Skan
0

Tabela 22.3

F.misja radionuklidów do atmosfery /. reaktorów WWfcR

Rodzaje uwolnień	Roczna emisja [Bq/1 GWJ
Gazy szlachetne	1,8- 10^14
'H	7.4 ■ W^12
"C	3 ■ 10"
^l,,I	1.3 - 10'°
^OTSr, ‘"Sr	6.2 - 10^7

Stosowane w konstrukcjach reaktorów systemy bezpieczeństwa mają (w założeniu) nie dopuścić - w żadnym przypadku - do rozprzestrzenienia się powstających w paliwie reaktora produktów rozszczepienia. Założenie to byłoby słuszne tylko przy I OO-procentowej niezawodności wsz.ystkich razem wziętych systemów i obsługi reaktora.

Jednak z uwagi na to, że znaczna część elementów konstrukcji reaktorów pracuje w ekstremalnych warunkach fizycznych (wysokie ciśnienie, silne pole promieniowania jądrowego, wysoka temperatura wody i pary wodnej, drgania i wibracje wywołane pracą pomp), procesy korozji i „starzenia” materiałów zostają przyspieszone, nie można więc całkowicie wykluczyć poważnych awarii.

W analizach zagrożenia awariami reaktorów za najpoważniejszy przyjmuje się przypadek rozerwania jednej z pętli obiegu pierwotnego chłodzenia i określa się go jako Maksymalną Awarię Projektową (MAP).

Na podstawie różnych materiałów źródłowych dotyczących awaryjności reaktorów wodno-ciśnieniowych można ogólnie wyróżnić 3 scenariusze przebiegu potencjalnych awarii.

Scenariusz I: stopienie elementów paliwowych, nieszczelności w obudowie bezpieczeństwa typu containment, układy redukcji ciśnienia działają sprawnie. W tym przypadku znaczno część uwolnionych ze stopionego rdzenia substancji radioaktywnych zostaje zatrzymana. Zbliżony przebieg miała awaria reaktora TIM-2 (USA) w 1979 r., w efekcie której rdzeń uległ całkowitemu zniszczeniu. Nastąpiło uwolnienie do otoczenia 9-50 • 10⁷ GBq gazów szlachetnych i 600 GB q jodu radioaktywnego.

Scenariusz 2: stopienie rdzenia, containment zawodzi z opóźnieniem kilkugodzinnym lub kilkudniowym. Pewna część radionuklidów (w zależności od opóźnienia) odkłada się wewnątrz bloku.

Scenariusz J (najpoważniejsza awaria): topiący się rdzeń wydostaje się ze zbiornika ciśnieniowego, containment zawodzi natychmiast. W tym przypadku tylko niewielka część radionuklidów, znajdująca się w rdzeniu, pozostaje wewnątrz bloku.

Stopienie elementów paliwowych reaktora stanowi potencjalnie znaczne zagrożenie skażeniem środowiska. Jeśli do takiej katastrofy dochodzi i prześledzi się zmiany czasowe spowodowane rozpadem radioaktywnym głównych składników' skażenia, można stwierdzić, że w pierwszych tygodniach dominują ¹ ’ I i ^,32I (około

40%). Ten okres można nazwać fazą jodową. W okresie następnym - do kilkuset lat - przeważa skażenie cezem ⁿ⁷Cs. Jest to faza cezow-si rontowa. Ostatnia faza -plutonowa (jeśli w skażeniu występuje pluton) sięga kilkuset tysięcy lat.

Przykładem awarii według trzeciego scenariusza może być katastrofa w 1986 r. w Czarnobylu. Z całkowitej masy paliwa w reaktorze przed katastrofą (około 190.3 ton) uległo stopieniu 135 ton. Około 6.7 tony wydostało się do atmosfery. Ilości uwolnionych do atmosfery ważniejszych radioaktywnych gazów szlachetnych i innych substancji lotnych - bez trudno lotnych i transuranowców ~ przedstawiono w tabeli 22.4.

Tabela 22.4

Niektóre radionuklidy uwolnione z reaktora w Czarnobylu w 1986 r. (wg PTJ. 1997. vol. 40. z- 3)

Nuklid	Uwolnione do atmosfery (BqJ
"Kr	3.3 • 10“
■"Xc	6.5 • I0^,H
^,ł,I	1.8 • 10'"
'"Cs	8.6 10“
^wSr	8.0 10“
^wSr	R.O I0'^?

22.3. Przechodzenie promieniowania jonizującego przez substancję

22.3.1. Krótki przegląd fizycznych procesów wzajemnego oddziaływania cząstek naładowanych i substancji

Ogólnie, przechodzeniu cząstek naładowanych przez substancje mogą towarzyszyć następujące procesy fizyczne:

a)    zderzenia niesprężyste z elektronami związanymi, przy których zachodzi wzbudzanie i jonizacja atomów (cząsteczek): ten rodzaj strat energii określa sic mianem strat jonizacyjnych - dla odróżnienia od strat radiacyjnych, które również występują przy zderzeniach nicspręzyslych z elektronami:

b)    zderzenia niesprężyste z jądrami atomowymi, prowadzące do emisji promieniowania hamowania, wzbudzenia jąder lub reakcji jądrowych;

c)    zderzenia sprężyste z elektronami atomów (cząsteczek), przy których sumaryczna energia kinetyczna cząstek zderzających się pozostaje stała;

d)    zderzenia sprężyste z jądrami atomowymi.

Przy prędkościach przekraczających prędkość fazową światła w danej substancji występuje także efekt Wcwihwa-Czerenkowa.

Rola poszczególnych procesów w hamowaniu cząstek naładowanych w danym ośrodku zależy od ładunku, masy i prędkości cząstek Przy dużych prędkościach

707