[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.46413

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 46, 497–503 (2006)


METHOD TO DETERMINE THE NUCLIDE INVENTORY OF LOW-ACTIVITY WASTE OF THE RBMK-1500 REACTOR
D. Lukauskas, R. Plukienė, A. Plukis, A. Gudelis, G. Duškesas, L. Juodis, R. Druteikienė, G. Lujanienė, B. Lukšienė, and V. Remeikis
Institute of Physics, Savanorių 231, LT-02300 Vilnius, Lithuania
E-mail: vidrem@fi.lt

Received 4 October 2006

Results of experimental and modelling evaluation of scaling factors for difficult-to-measure radionuclides in the Ignalina Nuclear Power Plant (INPP) waste are of primary importance in solving the decommissioning problems. The peculiarities of experimental measurements with radiochemical preparation of investigated INPP samples, the analysis of performed alpha, beta, and gamma spectrometric measurements, the theoretical evaluation and estimation of scaling factors, and finally a simplified method of determining the nuclide inventory for very-low-activity waste are presented in this work.
Keywords: RBMK radioactive waste, scaling factor, SCALE5 modelling
PACS: 28.41.Kw, 29.30.-h


NUKLIDINĖS SUDĖTIES RBMK-1500 REAKTORIAUS MAŽO RADIOAKTYVUMO ATLIEKOSE NUSTATYMO METODAS
D. Lukauskas, R. Plukienė, A. Plukis, A. Gudelis, G. Duškesas, L. Juodis, R. Druteikienė, G. Lujanienė, B. Lukšienė, V. Remeikis
Fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Vienas iš aktualiausių uždavinių atominėje energetikoje yra radioaktyviųjų atliekų tvarkymas, ypač jų laidojimas. Visą radioaktyviųjų atliekų tvarkymo procesą lemia pirmasis žingsnis – radioaktyviųjų atliekų apibūdinimas. Pagrindiniai reikalavimai, keliami radioaktyviųjų atliekų apibūdinimui, yra tikslumas, patikimumas, operatyvumas bei vertinimo būdo ekonomiškumas. Sunkumai iškyla, kai susiduriama su mažos energijos ilgaamžiais gama bei alfa ar beta spinduoliais, kurių koncentracijų nustatymas yra ilgai trunkantis bei sudėtingas, todėl radioaktyviosioms atliekoms charakterizuoti pasirenkami pusiauempiriniai – radionuklidų aktyvumo proporcingumo daugikliais paremti – metodai, kai atliekų nuklidinei sudėčiai identifikuoti pasitelkiami kompiuterinio modeliavimo bei išsamūs radiocheminiai, branduolinės ir masių spektrometrijos metodai ir pateikiamas proporcingumo daugiklių, apibrėžiančių aktyvumo santykį tarp vieno ar kelių atraminių ir ieškomo nuklido aktyvumų, rinkinys. Yra nemažai nuveikta, taikant tokius metodus įvairių tipų reaktoriuose susidarančioms radioaktyviosioms atliekoms apibūdinti, tačiau RBMK reaktorių eksploatacinių atliekų apibūdinimui, dėl jų konstrukcijos, naudojamo kuro sudėties, neutronų srauto parametrų bei eksploatavimo ypatybių, pasauline patirtimi negalima vienareikšmiškai pasinaudoti.
Šiame darbe išvystytas pusiauempirinis metodas radionuklidų aktyvumo proporcingumo daugikliams Ignalinos AE eksploatacinėse atliekose nustatyti. Visiems eksploatacinių radioaktyviųjų atliekų srautams tikslinga naudoti vienodą radionuklidų aktyvumo proporcingumo daugiklių rinkinį. Nustatyta, kad eksploatacinėms atliekoms apibūdinti, dėl eksperimentinės analizės paprastumo, geriausiai tinka 60Co. Daugeliui radiacinės saugos požiūriu svarbių radionuklidų (54Mn, 55Fe, 65Zn, 94Nb, 137Cs) aktyvumo proporcingumo daugiklis buvo surastas iš tiesioginių eksperimentinių matavimų, koreliacijos koeficientas su 60Co viršija 0,9. 90Sr ir 134Cs aktyvumo proporcingumo daugikliai buvo nustatyti per tarpinio atraminio nuklido 137Cs vertes. Aktinoidų aktyvumo proporcingumo daugikliai nustatyti per tarpines alfa spektrometriškai išmatuotas suminio 239Pu + 240Pu aktyvumo vertes. 


