Файл: Курсовая работа по дисциплине "Радиационная безопасность" Контроль радиоактивных аэрозолей на аэс огу 20. 03. 01. 3021. 722 Пз.docx
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 77
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Годовые допустимые выбросы радиоактивных газов и аэрозолей АЭС в атмосферу представлены в таблице 1:
Таблица 1 - Годовые допустимые выбросы радиоактивных газов и аэрозолей АЭС в атмосферу
| Радионуклид | АЭС с РМБК | АЭС с ВВЭР и БН | АЭС с ЭГП-6 |
| ИРГ(ТБк) | 3700 | 690 | 2000 |
| 131I (газовая+аэрозольная формы) (ГБк) | 93 | 18 | 18 |
| 60Co(ГБк) | 2,5 | 7,4 | 7,4 |
| 134Cs (ГБк) | 1,4 | 0,9 | 0,9 |
| 137Cs(ГБк) | 4,0 | 2,0 | 2,0 |
Перед выбросом в атмосферу воздух, содержащий газы и аэрозоли, проходит очистку на аэрозольных и угольных фильтрах-адсорберах. Дозиметрический контроль за содержанием радионуклидов в удаляемом воздухе, контроль за работой систем вентиляции и эффективностью фильтров обязательно сопровождает процесс выведения газов и аэрозолей из помещений.[5]
Замена фильтров производится раз в сутки в установленное по графику время.
Аналитические круглые фильтры для удобства работы с ними закладываются в бумажную обойму, которая снижает вероятность переноса активности с фильтра на оборудование и руки дозиметриста и обратное загрязнение фильтров.
Для определения объемной активности Аv радиоактивных аэрозолей по активности, осажденной на фильтре, используют следующую формулу:
Аv = 0,27(n-nф)/(whFV), (1)
где Аv - объемная активность аэрозолей, Бк/м3;
n - скорость счета на радиометрической установке при измерении активности фильтра, имп/с;
nф - скорость счета фона;
w - поправка на самопоглощение детектируемого излучения в объеме фильтра, отн. ед.;
h - эффективность фильтра, отн. ед.;
F - эффективность радиометрической установки, отн. ед.;
V - объем прокачанного воздуха, м3.
Формула справедлива для расчета концентрации долгоживущих аэрозолей, у которых период полураспада много больше времени прокачки воздуха через фильтр.[2]
В настоящее время на АЭС существует множество методов, средств и систем для предотвращения переноса и распространения недопустимых количеств радиоактивных веществ за пределы существующих границ даже в случае аварии, которые и рассматриваются в данной работе.
Охрана окружающей среды от радиоактивных загрязнений, связанных с работой АЭС, — одна из главных задач службы радиационной безопасности. Эта задача должна рассматриваться в аспекте «охрана окружающей среды — это прежде всего контроль источника ее загрязнения». Поэтому на АЭС контролируются все возможные поступления радиоактивных веществ за ее пределы, а именно активность сбрасываемых в атмосферу радиоактивных газов и аэрозолей, активность всех жидких сбросов, количество сбрасываемых жидких и газоаэрозольных отходов.[9]
Широкое распространение для контроля радиоактивных аэрозолей в воздухе рабочих помещений получил метод накопления их на тонковолокнистых фильтрах марки ФП с последующим измерением фильтров на лабораторной радиометрической установке.
Ткани ФПП из перхлорвинила имеют средний диаметр волокон 1,5 и 2,5 мкм, обладают стойкостью к кислотам и щелочам, не смачиваются водой и могут использоваться при температуре до 333 К.
Ткани ФПА из волокон ацетилцеллюлозы диаметром 1,5 мкм стойки к органическим растворителям (типа хлорированных углеводородов) и могут быть использованы до 423 К и влажности не более 80%.[9]
Механизм фильтрации аэрозольных частиц на тканях марки ФП заключается в следующем:
- для частиц больших размеров - инерционное осаждение при большой скорости фильтрации;
- осаждение частицы вследствие касания волокна при его огибании;
- осаждение вследствие диффузии и оседания мелкодисперсных аэрозолей;
- электростатическое притяжение аэрозольных частиц, которое имеет большее значение для фильтров ФП, так как они имеют высокий электростатический заряд;
- осаждение в поверхностном слое материала тех частиц, размер которых больше расстояний между волокнами фильтра.[7]
В результате перечисленных процессов на фильтрах ФП достигается практически одинаковое улавливание аэрозольных частиц любых размеров вплоть до свободных атомов с эффективностью почти 100%. В то же время радиоактивные благородные газы, не осаждаясь, проходят через материал ФП. Это позволяет использовать фильтры ФП и в качестве предосадителей аэрозолей на входе в ионизационные камеры и другие детекторы, используемые для контроля ИРГ.
