Методика прогнозирования объемов работ по очистке территории промышленной площадки АЭС от радиоактивно загрязненных обломков и грунта

Объем работ по очистке территории промплощадки АЭС от ра­диоактивно загрязненных обломков разрушенного реакторного здания и элементов технологического оборудования, а также от радиоактивно загрязненных частиц, выброшенных при взрыве ре­актора, зависят от типа реактора и строительного объема здания. По имеющимся данным наземное здание реактора ВВЭР-1000 имеет строительный объем около 20000 м³, а реакторов РБМК-1000 с размером 21, 0x21, 6x25, 6 м около 11000 м³. Строительный объем здания реактора ВВЭР-400 составляет около 5000 м³. При этом тол­щина стен наземных зданий достигает 0, 5-0, 6 м.

По имеющимся данным, при сильном и полном разрушении промышленных зданий в завал может попасть от 40 до 100 м³ на каждую тысячу кубометров строительного объема.

При этом объем высоко радиоактивно загрязненных обломков завала, выброшенных из реактора, может достигать для реакторов ВВЭР-1000 и РБМК-1000-500-800 м³.

Значительная часть обломков может быть разбросана на десят­ки метров от здания и вызвать сильное радиоактивное загрязнение на всей территории промплощадки станции.

Для снижения высоко радиоактивного фона на территории пром­площадки АЭС и снижения опасности переноса радиоактивных ча­стиц с загрязненных поверхностей при ветре, необходимо провести различные инженерно-технические мероприятия (ИТМ), включая:

– очистку территории АЭС от обломков строительных конструк­ций и технологического оборудования;

– укладку асфальтовых или бетонных экранов толщиной 15-20 см на участках территории АЭС, удаленных на 20-30 м от стен раз­рушенного реакторного здания (реакторного блока). Уровни заг­рязнения на этих участках достаточно высоки и могут повышаться в

результате постоянных выбросов радиоактивных частиц из разрушен-

ного реактора;

– срезание слоя загрязненного грунта, толщиной не менее 10 см, с территории промплощадки, имеющей травяной покров или открытый грунт, с последующей пропиткой специальными составами, препятствующими переносу радиоактивных частиц.

По опыту ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС для очистки территории промплощадки от радиоактивно загрязнен­ных обломков разрушенного здания (завала), использовались высо-козащищенные землеройные машины типа ИМР (инженерная маши­на разграждения) с коэффициентом ослабления радиации К _осл=1000 и более раз. Эти машины могут производить разборку и погрузку за­вала в специальные, автоматические закрывающиеся, контейнеры без выхода оператора ИМР и водителей контейнеровозов.

Производительность одной ИМР (П _им) достигает 20-25 м³/ч.

Время на разборку завала (Т _раз) может быть определено по формуле:

, ч

(3.1)

где V _зaв - объем завала, подлежащего разборке, м³;

П _им - производительность ИМР, м³/ч;

К _в - коэффициент использования машины по времени. Для условий работы на РЗМ К _в может приниматься равным 0, 7-0, 8.

n - количество ИМР, участвующих в разборке завала.

Укладка бетонных (или асфальтовых) экранов включает:

– снятие загрязненного слоя грунта, толщиной до 10 см;

– транспортировка (подвоз) бетонной (асфальтовой) смеси с бетонных заводов и ее разравнивание специальными (либо стандартны­ ми) виброрейками, отвалом ИМР или бульдозера с защищенными кабинами, с коэффициентом ослабления К ₃=800. Для подвоза бе­тонной смеси могут использоваться бетоновозы типа " Миксер" с объемом миксера 4 м или самосвалы с объемом кузова от 2 до 3 м³.

Потребное количество бетона (V _6eт) может быть определено по формуле:

, м3,

(3.2)

где d – принятая толщина одного слоя бетонного экрана, м (может при­ниматься в пределах 0, 15-0, 20м, что обеспечивает снижение степени облучения в 3-4 раза);

S ₆ – площадь бетонирования территории промплощадки, м²; n _сл – количество слоев бетона, укладываемого на участке.

