Nyomottvizes atomerımővek primerköri vízüzeme

Nyomottvizes atomerımővek primerköri vízüzeme Dr. İsz János, BME EGR Tsz. Tajti Tivadar, LG Energia Kft. 2008. 03. 13. Atomerımővek BME NTI

Tartalom 1. Konstrukció: hıátvitel és hőtıvíz áramlás. 2. Szerkezeti anyagok. 3. Vízkémia 3.1. Üzemi vízkémia. 3.2. Állás vízkémiája. 3.3. Az indulás vízüzeme. 3.4. A leállás vízüzeme. 4. Aktivitástranszport. 5. Dekontaminálás.

A vízüzem követelményei a berendezések szerkezeti anyagainak általános korróziója minimális legyen felaktiválódásuk, akadályozza meg a szerkezeti anyagok lokális korrózióját hermetikusság, csökkentse minimálisra a korróziótermékek lerakódását a főtıelemek burkolatán hermetikusság, tartsa alacsony szinten a korróziótermékek transzportját a hőtıvízben és lerakódásukat az aktív zónán kívüli felületeken aktivitás (dózisteljesítmény) szorítsa vissza a víz radiolitikus bomlását;

Követelmények miközben biztosítja az üzemanyaggal berakott reaktivitástartalék kompenzálását a bórsav koncentráció csökkentésével, ill. a reaktor szubkritikusságát (az SZBV kazetták mellett) a hőtıvíz nagy bórsav koncentrációjával. A feladatok megkövetelik: - egyrészt a konstrukció, a szerkezeti anyagok és a vízkémia harmóniáját, - másrészt a hőtıvíz mőszakilag elérhetı minimális szennyezıanyag (aktivitás) koncentrációját.

1. Konstrukció: hıátvitel és hőtıvíz áramlás Jellemzık VVER-440 VVER-1000 PWR Lineáris teljesítménysőrőség [W/cm] 127 196 163-220 Üzemanyag kiégési szint 28-30 48-50 40-60 [MWnap/kgU] Gızfejlesztı hıátviteli tényezı [kw/m 2 K] 4,7 6,1 6,7-8,5

Hıátvitel A PWR teljesítménysőrősége nagyobb, mint a VVER-eké, ezért érzékenyebb a hőtıvíz áramlására. A hőtıvíz 160 bar, 330 o C megközelítette a cirkónium-ötvözetek alkalmazhatóságának határát (350 o C felett jelentısen megnı a hidrogénkorróziójuk).

A hőtıvíz áramlása (PA VVER-440) Fıvízkör (RT, hurkok, FKSZ-k, FET-k, TK) és mellékvízkör (RVT, pótvízrendszer minden VVER-440 AE-ben eltérı!). VVER-440 adatok: Fövízkör: V=205 +26 m 3, τ=18 s (aktív zóna 0,7 s), RVT: V=2x9 m 3, τ=26 min (20 t/h), Pótvízrendszer: V=11+19(PG) m 3, τ=6 h (5 t/h), Nagy áramlási sebességek a fıvízkörben (2-11 m/s), szők áramlási keresztmetszetek a RT-ban, kazettákban, érzékenység az eltömıdésekre (diszperz korróziótermékek).

VVER-440 kazetta (zárt kazettafal)

VVER-1000 (összes PWR) kazetta (nincs kazettafal)

PA primerkör YA00W001 YA32W001 YA42W001 YA52W001 YA12W001 YA22W001 YA62W001 TV20/1 TE04W001 TE03N001 TE03N002 TV61/3 TK84-86 TE03W001 TV55 TK54 TV75 TK52 TE02W001 TK80-82 TE01W001 TV20/2 TV61/1 TE01N001 TC21 N003 TC21 N002 TC21 N001 TC20 N001 TC01D001-2 TK25B001 TK35B001 TK25W001 TK35W001 TK30 TK20 TX08B001 Hidrogénégetı FKSZ FET záróvizek TK36W001 USZ TB80 TR48(58) TK41D001-3 FKSZ FET záróvizek TK42D001-3 Fıvízkör Pótvíz rendszer Részáramú víztisztító TX09D001-3

A hőtıvíz áramlása 5 4 hurok reaktor zóna Fõvízkör p, bar 3 2 1 0 0 10000 20000 30000 40000 V'reaktor, m 3 /h

Eltérések Primerköri részáramú víztisztító: nyomás: üzemi (VVER-440), kisnyomású (16-25 bar); hımérséklet: <50-55 o C (ioncserélık), üzemi (kerámia (PWR) TiO 2 -töltet (VVER-1000). Pótvíz-gáztalanító (Control volume): nyomás: atmoszférikus (1,2-1,3 bar), vagy 16-25 bar; mőködés: folyamatos (fıvízköri hőtıvíz részáramú gáztalanításával) vagy szakaszos. Vegyszeradagolási helyek. Hatás a primerköri szennyezıanyag transzportra!

2. Szerkezeti anyagok Főtıelem-burkolat: PWR: Zircolloy-2, -4 (Sn 1,2-1,7 %), VVER: ZrNb1. A Zircolloy-4 érzékenyebb a noduláris korrózióra, nagyobb a H 2 -tartalma 30 ezer üzemóra után, nagyobb a korróziósebessége a gızzel szemben a burkolat nagyobb (700-1000 o C) hımérsékletén. ZrNb1 oxidréteg vastagsága 3-8 µm, a Zircolloy-4- é 15-20 µm. A hőtıvíz Zr korróziótermék transzportja mindkét anyagminıségnél lényegében azonos.

ZrO 2 oldhatósága [10-10 -10-4 mol/kg] vízben különbözı hımérsékleten [Krickij]

ZrO 2 oldhatósága Mivel a hımérséklet növekedésével a Zrkorróziótermékek oldhatósága nı, felfőtésnél, üzem közben a transzport iránya kedvezı, kiválásuk a felületen csak lehőtésnél történhet. Oldhatóságuk a minta hımérsékletén (25 o C) olyan kicsi, hogy koncentrációjukat nem lehet megmérni, ezért csak aktivitás koncentrációjukat mérik.

Gızfejlesztı csövek Gızfejlesztı csövek (primerköri F 2/3-a): PWR: nikkelkróm-ötvözet (Inconel-600, -690, Incolloy-800); oxidréteg: nikkel-ferritek (Ni 3-x Fe x O 4,Co 1-x Ni x Fe 3-x O 4 ); korróziótermékek: Ni, Fe, Cr, (Co). VVER: ausztenites acél (08H18N10T, 08H18N12T (DU)); oxidréteg: vegyes spinell magnetit (Fe 2- xcr x Fe 1-y Ni y O 4 ), korróziótermékek: Fe, Ni, Cr, (Co). Meghatározó a fıvízkör vízkémiájában: a jellemzı oldott kt transzportra optimalizálva!

