Institutjza- NUKEEARNE NAUXE „BORIS BEOGRAD Vinča INSTITUT ZA NUKLEARNE NAUKE "BORIS KIDRIC" - VINCA

1 536

RS06RA070

IBK- 1536

B. Maršićanin

PROCENA UTICAJA NUKLEARNIH REAKTORA U VINČI NA RADIJACIONU SITUACIJU U BEOGRADU

INSTITUTjZA- NUKEEARNE NAUXE „BORIS BEOGRAD ViNČA INSTITUT ZA NUKLEARNE NAUKE "BORIS KIDRIC" - VINCA

Inetitut za nuklearnu energetiku i tehničku fiziku - NET

IBK- 1536

B. Maršićanin

PROCENA UTICAJA NUKLEARNIH REAKTORA U VINČI NA RADIJACIONU SITUACIJU U BEOGRADU

U Beogradu 1981. SADRŽAJ l.UVOD 1

2. OPIS REAKTORA RA 3 2.1. Osnovni podaci o reaktoru RA 4 2.2. Osnovne karakteristike RA sa 80% obogaćenim gorivom 4 2.3. Zgrade i instaiacije reaktora RA 6 2.3.1. Opis zgrade sa reaktorskim instalacijama 6

3. OPIS REAKTORA RB 8 3.1. Osnovni podaci o reaktoru RB 8 3.2.Karakteristike reaktora RB 9

4. LOKACMA NUKLEARNIH REAKTORA RA I RB 12 4.1. Neposredna okolina ]2 4.2. Prilazni putevi 13 4.3. Mesta ispustanja radioaktivnog materijata 13

5.DEMOGRAFSKAS1TUACIJA 14 5.1. Naseija i njihova raspodela 14 5.2. Zona niske populacije 15 5.3. Tranzitna populacija 15 5.4. Veca naseija 20

6. METEOROLOSK! USLOV1 20 6.1. Temperature u Institutu 20 6.2. Padavine 21 6.3. Vetrovi 21 6.4. Magla 21 6.5. Uslovi stabilnosti 22

7. KONTROLA RAD1OAKT1VNOST1 OKOLINE 23 7.1. Opis kontrote radioaktivnosti 23 7.2. Podaci o radioaktivnosti okoline 28

8. ANAL!ZA UDESN1H SITUACIJA I MAKSIMALN! AKC1DENT 31 8.1. Opste razmatranje 3! 8.2. Opis akcidenta 32 8.3. Aktivnost fisionih produkata u trenutku akcidenta 33 8.4. tsparljivost fisionih produkata i oslobodjeni aktivitet u toku akcidenta 36 8.5. Udes u vanrednim prilikama 38 II

9. PROSTIRANJE OSLOBODJENOG RADIOATK]'VNOG MATERIJALA OKO REAKTORA 41

9.1. Metodaproračuna ; 41 9.2. Odredjivanjekocentracija . 43 9.3. Taloženje iz oblaka 44 9.4. Spoljne zračenje radioaktivntig oblaka 44 9.5. Spoljno zračenje fisionih prddukata istaloženih na zemljištu ! 45 9.6. Radijaciona situacija posle sikcidenta 46

10. ZAKLJUCAK . 49 LITERATURA 50 1. UVO D

Trideset godina razvoja nukle-;irne energije u našoj zemlji dovelo

je i na teritoriji grada do stvaranja velikog broja radioaktivnih izvora.

Počev od rendgen aparata u medicini i industriji, preko industrijskih izvora

za defektoskopiju i drugih, pa preko j'avljača požara do radioaktivnih grotno- i brana, sav taj niz izvora stvara odredjenu radijacionu situaciju u Beogradu koja utice na zdravlje i bezbednost njegovih stanovnika.

Sigurno je da se najveća konc^entracija radioaktivnih izvora nalazi

na prostoru Instituta za nuklearne nauke "Boris Kidric" u Vinči, gde, pored

dva nuklearna reaktora koji rade već preko dvadeset godina, postoji jedno

privremeno skladište radioaktivnih otpadaka a od nedavno i jedna snažna radijaciona jedinica za industrijsku strilizaciju. Medju ovim izvorima najzna- ! čajniji inventar radioaktivnih materij'a nalazi se u nukloarnim reaktorima, naročito u reaktoru RA i u njegovom isluženom gorivu, koje se tokom dugogodis-- njeg rada nagomilalo.

