Nukleáris létesítmények leszerelése során keletkező nagymennyiségű, kisaktivitású hulladék felszabadítási eljárása (Útmutató-tervezet)

Átírás

1 Nukleáris létesítmények leszerelése során keletkező nagymennyiségű, kisaktivitású hulladék felszabadítási eljárása (Útmutató-tervezet) Zagyvai Péter [MTA EK], Juhász László [OSSKI], Pázmándi Tamás [MTA EK] 1 Résztvevők: : Projekt az OAH támogatásával - Országos Frederic Joliot-Curie Sugárbiológiai és Sugár-egészségügyi Kutató Intézet - OSSKI - (Atomenergia Kutatóintézet) - EK ig: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézet BME NTI Célunk: Hatósági engedélyezési dokumentáció összeállításához felhasználható felszabadítási útmutató és segédletek kidolgozása jelentős mennyiségű leszerelési hulladék kezeléséhez 2 2 1

2 Az előkészítés során elvégzett feladatok: - Az eddig végrehajtott hazai leszerelés-jellegű hulladékos tevékenységek rendszerező áttekintése; - Nemzetközi tapasztalatok feldolgozása; - A magyarországi jogi szabályozási körülmények összevetése a nemzetközi (IAEA, EURATOM, OECD-NEA) ajánlásokkal; - Radioanalitikai eljárások vizsgálata annak eldöntésére, hogy azok mennyiben alkalmasak nagymennyiségű, kisaktivitású hulladék megfelelő sebességgel és kapacitással elvégezhető minősítésére; - Korábban kidolgozott és felhasznált felszabadítási forgatókönyvek kritikai értékelése, alternatív forgatókönyvek összeállítása a feltétel nélküli és a feltételes felszabadítás egyes sajátos eseteire; 3 4 2

3 I. Segédlet: Felszabadítási forgatókönyvek II. Segédlet: Mérési módszerek felszabadítandó anyagok szennyezettségének megállapításához 5 6 3

4 Kikerülés a hatósági felügyelet alól 7 Mentesség és felszabadítás az ICRP #60 (1991)-at követően: - International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources (IAEA Safety Series #115, 1996 IBSS) Mentességi szintek, kerekítve 10 µsv/év - Application of the concepts of exclusion, exemption and clearance: safety guide (IAEA Safety Standards Series RS-G-1.7, 2004) Felszabadítási szintek, kerekítve (nagy mennyiségre: >1 t) 10 µsv/év - Derivation of Activity Concentration Values for Exclusion, Exemption and Clearance (IAEA Safety Reports Series #44, 2005) Mentességi és felszabadítási szintek anyagmennyiség szerinti bontásban, kerekítve, forgatókönyvekkel ( reális 10 µsv/év és kis valószínűségű 1 msv/év csoportokban) 8 4

5 Az ICRP #103 (2007)-at követően: -Radiation Protection and Safety of Radiation Sources: International Basic Safety Standards (Interim Edition) (IAEA General Safety Requirements Part 3, 2011) Mentességi és felszabadítási szintek anyagmennyiség szerinti bontásban, kerekítve (határpont: 1t) - Decommissioning strategies for facilities using radioactive material (IAEA Safety Reports Series #50, 2007) - Managing low radioactivity material from the decommissioning of nuclear facilities (IAEA Technical Reports Series #462, 2008) Felszabadítás és leszerelés összefüggése, esettanulmányok 9 EU ajánlások/1 - Council Directive 96/29/EURATOM IBSS Mentességi szintek - Radiation Protection #89 (1998) Felszabadítási szintek reaktorok leszereléshez, fémekre (hulladékfeldolgozás és újrahasznosítás), kerekített értékek, forgatókönyvek a háttéranyagokban - RP #113 (2000) Felszabadítási szintek reaktorok leszereléshez, épületekre és építési törmelékre (lerakás, feldolgozás, további használat) kerekített értékek - RP #114 (2000) Épületekhez és építési törmelékhez, forgatókönyvek, mérési eljárások - RP #117 (2001) Felszabadított fémhulladék újrahasznosítása: dózisszámítási forgatókönyvek 10 5

6 EU ajánlások /2 - RP #122-I (2000) Practical Use of the Concepts of Clearance and Exemption Part I - Guidance on General Clearance Levels for Practices Általános (konzervatív, feltétel nélküli) felszabadítási szintek, forgatókönyvek, nem kerekített értékek - RP #157 (2010) Comparative Study of EC and IAEA Guidance on Exemption and Clearance Levels összehasonlító elemzés IAEA és EU adatgyűjteményekre eltérések elsődleges oka: a forgatókönyvek különbözősége. 11 EU-ajánlások/3 új BSS : 2013-ban jelenik meg. Az IAEA RS-G-1.7 (2004!!!) felszabadítási szintjeit kívánja bevezetni közös mentességi és felszabadítási (referencia) szintként. Továbbra is közölnek külön mentességi szinteket Bq és kbq/kg dimenzióban, de csak csekély mennyiségű anyagra ajánlható ezek használata. Felszabadítási mutató: FM 1 ci FM RSZ i i 12 6