Oxidok oldhatósága [Krickij]

GF belsı és külsı oxidréteg Amorphous Fe-hydroxide ( Fe(OH)or/and FeOOH) Cr- and Ni-rich austenitic phase Spinel-type oxide Cr Ni Fe O x y 3-x-y 4 d > 0.5 µ m Bulk austenitic stainless steel

GF belsı és külsı oxidréteg Alapfém: Fe 0,72 Cr 0,18 Ni 0,10. Nem dekontaminált GF csövek (primerköri F 2/3-a) [cseh]: oxidréteg vastagsága: 0,5-2,0 µm, alapfém: belsı oxidréteg: Fe 0,5 Cr 0,35 Ni 0,15, külsı oxidréteg: Fe 0,83 Cr 0,03 Ni 0,14. Dekontaminált gızfejlesztı csövek (PA [Varga K.]: Oxidréteg vastagsága: 2-11 µm, belsı oxidréteg: Cr 6-9-szeres, Ni 3-4-szeres feldúsulás az alapfémhez képest (60-130 nm), külsı oxidréteg: hibrid, viszonylag nagy szórással. Tehát a Cr, Ni (és Co) a belsı (fıleg fémbıl építkezı) oxidrétegben feldúsul (védı hatás), a külsı (hőtıvízbıl építkezı) oxidréteg az oldott kt transzport (+beavatkozások) következménye.

41GF dekontaminálás elıtt [Varga K.]

34GF dekontaminálás után [Varga K.]

34GF 4 évvel a dekontaminálás után [Varga K.]

Szerkezeti anyagok PWR és VVER egyéb szerkezeti elemek: ausztenites acél. PWR sztellit (nagy Co-tartalmú ötvözet), míg a VVER-nél kopásálló ausztenites acél. Következmény: PWR nagyságrenddel nagyobb Co-aktivitás (VVER cobaltfree primerkör).

3. Vízkémia Szennyezıanyagok (gyakorlatilag nincs különbség). teljesen sótalanított pótvíz (κ=0,05-0,08 µs/cm, c Na,Cl =1-2 µg/kg, c Ca,Mg =0,1-0,2 µg/kg, c SiO2 =3-5 µg/kg) kevertágyas ioncserélı. Nagy tisztaságú pótvíz (κ=0,05 µs/cm, c Na,Cl =0,1-0,2 µg/kg, c Ca,Mg =0,01-0,02 µg/kg, c SiO2 <1 µg/kg) háromágyas ioncserélı. A nagy tisztaságú hőtıvíz lehetıvé tette, hogy a részáramú víztisztító a primerköri vízkémia szabályozását végezze, és a víztisztító funkció csak a beavatkozásokra korlátozódik.

P=f(t) A blokk teljesítménye 600 500 400 P [MW] 300 indulás leállás 200 100 teljesítmény üzem 0 állás 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 t [h] 200-300 h 800-1400 h

p=f(t) A hőtıvíz nyomása 150 125 100 p [bar] 75 50 indulás leállás 25 teljesítmény üzem 0 állás 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 t [h] 200-300 h 800-1400 h

T=f(t) A hőtıvíz hımérséklete 300 250 297,1-299,8 C 266-266,8 C t [ C] 200 150 indulás leállás 100 max 55 C 50 teljesítmény üzem állás 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 t [h] 200-300 h 800-1400 h

H 3 BO 3 =f(t) Bórsav koncentráció 14 12 c H 3 BO 3 [g/dm 3 ] 10 8 6 4 2 0 indulás üzem állás 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 200-300 h 800-1400 h t [h]

Vízkémia Teljesítményüzemi (7000-8000 óra), lúgos-reduktív hőtıvíz; Állás (1000-1800 óra), savas-oxidatív hőtıvíz; Átmenet (leállás (50-60 óra), indulás (200-250 óra). Eltérı vízüzemi feladatok a különbözı periódusokban (csak a kilencvenes évek közepétıl).

3.1. Teljesítményüzem A hőtıvíz p és t a fıvízkörben nagy (125 bar, 299/266 o C (VVER-440), a mellékvízkörben p üzemi, t kicsi (max. 55 o C az ioncserélı gyanta miatt). A fıvízkörben nagy és lokálisan változó hőtıvíz sebességek (2-12 m/s), a mellékvízkörben kisebb (0,1-1 m/s). A főtıelem kiégése miatt a hőtıvíz kémiai összetétele az üzemi periódusban változik. A szükséges anyagok: bórsav, szennyezıanyag-mentesség (O 2, Cl-ion) hidrogén, lúgosító vegyszer.

Bórsav A nyomottvizes (PWR, VVER) atomerımővekben a hőtıvíz bórsav koncentrációja állás alatt biztosítja a szabályzóvédelmi kazetták mellett a reaktor szubkritikusságát, majd üzem közben csökkenı koncentrációja az üzemanyaggal berakott reaktivitás-tartalékot kompenzálja a neutronok elnyelésével. VVER-440 az állás alatt nagy a bórsav koncentráció (>14 g/kg), míg az indulás alatt és a kampány elején, rövid idı ( 50 h) alatt közel felére ( 7,65 g/kg) esik, majd a kampány alatt az üzemanyag reaktivitás-tartalékának megfelelıen lineárisan csökken. A hőtıvíz bórsav koncentrációjának szabályozása üzem közben (a lineárisan csökkenı tartományban) viszont eltérı a PWR és VVER atomerımővekben: PWR: termikus regenerálású ioncserélı gyantával, VVER: a hőtıvíz bórsavmentes vízzel való hígításával ésa kampány végén ioncserével.

