и'ML T _ ' . ' . KFKI 8/1963

_ ' . ' . KFKI 8/1963

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ФИЗ ИЧ Е СК И Х ИССЛЕДОВАНИЙ ВЕНГЕРСКОЙ АКАДЕМИЙ НАУК

БУДАПЕШТ

V

KÖNYVTÁRA *

%A TÓ

í -

А. Нэмет и 'ML T

■ T. ~ •. - -о «-

ИЗМЕРЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ВЫБРОСОВ В ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ

ТРУБЕ РЕАКТОРА ВВР-С

'*> v'

Р е з ю м е

В данной работе приводятся результ ат ы измерений р а ди оак ти вн ых вы бр осо в в вентиляционной трубе ре ак тор а ВВР-С. Бы ли пр ов еда ны и з м е р е ­ ния и для определения удельной активности ра ди оак ти вн ых аэрозолей в ат мо сферном воздухе. Наблюдения относятся к 1959 -60 и 19 61-63 годам.

Пр иводится график ср ед нем ес яч ных концентраций р а ди оак ти вн ых выбросов в атмосферу через вентиля ци он ную трубу.

Измерение радиоактивных выбросов б ве нтиляционной трубе реактора ВВР-С

Л.Нэмет и М.Тоот

Центральный Институт Фи зи чес ки х Исследо ва ни й,Б уд апе шт

Рост применения ра диоактивных материалов, сопровождающий рас­

ширение использования атомной энергии, выдвигает перед наукой и те хн и­

кой новую проблему - проблему ра диоактивных выбросов, охва тыв аю щу ю круг вопросов, связанных с появлением в окружающем воздухе р а д и оак ти вн ых ча ­ стиц.

При эксплуатации исследовательских ,Л других типов реакторов и также предприятий, об рабатывающих радиоактивные материалы, ра ди оак ти в­

ные выбросы могут попасть в воздух. Проектирование подобных объектов происходит с особым вниманием в отношении защитных оборудований, назна­

чение которых обеспечит "радиационную чистоту" воздуха.,

В случае работы реакторов источником ра ди оак ти вн ых выбросов в виде аэрозолей может служить теплоноситель первичного контура. Вблизи активной зоны и также через сухие каналы и щели на ведённая активность не ко тор ых газов, напр. аргон, содержащихся в воздухе, может быть зна­

чительной. По этому при объектах одной из важнейших задач является до­

зиметрический контроль, систематическое измерение ра ди оак ти вн ых вы бр о­

сов в воздухе. При реакторе типа ВВР-С имеется возможность контролиро­

вать воздух в различных помещениях объекта и вентиляционной трубе ре­

актора. Этот контроль заключает в себе непрерввное измерение ко нцент­

рации активных газов и периодическое измерение аэрозолей.

С точки зрения радиационной опасности в окре стн ос тя х ре акто­

ра, в первую очередь, надо принимать во внимание ра диоактивные выбро­

сы в атмосферу. Следует отметить, что главным источником ра ди оак ти вн ых выбросов можно считать те работы, которые связаны с обработкой радио­

активных материалов в го рячих камерах и химической лаборатории, на хо­

дящихся в здании реактора.

Для определения концентрации ра ди оак ти вн ых аэрозолей не обхо­

ди мо произвести ряд измерений фонового облучения ат мо сфе рн ог о воздуха.

К а к известно, в результате испытаний ядерного оружия, радиоактивность атмо сфе рн ог о воздуха изменяется в зн ачительных пределах. И з ме рен ия ,о т­

н о ся щие ся к определению радиоактивности воздуха, мы начали перед пер­

вым пуском реактора. Первая серия измерений относится к 1959 -60 гг. и вторая серия - к 1961-63 гг. В период первой серии измерений в горячих

2

камерах радиоактивными материалами работы ещё не проводились. В период второй серии измерений использовались все оборудования и инструменты, обслуживающие производство радиоактивных изотопов и облучения. Уп о м и ­ наем, что время первого пуска нашего реактора 1У. 1959 г.

I. Первая серия измерений

При измерении активных аэрозолей в атмосферном воздухе не об хо­

димо учитывать активность естественных аэрозолей. Известно, что в во зд у­

хе присутствуют природные радиоактивные газы радон и торон и продукты их распада. Если сами газы не связаны с аэрозолями и на хо дят ся в воздухе в виде отдельных атомов, то продукты их распада связаны с аэрозолями.