7 Hazai jogszabályi háttér/1 37/2012. kormányrendelettel módosított 118/2011. kormányrendelet a nukleáris létesítmények nukleáris biztonsági követelményeiről és az ezzel összefüggő hatósági tevékenységről : Nukleáris Biztonsági Szabályzatok 8. kötet - Nukleáris létesítmények megszüntetése 10. kötet - Nukleáris Biztonsági Szabályzatok meghatározásai 13 Hazai jogszabályi háttér/2 16/2000. (VI. 8.) EüM rendelet az atomenergiáról szóló évi CXVI. törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról. 23. : (1) A hatósági felügyelet alól való felszabadításra vonatkozó határozatot az engedélyes kérelmére az OTH adja ki. Az engedélyes a kérelemhez csatolja az anyag használatából, újrafelhasználásából, újrahasznosításából vagy nemradioaktív hulladékként való kezeléséből eredő dózisok becslését és az elemzést, amely a felszabadítást mutatja a legjobb megoldásnak. 14 7

8 Hazai jogszabályi háttér/3 (2) A radionuklidot tartalmazó anyag felszabadítható a hatósági felügyelet alól, ha a) az újrafelhasználásából, újrahasznosításából vagy nem-radioaktív hulladékként való kezeléséből származó egyéni évi sugárterhelés nem haladja meg a 30 µsv effektív dózist, és b) az elemzés a felszabadítást mutatja a legjobb megoldásnak. (3) Az anyag használatát, újrafelhasználását, újrahasznosítását vagy nemradioaktív hulladékként való kezelését az OTH határozatában feltételekhez kötheti. 15 Hazai jogszabályi háttér/4 47/2003. (VIII.8.) ESZCSM rendelet a radioaktív hulladékok átmeneti tárolásának és végleges elhelyezésének egyes kérdéseiről, valamint az ipari tevékenységek által bedúsuló, a természetben előforduló radioaktív anyagok sugár-egészségügyi kérdéseiről. 124/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet az atomenergiáról szóló évi CXVI. törvény hatálya alá nem tartozó radioaktív anyagok, valamint ionizáló sugárzást létrehozó berendezések köréről. 23/1997.(VII.18.) NM rendelet a radionuklidok mentességi aktivitás koncentrációja és mentességi aktivitása szintjének meghatározásáról. MSZ :2004 Radioaktív hulladékok. Fogalom meghatározások és osztályozás. 16 8

9 Felszabadítási elemzés E RSZ RSZ: referenciaszint [Bq/g] vagy [Bq/cm 2 ] FDK FM i ci RSZ i E: elhanyagolható effektív dózis = µsv/év FDK: fajlagos dóziskövetkezmény [(µsv/év)/(bq/g)] illetve [(µsv/év)/(bq/cm 2 )] FM: felszabadítási mutató c i : aktivitáskoncentráció [Bq/g] vagy [Bq/cm 2 ] A referenciaszint ahhoz a kritikus forgatókönyvhöz tartozik, amelynél FDK maximális lett. Felszabadítás feltétele: FM 1 17 Javaslatok a leszerelési hulladékok osztályozására Az előzőekben ismertetett kategóriák alkalmazása mellett a leszerelés során keletkező anyagokat öt osztályba célszerű besorolni: 1) nagyobb aktivitásszintű hulladék, amelyet kezelés és kondicionálás után általában tárolást vagy végleges elhelyezést biztosító, nagy integritású létesítménybe kell szállítani, 2) kisebb aktivitásszintű hulladék, amelyet megfelelő kezelés és kondicionálás után tárolnak vagy elhelyeznek, 3) radioaktív anyagok, amelyeket a nukleáris iparban, sugárvédelmi ellenőrzés alatt álló létesítményben lehet újrahasznosítani vagy feldolgozni (feltételes felszabadítás) 4) kismértékben radioaktívan szennyezett anyagok, amelyeket nem-nukleáris iparban lehet újrahasznosítani vagy feldolgozni (feltételes felszabadítás), 5) feltétel nélkül felszabadítható, inaktív hulladékként elhelyezhető, illetve újrahasznosításra vagy feldolgozásra szánt anyagok. 18 9

10 19 I. Segédlet: A felszabadítási forgatókönyvek elemei Fő elemek: Kikerülés Terjedés Expozíció Kikerülés/1: - Közönséges hulladéklerakóba helyezett bontási építőanyag - Közönséges hulladéklerakóba helyezett, talajjal keveredett bontási építőanyag - Közönséges hulladéklerakóba helyezett fémhulladék - Közönséges hulladéklerakóba helyezett fémfeldolgozási melléktermék 20 10

