Radioaktív hulladékok (Fizikus B.Sc.) Radioaktívhulladék gazdálkodás (Gépész - energetikus B. Sc.) Tartalom: 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
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, 2013.) 2
Dózisfogalmak Elnyelt dózis [Gray, 1 Gy = 1 J/kg] Egyenérték dózis [Sievert, 1 Sv=1 Gy biológiai hatása] az ionizáló sugárzás sztochasztikus hatására Effektív dózis E H E w H T D de dm D w R az egyes szöveteket ért egyenértékdózis súlyozott összege Lekötött dózis: egy bevitelből származó, több éven keresztül kifejtett dózisok összege Kollektív dózis: azonos forrásból egy embercsoport tagjait ért dózisok összege T T H 3
Egyenérték dózis az ionizáló sugárzás sztochasztikus biológiai hatása H D. w R [Sievert, Sv] w R sugárzási tényező - a lineáris energiaátadási tényező (LET) = de/dx függvénye w R,α = 20 w R,γ = 1 w R,β = 1 w R,n = 2,5 20 a neutron-energia függvényében 4
Effektív dózis = az egyes szöveteket ért egyenértékdózis súlyozott összege E (H E ) TwT[Sv] T H Effektív dózis w T szöveti súlyozó tényező T w T 1 Új (ICRP#103 kiadványból átvett, 487/2015. kormányrendelet szerinti) szöveti súlyozó tényezők: ivarszervek w T =0,08 (genetikus hatásra) szomatikus hatásokra legérzékenyebbek w T =0,12 tüdő, gyomor, belek, vörös csontvelő, emlő érzékenyek w T =0,04 máj, vese, pajzsmirigy stb. kissé érzékeny w T =0,01 bőr, csontfelszín 5
Sugárvédelmi ismeretek összefoglalása Sugárvédelem az ionizáló sugárzások károsító hatásainak kizárása, illetve minimalizálása. 3 alapelv: 2 további gyakorlati elv: Indokoltság * ha a kis dózisokat korlátozzuk, ezzel a Optimálás nagy dózist kizárjuk Korlátozás * 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) 6
Az ionizáló sugárzás determinisztikus egészségkárosító hatása A károsítás mértékét jellemző dózismennyiség: relatív biológiai egyenértékkel szorzott elnyelt dózis J/kg = Gray = Gy 7
Relatív biológiai egyenérték Evaluating a Health Risk of High Dose Exposure 8
Az ionizáló sugárzások sztochasztikus egészségkárosító hatása Kockázat m=5.10-2 /Sv Dózis Lineáris, küszöb nélküli függvénykapcsolat az effektív dózis és a természetest meghaladó többletdózis által okozott kockázat között a szabályozás alapja. Dózis = Lekötött effektív dózis 9
Sugárvédelmi ismeretek összefoglalása Dóziskorlátozás: DL immissziós korlát (minden sugárforrásból 1 emberre) 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 egy adott forrásból) 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 10
Radioaktív hulladékok - definíció Radioaktív hulladék: további felhasználásra nem szánt, emberi tevékenység (ionizáló sugárzás alkalmazása) eredményeképpen létrejött radioaktív anyag, amelyet sugárbiztonsági szempontból kezelni szükséges = az általa kezelés nélkül okozható dózis meghaladja az elhanyagolható szintet. 11
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 általában nem exportálható. 2011. 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. 12
Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás A hatályos magyarországi jogi szabályozás: 1996. CXVI. tv. ( Atomtörvény általános szabályozás a nukleáris és sugaras létesítményekről, felhatalmazás a sugárvédelem és a hulladékok ügyének szabályozására) (új verzió: 2011. LXXXVII. tv.) 240/1997. kormányrendelet: RHK, KNPA (felelős kezelő, anyagi alap) 487/2015. kormányrendelet (általános sugárvédelmi szabályozás) MSZ 62/1... /7 sugárvédelmi szabványok 47/2003. ESzCsM rendelet (radioaktív hulladékok) MSZ 14344/1,2 radioaktív hulladékokra vonatkozó szabványok 37/2012. kormányrendelet: új Nukleáris Biztonsági Szabályzatok 13
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. 14
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 15
Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás IAEA Safety Series #115 (1996) International Basic Safety Standards (IBSS) 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 Part 3 Eltérő mentességi és felszabadítási szintek 16
A sugárvédelem tudományosan megalapozott alapelveiből levezetett követelmények és a számításokhoz szükséges alapadatok átfogó gyűjteménye 17
18
19
Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Elhanyagolható dózis: H i 10-30 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 20
Radioaktív hulladékok definíciói, magyar szabályozás 2016 előtt A mentesség és a felszabadítás fogalmai [részben még] nem váltak szét a szabályozásban. Nem voltak külön megadott felszabadítási szintek, a mentesség volt az osztályozás alapja 47/2003. sz. ESzCsM-rendelet, 14344/1-2004. sz. szabvány. A felszabadításhoz a 16/2000. sz. EüM. rendeletben rendelt effektív dózis 30 µsv/év. S i AKi MEAK i 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 21
Radioaktív hulladékok definíciói, magyar szabályozás 2016-tól IAEA GSG-1 és GSR-3 és 2013/59/EURATOM javaslatainak átvétele 487/2015. kormányrendelet: 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 c i S i REAK Kibocsátási határérték (KH): a létesítmény dózismegszorításának megfelelő aktivitások [Bq/év] üzemelés során kibocsátott hulladékokra alkalmazzák i MEAK, FEAK, KH közös sajátossága: nem a környezetben, hanem az emisszió helyén mérhető értékek! 22
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 23
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) 24
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 Ai KH i DC DCF i i,krit 1 1 mf i,krit 25
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 aktivitásértékek Speciális kategóriák: MW-Mixed Waste - USA; VLLW- very low level waste - Franciaország 26
Radioaktív hulladékok csoportosításai Gyakorlati kategóriák: A tárolt hulladékcsomagok gyors minősítésére a munkahely ellenőrzött területén A zárt hulladékcsomag felületén mérhető γ-dózisteljesítmény szerint: -Kis akt.: 300 µsv/h -Közepes akt.: 0,3 H 10 msv/h -Nagy akt.: H H > 10 msv/h 27
Radiotoxicitás-index: a hulladék veszélyességének kifejezése Hulladék (-tároló) veszélyessége végső formájában: radiotoxicitás - index RTOX A (t) tf Q i i, j j i j. 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] 28
Radiotoxicitás a hulladék veszélyességének kifejezése RT A (t) DCF i i RT : radiotoxicitás [Sv/év] A : aktivitás [Bq]; i : radioizotóp minősége DCF : dóziskonverziós tényező [Sv/Bq] i Ez a definíció a hulladék tárolóhoz (lerakóhoz) köthető maximális inkorporálható kollektív dózist jelenti : a tényleges mértékegység személy.sv, mert egy személy nem inkorporálhatja a teljes aktivitást 29
Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Az 1996. évi CXVI. tv. szerint a hulladékkezelés az RHK Kft. feladata (http://www.rhk.hu/) Hatósági feladatok a radioaktív anyagokkal kapcsolatban: Személyi sugárvédelem, dózismegszorítás engedélyezése kiemelt létesítmények számára, nukleáris biztonság - OAH (Országos Atomenergia Hivatal) Sugárforrások nyilvántartása - OAH Kibocsátási korlátok OAH, a környezetvédelmi felügyelőségek feladatát átvevő megyei kormányhivatalok A hatósági nyilvántartásban szerepelnek: -Mennyiség -Minőség (aktivitás, aktivitás-koncentráció) -Halmazállapot 30
Radioaktív hulladékok definíciói, szabályozás Kiemelt nukleáris létesítmények Magyarországon: Paksi Atomerőmű KKÁT (kiégett kazetták tárolása) 2 kutatóreaktor -BKR (MTA EK AEKI) Bátaapáti (NRHT) -OR (BME NTI) Püspökszilágyi Hulladéktároló (RHFT) Izotóp Intézet Kft. A szintű izotóplaboratóriuma (ebben D = dangerous (életveszélyes) aktivitású sugárforrásokkal dolgoznak 31
A Paksi Atomerőmű 32
A Budapesti Kutatóreaktor 33
Izotóp Intézet Kft. A szintű izotóplaboratóriuma 34
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) 35
Radioaktív hulladékok eredete Nukleáris energiatermelés hulladékai: Uránbányászat 238 U T=4,5.10 9 év, 235 U T=0,7.10 9 év, 232 Th T=10,4.10 9 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) 36
Uránérc feldolgozás - reaktor üzemanyag előállítása Ércőrlő és szitáló berendezés 37
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. 38
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. 39
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 + 238 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 40
Uránérc dúsítás Incident update at Gronau uranium enrichment facility 27 January 2010 As reported, there was an incident on Thursday 21.01.2010 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. 41