1999.02.19 1999.03.05 1999.02.05 1999.01.22 1999.01.08 1998.12.25 Bórsav H 2 O + H 3 BO 3 (t)=var A b ó rs a v k o n c e n trá c ió vá lto zá s a k a m p á n y ü ze m a la tt 2. b lo k k, 1 5. k a m p á n y 1 0 9 8 bórsav koncentráció [g/kg] 7 6 5 4 3 2 1 0 1998.04.17 1998.05.01 1998.05.15 1998.05.29 1998.06.12 1998.06.26 1998.07.10 1998.07.24 1998.08.07 1998.08.21 1998.09.04 1998.09.18 1998.10.02 1998.10.16 1998.10.30 1998.11.13 1998.11.27 1998.12.11 d á t u m

A bórsav koncentráció szabályozása a VVER reaktorokban a hőtıvíz hígításával és ioncserével (2VT OH - ) történik. A hőtıvíz számított bórsav tömege az üzemidı függvényében teljesítményüzemben A hőtıvíz hígításához szükséges tiszta kondenzátum számított tömege teljesítményüzemben 1800,0 1600,0 250,000 1400,0 200,000 1200,0 M [kg] 1000,0 800,0 600,0 bórsav Mtk [t] 150,000 100,000 tkondenz 400,0 200,0 50,000 0,0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0,000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 üzemidı [h] üzemidı [h]

Bórsav PWR reaktorokban a bórsav szabályozása termikus regenerálású gyantával történik lényegesen kevesebb hulladékvíz. PWR reaktoroknál a hőtıvíz bór-koncentrációját, míg a VVER reaktoroknál a bórsav koncentrációját adják meg. Az átszámítás: g M B = 10,8 g mol c H BO = 1000c 3 3 kg g M H BO = 61,8 3 3 mol B mg kg

Bórsav A bórsav disszociál a vízben: [ ] [ ][ ] B( OH ) 4 = K B ( T ) B( OH ) 3 OH 1 [ ] [ ] 2[ ] B2 ( OH ) 7 = K B ( T ) B( OH ) 2 3 OH [ ] [ ] 3 ( ) ( ) ( ) [ ] B OH = K T B OH OH 3 [ ] 2 [ ] 4[ ] 2 B ( OH ) = K ( T ) B( OH ) OH 4 [ ] [ ] [ ] [ ] 2 B( OH ) + B ( OH ) + B ( OH ) + B ( OH ) 2 4 10 14 2 B 3 B 4 7 3 3 3 10 2 4 14

Szennyezıanyag-mentesség : oxigén A gızfejlesztı csövek feszültségkorróziós repedéseinek keletkezése (lokális korrózió) a Cl-ionok (t>60 o C) és az oxigén (t>120 o C) együttes hatásának tulajdonítható. Forrás: Klorid-ionok: pótvízzel (vegyszerekkel). Oxigén: pótvízzel (termikus és kémiai gáztalanítás) és radiolitikus oxigén (H 2 -adagolás). Korlátozás: várt érték és határérték.

A SS-304 acél elektrokémiai potenciálja az oldott O2 koncentráció függvényében: 1- Peach-Bottom 3., 2-Dresden, 3-Ringhals [Martünova]

Az O 2 és Cl-ion koncentráció hatása az ausztenites acélok feszültségkorróziójára 250-350 o C-os vízben [Gordon] Oxigén koncenráció [mg/kg] Klorid koncentráció [mg/kg]

Hidrogén 10 %-nál nagyobb reaktorteljesítménynél a víz radioaktív besugárzás hatására kémiailag bomlik (49 térfogati reakció ismert). A főtıelem-burkolaton (Zr) a radiolitikus oxigén (O 2, H 2 O 2 ) 120 o C felett lokális korróziót okoz. A hőtıvízbe a radiolízis termékek rekombinációjához hidrogén szükséges, amely feleslegével reduktívvá is teszi a hőtıvizet.

PWR: hidrogén A PWR atomerımővek primerköri hőtıvizébe tiszta hidrogén gázt adagolnak az ellenırzı tartály gázpárnájába. A keletkezı oxidatív spécieszek a lekötéséhez szükséges minimális oldott hidrogén koncentráció mintegy 15 Nml/kg. Mivel oxigén és oxidáló komponensek külsı forrásból is bekerülhetnek a primerkörbe, a biztonság kedvéért a hıhordozó hidrogén koncentrációját a reaktor üzemeltetése alatt 15 helyett 25-50 Ncm 3/ kg között szabályozzák. Az Inconel-600 gızfejlesztı csövek szerkezeti anyagára az oldott hidrogén feszültségkorróziós kockázatot jelent. Mivel a rendelkezésre álló adatok ezen a téren nem egyértelmőek, a gızfejlesztık Inconel-600 anyagminıségő csöveinél a hőtıvíz hidrogén koncentrációját 25-35 Nml/kg értében korlátozzák.

VVER: ammónia vagy hidrazin A VVER atomerımővek primerköri hőtıvizében, a radiolízis visszaszorításához szükséges hidrogén elıállítására korábban ammóniát, ma több atomerımőben (Kola, Paks) hidrazint adagolnak a pótvízbe. 2NH 3N 3N 2 2 2NH 3 H H 3 radiolitikus bomlás az aktív zónában 3H 4 4 termikus bomlás a RH ben 4NH termikus bomlás a fııvízkörben 4NH radiolitikus bomlás az aktív zónában 3H 3 + 2 3 2 + N + + 2 N N N 2 2 2

VVER: hidrogén A primerköri hőtıvízben az elıírt H 2 koncentráció 30-60 Ncm 3 /kg (2,7-5,4 mg/kg), s az ehhez szükséges minimális NH 3 koncentráció 5 mg/kg, miközben az átlagos értéke 15-20 mg/kg (PA 30 mg/kg). c H 2 Ncm kg 3 = 15 + 1,125 cnh3 mg kg 5 Hidrazin-adagolásnál nagyobb a hőtıvíz ammónia és hidrogén koncentrációja, mint ammóniaadagolásnál, melynek okát nem tudjuk, viszont a rekombinációs hatás ugyanaz.

PA VVER-440: N 2 H 4 -NH 3 -H 2 aktív zóna radiolitikus bomlás 2NH 3 3H 2 +N 2 2H 2 +O 2 =2H 2 O Fıvízkö r fıvízkör termikus bomlás 2N 2 H 4 2NH 3 +N 2 FKSZ záróvíz N 2 H 4- adagolás TV20/2 Részáramú víztisztító 1VTKI ±NH 4 + N 2 H 4 +O 2 =2H 2 O+N 2 termikus bomlás 2NH 3 3H 2 +N 2 TV61/3 TV75 hőtıvíz elvétel tiszta kondenzátum beadás PG H 2 O H 2 O+NH 3 páragız Pótvíz rendszer H 2 O mentesítés (NH 3 ) Hidrogénégetı 2H 2 +O 2 =2H 2 O

Ammónia Az ammónia a VVER reaktoroknál és a primerkör segédrendszereinél több üzemviteli problémát eredményez: Az ammónia koncentrációja csökken az aktív zónában bekövetkezı radiolitikus bomlása következtében. A hidrogén koncentrációja csökken a részáramú víztisztító pótvízgáztalanítójában (VVER-1000 blokknál a teljes részáram gáztalanításra kerül, PA a részáram kb. negyede). Ezt a hidrogén veszteséget pótolja a folyamatosan vagy szakaszosan adagolt ammónia vagy hidrazin oldat. A hidrogén veszteség csökkentése érdekében több VVER atomerımő termikus gáztalanítás nélkül üzemel. Ezekben a pótvíz megkövetelt O 2 koncentrációját a szakaszosan vagy folyamatosan adagolt hidrazinnal biztosítják. A reaktor indulásánál viszonylag lassú a hidrogén radiolitikus felhalmozódása a hőtıvízben, mert a neutronfluxus, azaz a reaktor teljesítményének függvénye. Az elıírt hidrogén koncentrációt a reaktor 10 %-nál nagyobb teljesítménye biztosítja.

