Основні характеристики атомних електростанцій (АЕС) та підприємств ядерного паливного циклу

1.

Захист населення і території
Тема Лекції:
“Основні характеристики атомних
електростанцій (АЕС) та підприємств
ядерного паливного циклу ”
Доповідач: к.т.н. Традуда Д.В.

2.

2
МЕТА ЗАНЯТТЯ
Ознайомити з наявністю РНО та основними
характеристиками АЕС та підприємств
ядерно-паливного циклу
ЛІТЕРАТУРА
ЛІТЕРАТУРА
1. І.Ю. Чернявський. Військова дозиметрія Частина 2. Аналітичні засоби радіаційної розвідки та
Стеблюк М.І. Цивільна оборона та цивільний захист: Підручник.-2-ге вид., – К.: Знання, 2010. -487 с.
контролю. ХІТВ, Х 2007.
Чернявський,
В.Г.Гражданская
Ерёменко, С.І.
Петров.
Аналітичні
засоби
радіаційної
розвідки
та
2. 2. І.Ю.
Мозаренко
Д.И. и др.
защита
области.
Том 1-4:
Учебник.
– Х.: НМЦ
ХНТУСХ,
2007 г.
контролю. ХІТВ, Х 2005.
3. 2. Основы
Аварії надозиметрии
радіаційно,ихімічно
та біологічно
небезпечних
об’єктах:
Довідник
А.М.,
Сакун О.В.,
войсковые
дозиметрические
приборы.
Воениздат,
МО/ Грек
СССР,
М., 1970.
Григор’єв О.М. та інш. -Х.: ФВП НТУ «ХПІ», 2010. - 173 с.4.
3. В.Г.Єременко. Технические средства радиационной разведки и контроля. ХВУ, Харьков, 1990.
документація
на прилад
ИМД-12.-Х.: Підручник НТУ “ХПІ”, 2012. – 560 с.
4. 4. Технічна
Чернявський
І.Ю. Військова
дозиметрія:
6. Довідник офіцера військ РХБ захисту: Довідник. За загальною редакцією А.І. Баталова. –Харків:
ХІТВ, 2005р.
1.
ВВссттуупп. .
1 навчальне питання
1 навчальне питання
Характеристика ядернопаливному циклу
2 навчальне питання
Характеристика
ППРВ
Закінчення.
2 навчальне питання
3 навчальне питання
Склад та будова вимірювача
Причини
наслідки
потужностітадози
ДП-5В
аварій на АЕС

3.

Об'єкти, на яких використовуються, виготовляються, переробляються, зберігаються або
транспортуються небезпечні радіоактивні, речовини, що створюють загрозу
виникнення НС є потенційно небезпечними об'єктами - РНО
Захист населення і території
атомні електростанції (АЕС)
підприємства з
виготовлення і переробки
ядерного палива
підприємства поховання
радіоактивних відходів
науково-дослідні організації

4.

Сьогодні відомі біля 100 різних ізотопів з масовими числами приблизно від 90 до 145,
які виникають під час ділення ядра. Дві типові реакції ділення ядра мають вид:
Захист населення і території

5.

ядерно паливний цикл
Захист населення і території
Вміст урана-235 в ядерному паливі для АЕС
повинно складати 4–5%, а для створення ядерної
U-238; 99%
зброї необхідно довести його вміст до 80%
U-234; 0,01%
U-235; 1%

6.

Принципова схема поводження з
радіоактивними відходами.
Захист населення і території
Рідкі відходи
Тверді відходи
Газоподібні відходи
Низькоактивні
до 10-5 Кі/л
Низькоактивні
до 10 мР/год
Збір та очищення газів
на фільтрах
Середньоактивні
10-5 –1 Кі/л
Середньоактивні
10 –900 мР/год
Збір та тимчасове
очищення газів
у балонах
Високоактивні
більш 1 Кі/л
Високоактивні
більше 900 мР/год
Переробка
з метою їх
концентрування
Переробка
з метою зменшення їх
об’єму
Захоронення
у спеціальних
ємностях
у могильниках
Отвердіння
концентрованих РВ
різними методами
Викид в атмосферу
Захоронення у могильниках та
континентальних геологічних
формаціях – соляних
виробітках, скельних породах,
старих шахтах, а також у морі

7.

