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"10.29235/1561-8358-2024-69-1-39-52vestift-829Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERОпределение объемов радиоактивных отходов в активированных реакторных конструкциях ВВЭР-1200Determination of volume of radioactive waste in activated VVER-1200 reactor structuresЖемжуровМ. Л.ZhemzhurovM. L.

Жемжуров Михаил Леонидович – доктор технических наук, доцент, заведующий лабораторией радиационной безопасности объектов использования атомной энергии 

Луговослободской с/с, 47/17, 223063, д. Прилесье, Минский район, Минская область

Mikhail L. Zhemzhurov – Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor, Head of the Laboratory of Radiation Safety of Nuclear Facilities 

7/17, Lugovoslobodskaya village, 223063, Prilesye village, 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, 47/17, 223063, д. Прилесье, Минский район, Минская область

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

7/17, Lugovoslobodskaya village, 223063, Prilesye village, Minsk District, Minsk Region

georgiyzhmura@mail.ruРубинИ. Е.RubinI. E.

Рубин Исаак Ефимович – старший научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

Луговослободской с/с, 47/17, 223063, д. Прилесье, Минский район, Минская область

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

7/17, Lugovoslobodskaya village, 223063, Prilesye village, Minsk District, Minsk Region

rubin@sosny.bas-net.byДнепровскаяН. М.DneprovskayaN. M.

Днепровская Нина Михайловна – научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

Луговослободской с/с, 47/17, 223063, д. Прилесье, Минский район, Минская область

Nina M. Dneprovskaya – Researcher of the Laboratory of Neutron Physics

7/17, Lugovoslobodskaya village, 223063, Prilesye village, Minsk District, Minsk Region

dneprnina@mail.ruТетереваН. А.TeterevaN. A.

Тетерева Наталья Александровна – научный сотрудник лаборатории нейтронной физики 

Луговослободской с/с, 47/17, 223063, д. Прилесье, Минский район, Минская область

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

7/17, Lugovoslobodskaya village, 223063, Prilesye village, Minsk District, Minsk Region

tetna@mail.ruРуденковИ. В.RudenkovI. V.

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

Луговослободской с/с, 47/17, 223063, д. Прилесье, Минский район, Минская область

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

7/17, Lugovoslobodskaya village, 223063, Prilesye village, Minsk District, Minsk Region

godder@tut.byБабичевЛ. Ф.BabichevL. F.

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

Луговослободской с/с, 47/17, 223063, д. Прилесье, Минский район, Минская область

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

7/17, Lugovoslobodskaya village, 223063, Prilesye village, Minsk District, Minsk Region

babichev@sosny.bas-net.byОбъединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук БеларусиJoint Institute for Power and Nuclear Research – Sosny of the National Academy of Sciences of Belarus2024030420246913952Copyright © Жемжуров М.Л., Жмура Г.М., Рубин И.Е., Днепровская Н.М., Тетерева Н.А., Руденков И.В., Бабичев Л.Ф., 20242024Жемжуров М.Л., Жмура Г.М., Рубин И.Е., Днепровская Н.М., Тетерева Н.А., Руденков И.В., Бабичев Л.Ф.Zhemzhurov M.L., Zhmura G.M., Rubin I.E., 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/829

Представлены результаты расчетных исследований количества твердых высокоактивных, среднеактивных, низкоактивных, очень низкоактивных радиоактивных отходов (соответственно ВАО, САО, НАО, ОНАО), образующихся при нейтронной активации материалов конструкций, прилегающих к активной зоне реакторной установки ВВЭР-1200, в зависимости от времени после окончательного ее останова. Оценка объемов радиоактивных отходов (РАО) активационного происхождения, образующихся за 60 лет эксплуатации реактора типа 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). Рассчитаны удельные активности по каждому изотопу, суммарные удельные активности и активности, массы и объемы активированных конструкционных и защитных реакторных материалов для различных категорий РАО после указанного периода эксплуатации ВВЭР-1200 и с течением времени после окончательного останова реактора. Полученные зависимости изменений масс и объемов активированных материалов с течением времени после окончательного останова реактора позволяют определить эти параметры материалов отдельно для каждой категории РАО и в сумме на любой момент времени. Так, массы активированных материалов, относящиеся к РАО, за 200 лет выдержки уменьшатся на 264 т (от 713 до 449 т), а объемы – на 74,3 м3 (от 169 до 94,7 м3). Прогнозные количественные данные по объемам и массе активированных реакторных конструкций в зависимости от длительности их выдержки после окончательного останова энергоблока позволят разработать  технические  предложения,  прогнозные  планыграфики по организации системы обращения с РАО в процессе вывода из эксплуатации реакторной установки ВВЭР-1200, а также возможные технологические и конструктивные решения по системе захоронения этих РАО.

