Metodologia de caracterizare a deseurilor radioactive

Metodologia de caracterizare a deseurilor radioactive

Caracterizarea deseurilor radioactive de la CNE Cernavoda

Centrala nuclearo-electrica de la Cernavoda este formata din 5 reactori de tip CANDU de 660MW(e). Unul din ei (Unitatea 1) este in operare din 2 decembrie 1996, restul din ei fiind in diferite faze de constructie.

In Romania, Unitatea 1 este in prezent cea mai mare producatoare de deseuri radioactive.

Din datele din literatura de specialitate referitoare la functionarea unui reactor de tip CANDU-600 si pe baza celor furnizate de AECL, volumele anuale de deseuri radioactive si combustibil ars rezultate din operarea unei asemenea unitati sunt:

deseuri slab active solide

deseuri compactabile, precompactate prin presare usoara cca. 32m³;

deseuri necompactabile cca. 9m³;

lichide organice containerizate cca 2m³;

deseuri lichide: 1810³ m³ (avind activitati sub limitele admise);

deseuri gazoase: 13610⁶ m³ (avind activitati sub limitele admise);

deseuri mediu active

rasini ionice uzate cca. 13 m³;

cartuse filtrante uzate cca. 2 m³ (15 bucati);

deseuri inalt active

Pentru doua unitati ale CNE-Cernavoda, la o durata de viata de 30 de ani, volumul de deseuri slab si mediu active conditionate in vederea depozitarii definitive se estimeaza la circa 5600 m³.

Pe baza unor date furnizate de AIEA, prin dezafectarea celor doua unitati se estimeaza ca va rezulta un volum suplimentar de deseuri slab si mediu active de circa 6000 m³. La expirarea duratei de viata a celor doua unitati rezulta o cantitate de circa 1000 tone apa grea tritiata.

Asa cum sunt generate intr-o centrala nucleara, deseurile radioactive sunt de o mare varietate. Pentru centralele de tip CANDU, aparitia deseurilor radioactive se datoreaza contaminarii cu urmatoarele categorii de substante radioactive:

produsi de fisiune formati prin arderea combustibilului nuclear;

produsi de activare a materialelor ce compun sistemele tehnologice;

produsi de activare a fluidelor de proces.

Deseurile radioactive sunt produse atat in Cladirea Reactorului cit si in Cladirea Serviciilor. Ca urmare a operatiilor zilnice, in timpul operatiilor de decontaminare si in timpul opririlor planificate si/sau neplanificate se obtin urmatoarele tipuri de deseuri solide care trebuie manipulate, procesate (daca este nevoie) si depozitate temporar:

rasini ionice uzate

filtre uzate si cartuse de filtre

deseuri solide slab active:

compactabile (hartie, textile, plastice, sticla, echipamente, etc.)

necompactabile (lemn, parti metalice contaminate, materiale de constructii, etc.)

deseuri solide mediu active.

In afara de rasinile uzate, pentru care a fost realizat un sistem de manipulare si stocare, toate celelalte tipuri de deseuri solide sunt colectate, procesate in butoaie de 220 l si apoi stocate temporar in Depozitul Intermediar de Stocare a Deseurilor Solide Radioactive de unde vor fi transferate ulterior in Depozitul Final de Deseuri Slab si Mediu Active.

Filtrele uzate de la sistemele de ventilatie si cartusele de filtre uzate descarcate de la sistemele de proces sunt depozitate direct in Depozitul Intermediar de Stocare. Transportul cartuselor de filtre se realizeaza prin intermediul unor containere de protectie corespunzatoare.

Compactarea este singurul proces care se aplica in prima etapa obtinandu-se prin presare deseuri compactabile direct in butoaie metalice de 220 l.

Deseurile necompactabile sunt taiate in bucati mai mici (daca este nevoie) si apoi sunt introduse in butoaie standard de 220 l. Ambalarea subansamblelor sau a componentelor mari contaminate poate fi realizata in diverse tipuri de containere in functie de contaminare, in special deseurile solide mediu active.

Bazandu-ne pe doza de radiatii masurata la suprafata exterioara a ambalajelor cu deseuri radioactive care sunt transportate la Depozitul Intermediar de Stocare, se disting urmatoarele tipuri de pachete:

pachete de tipul 1 avand o doza sub 2 mSv/h;

pachete de tipul 2 avand doza cuprinsa intre 2 mSv/h si 125 mSv/h;

pachete de tipul 3 avand doza peste 125 mSv/h.

Practic toate containerele umplute cu diverse deseuri, parti sau obiecte metalice contaminate, sunt considerate pachete de tipul 1 care pot fi manevrate fara masuri speciale de protectie.

Pachetele de tipul 2 contin cartuse de filtre, parti metalice contaminate si rar deseuri compactate. In functie de doza, acestea pot fi manevrate manual, sau pot necesita protectie suplimentara formata din containere.

Pachetele de tipul 3 contin cartuse de filtre si componente din reactor activate. Acestea pot fi manevrate numai cu ajutorul unor containere aditionale cu capacitate de protectie corespunzatoare.