Радіоактивні відходи
Захист населення і території

8.

Характеристики пунктів поховання
радіоактивних відходів в міжобласних
спецкомбінатах
Захист населення і території
№ з/п
Найменування об’єкта
Рік введення
Сховище
Вид відходів
Активність, Кі
1
2
3
4
5
6
1
Харківський МСК
1961
ТРВ — 16 шт
РРВ — 3 шт
ВАВ — 2 шт
ТРВ
РРВ
ДІВ
БРВ
8 092,00
0,02
1 348,97
1,75
Загальна
активність,
Кі
7
Нукліди
8
3H
137Cs
9 443
60Co
90Sr
239Pu
3H
137Cs
2
Дніпропетровський МСК
1962
5 підземних з/б
ємностей
ТРВ ДІВ БРВ 147 781,04 г.-екв. Ra 6,9
147 781
60Co
90Sr
239Pu
170Tm 210Po
3H 241Am
3
Київський МСК
1962
ТРВ — 6 шт
РРВ — 5 шт
ВАВ — 2 шт
ТРВ
РРВ
ДІВ
690 958,0
0,1
42 327,0
137Cs
733 285
60Co
192Ir
239Pu
226Ra
4
Донецький МСК
(законсервований у
1965 р.)
1959
7 простих бункерів
5
Одеський МСК
1962
14 підземних бункерів
Упаковки
280 г.-екв. Ra
ТРВ
РРВ
ДІВ
8 310,0
12,36
52 082,21
280 г.-екв. Ra
226Ra 232Th
60 513
3H
6
Львівський МСК (закритий у
1990 р., відкритий знову
у 1993 р.)
137Cs
1962
ТРВ
ДІВ
2 406,0
4 709,0
7 115
60Co 90Sr
238U
192Ir
210Po

9.

Характеристика ППРВ
Чорнобильської 30-кілометрової зони
Захист населення і території
№ з/п
1
1
Найменування об’єкта
2
Рудий ліс
Сховища
3
Траншеї, бурти
Вид РАР
4
ТРВ
Площа, м2
5
4 000 000
Об’єм, м3
6
500 000
Загальна активність, Кі (Бк)
7
13 000 (4,8 1014)
Нукліди
8
137Cs
90Sr
238Pu
239Pu
240Pu
–»–
–»–
–»–
–»–
–»–
–»–
2
3
4
5
6
7
Будбаза
Ст. Янов
Піщане плато
Прип’ять
Нафтобаза
Село Копачі
Те саме
–»–
Траншеї
–»–
–»–
–»–
Те саме
–»–
–»–
–»–
–»–
–»–
1 210 000
1 280 000
88 000
700 000
400 000
1 250 000
290 000
30 000
10 000
16 000
5 000
106 000
31 000 (1,1 1015)
1 000 (3,7 1013)
5 000 (1,9 1014)
700 (2,6 1013)
120 (4,4 1012)
8
9
Сільгосптехніка
Чорнобиль. Місц. Смітник
Грунт. площ.
–»–
–»–
–»–
25 000
5 000
1 000
320 000
120 (4,4 1012)
25 (9,3 1011)
–»–
–»–
10
11
12
ЧРЗБ
Чорнобиль. Смітник
Шлаковідстійник
–»–
–»–
–»–
–»–
РРВ
100 000
100 000
10 000
40 000
87 000
400
10 (3,7 1011)
36 (1,3 1012)
50 (1,9 1012)
–»–
–»–
–»–
13
Зливи ПУСО
–»–
250 000
130 000
5 (1,9 1011)
–»–

10.