References / Nuorodos

[1] W. Müller, Activity determination and declaration - an overview, in: Determination and Declaration of Nuclide Specific Actvity Inventories in Radioactive Wastes, International workshop (Cologne, Germany, 2001).
 
[2] R.E. Wright, N. Fletcher, R.D. Pearsall, V.E. Sidnev, J.H. Bickel, and A. Vianello, Upgrade of control and protection system of the Ignalina Nuclear Power Plant units 1 and 2, Nucl. Technol. 143(2), 241-245 (2003).
https://doi.org/10.13182/NT03-A3413
 
[3] V. Remeikis, D. Lukauskas, D. Baltrūnas, A. Plukis, G. Duškesas, R. Druteikienė, B. Lukšienė, G. Lujanienė, and A. Gudelis, Methods of determining safety-relevant radionuclides in the nuclear power plant radioactive waste, Environmental Chem. Phys. 26(4), 157-163 (2004).
 
[4] A. Gudelis, V. Remeikis, A. Plukis, and D. Lukauskas, Efficiency calibration of HPGe detectors for measuring environmental samples, Environmental Chem. Phys. 22(3-4), 117-125 (2000).
 
[5] P.E. Warwick and I.W. Croundance, Separation of iron-55/59 from fission and activation products using Diisobutylketone-based extraction chromatographic aterials, in: Environmental Radiochemical Analysis II, ed. P. Warwick (Royal Society of Chemistry, Southampton, 2002), 417 p.
https://doi.org/10.1039/9781847550781-00008
 
[6] C. Testa, D. Desideri. M.A. Meli, and C. Roselli, Extraction chromatography in radioecology, Radioactivity Radiochem. 2(4), 46-55 (1991).
 
[7] K. Bunzl and W. Kracke, Simultaneous determination of 238Pu, 239,240Pu, 241Pu, 241Am, 242Cm, 244Cm, 89Sr and 90Sr in vegetation samples and application to Chernobyl-fallout contaminated grass, J. Radioanal. Nucl. Chem. 138(1), 83-91 (1990).
https://doi.org/10.1007/BF02049350
 
[8] E.P. Horwitz, M.T. Dietz, and D.E. Fisher, Extraction of strontium from nitric acid solutions using dicyclohexano-18-crown-6 and its derivatives, Solvent Extraction Ion Exchange 8(4), 557-572 (1990).
https://doi.org/10.1080/07366299008918017
 
[9] E.P. Horwitz, R. Chiarizia, M.L. Dietz, H. Diamond, and D.M. Nelson, Separation and preconcentration of actinides from acidic media by extraction chromatography, Analytica Chimica Acta 281(2), 361-372 (1993).
https://doi.org/10.1016/0003-2670(93)85194-O
 
[10] R. Pilvio, M. Bickel, G. Van Britson, and B. Slowikowski, New developments in the separation and detection of actinides in water samples, in: Proceedings of International Seminar on the Use of Isotope Techniques in Marine Environmental Studies (Vienna, Austria, 1998).
 
[11] Q. Chen, A. Aarkrog, S.P. Nielsen, H. Dahlgaard, B. Lind, A.K. Kolstad, and Y. Yu, Procedures for Determination of 239,240Pu, 241Am, 237Np, 234,238U, 228,230,232Th, 99Tc and 210Pb-210Po in Environmental Materials (Risø National Laboratory, Roskilde, 2001).
 
[12] S.M. Bowman, D.F. Hollenbach, M.D. DeHart et al., SCALE 5: Powerful new criticality safety analysis tools, in: Proceedings of the 7th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2003) (Tokai-mura, Japan, 2003).
 
[13] V. Remeikis, G. Klevinskas, L. Juodis, A. Plukis, and R. Plukienė, Analysis of the relative release rate of radionuclides from the RBMK-1500 reactor fuel elements, Nucl. Eng. Design (2006) [in press, available online at www.sciencedirect.com]
https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2006.09.024