NRHT konferencia Hosszú távú biztonsági modellezés koncepcionális és számítási vonatkozások Baksay Attila és Dankó Gyula, 2013. szeptember 17.
Tartalom Mi is az a biztonsági értékelés és mire is jó az? A hitelesség: a számítások bizonytalanságának értékelésével, kezelésével természetes analógiákkal átláthatósággal, nyomon követhetőséggel ellenőrzésekkel, párhuzamosan készített elemzésekkel a készítők hitelességével (képzettség, jogosultság, tapasztalat) garanciákkal (intézkedések, pénzügyi fedezet, politikai akarat) és még mi? 2013.10.30. 2
Hivatalosan Fő kérdés: mik azok az elemek, amikkel a biztonsági értékelést hitelessé tudjuk tenni? (Confidence Building) A biztonsági értékelés egy iteratív eljárás, melynek keretében értékeljük az elhelyezési rendszert, illetve annak potenciális hatásait az emberi egészségre (NAÜ, 1999). Célja, hogy megfelelő bizonyosságot adjon arra, hogy az elhelyezési rendszer megfelel a vonatkozó elvárásoknak. Saját értelmezésemben Olyan kvantitatív értékelés (azaz transzport- és dóziszámítás), amelyet alá kell támasztani egyéb érvekkel, bizonyosságokkal: a számítások bizonytalanságának értékelésével, kezelésével természetes analógiákkal átláthatósággal, nyomon követhetőséggel ellenőrzésekkel, párhuzamosan készített elemzésekkel a készítők hitelességével (képzettség, jogosultság, tapasztalat) garanciákkal (intézkedések, pénzügyi fedezet, politikai akarat) és még mi? 2013.10.30. 3
Mire jó a biztonsági értékelés? A biztonsági értékelés célja lehet stratégiai (pl. elhelyezési koncepció kiválasztása), mint 1995-1996-ban tapasztalat szerzési (pl. egy elhelyezési rendszer működésére vonatkozó ismeretek miatt), mint volt 2004-ben: ÖBÉ, vagy 2011-be: acélkonténeres engedélyeztetési (pl. egy kialakított kamra működéséhez szükséges engedély iránti kérelem: K1), 2012-ben Mikben segített eddig? felszíni vs. felszín alatti elhelyezés jód és klór szerepe cement alapú tömedékelés (szemben a homok/bentonit keverékkel) elemzés időtávja 600 helyett 200.000 év torlasztói harántolás és következményei: torlasztói dugó fontossága, nyomásszintek alakulása, függőleges vs. Lejtakna vasbeton konténerek elhagyhatósága kompakt hulladékcsomag (medencés elhelyezés) alkalmassága 2013.10.30. 4
A biztonsági jelentés részei Input oldal Biztonsági értékelés számítási részei Output oldal Vezetői összefoglaló A létesítmény helye és környezete A hosszú távú radiológiai biztonság értékelése Bevezetés A technológiai rendszerek, berendezések leírása A biztonsági értékelés keretei Szubkritikusság Hulladékátvételi kritériumok A létesítmény üzemelése Üzemviteli biztonság értékelése A kibocsátási korlátok és a tervezési kibocsátási szintek meghatározása 2013.10.30. 5
A modellezés folyamata 2013.10.30. 6
A biztonsági értékelésekben használt módszerek Több, független műhely Determinisztikus Fuzzy Sztochasztikus 2013.10.30. 7
Az egymástól független értékelések eredményei Összehasonlítás Determinisztikus és valószínűségi 2013.10.30. 8
Összehasonlító számítások Determinisztikus és valószínűségi Jelmagyarázat 2013.10.30. 9
A biztonsági értékelés input adatai 1,E-11 1,E-10 3 4,80E+10 9,61E+10 6,89E+10 9,69E+11 8,72E+12 14 H 1,05E+11 2,09E+11 2,48E+12 4,18E+10 3,76E+11 36 1,60E+05 3,21E+05 4,01E+08 1,54E+07 1,38E+08 59 1,20E+09 2,40E+09 2,08E+10 5,35E+09 4,81E+10 63 1,05E+11 2,09E+11 2,63E+12 5,89E+11 5,30E+12 90 1,10E+07 2,20E+07 1,70E+11 186 Potenciálszint (m Bf) 3,18E+09 2,86E+10 190 192 194 196 94 1,16E+09 2,31E+09 225 6,25E+09 1,69E+08 1,52E+09 99 4,56E+08 C Cl Ni Ni Transzmisszivitás (m2/s) 1,E-09 1,E-08 1,E-07 1,E-06 Sr 1,E-05 1,E-04 Nb 225 7,22E+06 1,44E+07 Üh 39 5,07E+07 3,03E+08 1,52E+04 3,03E+04 200 3,62E+07 egyedi kútvizsgálatok 5,64E+06 6,27E+05 137 4,84E+10 9,68E+10 8,28E+13 többpakkeres észlelőrendszer 4,28E+12 3,85E+13 234 8,21E+05 1,64E+06 175 1,57E+09 