Kikerülési százalék

A radioaktív hasadási termékek leltára folyamatosan csökkent a leállás után. Mivel az üzemzavar két héttel a reaktor leállása után történt, nem voltak nagyon rövid felezési idejű

79

izotópok a fűtőelemben. Azonban, néhány napos felezési idejű hasadási termékek már kerültek ki a fűtőelemből, melyek leltára jelentősen változott az üzemzavart követő első két hét alatt. Azért, hogy a kikerült aktivitások összehasonlíthatóak legyenek a kezdeti leltárral, korrekciót kellett alkalmaznom az adott izotóp bomlási állandója szerint. A teljes kikerülés korrigált értékeit és az üzemzavar időpontjához tartozó leltárat használva kikerülési hányadokat tudtam meghatározni. [68]

Az aktinidák kiértékelésénél az alábbi néhány jelenség is tekintetbe lett véve.

 A ²⁴²Cm izotóp az ²⁴²Am izotópból keletkezik, aminek felezési ideje 140 év, ezért ez a hatás ugyan elhanyagolható, mégis figyelembe van véve az izotópleltárban.

 A ²³⁸Pu izotóp két anyamagból is keletkezik, melyek a ²⁴²Cm (felezési ideje 162 nap) és a ²³⁸Np (felezési ideje 2,1 nap), ezért az izotópleltárnál e három izotóp leltári mennyiségének összege szerepel.

 Az ²⁴¹Am aktuális leltári mennyisége egyrészt az ²⁴¹Am bomlása miatt kismértékben csökken, másrészt a ²⁴¹Pu bomlásából származó ²⁴¹Am miatt nő.

A két tag egy ideig növekvő leltári mennyiséget ad (amíg a ²⁴¹Pu el nem bomlik, melynek 14 éves felezési ideje jóval hosszabb, mint a vizsgált időszak).

Mivel a ²⁴¹Pu kezdeti mennyisége három nagyságrenddel kisebb, mint az ²⁴¹Am izotópé, ez a jelenség nem befolyásolja az 5.1.1 fejezetben leírt módon való számítást.

6.3. 2 hét alatt izotóponként kikerült aktivitások

Az aktivitás-koncentrációk maximális értékeit a tisztítótartály kinyitását követően detektálták, és néhány nappal később még szintén magas aktivitásokat mértek (23. ábra). Az üzemzavartól a sérült fűtőelemek eltávolításáig eltelt közel négy év két részre osztható. Az első kéthetes periódust a fűtőelemből történt legmagasabb aktivitás-kikerülés jellemzi (26. és 27. ábra). A kikerült aktivitás túlnyomó része a vízben maradt, egyrészt, mert az üzemzavar a vízszint alatt történt, másrészt az alkalmazott vízkémia miatt, így túlnyomó részt a nemesgázok távoztak a kéményen át. [68]

Az üzemzavart követően a sérült fűtőelemekből származó gáznemű hasadási termékek, főként nemesgázok távoztak a kéményen keresztül (28. ábra). Kibocsátási útvonaluk a fűtőelemekből a tisztítótartályban kezdődött, majd folytatódott a medence vizébe, azonban alacsony oldhatóságuk miatt nem maradtak ott, hanem kiléptek a reaktorcsarnok légkörébe (15. ábra). Végül a csarnokban felgyülemlett gáznemű hasadási termékeket a folyamatosan működő szellőztető rendszer távolította el a kéményen keresztül.

6.3.1. 2 hét alatt a hűtőközegbe kikerült aktivitások

Az üzemzavart követő két hét során a hűtőközegbe került radioaktív izotópok mért aktivitás-koncentrációiból az 5.1.1. fejezet alapján számított kikerüléseket foglalja össze a 23.

táblázat. Látható, hogy az ezüst és a ¹³³I izotópok esetében kapott kikerülés sokkal magasabb, mint a többi izotóp részarányos kikerülése, ami adódhat mérési hibából vagy a számításoknál nem feltételezett leányelemek képződéséből is. A cirkónium és nióbium izotópok, pedig származhatnak a fűtőelemek burkolatából vagy lehetnek hasadási termékek.

Meg kell jegyezni, hogy a kikerülési részarányok nem egyeznek pontosan egy-egy elem különböző izotópjaira sem. Az eltérést nem magyarázza a felezési idők különbözősége, mivel van, ahol a rövidebb és van, ahol a hosszabb felezési idejű izotópokból került ki több. A szóban forgó izotópok kibocsátási részaránya közötti néhányszoros különbség valószínűleg a mérési pontatlanság mellett az alkalmazott kiértékelési módszer hibájából is ered.

80

23. táblázat. A  és  sugárzók mérések alapján becsült, kéthetes periódushoz tartozó hűtőközegbeli kikerüléseinek összefoglalása

81

Az európium és az antimon-125 izotópoknál a kihúzott cellák oka, hogy aktivitásukat nem mérték az üzemzavart követő első két hétben. Az európium izotópokat 2004. 06. 11-én, míg az antimon-125 izotópot 2003. 08. 22-én kezdték el mérni.