Вибух ємності з радіоактивними відходами
Захист населення і території
Челябінськ-40, СРСР, 29.09.57 — вибух ємності з
радіоактивними відходами внаслідок перегріву й
«усихання» розчину. До 90 % викинутої
активності випало на прилеглу до сховища
територію. Близько 10 % активності потрапило
до хмари, що утворилася, з них 90 % активності
визначали
переважно
короткоіснуючі
радіонукліди (з періодом напіврозпаду кілька
років), а з довгоіснуючих радіонуклідів у хмарі
переважав стронцій Sr-90. Хмара накрила смугу
шириною 8 – 9 км території Челябінської,
Свердловської й Тюменської областей. Уже через
4 год вона перебувала на відстані близько 100 км,
а через 10 год – до 300 км. До 9 000 осіб,
що знаходилися у районі хмари, були
евакуйовані. Випадків виникнення гострої
променевої хвороби не зафіксовано. До 1978 р.
на 80 % території знову відновлена господарська
діяльність. Сумарна активність викиду склала
близько 2 МКі.

11.

Згідно даних Інформаційної системи МАГАТЕ в 30 країнах світу експлуатується
432 АЕС загальною потужністю приблизно 340 ГВт. На них виробляється біля
17% електроенергії від загальносвітового рівня
Захист населення і території

12.

Наслідки для України трансграничних НС
Захист населення і території
Джерело НС
1
Курська АЕС
Смоленська АЕС
Інгалінська АЕС
(Литва)
Нововоронезька АЕС
АЕС Болгарії,
Угорщини, Чехії,
Словаччини
Активність
(один
реактор)
Наслідки НС для України
Площа зони НС
Кількість
населення
2
10 %
3
10 тис. км2
4
4 млн
осіб
50 %
250 тис. км2
24 млн осіб
10 %
10 тис. км2
500 тис. осіб
59 %
90 тис. км2
9,5 млн
осіб
10 %
5 тис. км2
300 тис. осіб
50 %
250 тис. км2
19 млн
осіб
10 %
1 тис. км2
100 тис.
осіб
Області України, що потрапляють у зону НС
(доза опромінення 5 і більше берів на рік)
5
Полтавська, Сумська, Харківська, Чернігівська
Додатково: Київська, Черкаська,
Дніпропетровська, Донецька, Луганська,
Кіровоградська
Чернігівська, Сумська
Додатково: Київська, Полтавська, Харківська
Рівненська, Житомирська, Київська,
Чернігівська
Додатково: Волинська, Львівська,
Тернопільська, Хмельницька, Вінницька,
Черкаська, Полтавська, Сумська
Луганська
Закарпатська, Львівська, Одеська

13.

АЕС України
Захист населення і території

14.

ХАРАКТЕРИСТИКА
атомних електростанцій України
Захист населення і території
Найменування
станції
Місце
розташування
Запорізька
Енергодар
Всього:
Рівненська
Кузнецовськ
Всього:
Хмельницька
Всього:
Чорнобильська
Прип’ять
Всього:
Південноукраїнська
Первомайськ
Всього:
Нетешин
Електрична
потужність, МВт
Дата вводу в
експлуатацію
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
5
ВВЕР-440
ВВЕР-440
ВВЕР-1000
3
ВВЕР-1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
12.84
10.85
12.86
12.87
09.89
11.95
402
416
1000
12.80
12.81
12.86
1000
12.87
РБМК-1000
РБМК-1000
2
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
ВВЕР-1000
3
1000
1000
09.77
12.78
1000
1000
1000
12.82
01.85
12.89
Типи реакторів

15.

Загальна схема АЕС
Захист населення і території

16.

Принцип роботи реактора типу ВВЕР
Захист населення і території
Основні причини аварій на АС:
- втрата теплоносія в результаті розриву трубопроводу відповідного контуру;
- пошкодження ТВЕЛів в результаті швидкого зростання потужності реактора;
- механічні пошкодження систем водопостачання;
- розрив трубопроводу контуру робочого тіла.

17.

