CC BY
68
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _______________________________________2011, том 54, №6_____________________________________
ФИЗИКА
УДК 658.567
Н.Т.Буриев, Н.Н.Буриев
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ПРОБ ИЗ ЁМКОСТИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Физико-технический институт им. С.У.Умарова АН Республики Таджикистан
(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан Х.Х.Муминовым 11.01.2011 г.)
В работе представлены данные исследования проб жидких радиоактивных отходов и их осадка, взятых из ёмкости для хранения жидких отходов Республиканского пункта захоронения радиоактивных отходов, и результаты оценки их общей активности и суммарной активности всего содержимого ёмкости.
Ключевые слова: жидкие радиоактивные отходы - донный осадок - радиоактивность - радионуклиды - радиоизотопы.
Результаты обследования ёмкости для хранения жидких радиоактивных отходов (ЖРО) Республиканского пункта захоронения радиоактивных отходов (РПЗРО) и анализ состава и характеристик ЖРО, которое было проведено Московским НПО «Радон» в 1991 г., позволило сделать следующие выводы:
- В процессе длительного хранения произошло гравитационное расслоение ЖРО в емкости, отходы расслоились на жидкость, придонные гели и твердые (донные) осадки; донные осадки могут содержать в себе как крупные (более 0.5 мм), так и мелкие частицы (менее 0.5 мм).
- Радиоактивные вещества могут находиться в виде растворенных в воде ионов, в составе гелей и твердых частиц. Газовая прослойка над жидкостью может содержать значительное количество радона.
- По удельной активности жидкость может быть отнесена к классу низкоактивных радиоактивных веществ. В то же время гели и донные осадки могут содержать значительное количество радиоактивности.
Дальнейшее хранение ЖРО не безопасно, требуется тщательное исследование физикохимических свойств содержимого в ёмкости для хранения ЖРО, их радиометрический и спектрометрический анализ и оценка общей активности содержимого ёмкости ЖРО [1, 2].
С этой целью были взяты образцы жидкости с поверхностного, среднего и придонного слоёв ёмкости и образцы донных отложений, скопившиеся на дне ёмкости [3].
В процессе отбора проб был измерен физический уровень ЖРО внутри ёмкости. Высота слоя ЖРО внутри ёмкости составила 220 см, при диаметре ёмкости 9 м и высоте 3 м. Вычисления показали, что ёмкость заполнена жидкими радиоактивными отходами более чем на 73%, а количество ЖРО внутри ёмкости составила примерно 140 м3 или 140 т.
Адрес для корреспонденции: Буриев Назиржон Тошпулатович. 734063, Республика Таджикистан, Душанбе, пр. Айни, 299/1, Физико-технический институт АН РТ. E-mail: nazirburiev@mail.ru
Все три пробы ЖРО по внешним признакам ничем не отличались друг от друга, чистые и прозрачные на вид, без каких-либо примесей. Показатели рН, определённые при помощи стандартного индикатора кислотности, составили значения 6-7. В процессе пробоподготовки для увеличения концентрации было проведено выпаривание проб жидкости и исследованы их активность и изотопный состав. Полученные результаты представлены в таблице.
Как видно из табл. 1, в составе проб ЖРО и осадка ЖРО обнаружены радионуклиды уранового ряда: 210РЬ (46.54 кэВ), 234Л (63.29 кэВ), 22<^ (186.10 кэВ), 214РЬ (351.93 кэВ), 214Ві (609.3 кэВ) и
212 208 137
ториевого ряда: РЬ (238.63 кэВ), Т1 (583.19 кэВ), а также радионуклиды техногенного Сs
(661.66 кэВ) и природного 7Ве (477.59 кэВ), 40К (1461 кэВ) происхождения.
Таблица
Активность радионуклидов в составе проб ЖРО и осадка из ёмкости для хранения (Бк/кг, Бк/л)
Проба (глубина отбора в см) Масса пробы (кг) Изотопы уранового ряда Изотопы ториевого ряда Техно- генные изотопы Природные изотопы
2^Ь 234^ 226Ra 214Pb 214Bi 2^Ь 208Т1 137С8 7Be 40К
46.54 кэВ 63.29 кэВ 186.10 кэВ 351.93 кэВ 609.3 кэВ 238.63 кэВ 583.19 кэВ 661.66 кэВ 477.59 кэВ 1461.0 кэВ
ЖРО ( 0 см) 0.094 - - 65.6 77.0 51.7 10.5 9.1 1290.9 - 193.3
ЖРО (110 см) 0.094 - - 170.1 107.9 86.8 12.1 20.3 1662.7 - 195.8
ЖРО (220 см) 0.094 - - 449.8 208.5 166.4 31.4 30.5 1786.6 - 464.5
Осадок ЖРО 0.078 1055159.3 11489.6 892989.2 77.0 18465.6 1093.6 37.2 6786.3 11702.2 2418.2
Как уже было сказано, одним из обнаруженных радионуклидов в составе пробы ЖРО был изотоп техногенного происхождения - 13^, спектр излучения которого равен 661.66 кэВ. Если считать, что средняя концентрация 13>^ в составе ЖРО равна 1580 Бк/л, то в 140 м3 ЖРО содержится 2.2* 108 Бк активности по радиоизотопу 13>^.