A táblázatban *-gal jelöltem azokat a méréseket, amelyek szerint a kikerülés értéke meghaladta a leltári mennyiséget, így ezek nem értékelhetőek a kikerülés szempontjából. Az integrális kibocsátott mennyiség különböző okokból adódhat többnek, mint a leltári mennyiség, így például:

 ha a mérések a méréshatáron voltak, a tényleges érték valószínűleg jóval kisebb volt, mint amit megadtak, és amivel számoltam;

 a rövid felezési idejű izotópoknál jelentős eltérést okozhat a bomlásra vonatkozó korrekció, vagyis az, hogy ez bizonyos szakaszok után lett elvégezve, míg pontosabb lett volna, ha mért pontonként történik a korrigálás;

 és végül, a rövid felezési idejű izotópok közül néhány még keletkezik a leállás után is a hosszabb felezési idejűek bomlásából (6.2. fejezet).

A korróziós termékeknél, valamint az argonnál, mint aktivációs terméknél a kihúzott utolsó oszlop oka, hogy ezen izotópoknál nincs értelme az izotópleltár szerinti részarány számításának, hiszen nem az üzemanyagból származnak, így az izotópleltárukról sincs adat (n.a.).

A ^239,240Pu izotóp esetében nem határozható meg tömeg, révén, hogy két bomlási állandó van, ezért húztam ki a hozzá tartozó cellát.

6.3.2. 2 hét alatt a kéményen keresztül kibocsátott aktivitások

Az üzemzavarhoz rendelhető 2 hetes periódus alatt a kéményen át távozó izotópok 5.1.2. fejezet alapján számított aktivitásait foglalja össze a 24. táblázat.

A kéményen át távozó izotópok közül ⁸⁵Kr, ⁸⁸Kr és ^133mXe nem volt mérve a hűtőközegben. A ¹³³Xe kibocsátás jóval nagyobb volt a kéményen keresztül, mint a hűtőközegbe való kikerülése, ezzel szemben a többi izotóp esetében fordított volt a jelenség.

Izotóp Izotópleltár

24. táblázat. A kéthetes periódushoz tartozó kéményen keresztüli kibocsátások összefoglalása

* és n.a. magyarázata a 23. táblázatnál szerepel.

82

6.3.3. 2 hét alatt a hűtőközegbe került és a kéményen keresztül távozott aktivitások összegzése

A kéményen át távozó izotópok közül ⁸⁵Kr és ^133mXe nem volt mérve a hűtőközegben. 2 hét alatt a hűtőközegbe került és a kéményen keresztül távozott aktivitások összegzése azt mutatja, hogy a nemesgázokat kivéve a kéményen keresztül történt kibocsátás néhány nagyságrenddel alacsonyabb a fűtőelemekből a hűtőközegbe való kikerülésnél. Míg a nem gáznemű hasadási termékek összegyűltek az ioncserélőkön, a gázok a nyílt vízfelületen át a reaktorcsarnokba kerültek. Ezért, a nemesgázoknál a teljes kikerülésnél a kémény adatokból származó (kivéve a ¹³³Xe), míg a többi elem esetében a hűtőközegben mért adatok domináltak. [68] A többi izotópra érvényes domináns kikerülés a ¹³³Xe izotóp esetében módosul, ugyanis a kéményen keresztül távozott 9,1310¹⁴Bq aktivitása csupán közel kétszerese a hűtőközegbe kerültnek (4,8510¹⁴ Bq).

A vizsgált izotópok közül a fontosabbak kéthetes periódus alatti összes kikerülésének összefoglalását tartalmazza a 25. táblázat [68]. A legmagasabb kikerülést a nemesgázok, xenon és kripton izotópok adták 1,8-3,3% tartományban. Az illékony jód és cézium izotópok kikerülése 0,5-1,4% között volt. A kevésbé illékony lantán, bárium és tellúr izotópok 0,08-0,3% tartományban kerültek ki. A hasadási termékek legalacsonyabb kikerülése 0,0004-0,06% között a nem illékony elemek esetében volt megfigyelhető, mint a ruténium, nióbium, cirkónium és cérium. Az amerícium, kűrium és plutónium kikerülése kb. 0,000002-0,0002%

volt, míg a neptúniumé 0,007%. (54. ábra és 25. táblázat).

54. ábra. Az első két hét alatt izotóponként százalékosan kikerült aktivitások

1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02 1E-01 1E+00 1E+01

Kr-85 Xe-133 Xe-133m I-131 Cs-136 Cs-134 I-132 Cs-137 Te-132 Ba-140 La-140 Ce-144 Ce-141 Ru-106 Zr-95 Nb-95 Np-239 Ru-103 Am-241 Cm-244 Cm-242 Pu-239,240 Pu-238

Izotópok 2 hét alatt az izotópleltárból kikerült aktivitások [%]

83

25. táblázat. A fontosabb izotópok mérések alapján becsült, kéthetes periódushoz tartozó kikerüléseinek összefoglalása [68]