Rasini ionice uzate

Rasinile ionice se obtin de la diverse sisteme de purificare ale fluidelor de proces. La scoaterea lor din aceste sisteme, dozele de radiatie la contact direct sunt de obicei mai mari de 10^-2Sv/h. De aceea, s-au prevazut masuri speciale de protectie si ecranare, in timpul transportului, manevrarii si stocarii lor.

Activitatea si compozitia de radionuclizi retinuti in rasinile schimbatoare de ioni depind in general de functia pe care o indeplinesc acestea in sistemul de purificare al centralei. Astfel, activitatea rasinii din sistemul de purificare al circuitului de transport caldura sau al apei de racire al combustibilului se datoreaza in principal Cs-134 si Cs-137 care provin din elementele de combustibil. Activitatea rasinilor provenite de la sistemul de purificare al moderatorului se datoreaza in principal Co-60 si Sr-90 , radionuclizi rezultati in urma activarii cu neutroni a materialelor de structura.

Rasinile ionice se colecteaza in bazine din beton armat protejat cu rasina epoxidica avand volumul util de 200 m³ fiecare. Stocarea rasinilor ionice in aceste bazine se poate face pe toata durata de existenta a centralei, dar este indicat extragerea acestora dupa 10 15 ani din cauza pericolului de cimentare a rasinilor ionice degradate stocate, conform experientei indelungate de functionare la centralele de tip CANDU.

Filtre si cartuse de filtre uzate

Filtrele uzate rezultate din sistemele de ventilatie ale Cladirii Reactorului si Cladirea Serviciilor, au activitati scazute si vor fi impachetate in pungi de plastic si transportate la Depozitul de Stocare Intermediara. De aici, dupa conditionare, acestea sunt trimise la depozitul final.

Cartusele de filtre uzate au de obicei, cand sunt descarcate de la sistemele de proces ale centralei, o doza de radiatii peste 5Sv/h, iar in situatii severe peste 50Sv/h. Filtrele rezulta de la urmatoarele sisteme de proces: sistemul de purificare al caldurii, sistemul de purificare al moderatorului, sistemul de purificare al apei de racire, sistemul de inchidere al pompei pentru transport caldura, sistemul de alimentare cu apa grea pentru masina de incarcat-descarcat combustibil. Exista 5 tipuri de cartuse de filtre, avand dimensiunile date in tabelul nr. 5.1.

Tabelul nr.

Cartusele uzate de tipul 1 4 trebuie manevrate cu ajutorul unui container de transport mare, avand o greutate de 8,1 8,5 tone (incluzand cartusul).

Cartusele uzate de tipul 5 trebuie manevrate cu ajutorul unui container de transport mic, avand o greutate de 2,7 tone (incluzand cartusul).

Grosimea peretelui de protectie al containerului de transport a fost calculata pentru a obtine o doza de radiatii redusa de la 50 Sv/h la 0,25 mSv/h, in cazul containerului mare si de la 50 Sv/h la 0,15 mSv/h in cazul containerului mic.

Cartusele filtrante uzate trebuie mutate de la sistemele centralei cu ajutorul acestor containere si transportate direct la Depozitul de Stocare Intermediar fara procesare. Aici cartusele filtrante sunt introduse in celulele de stocare formate din tevi de otel ecranate cu beton.

Transportul celor doua tipuri de containere in cladirea reactorului si in cladirea serviciilor trebuie realizat cu ajutorul unui carucior pe sina, sub stricta supraveghere si control.

Deseuri solide slab active

Deseurile solide slab active se produc in urma diverselor operatii realizate zilnic in centrala. Acestea constau in principal din materiale rezultate din operatiile de intretinere si decontaminare, imbracaminte de protectie si parti metalice sau echipamente si materiale contaminate. Aproximativ 90% din aceste materiale sunt practic neradioactive, sau au o doza de radiatii sub 510^-3mSv/h. Deseurile solide pot fi colectate in pungi de plastic si butoaie metalice standard. Colectarea lor se realizeaza separat, ca deseuri compactabile si necompactabile. Dupa colectare, butoaiele pline sunt inchise cu capac si etansate. Pentru reducerea volumului final, deseurile compactabile vor fi supuse presarii direct in butoaie, inainte de inchidere, in timp ce deseurile necompactabile vor fi taiate la dimensiunile convenabile (daca este nevoie).

Deseurile solide compactabile sunt estimate a fi aproximativ 80% din volumul total de deseuri solide slab active rezultate de la o centrala.

Dupa inchiderea lor, butoaiele metalice standard continand deseuri solide slab active compactabile si necompactabile, vor fi transferate la Depozitul Intermediar de Stocare. Cea mai mare parte a pachetelor vor fi de tipul 1 si putine de tipul 2 (in cazul deseurilor compactabile).

Deseuri solide mediu active

Exceptand cartusele de filtre uzate, provenite de la sistemele de purificare, descrise mai inainte, deseurile solide mediu active constau in componente din reactor activate sau alte materiale puternic contaminate.

Aceste deseuri ce sunt produse in mici cantitati si numai in anumite circumstante sunt localizate si impachetate in butoaie metalice si transferate la Depozitul Intermediar de Stocare ca pachete de tipul 2 si 3.