Исследования показали, что максимальным проскоком сквозь материал ФП обладают аэрозольные частицы диаметром 0,1-0,2 мкм. Поэтому эффективность улавливания аэрозолей для фильтров ФП различных марок определяют именно для этих размеров аэрозолей при стандартной скорости прокачки воздуха 1 см/с. Значения максимального проскока аэрозолей при этих условиях у фильтров ФП, используемых для определения концентрации активных аэрозолей и их дисперсности, находятся в пределах 0,1 - 1,0%. Динамическое сопротивление составляет от 15 до 40 Па при скорости 1 см/с и линейно возрастает с увеличением скорости воздуха. [4]
Аналитические круглые фильтры для удобства работы с ними закладываются в бумажную обойму, которая снижает вероятность переноса активности с фильтра на оборудование и руки дозиметриста и обратное загрязнение фильтров.
Серьезность задачи защиты окружающей среды от радиоактивных загрязнений побуждает вести исследовательские работы на АЭС, целью которых являются рекомендации по снижению активных сбросов и выбросов АЭС. Эти исследования включают в себя изучение и анализ
источников отходов на АЭС, путей их доставки к сбросным устройствам, эффективности очистных сооружений и мощности выброса и сброса.
Они требуют детального анализа сбросов и выбросов, определения активности не только нормируемых в выбросах нуклидов, но и всех других нуклидов, поступающих во внешнюю среду. Детальный анализ, естественно, проводится с привлечением достаточно сложных методик и часто с помощью нерядовой регистрирующей аппаратуры. Результаты таких работ не только используются для исследовательских целей, но и служат информацией о поступлении радионуклидов с АЭС в окружающую среду. Результаты штатных и исследовательских наблюдений за активностью сбросов и выбросов достаточно полно характеризуют АЭС как источник радионуклидов во внешней среде.[7]
2 Методы очистки аэрозольных загрязнений
2.1 Очистка воздушных выбросов от аэрозольных загрязнений фильтрационным методом
В атомной промышленности широко применяется процесс фильтрации — разделение аэродисперсных систем при их движении через пористые среды. В процессе фильтрации наблюдаются эффекты зацепления, инерционного улавливания, диффузии, гравитационного и электростатического осаждения.
Зацепление проявляется в том случае, когда траектория движения частицы, совпадающая с траекторией движения воздушного потока, проходит на расстоянии от поверхности, меньшем или равном радиусу частицы. Когда поток газа огибает препятствие, а частицы под действием сил инерции движутся прямолинейно, сталкиваются с волокном и осаждаются, происходит инерционное улавливание. Чем больше скорость движения частиц и их масса, тем сильнее проявляется данный эффект.[3]
Причиной отклонения частиц от линии направления основного потока и соприкосновения их с материалом фильтра может быть броуновское движение. Чем меньше размеры частиц, тем больше интенсивность броуновского движения, тем больше вероятность захвата частицы фильтрационным материалом.
Электростатическое осаждение частиц пыли из газовых потоков происходит в результате взаимодействия обратных по знаку зарядов, сосредоточенных на поверхности частиц и фильтрационного материала.
Все фильтрующие материалы условно подразделяют на гибкие, полужесткие, жесткие пористые перегородки и зернистые слои.
Гибкие пористые перегородки изготовляют из тканых материалов на основе природных, синтетических и минеральных волокон; нетканых волокнистых материалов (войлоков, бумаги, картона, волокнистых матов); ячеистых материалов (губчатой резины, пенополиуретана, мембран) и т. п.
Полужесткие пористые перегородки — слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных пластинах или зажатые между ними.
К жестким пористым перегородкам относятся: конструкционные элементы из пористой керамики или пластмассы, спеченные или спрессованные порошки металлов, стекла, углеграфитовые материалы и т. п.; волокнистые материалы (отформованные слои из стеклянных и металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы.[4]