szerkesztett potenciálszelvény 4,53E+07 4,08E+08 235 7,44E+04 1,49E+05 4,81E+07 2,43E+06 2,19E+07 238 2,98E+05 5,96E+05 3,20E+08 150 1,52E+07 1,37E+08 238 1,79E+08 3,58E+08 4,77E+11 1,12E+10 1,01E+11 239 9,77E+07 1,95E+08 2,59E+11 125 6,09E+09 5,48E+10 240 8,11E+07 1,62E+08 2,14E+11 5,03E+09 4,53E+10 241 9,76E+07 1,95E+08 2,46E+11 100 5,80E+09 5,22E+10 243 8,32E+05 1,66E+06 2,25E+09 5,77E+07 I 200 Cs 1E-03 U 175 100 75 U 1E-05 Pu Pu 1E-06 200 202 1E-07 klorid Am Am szelén 244 1E-08 4,15E+07 8,30E+07 1,09E+11 75 2,58E+09 Th 227 41 3,81E+05 7,63E+05 6,82E+07 7,69E+07 6,92E+08 55 3,98E+12 7,96E+12 1,44E+15 2,38E+12 2,14E+13 60 10 8,39E+11 1,68E+12 etanol226 Ra 50 50 uranin231 Th karbonát 231 1E-10 Pa Ca 0 Fe 1E-12 1-25 10 39Mb4 2,32E+10 25 Ac 1E-11 5,19E+08 39Mb3 Cm nióbium 230 1E-09 39Mb1 39Mb2 Pu 25 2013.10.30. 198 39Mb0 U 1E-04 150 125 188 129 Tc 1E-02 Mélység (m Bf) Izotóp Relatív koncentráció ( ) Hulladékleltár Kémiai formák Csomagolás Műszaki gátak tervezése Üh 39 Anyagválasztás Vágathajtás és hatásai Geológia Vízföldtan Hidrogeokémia Nyomjelzéses vizsgálatok Környezeti adatok Mélység (m Bf) Szilárd Szilárd Bepárlási Bepárlási Gyanta hulladékok hulladékok maradékok maradékok konténerben hordóban konténerben hordóban konténerben (ROP) (SD) (SOP) (ED) (EOP) Co 0 1001,36E+13 Tesztidő (óra) -25 1 000 4,09E+13 4,55E+12 10 000
Biztonsági értékelések által adott előrejelzések megbízhatósága A jövőbeli dóziskövetkezmények vizsgálata a legtöbb esetben csak műszaki becslések alkalmazásával lehetséges Becslés a paraméter értékekre Folyamatok jellemzése Fontos, szinte az egyetlen elérhető eszköz: szakmai konszenzus 2013.10.30. 11
Az NRHT mérnöki gátrendszerének komponensei Az NRHT esetében biztonsági funkcióval rendelkező mérnöki gátak: Nyaktagi záródugó Torlasztói záródugó K1 kamra: Vasbeton konténer Cementes térkitöltés a konténerek körül Új elhelyezési koncepció (K2 kamrától) Acélkonténer Cementes térkitöltés a konténerek körül Vasbeton medence Járulékos mérnöki gát: a hidraulikus árnyékolás 2013.10.30. 12
Beépített anyagok viselkedésének figyelembe vétele a modellezésben Mérnöki gátak tervezése, kialakítása során az izoláció, elzárás és késletetés biztonsági funkciók az elsődlegesen meghatározóak A tároló lezárását követően a tulajdonságiak változnak, hogy milyen irányban, az nem egyértelmű ajánlott az egészséges konzervatív megközelítés Csak konzervatív megközelítéssel viszont nem lehet a biztonságot és gazdasági felelősséget is figyelembe vevő elhelyezési rendszert tervezni Cementes anyagok tönkremenetele Előre meghatározott időkhöz kötött tönkremenetel Visszacsatolt rendszer: pórusvíz-csere számmal jellemezhető tönkremenetel Tönkremeneteli görbe jellemzői: Folyamatos átmenet Ugrásszerű változás A tárolóba beépített, elhelyezett anyagok egymásra hatása Cement-bentonit kölcsönhatása Szerves anyagok bomlása miatti illetve a fémek okozta gázképződés 2013.10.30. 13
Egyfajta alátámasztás: természetes analógiák Tudjuk, hogy mi történhet Megbecsüljük, hogy mi lesz Keresünk valami hasonlót 2013.10.30. 14
Bizonytalanságelemzés és érzékenységvizsgálat Bizonytalanságelemzés Modell Érzékenységvizsgálat 15 2013.10.30. 15
Idő és ha minden megvan: upscaling (térben és időben) 2013.10.30. Tér 16
Következtetések: A hitelesség alátámasztása sikerült? a számítások bizonytalanságának értékelése természetes analógiák Az eredmények kiterjeszthetősége Az átláthatóság, nyomon követhetőség Ellenőrzésekkel támogatott, egymástól független, párhuzamosan készített elemzések a készítők hitelessége (képzettség, jogosultság, tapasztalat) egyéb garanciák (intézkedések, pénzügyi fedezet, politikai akarat) 2013.10.30. 17
Köszönöm a figyelmet! Jelen előadás az 1996-2012 között, az RHK Kft. megbízásai keretében végzett biztonsági értékelések tapasztalatait mutatta be. 2013.10.30. 18