vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-3-332-344vestift-758Research ArticleДИАГНОСТИКА И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ СИСТЕМDIAGNOSTICS AND SAFETY OF TECHNICAL AND ENVIRONMENT SYSTEMSПрогнозная оценка изменения объемов подлежащих глубинному захоронению радиоактивных отходов в активированных реакторных конструкциях в процессе их выдержки после окончательного останова энергоблоков Белорусской АЭСPredictive evaluation of changes in the volumes of radioactive waste to be deeply dispositioned in activated reactor structures in the process of their storage after the final shutdown of the Belarusian NPP power unitsЖемжуровМ. Л.ZhemzhurovM. L.

Жемжуров Михаил Леонидович – доктор технических наук, доцент, заведующий лабораторией радиационно-химических исследований окружающей среды

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Mikhail L. Zhemzhurov – D. Sc. (Engineering), Associate Professor, Head of the Laboratory of Radiation and Chemical Research of the Environment

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

jema@sosny.bas-net.byЖмураГ. М.ZhmuraG. M.

Жмура Георгий Митрофанович – старший научный сотрудник лаборатории радиационно-химических исследований окружающей среды

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Georgy M. Zhmura – Senior Researcher of the Laboratory of Radiation and Chemical Research of the Environment

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

РубинИ. Е.RubinI. E.

Рубин Исаак Ефимович – старший научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Isaak E. Rubin – Senior Researcher of the Laboratory of Neutron Physics

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

СеребряныйГ. З.SerebryanyG. Z.

Серебряный Григорий Зиновьевич – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории радиационно-химических исследований окружающей среды

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Grigory Z. Serebryany – Ph. D. (Engineering), Leading Researcher of the Laboratory of Radiation and Chemical Research of the Environment

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

ДнепровскаяН. М.DneprovskayaN. M.

Днепровская Нина Михайловна – научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Nina M. Dneprovskaya – Researcher of the Laboratoryof Neutron Physics

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

ТетереваН. А.TeterevaN. A.

Тетерева Наталья Александровна – научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Natalia A. Tetereva – Researcher of the Laboratory of Neutron Physics

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

РуденковИ. В.RudenkovI. V.

Руденков Ивантон Владимирович – младший научный сотрудник лаборатории моделирования суперкомпьютерных технологий в ядерной физике и энергетике

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Ivanton V. Rudenkov – Junior Researcher of the Laboratory of Modeling of Supercomputer Technologies in Nuclear Physics and Power Engineering

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

БабичевЛ. Ф.BabichevL. F.

Бабичев Леонид Филипович – кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий лабораторией моделирования суперкомпьютерных технологий в ядернойфизике и энергетике

Луговослободской с/с, д. Прилесье, 47/17, 223063, Минский р-н, Минская обл.

Leonid F. Babichev – Ph. D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Head of the Laboratory for Modeling Supercomputer Technologies in Nuclear Physics and Power Engineering

47/17, Prilesye village, Lugovoslobodskaya village, 223063, Minsk District, Minsk Region

Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук БеларусиJoint Institute for Power and Nuclear Research – Sosny of the National Academy of Sciences of Belarus202209102022673332344Copyright © Жемжуров М.Л., Жмура Г.М., Рубин И.Е., Серебряный Г.З., Днепровская Н.М., Тетерева Н.А., Руденков И.В., Бабичев Л.Ф., 20222022Жемжуров М.Л., Жмура Г.М., Рубин И.Е., Серебряный Г.З., Днепровская Н.М., Тетерева Н.А., Руденков И.В., Бабичев Л.Ф.Zhemzhurov M.L., Zhmura G.M., Rubin I.E., Serebryany G.Z., Dneprovskaya N.M., Tetereva N.A., Rudenkov I.V., Babichev L.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/758

