osztályozás alapja 47/2003. sz. ESzCsM-rendelet, 14344/ sz. szabvány. A felszabadításhoz a 16/2000. sz. EüM. rendeletben rendelt effektív dózis 30 µsv/év! S (=HI hazard index =WI waste index ) veszélyességi mutató MEAK: Mentességi aktivitás-koncentráció [Bq/kg])!!! AK: aktivitás-koncentráció [Bq/kg] i: a hulladékcsomag radioizotópjai Kis aktivitású hulladék (LLW) 1 < S < 1000 Közepes akt. h. (ILW) 10 3 < S <10 6 Nagy akt. h. (HLW) S > 10 6, hőfejlődés > 2 kw/m 3 19

20 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás IAEA GSG-1 és GSR-3 javaslatai: csekély (= moderate ) mennyiség: mentességi szintek [MEAK] használata a REAK: referencia aktivitás-koncentráció helyén jelentős (= bulk ) mennyiség (>1 t): felszabadítási szintek [FEAK] használata a REAK helyén S = i c REAK i = Kibocsátási határérték (KH): a létesítmény dózismegszorításának megfelelő aktivitások [Bq/év] üzemelés során kibocsátott hulladékokra alkalmazzák MEAK, FEAK, KH közös sajátossága: nem a környezetben, hanem az emisszió helyén mérhető értékek! i 20

21 A felszabadítási szintek meghatározása a kritikus forgatókönyv kiválasztása Practical use of the concepts of clearance and exemption RADIATION PROTECTION #122 Part I. EU Directorate General Environment (2000) Fejlécben: expozíciós forgatókönyvek (külső terhelés, belégzés, lenyelés, bőrdózis) Táblázatban: egységnyi koncentrációra jutó éves dózis az adott forgatókönyv esetén 21

22 Felszabadítási és mentességi szintek Hiányzik: 41 Ca, 133 Ba Tehát a felszabadítási szintek nagyságrendekkel kisebbek [lesznek], mint a mentességi szintek!!! (GSR-3 bulk szintjei = RP#122 értékei kerekítve) 22

23 Kibocsátási határértékek Kibocsátási határérték-kritérium: KHK A i : az i-edik radionuklidból kibocsátott aktivitás [Bq/év] Kibocsátási határérték: KH [Bq/év] izotóponként mf i,krit : mobilitási tényező [-] az i-edik radioizotóp hígulása a kibocsátás helyétől a kritikus csoportig (=referencia személyig) tehát mf i,krit <<1 KHK KH i = = i Ai KH DC DCF i i,krit 1 1 mf i,krit 23

24 Radioaktív hulladékok csoportosításai Halmazállapot szerint: gáznemű, folyékony, szilárd, biológiai hulladék Felezési idő szerint: rövid, hosszú (határ: 137 Cs T=30 év) Sugárzásfajta szerint: α-sugárzók külön kezelendők Felületi γ-dózisteljesítmény szerint Hulladék-átvételi követelmények (RHK Kft. Püspökszilágy, Bátaapáti) a létesítményekre specifikus értékek Speciális kategóriák: MW-Mixed Waste - USA; VLLW- very low level waste - Franciaország 24

25 Radioaktív hulladékok csoportosításai Gyakorlati kategóriák: A tárolt hulladékcsomagok gyors minősítésére a munkahely ellenőrzött területén A zárt hulladékcsomag felületén mérhető γ-dózisteljesítmény szerint: -Kis akt.: H 300 µsv/h -Közepes akt.: 0,3 H 10 msv/h -Nagy akt.: H > 10 msv/h 25

26 Radiotoxicitás-index: a hulladék veszélyességének kifejezése Hulladék (-tároló) veszélyessége végső formájában: radiotoxicitás - index RTOX A (t) tf Q i i, j j i j = Q. DCF i RTOX : radiotoxicitás-index (ténylegesen [Sv/év]) A : aktivitás [Bq]; i : radioizotóp minősége tf : átviteli tényező egy-egy táplálékfajtára [(Bq/kg) /Bq] Q j : táplálékfogyasztás a j-edik anyagból [kg/év] DCF : dóziskonverziós tényező [Sv/Bq] 26