Vodeći računa o potencijalnint mogučnosti značajnijeg uticaja na radijacionu situaciju i na bezbednost stanovnika u okolini, jasno je da se treba pozabaviti u prvom redu uticajem koji može imati neki vanredni dogadjaj ili udes na reaktorima na okolinu i stanovništvo.

Što se same okoline tiče, od vremena gradnje reahtora pa do danas, dogodile su se značajne promene u demografskom pogiedu. Izmedju urbanog jezgra

Beograda i Instituta u Vinči naselio se znatan broj novih gradjana a izgradjen je i veči broj stambenih naselja. Najuža okolina reaktora je i dalje pod kon- trolom.kao što to propisi zahtevaju, a iz kruga Instituta isklju5eno je svako stanovanje. Medjutim, naseljavanje u celu Vinča dopire do ograde Instituta, a nema prepreka da se ova tendencija nnseljavanja i dalje nastavi.

U daljoj okolini izgradjeno je nekoliko krupnih stambenih naselja:

Konjarnik, Mirijevo, Kaludjerica. Ne t"eba zaboraviti ni to da u vazdušnoj liniji izmedju reaktora u Vinči i toga Slavije ima samo oko 11 km. U slučaju

vrlo nepovoljnih meteoroloških prilika i najtežeg akcidenta, istina vrlo

malo verovatnog, moguće je da se uticaj radioaktivnih efluenata rasprostrer

na takvu daljinu pa čak i dalje.

Osim promena na reaktorima i u njihovoj okolini, nastale su u

medjuvremenu i promene u gledanju na 7.aštitu od jonizujućih zračenja: propisi

su pooštreni a pristup zaštiti se promenio. To se narocito odnosi na izlaganje

stanovništva i osoblja malim, svakodneynim dozama. Usvojen je takozvani ALARA princip, po kome izlaganje treba ograničiti na tako malu meru koliko je to razumno dostižno. To je i razlog da se savremeni reaktori grade prema stro-

žijim normama, a postoječi se po mogućstvu prilagodjavaju novim propisima.

Pravac i daljina prostoriranja efluenata iz jednog izvora zagadjenja pa i radioaktivnog, uglavnom je zavisno od meteoroloških parametara: od vetra ponajpre. Dugogodišnja osmatranja značajnih veličina u okolini reaktora u Vinči omogučuju danas da se raspolaxe sa pouzdanim podacima i dovoljnom statistikom za ocenu verovatnoće pojedinih situacija. Za jednu detaljniju analizu mogla bi se ta osmatranja dopuniti i osmatranjima okolnih meteorološ- kih stanica.

Uskoro ćemo ući u period gradnje nuklearnih elektrana i na području

SR Srbije. U toku je planiranje gradnje novih nuklearnih elektrana na Savi i

Dunavu, a slično je i u inostranstvu. Sve ove činjenice utiču da se radijaciona situacija menja u Beogradu i u njegovoj okolini. Ostavljajuči da se analiza potencijalnog radioaktivnog zagadjenja iz daljih izvora izvrši u nekoj drugoj prilici, bar postojeće najznačajnije izvore na terotoriji samog Grada treba dovoljno upoznati. Time bi se ustanovilo neko nulto stanje sa kojim se ulazi u eru uvodjenja nuklearne energetike u našu elektroprivredu.

Na medjunarodnom planu, tendcncije pooštravanja zahteva za radijacionu zaštitu nalaze mesto u preporukama kooje izdaje Medjunarodna Agencija za atomsku energiju iz Beča (NUSS preporuke). Ukoliko se dosledno sprovode ove preporuke, radijaciona situacija oko nuklearnih objekata ne bi trebalo da bude osetno pogoršana, a svakako ne iznad one granice koju danas može da obezbedi savremena tehnologija.

Oba reaktora u Vinči gradjena su u periodu kada nisu postojali ni današnji propisi niti preporuke Agencije iz Beča. Stoga je cilj ovoga rada da sa današnjeg stanovišta sagleda radijacionu situaciju oko ovih objekata, a naročito uticaj na radijacionu situaciju na teroitoriji Beograda koji bi mogla nastati u nekoj vanrednoj ili akcidentalnoj prilici.