Характеристика реакторів
Захист населення і території
Параметры сравнения
Тепловыделитель
ВВЭР
4.5%-й обогащенный уран
РБМК
2.8%-й обогащенный уран
Реактор на тяжелой воде
2-3%-й обогащенный уран
Замедлитель и его свойства
Легкая вода. Очень хорошо
Графит. Хорошо замедляет
Тяжелая вода. Очень хорошо замедляет
замедляет нейтроны, очень нейтроны, почти не поглощает нейтроны, почти не поглощает нейтроны.
сильно поглощает нейтроны. нейтроны. Достаточно дешев.
Очень дорога в производстве.
Очень дешева.
Особенности активной зоны, определяемые
Тесное расположение
Достаточно редкое
Достаточно редкое расположение
параметрами замедлителя
тепловыделяющих элементов,
расположение
тепловыделяющих элементов, возможность
необходимость повышенного тепловыделяющих элементов, использования низкообогащенного урана
обогащения урана
возможность использования
или отработанного топлива ВВЭР
низкообогащенного урана или
отработанного топлива ВВЭР
Теплоноситель
Легкая вода в обоих контурах. Легкая вода. Замедляющий Тяжелая вода в первом контуре, легкая вода
Одновременно является
эффект незначителен.
во втором. Тяжелая вода одновременно
замедлителем.
является замедлителем.
Регулирование
Раствор борной кислоты в
Регулирующие стержни из
Регулирующие стержни из
теплоносителе. Регулирующие бороциркониевого сплава и бороциркониевого сплава и оксида европия.
стержни из бороциркониевого
оксида европия.
сплава и оксида европия.
Перегрузки топлива
1 раз в 4-6 месяцев, с полной В процессе работы, с помощью
Раз в несколько месяцев, с полной
остановкой реактора и
специальной перегрузочной
остановкой реактора.
вскрытием его корпуса.
машины, позволяющей
Каждый тепловыделяющий
перезагружать отдельные
элемент переставляется внутри тепловыделяющие элементы.
реактора трижды до его
Каждый тепловыделяющий
окончательного извлечения. элемент переставляется внутри
реактора несколько раз до его
окончательного извлечения.
Наружный отражатель
Наружный металлический
корпус.
Графитовая кладка толщиной 65
см. Наружный корпус не
обязателен, но желателен по
соображениям безопасности
Наружный металлический корпус.

18.

Аварія на ЧАЕС - під час проведення експерименту з виявлення можливості
використання механічної енергії ротору турбіни для аварійного забезпечення
електроенергією споживача у випадку припинення подачі пару з реактора
Захист населення і території
Аварія на Фокусима-1

19.

Аварії на АЕС та їх радіаційні наслідки
Захист населення і території
Максимально проектні
аварії
Інертні гази - 100% (4•107 Кі), Йод – 80% (9•105 Кі),
Цезій (5•104 Кі), – 40%.
50% вказаних викидів здійснюється у першу добу
Гіпотетичні аварії
(повне розплавлення палива)
100% (ксенон, йод, цезій и теллур)
Можливо вихід значної кількості –
стронція, рутенія й латана а також
актиноїдів.

20.

Газоаерозольна суміш радіонуклідів
Захист населення і території
До 100 км – опром. більш допуст. рівнів
До 20 км – масові втрати незах. населення (до 1000 Бер)
Біологічно значущі радіонукліди ІРГ і йоду, що утворюються
під час роботи ядерного реактора
Нуклід
41Ar
85Kr
83mKr
87Kr
88Kr
Т1/2
1,83 год
10,7 років
4,5 год
1,3 год
2,8 год
Нуклід
133Xe
133mXe
135Xe
135mXe
Т1/2
5,2 діб
2,2 діб
9,1 год
15,3 хв
Нуклід
129I
131I
133I
135I
Т1/2
1,6∙107 років
8 діб
21 год
6,6 год

21.