27 Radiotoxicitás a hulladék veszélyességének kifejezése RT = A (t) i i DCF i RT : radiotoxicitás [Sv/év] A : aktivitás [Bq]; i : radioizotóp minősége DCF : dóziskonverziós tényező [Sv/Bq] Ez a definíció a hulladék tárolóhoz (lerakóhoz) köthető maximális inkorporálható kollektív dózist jelenti : a tényleges mértékegység személy.sv 27

28 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Az évi CXVI. tv. szerint a hulladékkezelés az RHK Kft. feladata ( Hatósági feladatok a radioaktív anyagokkal kapcsolatban: Személyi sugárvédelem, dózismegszorítás engedélyezése Országos Tisztifőorvosi Hivatal = OTH, OSSKI Nukleáris biztonság = OAH Sugárforrások nyilvántartása OAH, MTA Izotópkutató Intézet Kibocsátási korlátok - környezetvédelmi felügyelőségek A hatósági nyilvántartásban szerepelnek: -Mennyiség -Minőség (aktivitás, aktivitás-koncentráció) -Halmazállapot 28

29 Radioaktív hulladékokra vonatkozó hatósági szabályozás Az OAH-nak véleményezési jogköre van minden olyan előterjesztéssel kapcsolatban, amely az atomenergiáról szóló törvényhez kapcsolódik. Az OAH évente jelentést készít a kormánynak és az Országgyűlésnek az atomenergia hazai alkalmazásának biztonságáról. 29

30 Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Kiemelt nukleáris létesítmények Magyarországon: Paksi Atomerőmű KKÁT (kiégett kazetták tárolása) 2 kutatóreaktor -BKR (EK AEKI) -OR (BME NTI) Bátaapáti (NRHT) Püspökszilágyi Hulladéktároló (RHFT) Izotópkutató Intézet A szintű izotóplaboratóriuma 30

31 A Paksi Atomerőmű 31

32 A Budapesti Kutatóreaktor 32

33 Radioaktív hulladékok keletkezése * Nukleáris energiatermelés hulladékai: bányászat, ércfeldolgozás, urándúsítás, reaktorok működése, üzemi és leszerelési hulladékok * Kutatóreaktorok, gyorsítók, spallációs rendszerek hulladékai: más anyagból készült szerelvények, más technológia = részben más radioizotópok * Nukleáris robbantások, fegyverkísérletek hulladékai * Gazdasági sugárforrások: szerkezetvizsgálat, szintjelzés, besugárzó állomások * Orvosi sugárforrások: diagnosztika (in vivo, in vitro), terápia * TENORM: természetes radioaktivitás dúsulása nem nukleáris/sugaras tevékenységek következtében (Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Material) 33

34 Radioaktív hulladékok eredete Nukleáris energiatermelés hulladékai: Uránbányászat 238 U T=4, év, 235 U T=0, év, 232 Th T=10, év és a bomlási soraikba tartozó radionuklidok külszíni fejtés, mélységi = aknás fejtés, ISR: helyszíni kinyerés in situ recovery (ISL: helyszíni kioldás in situ leaching ) Bányászat hulladéka: Meddő, darabolt kőhulladék nagy felület: 222 Rn kibocsátása, leányelemek belélegzése lakossági többletdózist okozhat; a visszamaradó urán, tórium és leányelemeik a felszabadítási szint ( 238 U: 1 Bq/g) alatt normális hulladékként kezelhetőek. (IAEA GSR-3 szerinti bulk = nagy tömegű anyag kategória) 34

35 Uránérc feldolgozás - reaktor üzemanyag előállítása Ércőrlő és szitáló berendezés 35

36 Urán bányászata - kioldás A kibányászott, darabolt, sűrűség szerint szétválogatott ércet feltárják. savas kioldás: kénsavval (in situ is lehetséges) oxidatív kioldás CO 2 + O 2 + H 2 O -val Oxidatív eljárás ISL kivitelben: ez a legkíméletesebb a környezet számára, igen kevés hulladék marad a felszínen. 36

