Оценка радиационной нагрузки на региональное население при нарушении многобарьерной защиты хранилища радиоактивных отходов

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана

Оценка радиационной нагрузки на региональное население при нарушении многобарьерной защиты хранилища радиоактивных отходов

Г.В.Лаврентьева

В настоящее время в ядерно-промышленном комплексе сохраняются серьезные экологические проблемы. Особого внимания заслуживают хранилища радиоактивных отходов (РАО), введенные в эксплуатацию в 50 - 70-ые гг. прошлого столетия, которые, как правило, не отвечают современным требованиям по обращению с РАО. В отдельных случаях наблюдается утечка радионуклидов из емкостей хранилищ, поступление их в окружающую среду, активная миграция в компонентах экосистемы и как результата дополнительная дозовая нагрузка на региональное население.

Подобная ситуация сложилась в бассейне р.Протва на севере Калужской области, где расположено региональное хранилище РАО. Объект введен в эксплуатацию в 1950-1970-е годы. В настоящее время хранилище находится в процессе вывода из эксплуатации. В период с 1998 по 1999 гг. обнаружено увеличение удельной активности 90Sr в наблюдательных скважинах, что было объяснено проникновением поверхностных вод в одну из емкостей. В связи с этим аварийную емкость вскрыли и обнаружили наличие щелей между плитами перекрытия и отсутствие гидроизоляции. Частично отсеки секции были заполнены водой, опробование которой показало, что объемная активность по 90Sr составляла 5440 Бк/л, по 137Cs-450 Бк/л [1]. При переполнении емкости вода, загрязненная радионуклидами 90Sr и 137Cs, поступала за её пределы.

Многолетние радиоэкологический исследования территории расположения хранилища РАО [1-3] позволяют утверждать, что в результате разгерметизации емкости сформировался неконтролируемый источник радиоактивного загрязнения, вследствие чего регистрируется поступление этих радионуклидов преимущественно с грунтовыми водами в прилегающие геосистемы, что в свою очередь может быть причиной дополнительной радиационной нагрузки на региональное население.

Целью данной работы является оценка дозовых нагрузок и радиационных рисков от возможных сценариев поступления радиоактивных веществ из регионального хранилища РАО в природную среду.

Оценка воздействия регионального хранилища РАО проводилась с учетом данных экологического мониторинга, включая удельные активности техногенных радионуклидов в почвах, растительности, грунтовых и поверхностных водах [2].Оценка воздействия хранилища РАО на региональное население проводилась по «Методологии оценок безопасности для приповерхностных хранилищ РАО», предложенной МАГАТЭ [4].

В соответствии с методологией для оценок доз и рисков для населения от воздействия хранилища использовали различные сценарии поступления радионуклидов в окружающую среду, описанные ниже.

Сценарий 1 («Утечка жидкости»):поступление радиоактивных вод в окружающую среду от некондиционированных отходов в хранилище при нормальном режиме работы.Сценарий 1относится к поступлению радиоактивных вод из хранилища в окружающую среду. При утечке радиоактивных вод из хранилища дождевая вода инфильтруется через отходы, а затем попадает со сточными водами в дренажную систему. Из дренажной системы загрязненный водный поток устремляется в локальный водный объект, который используется населением в хозяйственных целях.

Сценарий 2 («Ресуспензия пыли»): ресуспензия пыли с поверхности хранилища при нормальном режиме работы. Сценарий 2описывает процесс ресуспензии пыли с поверхности хранилища. Согласно этому для населения основными путями является внешнее облучение и облучение от взвешенной в воздухе пыли.

Сценарий 3(«Пожар»): возгорание некондиционированных отходов в хранилище.Сценарий 3рассматривают для случая возгорания в хранилище некондиционированных отходов. При реализации данного сценария дополнительную дозу облучения могут получить как персонал, так и население. Радиоактивные частицы в результате горения попадают в воздушную среду в виде твердых частиц и радиоактивных газов.

Сценарий 4 («Затопление»): аварийная ситуация - затопление хранилища с отходами.Сценарий 4 описывает затопление хранилища. Он является особенно важным для хранилища, который не обладает совершенным проектным планом и удобным для захоронения местоположением. В ходе реализации данного сценария могут быть затоплены радиоактивными водами близлежащие земли, используемые населением.

Расчеты проводили с помощью математических моделей, описывающих выбранный сценарий. При этом за основной принимается сценарий «Утечка жидкости», так как именно такому сценарию соответствует аварийная ситуация на изучаемом объекте.

Через расчет дозовых нагрузок для населения при различных путях поступления радионуклидов в организм человека проводилась оценка радиационного риска.

Оценка радиационного риска проводилась через расчет дозовых нагрузок для населения при различных путях поступления радионуклидов в организм человека [5,6].Для расчетов использовали интегральный коэффициент радиационного риска злокачественных новообразований и наследственных эффектов для здоровья. Величина коэффициента риска при однородном облучении всего тела человека равна 5,7·10-2 Зв-1[7].