Ammónia Az ammónia hatással van hőtıvíz és a kationcserélı gyanta közti ionegyensúlyra. A pillanatnyi kálium-ion koncentráció lengeti az ammónia koncentrációt. A hőtıvíz ammónia koncentrációja leng az adagolás egyenlıtlenségei miatt, és a kationcserélı gyantában vagy kálium-ion elnyelést vagy kibocsátást eredményez. További hátrányt jelent a radioaktív hulladék járulékos keletkezése. Az ammónia koncentrációja a hőtıvízben átlagosan 15 mg/kg. Ennek következtében a kationcserélı kapacitás jelentıs része ammóniával telített. A VVER atomerımőveknél a radioaktív hulladék és koncentrátum egyik alapvetı összetevıje az ammónia, és jelentıs kapacitást köt le a többi víztisztító kationcserélı gyantáiban.

Lúgosító vegyszer H ( 2 O + H 3BO3 t) = var+ H 2 ( t) const + LOH ( t) = var A PWR atomreaktorok primerköri hőtıvizébe adagolt lúgosító vegyszer LiOH, míg a VVER reaktoroknál KOH. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy a KOH jobb oldhatósággal rendelkezik, és kevésbé agresszív a cirkónium-ötvözetekkel szemben, mint a LiOH. A hőtıvíz LiOH koncentrációját a legtöbb PWR atomerımőben 2,2±0,15 mg/kg Li-ion értéken korlátozzák a Zircalloy-4 ötvözettel szembeni korróziója miatt, mert a főtıelemeken keletkezett lerakódásokban és oxidokban betöményedı lítium növeli a cirkónium oxidációjának sebességét. Az utóbbi idıben 3,5 mg/kg-ra növelték.

KOH A K-41 izotóp (a természetben található kálium 6,90 %) felaktiválódhat: 41 42 K + n K + γ A K-42 izotóp felezési ideje 12,5 h, a γ-sugárzás energiája 1,5 MeV. A K-42 aktivitás a kampány elsı felében, nagyobb bórsav és kálium-ion koncentrációknál halmozódik fel a hőtıvízben, s a kampány második felében a bórsav és kálium-ion koncentrációk csökkenésének mértékében csökken. A viszonylag rövid felezési idı és a kationcserélı gyantán való kötıdés miatt a K-42 izotóp radiológiai problémát sem üzem közben, sem állás alatt nem okoz.

A vízkémia szabályozása Üzem közben a nyomottvizes atomerımővek primerkörében két vízkémiai paramétert lehet szabályozni: PWR: lítium és hidrogén koncentrációját, VVER: kálium és lítium együttes (lúgosító kationok) koncentrációját valamint a hidrogén (ammónia) koncentrációját (hidrazin adagolással).

A vízkémia szabályozása Szabályozásukra a szerkezeti anyagok korróziótermék kibocsátásának minimalizálása, valamint a lokális korrózió minden fajtájának elkerülése érdekében van szükség. A lúgosító kationok változása ezen kívül hatással van a korróziótermékek transzportjára (keletkezésük, vándorlásuk, lerakódásuk a főtıelem burkolatokon, ezt követı felaktiválódásuk, majd újabb kibocsátásuk, és a zónán kívüli felületeken való lerakódásuk). A hidrogén a redukáló viszonyokat biztosítja a hőtıvízben, amire a víz radiolitikus bomlástermékeinek rekombinációja miatt van szükség.

A vízkémia szabályozása A reaktor üzeme során a primerköri hőtıvíz lúgosító kation-bórsav összetartozó, a szerkezeti anyagok minimális korróziójához biztosító koncentrációinak tartományát, a hőtıvíz átlaghımérsékletére számított ph T intervallumával rögzítik. Ezt a nagy hımérséklető ph-át nevezik optimális (a védı oxidréteg minimális oldhatóságához tartozó) ph T átlag tartománynak. Ebben a ph T átlag tartományban biztosítható a főtıelemek és a primerköri berendezések integritása és az aktivitáshordozók kis koncentrációja.

Korróziótermékek forrása a fémfelületek oldódása: optimális ph T

Minimális korróziótermék transzport Minimális oldhatóság: a GF csövekre és üzemi hımérsékletre optimalizálva: ph 300 6,9 (vegyes spinell magnetit), ph 300 7,4 (nikkel-ferrit), DE! Az oldott korróziótermékek kiválása a gızfejlesztı felületen, s ne a főtıelemeken történjen kismértékő ph T elmozdulás az optimumtól!

A magnetit minimális oldhatósága

Lúgosító kationok A VVER atomreaktoroknál a lúgosító kationok (K +, Li +, Na + ) moláris koncentrációját 0,35 (az utóbbi idıben 0,5) mmol/kg, értéken korlátozzák. A lítium a hőtıvízben oldott bórból (B-10 izotóp 19,61 %) keletkezik, a nátrium-ion koncentrációja elhanyagolható (csak a pótvízzel, ill. a vegyszerekkel kerülhet be), így a KOH adagolásával szabályozzák a lúgosító kationok koncentrációját. A hőtıvíz lítium koncentrációja a kampány során az idıvel változik, és maximális koncentrációját a kampány közepén éri el: orosz reaktorok: 0,2-0,3 mg/kg (0,03-0,04 mmol/kg), DU, LO: 0,6-0,7 mg/kg (0,85-1 mmol/kg) PA: 1-1,2 mg/kg (0,14-0,17 mmol/kg).

c Li =f(t) 10 7 B + n Li + He 4 A bór-10 izotópból keletkezı lítium számított koncentrációja a hőtıvízben az üzemidı függvényében 1,4 1,2 Li koncentráció [mg/kg] 1 0,8 0,6 0,4 Li 0,2 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 üzemidı [h]

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 PA: c Li =f(t) 30TV20_Li_mg/dm3_KEZ 30TV20_Li_mg/dm3_ICP 2003.10.16 2003.12.16 2004.02.16 2004.04.16 2004.06.16 2004.08.16 2004.10.16 2004.12.16 2005.02.16 2005.04.16 2005.06.16 2005.08.16 2005.10.16 2005.12.16 2006.02.16 2006.04.16 2006.06.16 2006.08.16

PWR szabályozási diagram

PWR vízkémia A PWR reaktorok nikkel-króm ötvözető gızfejlesztı csöveinek felületén a meghatározó oxid a nikkelferrit, melynek minimális oldhatósága ph 300 =7,4 körül van. A PWR atomerımővek primerkörében jelenleg három optimális ph T átlag szabályozás van: koordinált Li-B vízkémia (ph 300 =6,9+0,1), módosított Li-B vízkémia (2,2 ppm (0,314 mmol/kg) maximális lítium koncentráció és ph 300 =6,9-7,2), emelt szintő Li-B vízkémia (3,5 ppm (0,5 mmol/kg) ) maximális lítium koncentráció és ph 300 =6,9-7,4).