37 Radioaktív hulladékok eredete - ISR uránbányászati technológia Gáz halmazállapotú oxigént és CO2-t adagolnak a besajtolt vízhez -az eljárás ugyanazon az elven működik, mint az urán természetes oldódása. Mivel az oxigénes víz az uránon (UO 2 2+ formában) kívül más elemeket alig vagy egyáltalán nem képes oldani, ezért a képződő hulladék mennyisége igen csekély és nem radioaktív. 37

38 Urán( 235 U)-tartalmú reaktor-fűtőelem előállítása Feltárt kőzetből kapott oldat feldolgozása: Lecsapás UO 2, UO 3, U 3 O 8 uránoxid yellow cake (sárga por), a dúsítóba szállítják, ahol gáznemű UF 6 -tá alakítják. 235 U U (dúsított): 238 U(szegényített): fegyvergyártás főként UO 2 -ként kerül a fűtőelemekbe Nehézvizes reaktor (HWR): természetes urán a fűtőelemekben Urán: toxikus nehézfém, sejtméreg vesepusztító Határérték vízben: 10 µg/l 38

39 Uránérc dúsítás Incident update at Gronau uranium enrichment facility 27 January 2010 As reported, there was an incident on Thursday at the URENCO uranium enrichment facility in Gronau, Germany, during which there was a minor release of uranium hexafluoride that was contained within the container preparation area. Since the air in the container preparation room is filtered, there was no release to the environment or to the local population. URENCO constantly monitors the radioactivity within the building and on site. In addition, control measurements were taken immediately after the accident. The URENCO employee involved was transferred to the nuclear medical department of Dusseldorf University Clinic in Jülich on Monday, after having received first aid in Münster. According to the doctors treating him, his general condition is very good. 39

40 Az urán és a tórium bomlási sora a radonig 40

41 Radon 222 Rn daughter products 222 Rn α (5.5 MeV) T=3,8 d 218 Po α (6.00 MeV) T=3,1 m 214 Pb β (185 kev 1,02 MeV) T=26,8 m γ (295, 352 kev 2 intenzív gamma-vonal) 214 Bi β (526 kev 1.26 MeV) T=19,9 m γ (76 kev.2,45 MeV 14 gamma-vonal) 214 Po α (7,69 MeV) T=164 µs 210 Pb β, γ (kis energiájú) T=22 y 210 Bi β (300 kev 1,16 MeV) T=5,01 d 210 Po α(4,5-5,3 MeV) T=138 d 41

42 Radon 220 Rn (Thoron) daughter products 220 Rn α (6,3 MeV) T= 54 s 216 Po α (6,77 MeV) T = 0,15 s 212 Pb β (100 kev) T = 10,6 h γ (87 kev 300 KeV) 212 Bi α (6,3 MeV) 36% β (2,25 MeV) 64% γ (70 kev 1,8 MeV) T = 60,6 m 208 Tl β ( keV) T = 3,05 m γ (84 kev 2.6 MeV) 212 Po α (8,78 MeV) T = 0,3 µs 42

43 Az uránbányászat hulladékainak vizsgálata Urán, tórium: gyengén radioaktívak, inaktív módszerekkel érzékenyebben analizálhatók Rövidebb felezési idejű leányelemek: α- és γ-spektrometria, előbbihez a minták feldolgozása (elválasztása) szükséges 43

44 Visszamaradt környezetszennyezés az uránbányászat után - Pécs környéki uránbánya területének helyreállítása Ezt és a következő 4 képet Dr. Várhegyi Andrástól (Mecsek Öko zrt.) kaptuk. 44

45 Uránérc-feldolgozás - zagytározók rekultivációja: Tájrendezés Morfológia kialakítás, felületstabilizálás Beszivárgást minimalizáló fedés Felszíni vízrendezés, vízelvezetés Hosszú távú stabilitás elérése 45

46 Geotechnika és rekultiváció... Az iszapmag konszolidációja a vízleengedés után 46

47 Iszapmag felszínének előkészítése Geotechnika és rekultiváció... 47

48 Radioaktív hulladékok eredete Nukleáris energiatermelés - reaktorok Urán és transzurán aktivációs/spallációs termékek Hasadási termékek Szerkezeti anyagok aktivációs termékei ( Korróziós termékek) Vízkémiai aktivációs termékek 48