Осадок ЖРО на дне ёмкости распределён неравномерно, и в месте отбора пробы, под северным вентиляционным люком, равен примерно 5 см. При усреднении слоя осадка на дне ёмкости до этого значения (5 см) и диаметре ёмкости 9 м общий объём осадка составляет примерно 3.2 м3.
Для оценки общей активности осадка ЖРО необходимо определить его плотность и общий вес. В составе отобранной пробы осадка имелись кусочки твёрдых камней и щебня, почва, а также пористые вещества, такие как опилки. В процессе пробоподготовки кусочки камня и щебня удалялись, остальной осадок высушивался в вытяжном шкафу и измельчался при помощи электрического комбайна. Вес подготовленного к исследованию образца осадка ЖРО (в измерительном контейнере объёмом 100 мл) составил 77.7 г, а вес пробы ЖРО внутри контейнера - 94 г. Плотность образца высушенного и подготовленного к исследованиям осадка ЖРО (без учёта твёрдых частиц) составляет примерно 0.8 г/см3 и не превышает плотность самих ЖРО. При активности радионуклида 13>^ в составе осадка, равном 6786.3 Бк/кг, объёме осадка ЖРО, равном 3.2 м3, и плотности 0.8 г/см3, общая активность осадка равна примерно 1.8*107 Бк.
Исследование отобранных проб ЖРО и его осадка позволило оценить суммарную активность ЖРО, осадка и всего содержимого ёмкости для хранения ЖРО. Средняя суммарная активность ЖРО
всех радионуклидов внутри ёмкости составляет примерно 2056 Бк/л, а общая активность всего объёма ЖРО - 2.9*108 Бк. Суммарная активность всех радионуклидов осадка ЖРО составляет 2.1^106 Бк/кг, а общая активность всего осадка примерно 6.5 х 109 Бк.
Таким образом, общая активность всего содержимого ёмкости для хранения ЖРО оценена примерно в 6.8x109 Бк.
Необходимо отметить, что в составе осадка ЖРО был зарегистрирован радионуклид 7Be с пиком спектра 477.59 кэВ и активностью 11702.2 Бк/кг. Так как изотоп 7Be имеет космогенное происхождение [3], а период полураспада его равен 53.3 суткам, обнаружение его в составе осадка ЖРО после длительного хранения (более 20 лет) было загадочным. Было проведено дополнительное трёхкратное исследование образца осадка ЖРО, с разным временем измерения (300, 400 и 1900 с). Во всех исследованиях было зарегистрировано присутствие радионуклида 7Be. Объяснение этому пока не найдено. Требуется подробное исследование этого явления.
В заключение авторы выражают свою благодарность Международному научно-техническому центру за поддержку и финансирование проекта Т-1082.3, коллаборатору проекта профессору Т.Т.Вандерграафу (Канада) за проявленный интерес и обсуждение результатов, руководству ФТИ им. С.У.Умарова АН РТ за всестороннюю поддержку исследований в рамках проекта, сотрудникам Республиканского пункта захоронения радиоактивных отходов и всем участникам проекта за сотрудничество и помощь в проведении данных исследований.
Поступило 12.01.2011 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Buriev N.T., Juraev A.A., Abdushukurov D.A. Otters for the Cleaning the Liquid Radioactive Waste on the Republican Radioactive Waste Disposal Points of Tajikistan. The Fifth Eurasian Conference on Nuclear science and its Application.14-17 October 2008, Ankara- Turkey, р.113-115.
2. Абудушукуров Д.А., Буриев Н.Т. и др. - ДАН РТ, 2008, т.51, №3, с.230-235.
3. Буриев Н.Т., Буриев Н.Т. - ДАН РТ, 2011, т. 54, №3, с.201-204.
4. Киселев Г.П., Варфоломеева К.В., Ластовский А.М. - Геология морей и океанов,т.1. - М.: ГЕОС, 2005,с. 71-72.
Н.Т.Буриев, Н.Н.Буриев
НАТИ^А^ОИ САНЧ,ИШИ НАМУНА^О АЗ ДАРУНИ FУНЧОИШИ ЗАХИРАВИЙ ПАРТОВХ,ОИ МОЕИ РАДИОАКТИВЙ
Институти физикаю техникаи ба номи С.У.Умарови Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон
Дар макола натичахои санчиши намунахои партовхои моей радиоактивй ва такшинихои он, ки аз дарyни гунчоиши партовхои моеи радиоактивй, ки дар Нуктаи Ч,умхуриявии захирахои партовхои радиоактивй чойгир аст, ва бахододани радиоактивнокии он дода шуда-аст.
Калима^ои калиди: партовхои моеи радиоактивй - накшиниуо - радиоактивнокй - радионуклиду -радиоизотощо.
N.T.Buriev, N.N.Buriev RESULTS OF INVESTIGATION OF TESTS FROM THE CAPACITY OF LIQUID RADIOACTIVE WASTE STORAGE
S.U. Umarov Physical-Technical Institute, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
The results of investigation of tests of liquid radioactive waste and its sediment on Republican point of burial radioactive waste and evaluation of their activity is described.
Key words: liquid radioactive waste - sediment - radioactivity - radionuclides - radioisotopes.