При анализе полученных данных учитывались рекомендации Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), где обозначено, что хранилища РАО должны проектироваться таким образом, чтобы средняя доза для критической группы населения не превышала дозовый предел 0,3 мЗв/год, что соответствует уровню риска порядка 10-5 в год [2].

Анализ полученных данных позволяет заключить следующее. Полученные оценки доз для населения для рассматриваемых сценариев поступления радионуклидов в окружающую среду значительно ниже регламентируемого предельного значения и варьируют от 3,3Е-15 Зв/год для сценария «Затопление» до 5,9Е-08 Зв/год для сценария «Утечка жидкости».

Расчет показал, что для основного сценария «Утечка жидкости» из хранилища РАО суммарные дозы облучения от множественных путей поступления радионуклидов в организм человека значительно ниже регламентируемого предела дозы и составляют для 137Cs - 1,20E-08 Зв/год, а для 90Sr - 4,66E-08 Зв/год (Табл.1). При этом основной вклад в дозу для населения привносит пероральный путь поступления радионуклидов в организм с продуктами питания.

Таблица 1 - Дозы облучения населения при поверхностном загрязнении почвы техногенными радионуклидами для сценария «Утечка жидкости»

Для сценария «Ресуспензия пыли» с хранилища траншейного типа дозообразующим радионуклидов является 137Cs - 78%, а основными путями облучения населения являются ингаляция и потребление продуктов питания (Табл.2). Дозовые нагрузки для населения значительно меньше 0,3 мЗв/год и составляют 5,8Е-13 Зв/год (137Cs) и 1,7Е-13 Зв/год (90Sr).

Таблица 2 - Доза от различных путей облучения человека и полная доза на население для сценария «Ресуспензия пыли» с поверхности хранилища

Для сценария «Затопление» в хранилище траншейного типа основным путем облучения населения является пероральный путь и доза, преимущественно, определяется радионуклидом 90Sr (Табл.3).

Таблица 3 - Расчетные значения дозовых составляющих для сценария «Затопление», (Зв/год)

В сценарии «Пожар» в хранилище траншейного типа доза для населения определяется радионуклидом 90Sr (75%), основными путями облучения являются ингаляция и потребление пищи (Табл.4). Суммарная доза по этому пути составила 2,7Е-12 Зв/год.

Таблица 4 - Дозовые составляющие суммарной дозы для населения (Зв/год) по сценарию «Пожар» в хранилище траншейного типа

хранилище радиоактивный отходы пожар

Радиационные риски возникновения генотоксических эффектов для здоровья населения значительно ниже уровня принебрежимого риска для населения, составляющего значение 10-6(табл.6).

Таблица 6 - Оценка риска по всем рассматриваемым сценариям

Для основного рассматриваемого сценария «Утечка жидкости» из хранилища РАО суммарный риск от множественных путей поступления радионуклидов составил для 137Cs - 6,9E-10, а для 90Sr - 2,7E-09 (Табл.1). Так же, как и для дозы облучения, основной вклад в суммарный риск для населения привносит путь поступления радионуклидов с пищевыми продуктами.

На основании вышесказанного можно заключить, что, полученные оценки дозовых нагрузок и риски для населения, пребывающего или проживающего на территории, прилегающей к проблемному хранилищу РАО, показывают, что хранилище РАО является «условно» безопасным объектом для рассматриваемой когорты населения.

Список использованных источников

[1] Васильева А.Н.,Козьмин Г.В., Вайзер В.И. Оценка защитных барьеров на пути миграции радионуклидов в районе размещения хранилища радиоактивных отходов.Известия ВУЗов. Ядерная энергетики, 2007, № 3, Выпуск 1, с. 74-82.

[2] Lavrentyeva G. Characteristic of pollution with groundwater inflow 90Sr natural waters and ter-restrial ecosystems near a radioactive waste storage. Journal of Environmental Radioactivity, 2014, № 135, pp. 128-134

[3] Шошина Р.Р., Лаврентьева Г.В., Гешель И.В., Сынзыныс Б.И. Биогеохимические показатели миграции техногенного радионуклида Sr-90 на биотопе регионального хранилища радиоактивных отходов. Ядерная физика и инжиниринг, 2014, № 3, том 5, с. 223-228

[4] IAEA-TECDOC-1380. Derivation of activity limits for the disposal of radioactive waste in near surface disposal facilities. December, 2003, 145 р.

[5]IAEA - International Atomic Energy Agency. The Principles of Radioactive Waste Management, Safety Series.1995, No.111-F, IAEA, Vienna,

[6] UNSCEAR. Sources and effects of ionizing radiation.United Nations scientific Committee of the Effects of Atomic radiation.Report to the general Assembly, with Scientific Annexes. United Nations, New York, 1993, 922 p.

[7] НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности. Санитарные правила и нормативы

Размещено на Allbest.ru