49 Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok transzurán aktivációs termékek Urán és transzurán aktivációs/spallációs termékek Termikus neutronok: aktivációs modell átmeneti mag -on keresztül (tömegszámnövekedés) Gyors neutronok: szórás, spalláció (tömegszám-csökkenés) 49

50 Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok transzurán aktivációs termékek Aktiválás termikus neutronokkal 238 U (n,γ) 239 U (T=23 perc) β Np (T=2.4 nap) β Pu (T= év) α 239 Pu (n,γ) 240 Pu (T=6563 év) α 240 Pu (n,γ) 241 Pu (T=14.4 év) β Am (T=432 év) α,γ kulcsnuklid a nehezen mérhető (DTM) nuklidokhoz 239 Pu, 241 Pu indukált hasadásra képesek α-sugárzó Pu, Am, Np nuklidok: DCF (belégzés) >10-5 Sv/Bq DCF (lenyelés) >10-7 Sv/Bq 50

51 Radioaktív hulladékok eredete Analízis hulladékok minősítése, tárolás/kezelés meghatározása Kulcsnuklid (key nuclide) feltételei nehezen mérhető (difficult-to-measure = DTM) nuklidokhoz: Elég hosszú felezési idő (végig követhető a hulladék pályája ) Elemezhetőség γ-spektrum alapján (nem kell kinyitni a lezárt tárolóedényt) Elegendően nagy mennyiség (kis mérési hiba, jó kimutathatóság) Viselkedése egyezzék meg a csomag többi komponensével 51

52 Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok transzurán aktivációs termékek Aktiválás gyors neutronokkal (spalláció) 238 U (n,2n) 237 U (T=6,8 nap) β Np (T=2, év) α 237 Np (n,γ) 238 Np (T=2,1 nap) β Pu (T=87,7 év) α 238 Pu/ 239 Pu arány: reaktor-ujjlenyomat DCF: kb. mint 239 Pu 52

53 Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok transzurán aktivációs termékek (PWR V-213 reaktortípus) kg/(gw év) T 1/2 (év) 53

54 Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok hasadási termékek Hasadási hozamok különböző hasadóanyagoknál 54

55 Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok hasadási termékek 235 U : Hozamtört rendszám összefüggés Az izobár sorozatok tagjai β - -bomlások révén keletkeznek egymásból 55

56 Radioaktív hulladékok hasadási termékek Nemesgázok (Xe, Kr) Radiojódok (I) Egyéb, adott kémiai formában illékony elemek (Cs, Sr, Ru stb.) Egyéb hasadási termékek 56

57 Radioaktív hulladékok hasadási termékek - nemesgázok Nem köthetők meg a reaktor gáztalanító egységéből a környezetbe kerülnek (csekély retenció aktív szénen atomméret-függő) 133 Xe, 135 Xe, 88 Kr: rövid felezési idejűek 85 Kr T=10,76 év csak 0,22 % hozam Paksi Atomerőmű kibocsátási korlátja: Kr 46000, Xe TBq/év (kibocsátva: <10 TBq/év) A fűtőelemek inhermetikusságának indikátorai Csernobili kibocsátási hányad: leltár ~100 %-a 57

58 Radioaktív hulladékok hasadási termékek - radiojódok Illékonyak (gázneműek, vízben jól oldódnak, reaktívak) Rövid felezési idejűek: 131 I, 132 I, 133 I, 134 I, 135 I 131 I T= 8,04 nap, DCF (lenyelés) Sv/Bq β- és γ-sugárzók hozamuk 3 7 % - inhermetikusság indikátorai, arányuk kor- és sebességfüggő (elválasztással mérhetők by-pass primervíz mintákból) 129 I T=15,7 millió év hozam <1%, lágy β- és γ-sugárzó DCF Sv/Bq Transzmutációs célpont neutronaktiválás 130 I 58