Az urán és a tórium bomlási sora a radonig 42
Radon - 222 Rn leányelemei 222 Rn α (5.5 MeV) T=3,8 d 218 Po α (6.00 MeV) T=3,1 m 214 Pb (185 kev 1,02 MeV) T=26,8 m (295, 352 kev 2 intenzív gamma-vonal) 214 Bi (526 kev 1.26 MeV) T=19,9 m (76 kev.2,45 MeV 14 gamma-vonal) 214 Po α (7,69 MeV) T=164 µs ------------------------------------------------------------------------------------------------- 210 Pb, (kis energiájú) T=22 y 210 Bi (300 kev 1,16 MeV) T=5,01 d 210 Po α(4,5-5,3 MeV) T=138 d 206 Pb - STABIL 43
Radon 220 Rn ( toron ) leányelemei 220 Rn α (6,3 MeV) T= 54 s 216 Po α (6,77 MeV) T = 0,15 s 212 Pb (100 kev) T = 10,6 h (87 kev 300 KeV) 212 Bi α (6,3 MeV) 36% (2,25 MeV) 64% (70 kev 1,8 MeV) T = 60,6 m 208 Tl (200.700keV) T = 3,05 m (84 kev 2.6 MeV) 212 Po α (8,78 MeV) T = 0,3 µs 208 Pb - STABIL 44
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 45
Visszamaradt környezetszennyezés az uránbányászat után - Pécs környéki uránbánya területének helyreállítása Ezt és a következő 4 képet Dr. Várhegyi Andrástól (Mecsek Öko Zrt.) kaptam. 46
Uránérc-feldolgozás - zagytározók rekultivációja: Tájrendezés Morfológia kialakítás, felületstabilizálás Beszivárgást minimalizáló fedés Felszíni vízrendezés, vízelvezetés Hosszú távú stabilitás elérése 47
Geotechnika és rekultiváció... Az iszapmag konszolidációja a vízleengedés után 48
Iszapmag felszínének előkészítése Geotechnika és rekultiváció... 49
Radioaktív hulladékok eredete Nukleáris energiatermelés - reaktorok Urán és transzurán aktivációs/spallációs termékek Hasadási termékek Szerkezeti anyagok aktivációs termékei ( Korróziós termékek) A primervízben lévő anyagokból keletkező aktivációs termékek 50
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) 51
Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok transzurán aktivációs termékek Aktiválás termikus neutronokkal 238 U (n,γ) 239 U (T=23 perc) β - 239 Np (T=2.4 nap) β - 239 Pu (T=24110 év) α 239 Pu (n,γ) 240 Pu (T=6563 év) α 240 Pu (n,γ) 241 Pu (T=14.4 év) β - 241 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 52
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 53
Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok transzurán aktivációs termékek Aktiválás gyors neutronokkal (spalláció) 238 U (n,2n) 237 U (T=6,8 nap) β - 237 Np (T=2,14.10 6 év) α 237 Np (n,γ) 238 Np (T=2,1 nap) β - 238 Pu (T=87,7 év) α 238 Pu/ 239 Pu arány: reaktor-ujjlenyomat DCF: kb. mint 239 Pu 54
Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok transzurán aktivációs termékek (PWR V-213 reaktortípus) kg/(gw év) T 1/2 (év) 55
Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok hasadási termékek Hasadási hozamok különböző hasadóanyagoknál 56
Radioaktív hulladékok eredete Reaktorok hasadási termékek 235 U : Hozamtört rendszám összefüggés Az izobár sorozatok tagjai β - -bomlások révén keletkeznek egymásból 57
Radioaktív hulladékok hasadási termékek Nemesgázok (Xe, Kr) Radiojódok (I) Egyéb, adott kémiai formában illékony elemek (Cs, Sr, Ru stb.) Egyéb hasadási termékek 58
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 29000 TBq/év (kibocsátva: <10 TBq/év) A fűtőelemek inhermetikusságának indikátorai Csernobili kibocsátási hányad: leltár ~100 %-a 59
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) 2.10-8 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 1.10-7 Sv/Bq Transzmutációs célpont neutronaktiválás 130 I 60
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 61
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=2,3.10 6 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 62
Radioaktív hulladékok hasadási termékek egyéb illékony nuklidok 90 Sr T=28.9 év, tiszta β - -sugárzó, hozam: 4,5 % DCF (belégzés, lenyelés)~3.10-8 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: 4:100 89 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. 63
Radioaktív hulladékok hasadási termékek egyéb nuklidok A leghosszabb felezési idejűek: 99 Tc T=211000 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 % 64
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 2016/3/25 65