Pentru ambele tipuri de deseuri (slab si mediu active), aprovizionarea cu mijloace si echipamente pentru manevrare, impachetare, protectie si monitorare personal trebuie sa indeplineasca cerintele din Normele Fundamentale de Securitate Radiologica.

Managementul deseurilor slab si mediu active generate la CNE Cernavoda

Conceptul de management a deseurilor slab si mediu active generate la CNE Cernavoda a fost dezvoltat pornind de la particularitatile deseurilor rezultate de la centralele de tip CANDU.

Astfel realimentarea reactorilor de tip CANDU cu combustibil proaspat in timpul functionarii asigura extragerea rapida a fasciculelor de combustibil defecte, ceea ce conduce implicit la reducerea cantitatii de radionuclizi ce patrund in circuitul primar si in sistemele tehnologice.

De asemenea datorita costului relativ mare al apei grele s-a impus necesitatea asigurarii unei etansari superioare a sistemelor precum si a proiectarii unor sisteme speciale de completare, tratare si recuperare a apei grele degradate provenite din scurgeri accidentale si neaccidentale, ca si recuperarea vaporilor de apa grea din camerele tehnologice.

Majoritatea radionuclizilor scapati din zona activa sunt retinuti pe materialele filtrante din sistemul de purificare al circuitului primar, iar tritiul care se formeaza in special in sistemul moderator este retinut in circuit prin recuperarea, reconcentrarea si reciclarea apei grele.

Prin functionarea centralei nucleare de la Cernavoda se genereaza deseuri radioactive gazoase, lichide si solide. Modul de gospodarire al acestor deseuri la Cernavoda este prezentat in continuare.

Managementul deseurilor radioactive gazoase

Prezenta vaporilor de apa grea in atmosfera Cladirii Reactorului, datorita scurgerilor de apa grea din sistemele tehnologice nucleare implica necesitatea colectarii vaporilor din anumite incaperi pentru recuperarea apei grele. Prin recuperarea apei grele se asigura si retinerea tritiului radioactiv prezent in apa grea. Recuperarea apei grele se realizeaza prin ventilarea in circuit inchis a aerului din incaperile in care sunt amplasate echipamente aferente sistemelor principale, cum sint masina de incarcat/descarcat combustibil nuclear si circuitul moderatorului. Aerul din aceste incaperi este trecut prin uscatori prevazuti cu site moleculare absorbante care retin vaporii de apa grea asigurind astfel recuperarea lor.

Celelalte incaperi din Cladirea Reactorului sunt ventilate prin intermediul unui sistem separat, iar in Cladirea Serviciilor este prevazut un alt sistem de ventilare.

Managementul deseurilor radioactive lichide

Apele reziduale contaminate din Cladirea Reactorului sunt colectate in doua bazine cu volum nominal de 50 m³ fiecare, iar apele rezinduale din Cladirea Serviciilor sunt colectate in 3 rezervoare avind aceeasi capacitate nominala de 50m³ fiecare.

Sistemele de management deseuri radioactive lichide asigura colectarea, stocarea, prelevarea de probe si tratarea lichidelor provenite din functionarea CNE, cu exceptia lichidelor organice care necesita tratament specific de fixare intr-o matrice solida.

Principalii radionuclizi prezenti in aceste deseuri lichide sunt urmatorii: I-131, Cs-137, Cs-134, Cr-51, Mo-99, si Co-60; de asemenea in aceste deseuri se gasesc in cantitati foarte mici (sub 1%) si urmatorii radionuclizi: Co-58, Fe-59, Mn-56, Ru-103, Ru-106 si Sr-90.

Datorita concentratiilor scazute de radionuclizi din aceste deseuri radioactive ele pot fi evacuate prin dilutie controlata in mediul ambiant. Dilutia se realizeaza prin injectia acestor fluide in conducta de evacuare a apei de racire a condensatorilor avind un debit nominal de 50m³/s. Se poate asigura in conditii normale un factor de diluie de 7000 prin care se asigura limitele de evacuare autorizate de CNCAN pentru toti radionuclizii din deseurile lichide.

In situatiile in care concentratiile radionuclizilor din deseurile lichide sunt mai mari decit cele estimate (in general in cazurile de avarii) se poate asigura tratarea lichidelor prin filtrare pe pat aluvionar. Masa filtranta format dintr-un amestec de microrasina si celuloza asigura retinerea simultana a particulelor in suspensie, a speciilor coloidale cit si a celor ionice in care sunt antrenati majoritatea radionuclizilor. Se asigura prin recirculare un factor de decontaminare minim de 20, tritiul nefiind retinut prin aceasta filtrare.

Managementul deseurilor radioactive solide

Deseurile radioactive solide de la CNE Cernavoda constau in general in plastice, textile, cauciuc, sticla, site moleculare, carbune activ, diferite piese si scule uzate, etc. Acestea sunt colectate, segregate si containerizate in apropierea zonei de generare a lor in vederea raspindirii accidentale a radioactivitatii in mediu.

In fiecare din zonele I, II si III sunt colectate deseurile solide in functie de caracteristicile fizice (compactabile si necompactabile) si in functie de nivelul de activitate.