Представлены результаты расчетных исследований количества твердых высокоактивных и долгоживущих среднеактивных радиоактивных отходов (ВАО и ДСАО), образующихся при нейтронной активации материалов конструкций, прилегающих к активной зоне реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС, в зависимости от времени после окончательного останова реактора. Оценка объемов ВАО и ДСАО активационного происхождения, образующихся за 60 лет эксплуатации реактора ВВЭР-1200, выполнена на основании расчетных исследований наведенной активности конструкционных и защитных материалов с использованием реакторных и Монте-Карло программных кодов (SERPENT 2, ТВС-М, DYN3D, MCU-PD). В результате рассчетных исследований установлено, что массы и объемы активированных материалов, по уровням загрязнения относящихся к ВАО и ДСАО, в течение 10 лет после окончательного останова реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС будут составлять соответственно 273 т и 43 м3 . В интервале 30–70 лет выдержки массы и объемы активированных материалов этих категорий РАО составят соответственно 262 т и 33 м3 . При выдержке от 100 до 200 лет массы и объемы активированных материалов этих категорий РАО составят соответственно 118 т и 15 м3 . Основной вклад в величину интегральной удельной активности материалов конструкций выгородки, шахты, наплавки, корпуса реактора, блока защитных труб (БЗТ), пространства под активной зоной, теплоизоляции в течение 10 лет после останова реактора будут вносить изотопы 55Fe (период полураспада 2,7 года), 60Co (5,27 года) и 63Ni (96 лет), а после 10 лет выдержки – 63Ni. Основной вклад в величину интегральной удельной активности материалов поглощающих элементов (ПЭЛ) с Dy2TiO5 в течение всего срока хранения будет вносить 63Ni.

This paper presents the results of computational studies of the amount of solid high-level and long-lived intermediate level radioactive waste (HLW and ILW-LL) generated during neutron activation of structural materials adjacent to the core of the VVER-1200 reactor of the Belarusian NPP, depending on the time after the final shutdown of the reactor. The assessment of the volumes of HLW and ILW-LL of activation origin, formed over 60 years of operation of the VVER-1200 reactor, was carried out on the basis of computational studies of the induced activity of structural and shielding materials using reactor and Monte Carlo program codes (SERPENT 2, TVS-M, DYN3D, MCU- PD). As a result of calculation studies, it was established that the masses and volumes of activated materials, according to the levels of pollution related to HLW and ILW‑LL, within 10 years after the final shutdown of the VVER-1200 reactor of the Belarusian NPP will be 273 tons and 43 m3 , respectively. In the interval of 30–70 years, the masses and volumes of activated materials of these categories of RW will amount to 262 t and 33 m3 , respectively. From 100 years to 200 years, the masses and volumes of activated materials of these categories of RW will be 118 t and 15 m3 , respectively. Within 10 years after the reactor shutdown, isotopes 55Fe (2.7 years), 60Co (5.27 years), 63Ni (96 years) will make the main contribution to the value of the integral specific activity of the materials of the structures of the fence, shaft, surfacing, reactor vessel, block of protective tubes (BPT), the space under the core, thermal insulation; after 10 years – 63Ni. The main contribution to the value of the integral specific activity of materials of absorbing elements (PEL) with Dy2TiO5 during the entire period of storage will be made by 63Ni.