Нами были исследованы концентрации ес тественных ра диоактивных аэрозолей методом измерения фильтров по бета-активности. Пробы воздуха отбирали аспирационным способом на высоте около 20 м от поверхности зем­

ли на фильтры типа ФПП-15. Скорость просасывания во зд уха через ф и ль тры 5 м 5/час. Поверхность фильтра 20 см2 . Продолжительность отбора проб ко ­ лебалась от 10-20 часов.Пробы возможно скорее - но не ранее 2-3 минут после окончания отбора,-достовляли на из мерительную установку. Ф и л ь т р ы не подвергались какой-либо химической обработке, так как стремились ско­

рее произвести измерения. Измерение фильтров по бета-активности п р ои зво­

дилось с использованием сцинтилляционной приставки. Фон измерительной установки 10-15 имп/мин. Ка либровка измерительной ус та нов ки пр ои зво ди­

лась эталонным источником S^°

Результаты наших измерений радиоактивного фо на атмосферного воз­

духа показали, что активность ко ро тко жи ву щих аэрозолей имеет порядок 1 , 2 . Ю " ^ - 4 , 2 . Ю " ^ кюри/л, период полураспада - 30-35 минут. Для опре­

деления долгоживущей бета-активности филь тры измерялись второй раз через месяц после отбора проб.

После первого пуска реактора пробы воздуха отбирались и из ве н­

тиляционной трубы реактора. И х бета-активность измеряли на той же изме­

рительной установив, таким же методом, который мы применяли для ат мо сфе р­

ного воздуха. Эти измерения показали, что радиоактивные аэрозолы, которые накапливаются на фильтрах, быстро распадаются. Поэтому были сняты кривые распада и определён период полураспада ряда проб. Из кр ив ых распада сле­

дует, что средний период полураспада проб воздуха из вентиляционной тру­

бы не отличается от периода полураспада естественных аэрозолей. Отметим, что пробы из вентиляционной трубы были отобраны при мощности реактора 2 Мвт. Результаты измерений долгоживущей активности проб пр ед ста вл ен ы на нижеследующей таблице:

3

место отбора проб

Активность воздуха (10” * 2 с/ м 3 ) К о ли чес тв о проб

мин. макс. Í среди.

Атмосферный

воздух 0,025 ; 1 . л 174

Вентиляцион­

ная труба 0,014 3,94 1,97 55

Сравнение удельных активностей аэрозолей ат мо сфе рн ог о воздуха и выбросов вентиляционной трубы п о к а з ы в а е т , что в пределах точности н а ­ ши х измерений они сравнимы и изменяются в том же самом порядке а к ти вно­

сти.

II. Измерение A r 41

Для измерения активности ра ди оак ти вн ых газов, вы хо дящ их из вен­

тиляционной трубы использовалась установка, состоящая из детекторной ка­

меры с ГМ-счётчиком типа СТС-6 (объём камеры 15 л) и счётчика импульсов.

Отбор проб воздуха из вентиляционной трубы производили с помощью системы контроля воздуха реактора БВР-С. Бы ли сняты кривые ра спада газовой смеси, находящейся в измерительной камере. Типичная кривая р а сп ада пр ед ста вл ен а на рис.1. По кривым можно установить, что период полурас па да около Н О мин., что соответствует элементу Дг

В системе дозиметрического контроля воздуха вентиляционной тру­

бы по A r используется проточная ионизационная ка мера объёмом 20 литров и усилителем постоянного тока типа КАКТУС. Эта ус та нов ка нами была к а ли­

бр ована методом активации A r . Для измерения потока тепловых н е йт ро­

нов применяли золотую фольгу, активность которой измеряли с установкой схемы совпадения. По нашим измерениям вышеуказанная установка, будучи калибрована гамма-источником Со-60 на I jur/sec , показывает 2.10 "^к юр и/ л активность по A r . Таким образом, во время работы с реактором мо щ­

ностью 2 Мвт концентрация A r в выбрасываемом воздуха через ве нтиля­

ц и о н н у ю трубу получается в пределах Ю ” 8 кюри/л. Общий выброс ( Q ) при ко личестве воздуха З . Ю 4м 3 /час:

Q = 10”*8 .3.10 ^ = 0,3 кюри/час.