Deseurile solide sunt introduse in pungi de plastic care dupa ce se umplu se etanseaza si sunt introduse in butoaie metalice standard de 220 l din otel inox, iar deseurile solide compactabile sunt presate in aceste butoaie cu ajutorul unei prese de 16 tone forta/suprafata butoiului.

In functie de nivelul de radioactivitate deseurile solide radioactive sunt clasificate astfel:

deseuri radioactive de activitate scazuta-tipul 1: acestea sunt deseuri solide radioactive cu o activitate specifica mai mica de 7,510⁹Bq/m³ ce contin produsi de fisiune si activare sau care are un debit de doza, datorat radiatiilor gama, sub 2mGy/h la suprafata containerului.

deseuri radioactive de activitate medie-tipul 2: acestea sunt deseuri solide radioactive cu o activitate specifica mai mare de 7,510⁹Bq/m³ dar mai mica de 3,710¹²Bq/m³ ce contin produsi de fisiune si activare sau au un debit de doza, datorat radiatiilor gama, cuprins intre 2mGy/h si 125mGy/h la suprafata containerului.

deseuri radioactive de activitate medie-tipul 3: acestea sunt deseuri solide radioactive cu o activitate specifica mai mare de 3,710¹²Bq/m³ sau care au un debit de doza, datorat radiatiilor gama, peste 125mGy/h la suprafata containerului.

Butoaiele cu desuri solide compactate sau necompactate sunt transportate la Depozitul Intermediar de Deseuri Radioactive (DIDR). Rasinile ionice sunt colectate in bazine din beton armat protejat cu rasina epoxidica avind volumul util de 200 m³ fiecare.

Conform proiectului se poate face stocarea rasinilor ionice in aceste bazine pe toata durata de existenta a centralei, dar este indicata extragerea acestora dupa 10-15 ani din cauza pericolului de cimentare a rasinilor ionice uzate stocate, conform experientei indelungate de functionare la centralele de tip CANDU.

Cartusele filtrante uzate provenite din sistemele de purificare ale circuitelor tehnologice principale se transfera, prin intermediul unor containere speciale de ecranare, la DIDR. Aici cartusele filtrante sunt introduse in celulele de stocare formate din tevi de otel ecranate cu beton armat.

Se considera ca dupa 5 ani de stocare radionuclizii de viata scurta s-au dezintegrat raminind in deseurile solide radioactive numai radionuclizii de viata medie si lunga. Din aceasta categorie de deseuri fac parte filtrele din sistemele de ventilatie care dupa aceasta perioada se considera deseuri clasice. Aceasta ar fi perioada optima dupa care deseurile ar trebui sa fie conditionate evitindu-se degradarea ireversibila a deseurilor si a containerelor din otel carbon.

Din functionarea centralei nucleare rezulta deseuri solide care trebuie astfel gestionate incit sa nu fie afectata populatie in prezent si nici in viitor.

Containerul utilizat la CNE Cernavoda pentru depozitarea temporara a deseurilor solide

Pentru depozitarea temporara a deseurilor radioactive solide slab active compactate de la CNE Prod Cernavoda, este utilizat drept container de tip A, butoiul din inox de 220 l cu dimensiunile ce se dau in figura 5.3.1.

Butoiul-container din tabla de inox este realizat in conformitate cu proiectul de executie nr. 107-BD-1, FM-1, si cu prevederile Standardului de Firma SF-ICN - 027/2003, editia 2. Butoiul este executat de SCN Pitesti, conform Autorizatiei de Securitate Radiologica nr. D15/2003, emisa de CNCAN.

Deseurile solide slab active compactabile de la CNE Cernavoda de tip hirtie, cirpe, textile, imbracaminte de protectie, folii din plastic, cauciuc, sunt compactate in butoiul de 220 l cu ajutorul unei prese hidraulice fabricate in Romania cu o forta de presare de 16 tone forta /suprafata butoiului.

Dupa umplerea butoiului de inox cu deseuri solide slab active compactate, acesta se inchide cu ajutorul unui capac prevazut cu garnitura de etansare din snur de azbest si se stringe cu un colier din inox prevazut cu surub si piulita.

Butoiul din tabla de otel inox cu deseuri radioactive solide slab active compactate este supus operatiei de curatire - decontaminare prin stergere cu cirpe umede pina se obtine o contaminare externa de maxim 100 dez /cm²min si maxim 10 dez /cm²min.

Butoiul - container este din tabla de inox 2NiCr 185 sau 2MoNiCr 175, cu grosimea mantalei de 1,5 mm, grosimea fundului de 3 mm si grosimea capacului de 1,5 mm, are o capacitate de 220 l si este executat de SCN Pitesti.

Figura nr. 5.3.1.-Butoiul de 220l autorizat pentru depozitarea temporara a deseurilor radioactive solide slab active compactate de la CNE Prod Cernavoda

Produsul deseu solid slab activ compactabil, depozitat temporar la CNE Cernavoda in Depozitul Intermediar de Deseuri Radioactive este un cilindru de deseuri solide compactate cu diametru exterior de cca 570 mm si inaltime de 850-880 mm, introdus intr-un butoi container din tabla de inox 304L cu capacitatea de 220 l.