The results of calculation studies of the amount of solid high-level, intermediate-level, low-level, very lowlevel radioactive waste (HLW, ILW, LLW, VLLW, respectively) generated during neutron activation of structural materials adjacent to the core of the VVER-1200 reactor plant, depending on the time after the final stopping it. An assessment of the volumes of radioactive waste (RAW) of activation origin generated over 60 years of operation of a VVER-1200 type reactor was carried out on the basis of computational studies of the induced activity of structural and protective materials using reactor and Monte Carlo program codes (SERPENT 2, TVS-M, DYN3D , MCU-PD). Specific activities for each isotope, total specific activities and activities, masses and volumes of activated structural and protective reactor materials for various categories of radioactive waste were calculated after the specified period of operation of VVER-1200 and over time after the final shutdown of the reactor. The obtained dependences of changes in the masses and volumes of activated materials over time after the final shutdown of the reactor make it possible to determine these parameters of materials separately for each category of radioactive waste and in total at any point in time. Thus, the masses of activated materials related to radioactive waste will decrease by 264 tons (from 713 to 449 tons) over 200 years of aging, and the volumes will decrease by 74.3 m3 (from 169 to 94.7 m3). Forecast quantitative data on the volumes and mass of activated reactor structures, depending on the duration of their exposure after the final shutdown of the power unit, will make it possible to develop technical proposals, forecast plans and schedules for organizing a radioactive waste management system during the decommissioning of the VVER-1200 reactor plant, as well as possible technological and design solutions for the disposal system for these radioactive waste.

радиоактивные отходы атомных электростанцийтвердые радиоактивные отходыкатегория твердых радиоактивных отходовВВЭР-1200программные кодыradioactive waste from nuclear power plantssolid radioactive wastecategory of solid radioactive wasteVVER-1200program codesReferencesРадиационные 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, pp. 73–78. https://doi.org/10.1007/s10512009-9133-2К 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, 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).Практические 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, National Research Center “Kurchatov Institute”, 2015. 480 p. (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.] // VIII Международная конференция «Атомная энергетика, ядерные и радиационные технологии ХХI века»: доклады, Минск, 23–26 окт. 2020 г. / НАН Беларуси, Объед. ин-т энергет. и ядер. исслед. – Сосны; отв. за вып. А.В. Радкевич. – Минск: Право и экономика, 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. VIII Mezhdunarodnaya konferentsiya “Atomnaya energetika, yadernye i radiatsionnye tekhnologii XXI veka”: doklady, Minsk, 23–26 oktyabrya 2020 g. [VIII International Conference “Nuclear Energy, Nuclear and Radiation Technologies of the 21st century”: Reports, Minsk, October 23–26, 2020]. Minsk, Pravo i ekonomika Publ., 2020, pp. 11–21 (in Russian).Расчетные исследования образования высокоактивных и долгоживущих среднеактивных радиоактивных отходов активационного происхождения для реактора ВВЭР-1200 Белорусской АЭС / М. Л. Жемжуров [и др.] // Нелинейная динамика и приложения: труды XXVII Междунар. семинара, Минск, 19–22 мая 2020 г. / НАН Беларуси, Объед. ин-т энергет. и ядер. исслед. – Сосны; под ред. В. И. Кувшинова, В. А. Шапорова. – Минск: А. Н. Вараксин, 2020. – С. 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. Nelineinaya dinamika i prilozheniya: trudy XXVII Mezhdunarodnogo seminara, Minsk, 19–22 maya 2020 g. [Nonlinear Dynamics and Applications: Proceedings of the XXVII International Seminar, Minsk, May 19–22, 2020]. Minsk, A. N. Varaksin Publ., 2020, pp. 66–75 (in Russian).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 Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2021. – Т. 66, № 3. – С. 365–377. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-663-365-377Zhemzhurov 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-tekhnichnykh 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/10.29235/1561-8358-2021-66-3-365-377Прогнозная оценка изменения объемов подлежащих глубинному захоронению радиоактивных отходов в активированных реакторных конструкциях в процессе их выдержки после окончательного останова энергоблоков Белорусской АЭС / М. Л. Жемжуров [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2022. – Т. 67, № 3. – С. 332–344. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2022-67-3-332-344Zhemzhurov M. L., Zhmura G. M., Rubin I. E., Serebryany G. Z., Dneprovskaya N. M., Tetereva N. A., Rudenkov I. V., Babichev L. F. Predictive 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 units. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-tekhnichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2022, vol. 67, no. 3, pp. 332–344 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2022-67-3-332-344

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