Довготривале зараження місцевості у
результаті розкидання високоактивних осколків
ядерного палива
Захист населення і території
До 100 км – до 300 Бер.
До 1000 км – осередкове зараження “плями” (до 50 Бер)
Деякі біологічно значущі радіонукліди, що утворюються під час роботи ядерного реактора
Нуклід
Т1/2
Нуклід
89Sr
51 доба
29,1 років
59 діб
35 діб
95Zr
90Sr
91Y
95Nb
51Cr
54Mn
58Со
28 діб
312 діб
71 доба
103Ru
106Ru
129mTe
59Fe
60Со
65Zn
Т1/2
Нуклід
Продукти поділу
134Cs
64 доби
137Cs
39 діб
140Ba
1 рік
141Ce
34 доби
Продукти активації
95Nb
45 діб
95Zr
5,3 років
244 доби 110mAg
Т1/2
Нуклід
Т1/2
2,1 років
30 років
13 діб
33 доби
143Pr
14 діб
284 доби
5 років
35 діб
64 доби
250 діб
144Ce
145Eu
3Н
14С
41Ar
12,3 років
5 730 років
1,83 год

22.

Захист населення і території

23.

Радіаційні аварії — це аварії з викидом радіоактивних речовин або
іонізуючих випромінювань за межі, непередбачені проектом для
нормальної експлуатації радіаційно небезпечних об'єктів, у кількостях
понад установлену межу їх безпечної експлуатації.
Захист населення і території
За масштабами
Комунальними є радіаційні аварії,
наслідки яких не обмежуються приміщеннями і
територіями об'єкта, а поширюються на
навколишні території.
До промислових належать такі аварії, наслідки
яких не поширюються за межі приміщень і
території об'єкта, а аварійне опромінення
може отримати лише персонал
локальні, якщо в зоні аварії
проживає до 10 тис. осіб
регіональні — із зоною від
декількох населених пунктів,
адміністративних районів до
декількох областей з
населенням більше 10 тис. осіб
глобальні — комунальні
радіаційні аварії, які
поширюються на значну
або всю територію країни

24.

Запорізька АЕС
Захист населення і території
Назва областей
Дніпровська
Запорізька
Херсонська
Разом за АЕС
Кількість населених пунктів що можуть Кількість населення що може опинитися у зонах
опинитися у зонах можливого
можливого радіаційного забруднення
радіаційного забруднення
100 км
50 км
Разом
100 км
50 км
Разом
263
333
140
736
64
60
22
146
327
393
162
882
1041.6
1481.5
149.4
2672.5
320.9
195.7
21.6
538.2
1362.5
1677.2
171.0
3210.7

25.

Південно-Українська АЕС
Захист населення і території
Назва областей
Кількість населених пунктів що можуть Кількість населення що може опинитися у зонах
опинитися у зонах можливого
можливого радіаційного забруднення
радіаційного забруднення
100 км
30 км
Разом
100 км
30 км
Разом
Кіровоградська
373
Миколаївська
Одеська
354
245
Черкаська
2
Разом за АЕС
974
81
81
373
685.4
435
245
557.3
371.5
2
2.3
1055
1616.5
685.4
142.2
699.5
371.5
2.3
142.2
1758.7

26.

Хмельницька АЕС
Захист населення і території
Назва областей
Кількість населених пунктів що можуть Кількість населення що може опинитися у зонах
опинитися у зонах можливого
можливого радіаційного забруднення
радіаційного забруднення
100 км
30 км
Разом
100 км
30 км
Разом
Волинська
59
59
320.5
320.5
Житомирська
218
218
346.8
346.8
Львівська
3
3
2.2
2.2
Рівненська
Тернопільська
405
169
61
466
169
872.3
286.2
81.4
953.7
286.2
Хмельницька
Разом за АЕС
381
1235
64
125
445
1360
668.3
2496.3
145.8
227.3
814.1
2723.6

27.

Рівненська АЕС
Захист населення і території
Назва областей
Волинська
Рівненська
Разом за АЕС
Кількість населених пунктів що можуть Кількість населення що може опинитися у зонах
опинитися у зонах можливого
можливого радіаційного забруднення
радіаційного забруднення
100 км
30 км
Разом
100 км
30 км
Разом
404
418
822
37
41
78
441
459
900
779.8
861.7
1641.5
45.4
85.0
130.4
825.2
946.7
1771.9