11 A felszabadítási forgatókönyvek elemei Kikerülés/2: - Megmaradó épület - Megmaradó fémtárgy vagy szerelvény - Újrahasznosítás fémfeldolgozás - Újrahasznosítás zárt épület létesítése - Újrahasznosítás szállítás - Újrahasznosítás feldolgozott fémek alkalmazása - Újrahasznosítás nyitott építmények létesítése (útalap, gát) 21 A felszabadítási forgatókönyvek elemei Terjedés: - Nem természeti anyagban végbemenő terjedés - Terjedés talajban és talajvízben - Terjedés homogén vizes közegben - Terjedés zárt légtérben - Terjedés külső (nyitott) légtérben - Terjedés növények közvetítésével - Terjedés állatok közvetítésével 22 11

12 Expozíció: A felszabadítási forgatókönyvek elemei - Inkorporáció térfogatában szennyezett anyag lenyelésével - Inkorporáció felületén szennyezett anyag lenyelésével - Inkorporáció levegőből belégzéssel - Immerzió (bemerülés) - Külső sugárterhelés távoli sugárforrástól 23 Példa az I. segédletből: forgatókönyv és referenciaszint számítása Felszabadított anyag elszállítása kommunális hulladéklerakóba Munkahelyi besugárzási helyzet: a felszabadított hulladék szállítása a leszerelés helyszínéről a lerakóba, a szállítójármű vezetőjét érő dózist kell kiszámítani. Ennek döntő hányada külső sugárterhelés: FDK K DT T / F t e f híg e t 1 1 e t 2 t 1 : bomlási idő a felszabadítás és a szállítás között t 2 : tartózkodási/bomlási idő az expozíció során t e : expozíciós idő [óra/év] λ: bomlási állandó t 2 FDK: fajlagos dóziskövetkezmény [(µsv/év)/(bq/g)] DT: térfogati vagy felületi dózistényező az adott expozíciós térbeli és árnyékolási helyzetre [(µsv/h)/(bq/g)] f híg : a felszabadított anyag és az összes szállított anyag aránya 24 12

13 II. segédlet: Mérési eljárások felszabadítási eljárásokban Nemzetközi ajánlás: IAEA Safety Report Series SRS 67 Monitoring for Compliance with Exemption and Clearance Levels (2012) Kiválasztási szempontok: A módszer legalább a referenciaszint 5%-ának megfelelő kimutatási érzékenységgel alkalmazható az adott mátrix esetén; A módszer alkalmas nagy mennyiségű felszabadítandó anyag (pl. építési törmelék) reprezentatív, gyors analízisére; A berendezés könnyen telepíthető, például mobil vizsgáló állomásba is. Nagy mennyiségű, ismert eredetű ( szennyezéstörténetű ) anyagok esetében előnyös lehet a kulcsnuklid-módszer alkalmazása. 25 II. segédlet: Mérési eljárások felszabadítási eljárásokban Felületi szennyezettségmérők, hordozható γ-spektrométerek közvetlen módszerek Közvetett mérések: mintavétel, gyors radioanalízis Átlagolás: 1t, 1m 3, 1 m 2 -re Hot spot kizárási kritérium: a terület vagy térfogat 1/10 részén ne legyen több szennyezés, mint az átlag 10-szerese Méréscsoportok: α, β, γ, kisenergiájú β, kisenergiájú röntgen és γ, nem nukleáris módszerek (tömegspektrometria stb.) 26 13

14 Példa a II. segédletből: felszabadítandó beton- és vasbeton anyagok vizsgálatai Javasolt vizsgálati módszerek: Alfaspektrometria galvanikus leválasztással vagy együttlecsapással előkészített, vákuumkamrában mért mintákkal; Folyadékszcintilláció; Cserenkov-sugárzás mérése fotoelektronsokszorozóval; ICP tömegspektrometria Autoradiográfia In situ gamma-spektrometria 27 Példa a II. segédletből: felszabadítandó beton- és vasbeton anyagok vizsgálatai Az érzékenységi kritériumnak eleget tevő érzékenységgel a felszabadítási műveletek során előálló mintákra az alábbi hosszú felezési idejű, nehezen mérhető radionuklidok vizsgálhatók: 3 H, 14 C, 36 Cl, 41 Ca, 55 Fe, 63 Ni, 90 Sr/ 90 Y, 93 Zr, 93m Nb, 237 Np, 239 Pu, 241 Pu Kulcsnuklidok beton vizsgálatához: 133 Ba, 152 Eu, 154 Eu ( 137 Cs, 60 Co) 28 14

15 Köszönöm a figyelmet! 29 15