Durata de viata a produsului a fost stabilita la 6 timpi de injumatatire a Co-60.

La determinarea duratei de viata s-a tinut seama de faptul ca izotopul cu cea mai mare radioactivitate din izotopii prezenti este Co-60 si are perioada de injumatatire de 5,25 ani.

Inventarul deseurilor slab si mediu active de la CNE-Cernavoda

Acest subcapitol cuprinde abordarea utilizata la caracterizarea deseurilor slab si mediu active generate prin functionarea centralei nuclearo-electrice de la Cernavoda, in perioada 1996-2002, si depozitate temporar la DIDR Cernavoda. Metodele utilizate la caracterizarea deseurilor acumulate pana in 2002 sunt prezentate in continuare.

Asa cum sunt generate intr-o centrala nucleara, deseurile sunt de o marea varietate. Pentru centralele de tip CANDU, aparitia deseurilor radioactive se datoreaza contaminarii cu urmatoarele categorii de substante radioactive:

produsi de fisiune formati prin activarea combustibilului nuclear;

produsi de activare a materialelor ce compun sistemele tehnologice;

produsi de activare a fluidelor de proces.

Deseurile radioactive sunt produse atat in Cladirea Reactorului cit si in Cladirea Serviciilor. Acestea, asa cum am vazut in capitolul anterior, pot fi sub forma solida, lichida si gazoasa si se produc ca urmare a operatiilor zilnice, in timpul operatiilor de decontaminare si in timpul opririlor planificate si/sau neplanificate.

Istoricul deseurilor se refera la materialele radioactive depozitate la D.I.D.R.-Cernavoda in perioada 1996-2002. In procesul de caracterizare, deseurile au fost impartite in functie de perioada in care au fost generate.

Inventarul de deseuri pentru perioada 1996-2002 a fost estimat folosind datele furnizate de Serviciul Management Deseuri Radioactive de la C.N.E.-Prod Cernavoda, adica bazele de date pentru deseuri de joasa si medie activitate. Aceste date se refera la provenienta deseurilor, anul producerii, debite de doza si volumele acumulate pina in 2002 pentru deseurile radioactive solide, rasinile uzate, deseurile radioactive lichide organice si deseurile radioactive inflamabile.

Reglementarile impun producatorilor de deseuri sa listeze fiecare radionuclid prezent in deseu impreuna cu activitatea sa. De cand concentratia radionuclizilor este necesara la calculul eliberarilor si al dozei este necesar de a raporta aceste concentratii pentru fiecare radionuclid in parte.

Deseuri radioactive solide

a)     Provenienta si compozitia

Deseurile radioactive solide reprezinta peste 80% din volumul total de deseuri produse intr-un an si se prezinta a fi cea mai diversificata clasa de deseuri din punct de vedere al tipurilor de materiale.

Pentru un control cit mai riguros si pentru mentinerea volumului la cote cit mai scazute, aceste deseuri sunt segregate dupa sursa de provenienta si tipul materialelor.

Sursa de provenienta poate fi Cladirea Reactorului, Cladirea Serviciilor si Turnul de Imbogatire D₂O.

In ceea ce priveste tipul materialelor, aici exista o intreaga diversitate de materiale, formata din:

b)     plastice (polietilena, PVC);

c)     textile (combinezoane, manusi, cipici, halate din bumbac, filtre de la sistemele de ventilatie si frotiuri din pulvotex);

d)            hartie si cartoane;

e)     cauciuc;

f)      tyvex (combinezoane, cipici, glugi);

g)     canvas (material panzat si cauciucat folosit pentru retinerea pe suprafata a contaminarii);

h)     sticla;

i)       lemn;

j)       diferite piese si scule metalice;

k)     deseuri metalice combinate cu carbune activ si hartie (cazul filtrelor pentru protectie respiratorie H-3 si particule, ramele filtrelor de la sistemele de ventilatie);

l)       site moleculare;

m)           pietris si nisip;

n)     carbune activ;

o)     filtrele metalice de la sistemele de purificare, care sunt de 5 dimensiuni.

Singura operatie de conditionare a acestor deseuri este compactarea lor, acolo unde este posibil, astfel incit ele sa fie clasificate dupa modul de conditionare in doua categorii: compactabile (af) si necompactabile (gn).

Prin compactare volumul deseurilor solide compactabile este redus de 2 respectiv 4 ori, in functie de materialul compactat.

a)     Volumul de deseuri produse pana in 2002

Volumul de deseuri solide radioactive produse in perioada 1996-2002 (inclusiv octombrie) este dat detaliat in tabelul nr. 5.4.1.1, pe fiecare tip de deseu solid si pe fiecare an.

Tabelul nr. 5.4.1.1

De asemenea, volumele de deseuri solide slab si mediu active produse in perioada 1996-octombrie 2002 sunt reprezentate grafic in figura nr. 5.4.1.1, unde se vede foarte clar ca ponderea cea mai mare o reprezinta deseurile compactabile, in timp ce volumul de filtre din sistemele de purificare este foarte redus in comparatie ce celelalte tipuri de deseuri solide, datorita faptului ca acestea se inlocuiesc foarte rar.

b)     Debite de doza

In functie de debitul de doza la contact, deseurile solide radioactive se clasifica dupa cum urmeaza, in:

T1 deseuri de joasa activitate, avand debitul de doza la contact pana la 2 mSv/h;

T2 deseuri de medie activitate, avand debitul de doza la contact cuprins intre 2-125 mSv/h;

T3 deseuri de medie activitate, avand debitul de doza la contact peste valoarea de 125 mSv/h.

