Rasinile schimbatoare de ioni produse la CNE PROD Cernavoda

Rasinile schimbatoare de ioni produse la CNE PROD Cernavoda

Rasinile schimbatoare de ioni uzate provin din sistemele de purificare ale fluidelor de proces din CNE PROD Cernavoda. La momentul inlocuirii rasinilor uzate doza la contact este mare, de aceea, la manipularea acestora se iau masuri speciale de protectie.

In Tabelul Nr.16 se arata cantitatile de schimbatori de ioni produse in CNE PROD Cernavoda, repartizate pe ani si pe sisteme in perioada 1996-2005.

Tabel Nr.16. Cantitatile de schimbatori de ioni produse in perioada 1996-2005

Sistemul

volum (m3) 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Total

(m3)

Sistemul moderator 3,00 2,80 1,20 1,40 1,80 2,00 1,40 1,40 1,80 1,40 18,20

Sistemul de transport al caldurii   

Sistemul Masinii de Incarcat - Descarcat combustibil

Sistemul de purificare D2O recuperata   

Sistemul de racire a Protectiei de Capat    

Sistemul de purificare a apei din piscina de combustibil

Sistemul de purificare a lichidelor din zona de control

Sistemul de purificare deseuri lichide

Total (m3) 4,225 10,07 5,86 5,76 8,42 5,36 7,46 4,20 8,80 5,80 65,965

La toate tipurile de reactoare nucleare, schimbatorii de ioni uzati contin peste 95% din radioactivitatea produsa, fara a pune in aceasta proportie radionuclizii din combustibilul nuclear ars, daca se considera ca intreaga cantitate de radionuclizi produsi prin fisiune in combustibilul nuclear ramane cantonata in interiorul tecii.

In reactorii nucleari de tip CANDU productia de tritiu si C-14 este mai mare dacat la celelalte tipuri de reactori, din cauza cantitatii mari de apa grea (care contine O-17) existente in moderator si in sistemul de transport al caldurii.

In Tabelele Nr.5 si Nr.6 sunt date vitezele de producere a C-14 in reactoarele CANDU, PWR, BWR si reactorul cu moderator din grafit. De asemenea, se cunosc vitezele de producere a tritiului intr-un reactor tip CANDU.

In schimbatorii de ioni tritiul nu este supus unui proces de acumulare, deoarece molecula de apa nu face obiectul unui schimb de ioni, pe cand C-14 este un radioizotop care prin combinatiile chimice sub care se prezinta este supus unui proces de acumulare prin schimb ionic.

In Fig. 4 se arata o diagrama simplificata a fluxului de C-14 intr-un reactor de tip CANDU, inclusiv in uzina de reprocesare a combustibilului ars in acest reactor.

Fig. 4 Diagrama simplificata a fluxurilor de C-14 intr-un reactor CANDU si in uzina de reprocesare combustibil ars tip CANDU

Datele din literatura arata ca aproximativ 3,9 % din productia totala de C-14 in gazul de acoperire al moderatorului si gazul de acoperire al combustibilului este evacuat in atmosfera. Ceea ce este important este faptul ca cca 92,7 % din C-14 produs in moderator si in sistemul de transport al caldurii va fi retinut de rasinile schimbatoare de ioni, dispuse separat pe moderator si pe sistemul de transport al caldurii. Aceste rasini uzate din cele doua sisteme trebuie sa fie colectate separat si stocate in vederea tratarii si depozitarii.

In baza datelor gasite in literatura putem evalua urmatoarele cantitati de radionuclizi, pe sisteme, ce se acumuleaza pe o perioada de 30 ani in schimbatorii de ioni uzati:

Cantitatea totala estimata de schimbatori de ioni uzati, pe 30 ani, pentru CNE PROD Cernavoda: 198 m3.

Cantitatea estimata de schimbatori de ioni uzati ce provin din sistemul moderator, pe 30 ani: 54,6 m3.

Cantitatea estimata de schimbatori de ioni uzati ce provin din sistemul de transport al caldurii, pe 30 ani: 43,68 m3.

Cantitatea estimata de schimbatori de ioni uzati ce provin din sistemul MID (Masina de Incarcat-Descarcat Combustibil), pe 30 ani: 6,6 m3.

Cantitatea estimata de schimbatori de ioni uzati proveniti din sistemul de purificare D2O recuperata, pe 30 ani: 37,2 m3.

Cantitatea estimata de schimbatori de ioni uzati ce proveniti din sistemul de purificare a apei din piscina de stocare combustibil ars, pe 30 ani: 34,32 m3.

Cantitatea estimata de schimbatori de ioni uzati proveniti de la celelalte sisteme de purificare, pe 30 ani: 21,6 m3.

Schimbatorii de ioni uzati de la moderator

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Co-60: 2,27109 Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-134: 2,01106 Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-137: 1,40108 Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru H-3: 2,01014 Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru C-14: 3,891014 Bq

Schimbatorii de ioni uzati de la sistemul de transport al caldurii

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Co-60: 1,8110⁹ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-134: 1,610⁶ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-137: 1,1210⁸ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru H-3: 5,410¹² Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru C-14: 4,4510¹² Bq

Schimbatorii de ioni uzati de la sistemul MID

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Co-60: 2,710⁸ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-134: 2,410⁵ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-137: 1,710⁷ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru H-3: 8,110¹¹ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru C-14: 6,710¹¹ Bq

Schimbatorii de ioni uzati de la purificarea D2O recuperata

Recuperarea apei grele se face din vaporii de apa grea scapata din moderator si sistemul de transport al caldurii, cu ajutorul sitelor moleculare si de aceea, in schimbatorii de ioni din acest sistem predomina H-3 si C-14.

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru H-3: 1,3610¹⁴ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru C-14: 2,6510¹² Bq

Schimbatorii de ioni uzati de la purificarea apei din piscina cu combustibil ars

Daca se presupune ca in piscina de stocare nu exista combustibil defect, ceea ce pana acum este adevarat, atunci radioizotopii predominanti in schimbatorii de ioni uzati din sistemul de purificare se vor gasi numai Co-60, Cs-134 si Cs-137, in cantitatile:

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Co-60: 1,410⁹ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-134: 1,210⁶ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-137: 8,810⁷ Bq

Schimbatorii de ioni uzati proveniti de la alte sisteme de purificare

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Co-60: 9,010⁸ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-134: 7,910⁵ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru Cs-137: 5,510⁸ Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru H-3: 7,910¹² Bq

Activitatea acumulata pe 30 ani pentru C-14: 2,410¹⁴ Bq