Nívódíj pályázat - a pályamű a SOMOS Alapítvány támogatásával készült
A SÚLYOS ERŐMŰVI BALESETEK KÖRNYEZETI KIBOCSÁTÁSÁNAK BECSLÉSE VALÓSIDEJŰ MÉRÉSEK ALAPJÁN Deme Sándor1, C. Szabó István2, Pázmándi Tamás1 1MTA
Energiatudományi Kutatóközpont, Budapest 2Paksi Atomerőmű Zrt. Paks
XXXVII. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, 2012. április 24-26.
2011 A környezeti kibocsátás meghatározásának új módszere az atomerőmű hermetikus téri túlnyomással járó üzemzavara esetén: • Méretezési üzemzavar (nagy LOCA) • Nincs zónaolvadás • Nem sérül a hermetikus tér fala
2012 A súlyos erőművi balesetek környezeti kibocsátásának becslése valósidejű mérések alapján: • Súlyos baleset • Van zónaolvadás • Sérülhet a hermetikus tér fala 2
2011 A kéménykibocsátás meghatározása a hermetikus téri dózisteljesítmény és túlnyomás, valamint a szellőzőrendszerek adatai alapján
2012 Az épületfalon át közvetlenül történő kibocsátás meghatározása a kéménykibocsátás, az udvartéri detektorok jelzése és a szélirány/szélsebesség adatok alapján
3
2011. Adatok a hermetikus téri aktivitáskiáramlás meghatározásához
4
2012.
5
A kéménykibocsátás meghatározása Ha a foton energiája 1 MeV, 1 Bq/m3 "aktivitás-koncentráció" révén létrejövő dózisteljesítmény 6,5·10-12 Gy/h.
Kibocsátási sebesség Bq/s = 6,5·10-12 (Gy/h) x d (m2) x v (m/s) 6
Detektor a H1 szellőzőhídban és az udvartéren. Az udvartéri detektor csak részlegesen "látja" a csóvát.
7
Az ideális elhelyezésű detektor (kémények, út)
8
Az út szempontjából ideális elhelyezésű detektor
9
Ugyanaz a detektor más nézőpontból. Csak bizonyos szélirány 10 tartománynál ideális
Felülről részlegesen kitakart detektor
11
detektor
ikerkémény I...IV blokkok
12
dózisteljesítmény-aktivitás konverziós tényező
Az egyenérték kémény kibocsátás számítása
dózisteljesítmény légforgalom
Egyenérték kibocsátás
A vonalforrás meghatározása
A vonalforrás aktivitás és az effektív kibocsátási magasság számítása
szélsebesség
A vonalforrás intenzitása és magassága 13
A vonalforrás intenzitása és magassága dózisteljesítmény paraméterfüggési adatok
A mérési pontoknál várható dózisteljesítmény számítása
szélirány mérési pontok geometriai helye
A mérési pontok számított dózisteljesítménye
Az „épület” kibocsátás kimutatása
A mérési pontokra számított és mért dózisteljesítmények összehasonlítása
A mért dózisteljesítmények a mérési pontokon
A mért dózisteljesítmény >> számított Kibocsátás közvetlenül az épületen át 14
H 3d s
Növekmény (m)
120 100
vs us
ds a kéménytető belső átmérője (m), vs a kiáramló levegő sebessége (m/s), us a szélsebesség a kibocsátás magasságában (m/s).
80 60 40 20 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Szélsebesség (m/s)
A járulékos kéménymagasság (növekmény) szélsebesség függése 15
Az x (a kéménytől a szélirányban mért távolság) és az R (a vonalforrástól mért távolság) 16
A vonalforrás dózisteljesítménye
a' (Bq/m) = a (Bq/s)/ v (m/s) = = 1·1012 Bq/m. Efoton = 1 MeV
2.5
Dózisteljesítmény (mGy/h)
110 m 150 m
2
210 m 300 m
1.5
400 m 500 m
1
Az x (a kéménytől mért távolság) és az R (a vonalforrástól mért távolság)
0.5
0 -300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
Távolság a kéménytől szélirányban (m)
17
Kétparaméteres függvények (távolság a kibocsátási ponttól és a vonalforrástól) Dózisteljesítmény (mGy/h)
110 m
130 m
2
150 m 170 m 210 m
250 m
0.2
300 m 400 m 500 m
0.02 0
100
200
300
400
500
Távolság a kéménytől (m)
d = f1(R)x3 + f2(R)x2 + f3(R) x + f4(R) R2 >0,99 f1(R)...f4 (R) - a vonalforrás és a pont közötti távolságtól függő exponenciális függvények 18
Vonalforrás – hengeres forrás* eltérés σz A-F kategória 300 m-re a kéménytől
Relatív dózisteljesítmény
1,14
E
F
1,12
D
C
B
A
1,10 1,08 1,06 1,04
120 m 150 m kategória
1,02 1,00 0,98 0
10
20
30
40
50
60
70
80
Henger átmérő (m)
*a hengerben az aktivitáseloszlás homogén
19
Az épületkibocsátás hatásának becslése 80 m 1 m/s szélsebesség Kibocsátás az épületből
40 m detektor 2 m-en
40 m
Azonos Bq/s kibocsátás a kéményen át, 100 m magasan, 3 m/s-es szélsebességnél 15-ször kisebb jelzést ad mint az épületkibocsátás
A kéménykibocsátásnál döntően csak az udvartéri detektorok által mért gamma-dózis lép fel, épületkibocsátásnál a gamma-dózisnál 2, akár 3 nagyságrenddel21 nagyobb az inhalációs dózis, amit nem mér a detektor
Következtetések (1) • a kémény légterében mért dózisteljesítmény és légforgalom, valamint a kibocsátási magasságban mért szélsebesség és a szélirány ismeretében meghatározható az udvartéri gamma-sugárzás detektorok várható jelzése • az esetleges épületkibocsátás a többlet jelzés alapján érzékenyen kimutatható • az épületkibocsátás jelzése egységnyi kibocsátásra várhatóan mintegy egy nagyságrenddel nagyobb lesz mint a kéménykibocsátásé 22
Következtetések (2) • kéménykibocsátás esetén a telephelyen a csóva gamma-sugárzásának dózisa dominál, ezt a dózist az udvartéri detektorok mérik • épületkibocsátás esetén a telephelyen a szennyezett levegő a talajszint közelében van, az inhalációs dózis akár 2-3 nagyságrenddel is meghaladhatja a gamma-dózist. Kimenekítés esetén a nagy inhalációs dózis veszélye szükségessé teheti az aeroszol és jódszűrős egyéni védőfelszerelés (pl. gázálarc) használatát 23
Feladatok • a megfelelő udvartéri detektorok kiválasztása (2012) • az egyes, nem optimális elhelyezésű detektorok egyedi, a takarástól és a széliránytól függő korrekciós tényezőinek meghatározása (2012) • off-line (interaktív) program kidolgozása különböző helyen történő épületkibocsátások szimulálására (2013) • Valósidejű, on-line program kifejlesztése és csatlakoztatása a már használt LOCAREL programhoz. Megvizsgálandó, hogy szükséges-e a kimenekítésnél egyéni védőfelszerelést használni (2014) 24 •
Köszönöm a figyelmet!
25
26