VVER-440 korábbi szabályozási diagram A lúgosító kationok moláris koncentrációja: c + ( mg / kg) c + ( mg / kg) [ ] c + ( mg / kg) + K Li Na L ( mmol / kg) = + + 39,1 7,0 23,0 A lúgosító kation-bórsav koncentráció szabályozás sávja: [ L ] [ ] min = 2,139 H 3BO3 + 0,051( mmol / kg) [ L ] = 2,139[ H BO ] + 0,153 ( mmol / kg) max 3 3

VVER-440 korábbi szabályozási diagram Névleges lúgosító kation-bórsav koordináció Névleges ekvivalens kálium-ion-bórsav koordináció lúgosító kation koncentráció [mmol/dm3] 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 bórsav koncentráció [g/kg] Lmin Lmax Kekv koncentráció [mg/dm3] 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 bórsav koncentráció [g/kg] Kekvmin Kekvmax

VVER-440 korábbi szabályozási diagram A névleges bórsav-lúgosító kation koordináció: EPRI módszerrel számított ph300 és az elvárt ph300 7,7 7,6 7,5 ph300 7,4 7,3 7,2 7,1 7 6,9 6,8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 bórsav koncentráció [g/kg] Lmin Lmax

Magnetit oldhatósága Névleges lúgosító kation-bórsav koordináció: a magnetit Sw eeton-baes modellel számított oldhatósága 0,25 oldott vas koncentráció [mmol/kg] 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 bórsav koncentráció [g/kg] Lmin[299,8oC] Lmax[299,8oC] Lmin[266oC] Lmax[266oC]

Az oldott magnetit-kiválás iránya Névleges lúgosító kation-bórsav koordináció: a melegági és a hidegági hımérsékletén oldott magnetit számított koncentrációjának különbsége 0,08 koncentrációkülönbség [mmol/kg] 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0-0,01 1 2 3 4 5 6 7 8 9-0,02 bórsav koncentráció [g/kg] Lmin Lmax

VVER-440 szabályozási diagram A VVER reaktorok 08H18N10T ausztenites acél gızfejlesztı csöveinél és primerköri berendezéseinél a felületen kialakuló, meghatározó oxid, a magnetit oldhatóságának minimuma ph 300 =6,9-7,0 körül van. A VVER atomerımővek primerkörében jelenleg egy optimális ph Tátlag szabályozás van: koordinált lúgosító kation (K+Li)-bór vízkémia, mely javításokkal (PA, LO) megmaradt, ill. módosult: ph 300 =7,2±0,1: cseh, szlovák orosz reaktorok a kampány kezdetén a kálium-ion koncentrációját 0,5 mmol/kg (19,5 mg/kg) értéken korlátozzák, majd ph 300 =7,1-7,3). ph T számítás bizonytalansága, L + -sáv (PA szőkített sáv).

VVER-440 reaktorok koordinált módosított vízkémiája [Krickij] NH 3 : B1-0 mg/kg; B2-15 mg/kg; B3-50 mg/kg

PA javaslat Teljesítményüzem: bórsav-lúgosító kation koordináció javasolt tartománya az üzemidı függvényében Kekv [mg/dm3] 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 üzemidı [h] Kekvmin Kekvmax

PA javaslat

PA javaslat

Bórsav-lúgosító kation koordináció szabályozása a PA-ben aktív zóna: Fıvízkö r 10 B+n 7 Li + 4 He KOH adagolás (indulás) TV20/2 Pótvíz rendszer TV75 Részáramú víztisztító 1VTKI ± K + /NH 4 + TV61/3 hőtıvíz elvétel tiszta kondenzátum beadás PG H 2 O+NH 3 páragız H 2 O mentesítés (NH 3 ) 2VT K (H + )

VVER-440 szabályozási diagram A VVER-440 reaktoroknál a primerköri hőtıvíz optimális ph T -ja minimális eltéréssel megegyezik a PWR reaktorok koordinált lítium-bór vízkémiájának ph T átlag-ával (6,9+0,1), az üzemidı kezdetén kisebb, 6,7-6,9, az üzemidı végén nagyobb 7,05-7,4 ph T átlag-al. Ugyanerre a következtetésre jutottak Franciaországban is, ahol a koordinált lítium-bór vízkémiát hasonlították össze a VVER- 440 reaktorok kálium-bór vízkémiájával. Ugyanakkor megjegyzik, hogy a VVER-440 reaktoroknál a hőtıvíz hımérséklete 20-40 o C-al alacsonyabb, mint a francia PWR reaktoroknál, ami kisebb korróziótermék kibocsátást és jóval kisebb szelektív korróziós kockázatot eredményez.

Korróziótermékek keletkezése 08H18N10T korróziósebessége (mgm 2 /h)

Korróziótermékek keletkezése Magnetit oldhatósági koncentrációja üzemi hımérsékleten 0,1-0,15 µmol/kg. Mindkét számításból üzem alatt 10(-30) kg korróziótermék keletkezik. A keletkezı korróziótermék 35-60 %-a mozdul meg. A víztisztítás max. 1-2 kg-ot távolít el. A korróziótermékek felhalmozódása törvényszerő, eltávolításuk akkor hatékony, ha nagy a koncentrációjuk a hőtıvízben (leállás, indulás vízüzeme!).

Korróziótermékek átalakulása Ha t nı, oldott (<1 nm) kolloid (1-450 nm) diszperz (>0,45 µm) átalakulások a hőtıvízben az oldhatóság változás miatt, ill. ha t csökken, akkor ellentétes. Az oldhatósági határ feletti koncentrációnak megfelelı mennyiség kiválik a felületeken. Forrás a fémek oldhatósága, de idıvel a korróziótermékek döntı része diszperzzé válik (leválások a felületrıl, átalakulások a hőtıvízben, eltömıdések a szők áramlási keresztmetszetekben, kiülepedések a holt áramlási zónákban). Korróziótermék koncentrációk: üzemi: 10-20 µg/kg, Indulás: 1-10 mg/kg.