In perioada cuprinsa intre 1996-2002 (inclusiv octombrie), nu au fost produse deseuri de tipul T3, iar volumul celor de tipul T2 este foarte redus (0.59m³). Aceste deseuri solide de tipul T2 sunt: o parte conditionate in butoaie, restul fiind filtre schimbate din sistemul de purificare, asa cum se vede si in tabelul nr. 5.4.1.2.

Tabelul nr. 5.4.1.2

In ceea ce priveste deseurile solide de tipul T1, majoritatea deseurilor de acest tip nu depaseste debitul de doza de 100 Sv/h.

Din anul 2002, luna mai, deseurile au inceput sa fie sortate si dupa sursa de provenienta (Cladirea Reactorului sau Cladirea Serviciilor), ceea ce a condus la un numar de butoaie cu deseuri cu debite de doza foarte mici (deseurile provenind din Cladirea Serviciilor avand debite de doza cuprinse intre 3 si 10 Sv/h). De acum inainte va fi urmata aceasta practica.

Rasini uzate

Prin proiectul constructiv, rasinile uzate sunt stocate in 3 tancuri, avand o capacitate de stocare de 200m³ fiecare.

Fata de estimarile anterioare, consumul real este mai mic, ceea ce va permite stocarea acestor rasini in tancurile existente, pe intreaga durata de functionare a centralei, respectiv 30 ani, dar este indicat extragerea acestora dupa 10-15 ani din cauza pericolului de cimentare a rasinilor ionice degradate stocate, conform experientei indelungate de functionare la centralele de tip CANDU.

Dupa cum se cunoaste rasina se foloseste atat pentru purificarea apei grele, precum si a apei usoare de racire.

Sistemele in care se foloseste rasina, sunt dupa cum urmeaza: Sistemul Moderator, Sistemul Primar, Sistemul de apa grea al masinii de incarcat-descarcat combustibil, Sistemul de epurare D₂O, Sistemul de racire al protectiilor biologice, Sistemul de racire al bazinului de combustibil uzat, Sistemul de control zonal cu lichid.

Apreciem, in functie de sistemul care este purificat, ca debitul de doza maxim, in mod conservativ, ar trebui sa fie in jurul valorii de 700mSv/h pana la 1Sv/h.

Volumele totale de rasini ionice uzate produse pana in prezent, in functie de sursa (sistemul) generatoare, sunt prezentate detaliat in tabelul nr. 5.4.2.1.

Din acest tabel, sau si din figura nr.5.4.2.1, observam ca cea mai mare pondere, pentru volumul de rasini ionice uzate generate pana in prezent, o reprezinta Sistemul Moderator, Sistemul Primar de Racire, Sistemul de racire al bazinului de combustibil uzat si Sistemul de epurare D₂O (lucru absolut normal deoarece sunt sistemele cele mai solicitate).

Tabelul nr. 5.4.2.1

Deseuri radioactive lichide organice

In aceasta categorie de deseuri sunt incluse urmatoarele tipuri:

ulei uzat;

solvent uzat;

lichid scintilator;

slam.

Ulei uzat

a)     Provenienta si compozitia

La CNE Cernavoda, uleiul uzat provine din urmatoarele surse: pompe si compresoare, componente ale diferitelor sisteme.

Sursa de unde provin cele mai mari cantitati de ulei uzat sunt pompele sistemului principal de transport caldura (SPTC), respectiv pompele 14. Cantitati mai mici provin de la pompele FEED si BLEED, ale aceluiasi sistem si de la alte pompe si compresoare, dar aceste cantitati sunt aproape nesemnificative.

Ca tip de ulei, respectiv denumirea comerciala, se foloseste in proportie de 80% ulei de tip "TEXACO", restul fiind de tip "SHELL".

Pe baza indicatiilor date de producator, referitoare la proprietatile fizico-chimice ale uleiului, acesta este schimbat periodic. Frecventa schimbarii uleiului depinde atat de gradul de folosire a componentei mecanice, cat si de tipul uleiului. Se poate stabili, in mod general, o frecventa intre 1 si 2 ani pentru schimbarea uleiului.

b)     Volumul de ulei uzat produs pana in 2002

In primii 5 ani de functionare, volumul de ulei se incadreaza in limitele prevazute, dupa cum este indicat si in tabelul nr. 5.4.3.1.1 si figura nr. 5.4.3.1.1.

Tabelul nr. 5.4.3.1.1

c)     Debite de doza

Spre deosebire de deseurile solide, unde anumite tipuri prezinta debite de doza ridicate (datorate radionuclizilor gama emitatori), la deseurile lichide organice, debitul de doza este foarte scazut, respectiv sub 3μSv/h. Dar in cazul acestor deseuri intereseaza nu debitul de doza, ci continutul de tritiu si gama.