радиоактивные отходы атомных электростанцийвысокоактивные твердые радиоактивные отходыдолгоживущие среднеактивные радиоактивные отходызахоронение радиоактивных отходовradioactive waste of nuclear power plantssolid high-level radioactive wastelong-lived intermediate level radioactive wasteburial of radioactive wasteReferencesПрактические основы разработки и обоснования технических характеристик и безопасности эксплуатации реакторных установок типа ВВЭР. – М.: НИЦ «Курчатовский институт», 2015. – 480 с.Practical Foundations for the Development and Substantiation of Technical Characteristics and Operational Safety of VVER-type Reactor Plants. Moscow, NRC “Kurchatov Institute”, 2015. 480 p. (in Russian).Радиационные характеристики реакторных конструкций после окончательного останова АЭС с ВВЭР / Б. К. Былкин [и др.] // Атом. энергия. – 2009. – Т. 106, вып. 1. – С. 56–60.Bylkin B. K., Yegorov A. L., Zhurbenko Ye. A., Tsofin V.I. Radiation characteristics of reactor structures after the final shutdown of a nuclear power plant with VVER. Atomic Energy, 2009, vol. 106, iss. 1, pp. 73–78. https://doi.org/10.1007/ s10512-009-9133-2К определению категории РАО для бетонов радиационной защиты ядерных установок при их выводе из эксплуатации / Б. К. Былкин [и др.] // Атом. энергия. – 2016. – Т. 121, вып. 5. – С. 298–301.Bylkin B. K., Engovatov I.A. Kozhevnikov A. N., Sinyushin D.K. Radioactivity Category Determination for Radiation-Protection Concrete in Nuclear Facilities Undergoing Decommissioning. Atomic Energy, 2017, vol. 121, iss. 5, pp. 383–387. https://doi.org/10.1007/s10512-017-0216-1Наведенная активность радиационной защиты в проблеме вывода из эксплуатации ядерных установок / Б. К. Былкин [и др.] // Ядер. и радиац. безопасность. – 2017. – № 3 (85). – С. 1–14.Bylkin B. K., Kozhevnikov A. N., Engovatov I. A., Sinyushin D.K. Induced activity of radiation shielding before NPP decommissioning. Yadernaya i radiatsionnaya bezopasnost’ = Nuclear and Radiation Safety Journal, 2017, no. 3 (85), pp. 1–14 (in Russian).Оценка объемов подлежащих глубинному захоронению радиоактивных отходов, образующихся в результате активации конструкционных и защитных материалов реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС / М.Л. Жемжуров [и др.] // Материалы 8-й Междунар. конф. «Атомная энергетика, ядерные и радиационные технологии 21-го века». – Минск, 2020. – С. 11–21.Zhemzhurov M. L., Zhmura G. M., Serebryanyy G. Z., Rubin I. E., Dneprovskaya N. M., Tetereva N. A., Rudenkov I. V., Babichev L. F., Gribanova K. A., Kovalevich V.G. Estimation of the volumes of radioactive waste subject to deep burial, generated as a result of activation of structural and protective materials of the VVER-1200 reactor of the Belarusian NPP. Materialy 8-i Mezhdunarodnoi konferentsii “Atomnaya energetika, yadernyye i radiatsionnyye tekhnologii 21-go veka” [Materials of the 8th International Conference “Nuclear Power Engineering, Nuclear and Radiation Technologies of the 21 st Century”]. Minsk, 2020, pp. 11–21 (in Russian).Calculation researches for the formation of high-level and long-life medium-level radioactive waste of activation origin for the VVER-1200 reactor of Belarusian NPP / M.L. Zhemzhurov [et al.] // Nonlinear Dynamics and Applications. – 2020. – Vol. 66. – P. 66–75.Zhemzhurov M. L., Zhmura G. M., Serebryanyy G. Z, Rubin I. E, Dneprovskaya N. M., Tetereva N. A., Rudenkov I. V., Babichev L. F., Yrashevich K. А., Kovalevich V. G. Calculation researches for the formation of high-level and long-life medium-level radioactive waste of activation origin for the VVER-1200 reactor of Belarusian NPP. Nonlinear Dynamics and Applications, 2020, vol. 66, pp. 66–75.Оценка объемов подлежащих глубинному захоронению радиоактивных отходов, образующихся в результате активации конструкционных материалов реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС / М.Л. Жемжуров [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2021. – Т. 66, №3. – С. 365–377. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66- 3-365-377Zhemzhurov M. L., Zhmura G. M., Rubin I. E., Serebryany G. Z., Dneprovskaya N. M., Tetereva N. A., Rudenkov I. V., Babichev L.F. Calculation researches for the formation of high-level and long-life medium-level radioactive waste of activation origin for the WWER-1200 reactor of Belarusian NPP. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2021, vol. 66, no. 3, pp. 365–377 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66-3-365-377Машкович, В. П. Защита от ионизирующих излучений: справочник / В. П. Машкович. – 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1982. – 296 с.Mashkovich V. P. Ionizing Radiation Protection. 3rd ed. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1982. 296 p. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.