Üzemen kívüli periódus vízüzeme Üzem közben a fıvízkör felületeinek korróziója az üzemi hımérsékletre optimalizált vízkémia (minimális oldhatóságot biztosító ph T ) miatt minimális. Az üzemen kívüli periódusban az üzemi periódushoz képest - megváltozik a hőtıvíz hımérséklete és ph T -értéke a nagy bórsav koncentráció (a reaktor szubkritikussága) miatt, és az álló hőtıvíz (keringtetés hiánya) nem teszi lehetıvé a vízkémia szabályozását. A vízkémia beavatkozási lehetısége az üzemen kívüli periódusban, az átmeneti állapotokban (leállás, indulás), a hőtıvíz keringtetésének idejére korlátozódik.

3.2. Állás +20,9 m 1.akna Átrakó medence +14,37 m Pihentetı medence YA00P109 GF TG02 RT +7,3 m 4VT USZ MSZ H + BO 3 3-

3.2. Állás vízkémiája Üzemállapotok: állás nyitott reaktortartálynál, állás kirakott reaktortartálynál (négyévente), üzemanyag-átrakás (a reaktortartály (fıvízkör), az átrakó és pihentetı medence együtt üzemel. Savas-oxidatív, hideg (40-50 o C) hőtıvíz H 3 BO 3 : >14 g/kg, O 2 : 5-7 mg/kg (telített), (t<120 o C nem korrózív a Zr-ötvözetre és az ausztenites acélra) H 2, NH 3, K, Li 0 A magnetit oldhatósága 4-5 nagyságrenddel nagyobb, mint üzem közben. Nincs lehetıség a beavatkozásra!

Állás vízkémiája Állás alatt számos felület nem a hőtıvízzel, hanem a levegıvel érintkezik az oxidréteg átalakulása. Számos karbantartási mővelet idegen anyagok bekerülése, felületi oxidréteg sérülése. A következı kampány indulása elıtt nagy mennyiségő, a felülethez lazán vagy nem kötıdı anyag, mely a hőtıvíz áramlásának megindulásakor bekerül a hőtıvízbe, az aktív zónába.

3.3. Az indulás vízüzeme Állás alatt az üzemihez képest 1-2 nagyságrenddel nagyobb a primerköri felületek korróziója, és a keletkezett korróziótermékek az indulás során bekerülhetnek a primerköri hőtıvízbe. A hőtıvízbe kerülı korróziótermékek mennyiségét kiegészítheti az elvégzett dekontaminálások után maradó korróziótermékek és a karbantartások után maradó idegen anyagok mennyisége. Ezért a primerkörben levı korróziótermékek mennyisége az indulásnal valószínőleg nagyobb, mint a megelızı kampány leállásának végén. Tehát az indulás vízüzemének az a feladata, hogy a következı kampány üzeme elıtt, minél alacsonyabb hımérsékleten távolítsa el ezt a viszonylag nagy mennyiségő korrózióterméket a primerkörbıl, biztosítva ezzel, hogy az üzem megkezdésekor minél kevesebb legyen a korróziótermékek mennyisége a primerkörben.

Az indulás vízüzeme A primerköri hőtıvízbe az állás alatt bekerült korróziótermékek eltávolítása szempontjából krómnikkel ötvözetekre legkedvezıbb a hőtıvíz savasoxidatív kémiai állapota (ausztenites acélra még nem tudjuk). Ezért az indulás vízüzemének egyik feladata, hogy az állás alatt bekerült korróziótermékek minél nagyobb mennyiségét, minél alacsonyabb hımérsékleten távolítsa el a hőtıvízbıl korróziótermék-szőrés. Az indulás alatt eltávolított korróziótermékek a következı kampány elejének korróziótermék transzportját csökkentik.

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 p=f(t) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 t [h] p [bar] 8.2.4.4. Feltöltés, 5 bar-os tömörségellenırzés 8.2.4.4. 25 bar-os tömörségellenırzés 8.3. Fıvízkör tömörségvizsgálata, nyomás növelése 123 bar-ig 8.3.1. 137 bar-os tömörségvizsgálat 8.4.5. Térfogatkompenzátor biztonsági szelepek 36 bar-os próbája 8.4.7. Nyomás növelése 123 bar-ig 8.3.2. 164 bar-os tömörségvizsgálat 8.3.2. Nyomás csökkentése 20 bar-ig +24 h

350 300 250 200 150 100 50 0 T=f(t) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 t [h] t [ C] 8.2.5. Pótvíz gáztalanító felfőtése 8.2.6. Felfőtés GF tömörségvizsgálatához 8.2.7. Felfőtés 110-120 C-ra 8.3.2. Nyomás csökkentése 20 bar-ig, lehőtés 60 C-ra 8.4. Felfőtés 190 C-ra 8.4.4. Gızpárna létrehozása 8.5. Reaktor indítása 8.7. A blokk energetikai indítása +24 h

50 40 30 20 10 0 m=f(t) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 t [h] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 V [10 3 m3/h] m [t/h] Vpr, ezer m3/h mpr, t/h m1.vt, t/h musz, t/h m 1.VT m KI 8.2.4.11. FKSZ indítás - 5 FKSZ-es keringetés 1VT, PR, 2 VT és USZ üzembevétel 8.3.2. Nyomás csökkentése 20 bar-ig, lehőtés 60 C-ra 8.4.1. FKSZ indítás - 5 FKSZ-es keringetés 8.4.1. 6 FKSZ-es keringetés m PR m KI m K+A m USZ +24 h m PR m KI m K+A m USZ mpr m USZ =m k+a 0

35 30 25 20 15 10 5 0 c i =f(t) cb, g/dm3 K+, mg/dm3 NH3, mg/dm3 O2, mg/dm3 H2, Nml/dm3 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 t [h] c B [g/dm 3 ]; K +,NH 3,O 2 [mg/dm 3 ]; H 2 [Nml/dm 3 ] 8.2.5. Pótvíz gáztalanító felfőtése N 2H4 - adagolás kezdete (O2<0,02 mg/kg) 8.5.5. Bórkivonás KOH - adagolás +24 h KOH - adagolás kezdete N 2 H 4 - adagolás

Az indulás vízüzeme A kampány üzem szempontjából meghatározó periódus. Feladat a megmozduló korróziótermékek kivonása a hőtıvízbıl (2-4 kg): 40-50 o C-on (savas-oxidatív állapot) minél nagyobb oldott és hőtıvízbıl kivonható magnetit, maximális tömegáram (korlátos) szőrés: 1VT TE01 és TE03 ág (2x35 t/h) + 2VT (45 t/h) + USZ (20 t/h). Teljesítményüzemi vízkémia beállítása: termikus (PG) és kémiai (N 2 H 4 ) gáztalanítás (120 o C-ig), lúgosítás: induló NH 3 =13 mg/dm 3 (N 2 H 4 ) és K + =16,3 mg/dm 3 (KOH) koncentráció beállítása (MET-re), H 2 =25-50 Nml/dm 3 (NH 3 =13-26 mg/dm 3 ) (100 %-os teljesítményen).