Ovaj izveštaj sadrži dovoljno detaljne polazne tehnicke podatke demografske i meteorološke podatke i ostale informacije od značaja za analizu akcidentalnog isputšanja radioaktivnog sadržaja iz reaktora u Vinči. Dalje, u ovoj fazi obradjeno je, na bazi ntajoriziranih i u izvesnoj meri uprošćenih relacija i akcidentalno ispuštanje radioaktivnog sadržaja iz reaktora priliko!<; pretpostavljenog udesa. Dobivene su maksimalne doze i kontaminacije na najugroženijim pravcima, kao i granice kontaminiranja pašnjaka i povrća za pretpostavljeni model hipotetičkog udesa. Detaljna analiza treba da se izvrši u narednoj etapi istraživanja po mogučstvu sa korišćenjem računara za preciznije odredjivanje rasporeda doza i kontaminacija u bližoj i daljoj okolini reaktora.

2. OPIS REAKTORA RA

Na osnovu Sporazuma Vlada SFRJ i SSSR od 28. januara 1956. godine sklopljen je Ugovor br. 652 o nabavci opreme za reaktor snage 6,5 MW. Nešto kasnije otpočela je izgradnja nuklearnog reaktora, kasnije nazvanog reaktor "i(A u Institutu za nuklearne nauke "Boris Kidrič" u Vinči. Reaktor je pušten u rad decembra 1959. godine. Od tada je radio, vise od 20 godina, sa dva krača prekida od nekoliko meseci, 1963. godine (kontaminacija sa Co-60) i 1970. godine (slanje DO na obogaćenje izotopskog sastava), i jednim dužitn tokom 1979. i 1980 godine (depozit na gorivu). 2.1. Osnovni podaci o reaktoru RA

"RA" je tip istraživačkog reaktora sa velikom specifičnom snagom.

Predvidjen je za istraživanja iz domena nuklearne fizike i drugih naučnih oblasti gde se koristi neutronsko i gama zračenje.

Osim toga, reaktor "RA" se korieti i za proizvodnju radioaktivnih izotopa u industrijskim razmerama. Velika ugradjena reaktivnost, eksperimen- talni prostor i neutrons.ki fluks omogučavaju mu znatan kapacitet u torn pogled:.

Ugradjena reaktivnost omogućava takodje ubacivanje raznih petlji za testiranje reaktorskih konstrukcionih materijala i goriva.

Postrojenje se sastoji od:

- Centralnog dela reaktora

- Sistema za hladjenje teškom vodom

- Sistema za hladjenje tehničkom vodom

- Sistema helijuma

- Kontrolnog sistema tehnoloških parametara

- Sistema za regulaciju snage, upravljanja reaktorom i bezbednost

reaktora

- Dozimetrijskog sistema

- Sistema za napajanje elektricnom energijom

- Sistema transporta goriva

U periodu od februara 1977. pa do aprila 1979. godine korišćeno je mešano gorivo za reaktor: umesto prvobitnog 2% obogaćenog zamenjivan je postepeno sve veči deo goriva 80% obogaćenim, novim gorivom. Sada reaktor "RA" radi samo sa novim, 80% obogaćenim gorivom.

2.2. Osnovne karakteristike "RA" sa 80% obogaćenim gorivom

Pregled opštih karakteristika reaktora "RA" dat je u Tabeli I. Tabela 1. - Opšte karakteristike reaktora

- Tip reaktora: termalni, heterogeni višenamenski istraživački reaktor tank tipa

- Moderator: - Rashladjivač: - Reflektor: Grafit i DO - Nominalna snaga: 6,5 MW - Maksimalna snaga: 10 MW (kapacitet rashladnog sistema reaktora) - Gorivo: Oksidno uransko gorivo disperzionog t'ipa sa 80,1% U-235 - Trajanje jedne šarže goriva (720 elemenata] do 600 dana, pri snazi od 6,5 MW - Težina šarže goriva: 4136 g urana za početnu konfiguraciju 4738 g urana za ravnotežnu konfiguraciju (720 elemenata) - Konfiguracije jezgra: 84 tehnološka kanala sa po 11 elemenata po - Maksimalna konfiguracija kanalu 44 tehnološka kanala sa po 10 elemenata - Početna konfiguracija po kanalu 72 tehnološka kanala sa po 10 elemenata - Ravnotežna konfiguracija po kanalu - Ukupart broj vertikalnih eksperimentalnih kanala 45 - Srednji fluks termalnih 13 -2 -1 oko 6x10 cm s neutrona pri nominalnoj snazi: 14 -2 -1 - Maksimalni fluks termalnih oko 1x10 cm s neutrona pri nominalnoj snazi - Ukupna zapremina teške vode 5,5 m' Protok D 0 u primarnom kolu: 250/420 m /h (za maksimalnu konfiguraciju) - Protok obične vode do 520 m /h