/

4

III. Измерения в период IX.I96I-II.I963.

После введения в эксплуатацию го рячих камер, в результате производства радиоактивных изотопов, можно было ожидать некоторые по­

вышения радиоактивных выбросов через вентиляционные трубы. С целью повышения точности измерений фонового облучения для отбора проб во зд у­

ха применяли новую установку производительностью IU0 м^/час с по верх­

ностью фильтра 4-00 см2 . Скорость просасываемая через фи ль тр была ко н­

тролирована манометром. Для каждой пробы воздуха количество воздуха было около 2-5.10^ ^mj . В качестве ф и ль тра применяли также ткань типа ФПП-15. Материал фи льтра после отбора проб был сожжён при температуре 500-600 С°. Измерение по бета-активности зол производилось с помощью счётчика типа СИ-2Б. Фон измерительной установки 6-8 имп/мин. Отборы проб из вентиляционной трубы также производились и были измерены та­

ким же методом. Все измерения были произведены через 72 часа после окон­

чания отбора проб. Для калибровки измерительной установки использ ов ал ся эталонный источник Sr90 . Каждое измерение соответствует ср ед нес ут оч­

ной концентрации радиоактивных аэрозолей.

Результаты измерений показаны на р и с . 2. и на рис.З. На рис.З.

молено видеть несколько измерений с высоким значением концентрации. Эти измерения относятся к работам в горячей камере с облученным ü 3 0 8 . Длительность этих работ во всех случаях не больше 10-15 минут. Это об­

стоятельство было учтено при расчёте ср ед нем ес яч ных концентраций.

На рис Л . представлен график среднемесячных концентраций ак ти в­

ности атмосферного воздуха и выброса из вентиляционной трубы. На р и с . 5.

виден график удельной активности аэрозолей без фона, вы хо дящ их из вен­

тиляционной трубы реактора ВВР-С.

На основе полученных результатов за период наблюдения можно установить, что радиоактивные выбросы по активности возникающие на об ъ­

екте реактора ВВР-С и выходящие в атмосферу через вентиля ци он ную трубу в большинстве случаев незначительны. Их удельная активность близка к ак­

тивности искусственных выпадений.

Следует подчеркнуть, что концентрация выбросов из вентиля ци он­

ной трубы в атмосферу вследствии диффузии выбросов значительно ум ен ьша ет ся так, что она не представляет собой ра диационную опасность для бл изких и дальних мест от реактора. Это обстоятельство утверждается и результатами измерений на контрольных станциях,находящихся на ра зл ичн ых расстояниях от реактора ВВР-С /2/. Во избежание возможности выбрасывания ра ди оак ти вн ых загрязнений в атмосферу в непредвиденных случаях,при нашем реакторе сис­

тема контроля воздуха дополнялась станцией отчистки воздуха от р а д и о а к т и в ­ ных аэрозолей,

Будапешт, III. 1963.

- 5 -

Л И Т Е Р А Т У Р А

[1] Rajewszky,B., Untersuchung radioaktiver Partiker aus dem Jahre 1961 Atompraxis: 1962 jul.

[2] Fehér,I.: Erfahrungen des Strahlenschutzdienstes im Zentralforschungs­

institut für Physik, Budapest, 1962.

[3] Hultquist,B., Studies on naturally occuring ionizing radiations.

Stockholm,1956.

^ Ю.В.Сивинцев: Фоновое облучение че ловеческого организма Атомиздат, 1960.

[5] С.А.Пречистенский: Радиоактивные выбросы в атмосферу Госатомиздат, 1961.

ю 4 : - imPlPirc

Рис.1. Кривая распада Ar⁴¹

Рис.2. Среднесуточная концентрация аэрозолей атмосферного воздуха

Рис.З. Среднесуточная концентрация аэрозолей воздуха в вентиляцион­

ной трубе

Р и с . С р е д н е м е с я ч н а я концентрация аэрозолей ат мосферного в о з д у х а ^ и воздуха в вентиляционном трубебг; ^ J

Р и с . 5. Ср ед нем ес яч ная концентрация аэрозолей воздуха вентиляционной трубы (без фона).

&i fb$

9