PWR reaktorok korróziótermék mikroszőrıje

3.4. A leállás vízüzeme Üzem közben a fıvízköri felületek korróziója minimális, de mivel a keletkezett korróziótermékeknek csak igen kis része kerül ki üzem közben a primerkörbıl, a korróziótermékek felhalmozódnak a primerkörben, nagyobb részük a primerköri felület ún. tranziens crud rétegében. A leállás vízkémiai körülményei között a tranziens crud réteg megmozdul, egy része visszakerül a keringı hőtıvízbe. A korróziótermékek visszaoldódási folyamatát felhasználva, a leállás vízüzemének feladata, hogy támogassa a tranziens crud réteg minél nagyobb mennyiségének visszakerülését a hőtıvízbe, és tegye lehetıvé a hőtıvízbe visszakerült korróziótermékek eltávolítását. A leállás alatt eltávolított korróziótermékek az állás alatti karbantartások személyi dózisát csökkentik.

140 120 100 80 60 40 20 0 p=f(t) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 t [h] p [bar] 4.4. A fıvízkör lehőtése 4.4.3. A lehőtés folytatása; Térfogatkompenzátor biztonsági szelepek 36 bar-os ellenırzése 4.4.4. Átállás a TK-ban gızpárnáról N 2 párnára 4.4.9. A fıvízkör lehőtése, 5 FKSZ leállítása 4.5. A primerkör nyomásmentesítése 4.5.2. A fıvízkör ürítésének elıkészítése 4.6. A primerkör ürítése +12 h

300 250 200 150 100 50 0 T=f(t) +12 h 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 t [h] t [ C] 4.1. A blokk leállás elıkészítése 4.2. A blokk leterhelése 4.3. A reaktor szubkritikus állapotba hozása 4.4. A fıvízkör lehőtése 4.4.4. Átállás TK-ban gızpárnáról N 2 -re 4.4.6. Lehőtés 140 C-ig 4.4.7. Átállás víz-víz hőtésre 4.4.9. Lehőtés 50 C-ig Átállás természetes cirkulációra

50 40 30 20 10 0 m=f(t) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 t [h] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 V [10 3 m 3 /h] m [t/h] Vpr, ezer m3/h m1.vt, t/h musz, t/h 4.4.6.5. Átállás 5 FKSZ-es keringetésre 4.3.6. A fıvízkör lehőtés alatti finom dekontaminációja 4.4.9. 5 FKSZ leállítása 4.4.12. A fıvízkör segédrendszereinek leállítása - Finom dekontamináció leállítása m TE01 m TE03 mtk52 mtk54 +12 h musz

35 30 25 20 15 10 5 0 c i =f(t) cb, g/dm3 K+, mg/dm3 NH3, mg/dm3 O2, mg/dm3 H2, Nml/dm3 +12 h 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 t [h] c B [g/dm 3 ]; K +,NH 3,O 2 [mg/dm 3 ]; H 2 [Nml/dm 3 ] 4.3.2. A primerkör felbórozása a leállási bórsav koncentrációig 4.4. A fıvízkör lehőtése 4.5. A fıvízkör nyomásmentesítése

A leállás vízüzeme PWR nikkel-ferritek oldott állapotba vitele a hőtıvíz minél korábbi (80-100 o C) savas-oxidatív állapotba vitelével, s kivonásuk ioncserével és mikroszőrıvel. VVER nem tudjuk, hogy a vegyes spinell magnetit hogyan viselkedne lehőlı savas-oxidatív hőtıvízben (tulajdonságai kevésbé ismertek). Állás vízkémiájának megteremtése: teljesítmény utolsó napján K + 0, H 2 =15 Nml/dm 3 (NH 3 =5 mg/dm 3 ), NH 3 (NH 4+ )-kivonás, H 2 -eltávolítás. A felületek lehőlése során lepattogzó, diszperz korróziótermékek kivonása (1-2 kg) a hőtıvízbıl maximális szőrési tömegárammal (lásd indulás), de savas-reduktív hőtıvíz (maradt H 2 és kevés O 2 ), kisebb magnetit oldódás korróziótermék szőrés.

4. Aktivitástranszport A hőtıvízben levı szennyezıanyagok felaktiválódhatnak aktivitástranszport gáznemő (pillanatnyi) PG folyamatos üzemének indokoltsága (viszont ph-lengés!), pótvízzel bekerülı teljesen sótalanított vagy nagy tisztaságú pótvíz, de vegyszerek és ioncserélı gyanta, korróziótermék (hosszú távú, Co-60) üzemi, leállás, indulás vízüzem, főtıelembıl kikerülı az elızı három minimalizálja a kockázatát.

Gáznemő aktivitáshordozók Izotóp Forrás Reakció Felezési idı Sugárzás Energia [MeV] N-13 O-16 (99,759 %) 16 O(p,α) 13 N 10,1 perc β + 1,185 C-14 O-17 (0,0374 %) 17 O(n,α) 14 C 55,7 év N-16 O-16 (99,759 %) 16 O(n,p) 16 N 7,4 s β - γ 10,3 (20 %) 4,3 (40 %) 3,8 (40 %) 6,13; 7,0 N-17 O-17 (0,0374 %) 17 O(n,p) 17 N 4,14 s β - n 3,7 0,9 F-18 O-17 (0,0374 %) 17 O(p,n) 18 F 1,87 óra β + 0,649 O-19 O-18 (0,2033 %) 18 O(n,γ) 19 O 29,4 s β - γ 4,5 (30 %) 2,9 (70 %) 1,37; 1,6 H-3(T) H-2 (0,014 %) Li-6 (7,3 %) 2 H(n,γ) 3 H 6 Li(n,α) 3 H 12,26 év β - 0,018 Ar-41 Ar-40 (99,6 %) 40 Ar(n,γ) 41 Ar 1,8 óra β - γ 0,199 (99,1 %) 2,48 (0,88 %) 1,298