In cazul deseurilor de ulei, situatia este prezentata in tabelul nr. 5.4.3.1.2. Insa analizele au detectat numai in 3 cazuri (in continutul a 3 butoaie) prezenta radionuclizilor gama emitatori (Zr-95, Nb-95), dar continutul de tritiu nu este peste 10³Bq/l.

Tabelul nr. 5.4.3.1.2

Solvent uzat

a.      Provenienta si compozitia

Solventul este folosit in principal in Laboratorul Chimic pentru diferite analize, dar el este folosit si pentru degresari ale diferitelor componente mecanice.

A fost folosit si pentru operatii de decontaminare, dar o perioada foarte scurta pentru ca dupa aceea, acest tip de operatii, sa fie inlocuit cu agenti speciali de decontaminare, de tip detergent lichid, mult mai eficienti, mai siguri si mai usor de folosit.

Decontaminarea cu solventi impunea, pe timpul operatiunii, protectie respiratorie si lucru sub nisa ventilata datorita gradului mare de inflamabilitate si evaporare. In unele situatii, aceste masuri erau greu de asigurat simultan si atunci s-a renuntat total la folosirea lor in acest scop.

Ceea ce este colectat in butoaie, pana in prezent, sub denumirea de "solvent uzat", este de fapt o mixtura de solvent cu vaselina si motorina.

Ca tip predominant de solvent este in primul rand varsolul si apoi cantitati foarte mici de ethilen glycon, acetona, alcool etilic, toluen, cloroform.

b.     Volumul de solvent uzat produs pana in 2002

Solventul, datorita gradului foarte redus de utilizare, nu se gaseste in cantitati mari. Asa cum se vede in tabelul nr. 5.4.3.2.1 unde este prezentata situatia detaliata pe fiecare an, in primii 5 ani de functionare s-au colectat numai 1.1m³.

Tabelul nr. 5.4.3.2.1

c.      Debitul de doza

Ca si in cazul uleiului uzat, nici la solvent uzat nu sunt debite de doza mari. Ceea ce intereseaza este de asemenea continutul de tritiu sau gama al solventului uzat colectat.

Astfel, valorile continutului de tritiu analizate sunt de ordinul 10⁵Bq/l pentru 0.66m³ din cantitatea totala si de ordinul 10⁶Bq/l pentru restul cantitatii, respectiv 0.44m³.

Lichid scintilator

a)     Provenienta si compozitia

Lichidul scintilator este folosit in analizele de laborator pentru determinarea tritiului in aer, apa, ulei, solvent.

In ceea ce priveste provenienta este mai greu de detaliat sursa de provenienta.

Pentru determinarea tritiului in aer, sursa poate fi luata generic Cladirea Reactorului. In ceea ce priveste sursa privind determinarea tritiului in ulei si solvent, putem lua drept sursa tot Cladirea Reactorului.

Dar in ambele cazuri se poate ca sursa sa fie si Cladirea Serviciilor. De exemplu, prelevarea probei de tritiu in aer, inainte de sigilarea butoaielor cu deseuri solide radioactive. Aceasta operatie se executa in camera compactorului, care este in Cladirea Serviciilor.

Criteriul dupa care este segregat lichidul scintilator va fi aratat mai jos.

Se lucreaza cu un singur tip de scintilator lichid avand denumirea comerciala "Ultima Gold", care are proprietatile fizico - chimice inscrise pe certificatul de calitate emis de furnizor.

b)     Volumul de scintilator lichid radioactiv produs pana in 2002

Pana in 2002 au fost colectate si sigilate 3 butoaie cu scintilator lichid radioactiv si inca 3 erau in umplere.

Inainte de anul 2001, luna iunie, lichidul scintilator era colectat impreuna cu flacoanele din plastic. In acest fel au fost colectate si raportate 26 de butoaie. Frecventa de umplere a butoaielor cu astfel de flacoane era in medie de 5 butoaie pe an.

Dupa separarea in partea lichida (lichidul scintilator) si parte solida (flacoanele din plastic care au fost spalate si uscate), au rezultat 3 butoaie cu lichid scintilator si 8 butoaie cu deseuri radioactive solide compactabile (flacoanele din plastic).

c)     Debitul de doza

La fel ca si in cazul uleiului si solventului uzat, nici la lichidul scintilator nu sunt inregistrate debite de doza la contact mai mari de 3μSv/h.

Ceea ce este important si in cazul lichidului scintilator, este de asemenea nivelul de tritiu si continutul de radionuclizi emitatori gama, pe care acesta il contine.

Si in acest caz a fost facuta o separare (segregare) direct de la sursa, respectiv la Laboratoarele Chimice si Laboratorul de Dozimetrie. Segregarea se face pe baza nivelului de tritiu continut, astfel incat lichidul scintilator colectat separat in cele 3 butoaie care sunt in umplere au continutul dat in tabelul nr. 5.4.3.3.1.

Tabelul nr 5.4.3.3.1

Scintilatorul lichid de la Laboratorul Chimic (A) consta in scintilator combinat cu probe prelevate din sisteme ca Sistemul Moderator, Sistemul Primar de Transport Caldura si auxiliarele lor.

