EDN: KIXHMW
Авторы
Гончар Н.И.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Гончар Н.И. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-42-59; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
Для тяжелых жидкометаллических теплоносителей, содержащих свинец и висмут, характерна наработка изотопов альфа-излучателей – 210Ро, 209Ро и 210mBi. Наиболее радиотоксичен 210Ро, который не представляет опасности в качестве внешнего излучателя, но вызывает серьезное поражение организма при попадании внутрь. В условиях нормальной эксплуатации при сохранении герметичности первого контура полоний не представляет сколько-нибудь значительной радиационной опасности. Опасность возникает в случае разгерметизации первого контура при проведении плановых ремонтов его оборудования, перегрузках ядерного топлива или при аварийных проливах радиоактивного теплоносителя в обслуживаемое помещение. Основной источник опасности – радиоактивные альфа-аэрозоли в воздухе рабочих помещений и поверхностные загрязнения в результате осаждения аэрозолей или контактного переноса альфа-активности. Для обоснования радиационной безопасности и прогнозирования последствий проектных аварий, например разгерметизации газовой системы первого контура или пролива теплоносителя, необходима проверенная по экспериментальным данным модель переноса полония по первому контуру в нормальных условиях эксплуатации и в ситуациях, приводящих к аварии. Ключевое звено такой модели – выход полония из теплоносителя в газовую фазу. В России имеется почти сорокалетний опыт работы со свинцово-висмутовым теплоносителем в реакторах атомных подводных лодок и наземных стендов-прототипов. Отработаны мероприятия и средства для обеспечения защиты персонала при проведении плановых работ и в случае пролива теплоносителя. В данной работе проанализированы процессы переноса полониевой активности по первому контуру реактора со свинцово-висмутовым теплоносителем, рассмотрена потенциальная опасность ее выхода в реакторное помещение и наработанные к настоящему времени средства и способы защиты персонала.
Ключевые слова
свинцово-висмутовый теплоноситель, полониевая активность, полонид свинца, коэффициент термодинамической активности полония, эффективное давление, выход в газовую фазу, сравнение расчетных и экспериментальных данных, опасность полония при эксплуатации реакторных установок, защита персонала
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Handbook on Lead-Bismuth Eutectic Alloy and Lead Properties, Material Compatibility, Thermal-hydraulics and Technologies. 2015 Edition. NEA. No. 7268. Issy-les-Moulineaux, France: OECD, 2015. 950 p.
- Ausländer J.S., Georgescu I.I. Proceeding of the 1st Int. Conf. Peacefull Using Atomic Energy. Geneva, 1955, vol. 7, p. 389.
- Brooks L.S. The Vapoor Pressure of Polonium. J. Am. Chem. Soc., 1955, vol. 77, p. 3211.
- Абакумов А.С., Ершова З.В. Упругость пара полония и полонида свинца. Радиохимия, 1974, № 6, с. 396–397.
- Feuerstein H., Oshinski J., Horn S. Behavior of Po-210 in molten Pb-17Li. JNM, 1992, vol. 191–194, р. 288–291.
- Tupper R.B., Minushkin B., Peters F.E., Kardos Z.L. Polonium Hazards Associated With Lead Bismuth Used as a Reactor Coolant. Proc. of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles. Current Status and Innovations Leading to Promising Plants. Kyoto, Japan, Oct. 28 – Nov. 1 1991, vol. IV, p. P5.6-1-6.9.
- Физические величины. Справочник. Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Э.З. М.: Энергоатомиздат, 1991. C. 1034.
- Eichler B. Die Flüchtigkeitseigenschaften des Poloniums. PSI-Report Nr. 02-12. June 2002.
- Гончар Н.И., Панкратов Д.В. Определение характеристик выхода полония в газовую фазу по экспериментальным данным ГНЦ РФ – ФЭИ. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2014, № 1, с. 215–221.
- Ohno S., Kurata Y., Miyhara S., Katsura R., Yoshida S. Equilibrium Evaporation Behavior of Polonium and Its Homologue Tellurium in Liquid Lead-Bismuth Eutectic. Journal of Nuclear Science and Technology, 2006, vol. 43, no. 11, pp. 1359–1369.
- Buongiorno J., Larson C. and Czerwinski K.R. Speciation of polonium released from molten lead bismuth. Radiochimica Acta, 2003, vol. 91, no. 3, pp. 153–158. DOI: https://doi.org/10.1524/ract.91.3.153.19984.
- Neuhausen Jörg, Köster U. and Eichler B. “Investigation of evaporation characteristics of polonium and its lighter homologues selenium and tellurium from liquid Pb-Bi-eutecticum”. Radiochimica Acta, 2004, vol. 92, no. 12, pp. 917–923. DOI: https://doi.org/10.1524/ract.92.12.917.55105.
- Witteman W.G., Giorgy A.L., Vier D.T. The Preparation and Idenfication of Some Intermetallic Compounds of Polonium. J. Phys. Chem., 1960, vol. 64, isuue 4, p. 434.
- Петрянов И.В., Борисов Н.Б., Чуркин С.Л., Борисова Л.И., Старостина И.А. Образование и выделение газообразной фракции полония из его твердых препаратов. Доклады АН СССР, 1992, т. 322, № 3.
- Ампелогова Н.И. Радиохимия полония. М.: Атомиздат, 1976. C. 13.
- Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009.
- Громов Б.Ф., Григорьев О.Г., Дедуль А.В., Тошинский Г.И., Степанов В.С., Никитин Л.Б. Анализ опыта эксплуатации реакторных установок с теплоносителем свинец-висмут и имевших место аварий. Сб. докладов конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск, ГНЦ РФ – ФЭИ, 1999, т. 1, с. 63.
- Панкратов Д.В., Ефимов Е.И., Болховитинов В.Н., Куранов В.Д., Бугреев М.И. Проблема полония в ядерных энергетических установках со свинцово-висмутовым теплоносителем. Сб. докладов конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск, ГНЦ РФ – ФЭИ, 1999, т. 1, с. 107.
- Laurie D.Wiggs, Carol A. Cox-De Vore and George L. Voelz. Mortality among a Cohort of Workers Monitored for Po-210 Explosure: 1944–1972. Epidemiology Section Occupational Medicine Group. Los-Alamos National Laboratory. Health Physics, 1991, vol. 61, no. 1, pp. 71–76.
УДК 621.039.534.6:669.774
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 4, c. 153–163