Время укладки бетонных экранов зависит от объема бетона, ко­торый может быть подвезен к месту укладки. Опыт аварий на ЧАЭС показывает, что один миксер может подвезти от 4 до 8 м³/ч при даль­ности подвоза 10 – 15 км.

Конкретные значения времени укладки бетонного экрана могут быть определены по формуле:

,

(3.3)

где V _6eт – объем бетона, необходимого для укладки в экран, м³;

П _мик – производительность миксера (самосвала) при подвозке бетона, м³/ч. Может приниматься для миксера 4-8 м³/ч, для самосвалов 4-7 м³/ч;

К _в – коэффициент использования транспортных средств, К _в=0, 6-0, 8;

n _мик – количество миксеров или самосвалов, шт.

При бетонировании участков, загрязненной радиоактивными части­цами территории на промплощадке АЭС, площадью более 30 м², по тех­ническим условиям на производство бетонных работ требуется устрой­ство деформационных швов. Поэтому после снятия верхнего слоя грунта на бетонных участках устанавливаются опалубочные (закладные) доски, образующие ячейки 6x3 м или 6x6 м. На 1 м³ укладываемого бетона рас­ходуется 5-6 досок длиной 6 м и шириной, равной толщине слоя бетона.

Срезание поверхностного слоя загрязненного грунта на террито­рии промзоны АЭС может выполняться отвалом ИМР или бульдо­зеров с защищенными кабинами (К _З не менее 800). Срезанный грунт собирается в отвалы, и экскаватором с защищенной кабиной (К _З= 100-1000 раз) загружается в контейнеры, установленные в кузо­ве самосвала, и транспортируется в могильник. С целью уменьше­ния пылеобразования при срезании и погрузке грунта производится поливка грунта водой из емкости, расположенной на кабине экска­ватора, а очищенная площадь покрывается вяжущими материалами, способными при затвердевании образовывать защитную пленку.

Объем срезаемого грунта (V _cpeз) зависит от размеров площади, толщины срезаемого слоя за один проход ИМР или бульдозера и может быть определен по формуле:

,

(3.4)

где d – толщина слоя грунта, срезаемого за один проход, м;

S – площадь загрязненной территории промплощадки, на которой срезается грунт, м²;

n _сл – число слоев срезаемого грунта, при использовании ИМР и буль­дозеров толщина слоя может достигать 10 см.

Производительность ИМР при срезании грунта на территории промзоны составляет от 800 до 1200 м²/ч.

В качестве вяжущих растворов, наносимых на очищенную от ра­диоактивно зараженного грунта, с целью образования защищен­ной пленки, могут использоваться различные поверхностно актив­ные вещества, и прежде всего отходы лесохимической промышленности – сульфитно-спиртовая барда, сульфитно-цел­люлозный щелок, битумные и сланцевые эмульсии и др.

Водные растворы этих составов при затвердевании образуют до­статочно прочную пленку, сохраняющуюся в течение 7-10 дней даже в дождевую погоду.

Растворы наносятся путем разбрызгивания поливомоечными ма­шинами АРС-14 или АРС-15. Каждая машина, при расходе раство­ра 1-1, 5 л на 1 м² поверхности, может обработать от 4 до 5 тыс.м² поверхности в час, при двух заправках раствором. Емкость одной заправки АРС-15 2500 л, а АРС-14 2000 л.

Для нанесения растворов могут использоваться также поливо-моечные машины городского коммунального хозяйства с емкос­тью цистерны 6-10тыс.л. Производительность таких машин может достигать 10000 м²/ч и более в зависимости от состояния проезжей части и скорости движения на грунтовых участках.

Все эти средства для работы в условиях РЗМ должны быть обо­рудованы кабинами, защищенными от воздействия ионизирующих излучений.