Scintilatorul lichid de la Laboratorul Chimic (B) consta in scintilator combinat cu probe prelevate din alte sisteme decat cele mentionate mai sus.

Dupa cum se poate observa probele provenite de la Laboratorul de Dozimetrie au cel mai mic continut de tritiu. In cazul acestui laborator probele sunt prelevate din sistemul Efluenti lichizi si apele de evacuare.

Slam

a)     Provenienta si compozitia

Sub denumirea de slam, este colectat ceea ce rezulta din curatirea sump-urilor in care deverseaza drenajele active (de exemplu Centrul de Decontaminare). Continutul este in principal un reziduu noroios-apos.

b)     Volumul de slam produs pana in 2002

Nici acest tip de deseu nu se colecteaza cu o frecventa mare. Pana in 2002 au fost colectate 4 butoaie, ceea ce inseamna un volum de 0.88m³ si inca unul era in umplere.

Volumele anuale de slam radioactiv produse pana in 2002 la CNE Cernavoda sunt date in tabelul nr. 5.4.3.4.1 si figura nr. 5.4.3.4.1.

Tabelul nr. 5.4.3.4.1

c)     Debitul de doza

Debitul de doza inregistrat are valorile cuprinse intre 40110 Sv/h.

Deseuri radioactive inflamabile

a.      Provenienta si compozitia

Deseurile pe care le numim inflamabile, consta intr-un amestec solid-lichid, ce se formeaza in principal datorita operatiilor mecanice de gresare si degresare. Aceste operatii se executa cu lavete sau materiale absorbante imbibate cu solventi atunci cand se executa degresarile.

De asemenea, aceste deseuri rezulta si in urma operatiilor de vopsitorie, cum ar fi carpe folosite la stergerea neregularitatilor de vopsitorie, pensule uzate si diverse recipiente (goale) in care s-au combinat vopseaua si solventul.

Se mai utilizeaza plastic in combinatie cu material textil absorbant pentru protectia podelelor, la deschiderea a diferite vane. Ceea ce rezulta in urma acestor operatii este numit deseu radioactiv inflamabil.

La fel, orice fel de echipament de protectie, fie din bumbac sau material din tyvek, care in timpul lucrului a fost murdarit cu ulei, vaselina sau vopsea, se colecteaza sub denumirea de deseu radioactiv inflamabil.

Aceste deseuri nu au fost sortate si nu sunt compactate. Se colecteaza si sunt pastrate in Subsolul Cladirii Serviciilor, in spatii special amenajate, pana se va gasi o solutie pentru conditionarea lor.

b.     Volumul de deseuri inflamabile produs pana in 2002

In intervalul 1996-octombrie 2002 rata de producere a acestui tip de deseu a fost de un butoi (0.22m³) la doua luni. In timpul opririlor planificate, volumul este mai mare, respectiv de 2 butoaie pe luna (0.44m³).

Pana in 2002, a fost produs un volum de 8.80m³, datele detaliate despre productia anuala sunt regasite in tabelul nr. 5.4.3.5.1 si figura nr. 5.4.3.5.1.

Tabelul nr. 5.4.3.5.1

c.      Debite de doza

Datorita faptului ca aceste deseuri sunt produse in special in lucrarile de mentenanta al masinii de incarcat - descarcat combustibil, debitele de doza sunt mai ridicate. Astfel, valorile gasite sunt in intervalul 50200 Sv/h.

Pe baza inventarului de deseuri furnizat de Serviciul Management Deseuri Radioactive de la CNE-Prod Cernavoda, referitor la deseurile radioactive produse in perioada 1996-octombrie 2002 la CNE Cernavoda, putem spune ca acestea se impart in:

Deseuri radioactive solide:

compactabile

necompactabile

filtre din sistemele de purificare

Rasini ionice uzate

Deseuri lichide organice:

ulei uzat

solvent uzat

lichid scintilator

slam

Deseuri radioactive inflamabile

Din datele sintetizate in tabelul nr. 5.4.3.5.2. si figura nr. 5.4.3.5.2. se vede foarte clar ca deseurile radioactive solide aduc cea mai mare contributie la volumul total (peste 60%). Pe baza datelor furnizate de Serviciul Management Deseuri Radioactive de la CNE-Prod Cernavoda, media anuala de producere a deseurilor radioactive este de aproximativ 30m³, deci au fost generate, in perioada 1996-octombrie 2002, aproximativ 190m³ de deseuri.

Tabelul nr.5.4.3.5.2

Cea mai mare parte din deseurile solide sunt contaminate cu produsi formati prin activarea combustibilului nuclear, produsi de activare a materialelor de structura ce compun sistemele tehnologice si cu produsi de activare a fluidelor de proces. Cei mai importanti radionuclizi sunt: Mn-54, Co-54, Fe-59, Co-60, Zr/Nb-60, Sr-90, Cs-134 si Cs-137.

In cea ce priveste activitatea rasinilor ionice uzate, aceasta se datoreaza in principal Cs-134 si Cs-137, retinuti din sistemele cu apa grea sau usoara. In cazul deseurilor lichide organice tritiul este principalul radionuclid ce se gaseste in uleiul uzat, solventii uzati sau in scintilatorii lichizi.