Pótvízzel bekerülı aktivitáshordozók Izotóp Forrás Reakció Felezési idı Sugárzás Energia [MeV] Na-24 Na-23 (100 %) Mg-24 (78,98 %) Al-27 (100 %) 23 Na(n,γ) 24 Na 24 Mg(n,p) 24 Na 27 Al(n,α) 24 Na 15 óra β - γ 1,39 4,14 Mg-27 Mg-26 (10,97 %) 26 Mg(n,γ) 27 Mg 9,5 perc β - γ 1,59 (42 %) 1,75 (58 %) 0,95; 1,015 Ca-45 Ca-44 (2,13 %) 44 Ca(n,γ) 45 Ca 152 nap β - 0,254 Ca-47 Ca-46 (0,003 %) 46 Ca(n,γ) 47 Ca 4,8 nap β - γ 0,66 (83 %) 1,94 (17 %) 1,31 Ca-49 Ca-48 (0,178 %) 48 Ca(n,γ) 49 Ca 8,8 perc β - γ 1,95 (88 %) 0,89 (12 %) 3,1; 4,68 Si-31 Si-30 (3,12 %) 30 Si(n,γ) 31 Si 2,62 óra β - γ 1,471 0,17; 0,99 P-32 P-31 (100 %) 31 P(n,γ) 32 P 14,3 nap β - 1,712 S-35 S-34 (4,215 %) Cl-35 (75,4 %) 34 S(n,γ) 35 S 35 Cl(n,p) 35 S 87,1 nap β - 0,167 S-37 S-36 (0,017 %) Cl-37 (24,6 %) 36 S(n,γ) 37 S 37 Cl(n,p) 37 S 5,04 perc β - γ 4,3 (10 %) 1,6 (90 %) 2,7 Cl-36 Cl-35 (75,4 %) 35 Cl(n,γ) 36 Cl 3,1.10 5 év β - 0,714 Cl-38 Cl-37 (24,6 %) 37 Cl(n,γ) 38 Cl 37,8 perc β - γ 4,81 (53 %) 2,77 (16 %) 1,11 (31 %) 2,15; 3,75 K-42 K-41 (6,9081 %) 41 K(n,γ) 42 K 12,36 óra β - γ 3,55 (82 %) 1,99 (18 %) 1,51; 0,309

Korróziótermék aktivitáshordozók Izotóp Forrás Reakció Felezési idı Sugárzás Energia [MeV] Cr-51 Cr-50 (? %) 50 Cr(n,γ) 51 Cr 27,8 nap γ 0,32 Mn-54 Fe-54 (5,81 %) 54 Fe(n,p) 54 Mn 291 nap γ 0,84 Co-58 Ni-58 (67,88 %) 58 Ni(n,p) 58 Co 72 nap β + γ 0,472 (14,5 %) 0,805 Fe-59 Fe-58 (0,33 %) 58 Fe(n,γ) 59 Fe 45,1 nap β + γ 0,271 (46 %) 0,462 (54 %) 1,1; 1,29 Co-60 Co-59 (100 %) Ni-60 (26,23 %) 59 Co(n,γ) 60 Co 60 Ni(n,p) 60 Co 5,27 év β - γ 0,39 1,33; 2,51 Cu-64 Cu-63 (68,94 %) 63 Cu(n,γ) 64 Cu 12,9 óra β + β - γ 0,656 0,573 1,34 Zn-65 Zn-64 (48,89 %) 64 Zn(n,γ) 65 Zn 245 nap β + γ 0,325 1,11 Zn-69 Zn-68 (18,61 %) 68 Zn(n,γ) 69 Zn 13,8 óra γ 0,437 Zr-93 Nb-93 (? %) 93 Nb(n,p) 93 Zr 9,5.10 5 év β - 0,063 Zr-95 Zr-94 (17,4 %) 94 Zr(n,γ) 93 Zr 65 nap β - γ 0,364 (54 %) 0,396 (43 %) 0,883 (3 %) 1,772; 0,754

Főtıelembıl kikerülı aktivitáshordozó (az összes izotóp ß - sugárzó) Izotóp Energia [MeV] Izotóp Energia [MeV] Mo-99 1,23 (80 %); 0,45 (20 %); 0,921; 0,514; 0,142 Sr-89 1,463 Sr-95 0,363 (54 %); 0,396 (43 %); 0,833 (3 %) 0,722; 0,754 Sr-90 0,535 0,345 Zr-97 1,91 0,754; 0,722; 0,235 Xe-133 0,081 Ce-141 0,574 (25 %); 0,442 (75 %) 0,145 I-131 0,608 (87,2 %); 0,335 (9,3 %); 0,25 (2,8 %) 0,722; 0,637 Ce-144 0,3 (70 %); 0,17 (30 %) 0,175; 0,134; 0,081 I-135 0,5 (35 %); 1,0 (40 %); 1,4 (25 %) 0,634 Kr-85 0,15 (5 %); 0,672 (95 %) 0,513 Br-83 0,91 (20 %); 0,96 (80 %); 0,087; 0,41 Cs-137 0,435 0,081

Aktivitás mérések Aktivitás koncentrációk mérése hőtıvízben (Bq/kg) és felületen (kbq/cm 2 ).

Primerköri eltérés: melegági hurkok Co-60 felületi aktivitás (anyagminıség?) Felületi aktivitás melegági hurok: átlag Co-60 izotóp 120 100 [kbq/cm2] 80 60 40 10YA(32-42-52)M1-M2 10YA(12-22-62)M1-M2 20YA(32-42-52)M1-M2 20YA(12-22-62)M1-M2 30YA(32-42-52)M1-M2 30YA(12-22-62)M1-M2 40YA(32-42-52)M1-M2 40YA(12-22-62)M1-M2 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Aktivitás mérések Összes jód a hőtıvízben < 7,4 MBq/dm 3 és I-131 < 0,37 MBq/dm 3 tömör főtıelemek (2 db kampány), > 37 MBq/dm 3 és I-131 >3,7 MBq/dm 3 blokkleállás. Felületi aktivitások aszimptotikus jelleg ingadozásokkal dózisteljesítmények. Üzemelı TE01 ág (folyamatos víztisztítás hatása, lásd Co-60 ábra).

A felületi aktivitás koncentrációk idıbeli változása aszimptotikus érték a [kbq/cm2] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Kampány

Az üzemi vízkémia hatása VVER-440 GF kollektorokra: DT=f(pH 300 )

5. Dekontaminálás Felületi aktivitás nagy, akkor szükséges a dekontaminálás (utóbbi idıben káros hatásai felerısödtek). A felületi aktivitás csökkentéséhez a belsı oxidrétegben levı Co-60 és -58 aktivitást kell csökkenteni kémiai oldással. Ehhez min. két lépcsı: külsı oxidréteg eltávolítása (tisztítás) belsı oxidréteg egy részének eltávolítása (deko). Káros hatásai miatt indulás, leállás vízüzeme (PWR gyakorlat).

A=f(üzemidı)