59 Radioaktív hulladékok hasadási termékek - radiojódok Paksi AE kibocsátási korlát ( 131 I) a három lehetséges kémiai formára eltérő Csernobili kibocsátási hányad: leltár ~ 20 %-a Folyamatos üzemi kibocsátás (PAE): elemi jód (impregnált aktív szén szűrőn marad) korlát 1 TBq/év, kibocsátás: 2 GBq/év; jodid (aeroszolhoz kötött) korlát 4 TBq/év, kibocsátás: 2 GBq/év, CH 3 I (nagy térfogatú aktív szén szűrőn marad) korlát 95 TBq/év, kibocsátás: 32 GBq/év 59

60 Radioaktív hulladékok hasadási termékek egyéb illékony nuklidok Cézium- és stroncium-izotópok 137 Cs T=30 év, hozam ~6 %, β- és γ-sugárzó kulcsnuklid DCF (lenyelés) ~10-8 Sv/Bq 135 Cs T=2, év tiszta β-sugárzó hozam ~7 % 134 Cs T= 2.06 év nem közvetlen hasadási termék! A 134-es sorozat lezáró nuklidja a 134 Xe. A 133-as sorozat lezáró nuklidja a 133 Cs ez felhalmozódik és felaktiválódik. A 134 Cs/ 137 Cs arány reaktor-ujjlenyomat Paksi vízkibocsátásban átlagosan 31:100 Csernobili kibocsátási hányad: leltár ~ 5 %-a Paksi AE légnemű (aeroszol) korlát: 1 TBq/év kibocsátás: 8 MBq/év 60

61 Radioaktív hulladékok hasadási termékek egyéb illékony nuklidok 90 Sr T=28.9 év, tiszta β - -sugárzó, hozam: 4,5 % DCF (belégzés, lenyelés)~ Sv/Bq csontkereső Paksi AE korlát: levegő 0,4 TBq/év kibocs.: 0,2 MBq/év víz: 2 TBq/év kibocs.: 1 MBq/év Csernobili kibocsátási hányad: leltár ~4%-a 90 Sr/ 137 Cs arány a paksi vízkibocsátásban: 4: Sr, 91 Sr, 92 Sr rövid felezési idejűek 103 Ru: Ruthenium release increases as oxidised gaseous species RuO 3 and RuO 4 are formed. A significant part of the released ruthenium is then deposited on reactor coolant system piping. However, in the presence of steam and aerosol particles, a substantial amount of ruthenium may be released as gaseous RuO 4 into the containment atmosphere. 61

62 Radioaktív hulladékok hasadási termékek egyéb nuklidok A leghosszabb felezési idejűek: 99 Tc T= év, tiszta β - -sugárzó, hozam: 6 % - anionként (TcO 4- ) oldódik; DCF (belégzés, lenyelés) ~10-9 Sv/Bq Transzmutációs célpont: neutronaktiválás 100 Tc 93 Zr T=1,53 millió év, tiszta β - -sugárzó hozam: 6 % 107 Pd T=6,5 millió év, tiszta β - -sugárzó hozam: 1 % 62

63 Radioaktív hulladékok korróziós termékek reaktorokban A reaktorzóna körüli szerkezeti anyagok = vas (acél) és cirkónium aktivációs termékei előbbi revés szerkezetű oxidokat képez tranziens szakaszokban leválik, szétterjed a primervízzel és zónatisztítás során a levegőbe is jut. Aktivációs termékek termikus neutronokkal: 55 Fe T=2,73 év EC DCF ~10-10 Sv/Bq 60 Co T=5,27 év β - és γ-sugárzó kulcsnuklid 59 Ni T=76000 év tiszta β - sugárzó 63 Ni T=100 év tiszta β - sugárzó 63

64 Radioaktív hulladékok korróziós termékek reaktorokban Aktivációs termékek gyors neutronokkal 54 Mn ( 54 Fe-ből) EC + γ-sugárzó T=312 nap 58 Co ( 59 Co-ból) - EC + γ-sugárzó T=71 nap 58 Co/ 60 Co-arány: reaktor-ujjlenyomat Egy különleges termék: 110m Ag T=252 nap β- és γ-sugárzó hegesztési varratokból; vele együtt: 108m Ag EC + γ-sugárzó T= 418 év Az 1. dolgozat anyaga III