- Maksimalna razlika temperature teške vode: 20,5 °C

(ulaz/izlaz na izmenjivacu toplote)

- Maksimalna temperatura D 0 na izlazu iz kanala

- Rešetka: Kvadratna sa korakom 13 cm

- Faktor multiplikacije za beskonačnu sredinu

- Maksimalna temperatura 350°C reflektora bez hladjenja:

2.3. Zgrade i instalacije reaktora "RA"

Reaktor "RA" je sa svojim ins.talacijama smešten u tri zgrade, to su:

- zgrada reaktora

- ventilacioni centar (NC)

- pumpna stanica i bazeni

2.3.1. Opis zgrade sa reaktorskim instalacijama

Reaktor "RA". Hala je veličine 47,50x21,50 m i visine 18,60 m.

Konstrukcija joj je ramovska od gvoždja sa ramovima osovinski postavljenim na

svakih 6,0 m. Konstrukcija nosi kran za 20,0 t. koji se kreće po dužini hale

kao i jednu potnoćnu dizalicu od 5,0 t. Sa spoljne strane konstrukcija je ob-

ložena zidom od opeke debljine 38 cm. Krovni pokrivač je daščani sa potrebnom

termičkom i hidro izolacijom. U sredini hale, bliže južnoj strani, se nalazi ccnbralno telo reak-

tora koje je kružnog oblika, prečnika oko 8,5 m i visine oko 9 m. Njegov

spoljni oklop je izgradjen od nekoliko vrsta teških betona i. metala radi pot-

rebne zaštite od radioaktivnog zračenja. Na njemu su na odredjenim visinama

postavljene platforme za opsluživanje, vezane sa dva most.n.

U halu se može ući na podužnim stranama pomoču čct.voro vrata i jednim

ulazom za vozila.

Hala je okružena aneksom, grupom laboratorija i pomoćnih pro-

storija. Izmedju laboratorija i sale postoji hodnik 2,0 m. Sirine. On funkcio- nalno vezuje sve prostorije po spratovima. Laboratorije su širine 5,63 m. a spratna visina im je 4,20 m. iznad kote +.0,00, a ispod 4,50 m. Iznad sprata se nalazi potkrovlje za smeštaj ventilacionih uredjaja. Spoljni zid aneksa j$ debljine 38 cm, a zid izmedju laboratorija i hodnika 64 cm. Zid debljine 64 cm

je od stubova od opeke, koji su osovinski postavljeni na rvakih 12 m. Prostori

izmedju stubova izgradjeni su kao vertikalni šahtovi za s.mestaj instalacija po- trebnih za rad i funkcionisanje reaktorskih sistema.

Medjuspratrte konstrukcije iznad kote + 0,00 su šuplje i armiranobetonske.

Kroz te šupljine prolaze svi odvodi i dovodi instalacija prema laboratorijama, a izmedju spratova se spuštaju kroz vertikalne šahtove. Izmedju prizemlja i sprata na koti + 4,20 m. takodje postoje horizontalne šupljine (šahtovi) za smeštaj instalacija. '

Suteren ima spratnu visinu 4,50 m., dok pojedini delovi imaju i 6,5 m.

Medjuspratna konstrukcija je armirano-betonska ploča sa izvesnim brojcm otvora radi funkcionalne veze izmedju prizemlja i suterena.

Prostorije suterena nalaze se pod celom zgradom. U centralnom doiu suterena nalaze se prostcrije u koje su smeštene instalacije i uredjaji koji služe za rad jezgra reaktora. Njihovi zidovi su zidani od različitih tečkih betona koji služe za zaštitu od radioaktivnog zračenja.

Radi što ravnomernijeg sleganja, zgrada je postavljena na armlrano- betonsku ploču, koja je ispod jezgra reaktora debela 1,30 m. a ispod ost.a.l.np, dela zgrade 0,80. Gornja površina ploče je na 5,80 m. Prostor izmedju ploče i poda na koti - 4,50 m. korišćen je kao šaht za sprovodjenje instalacija i potreb- nihkanala.

Osvetljenje laboratorijskih prostorija je prirodno, a osvetJjenje hale i suterenskih prostorija samo veštačko.

3. OPIS REAKTORA RB

Istraživački nuklearni reaktor RB u Institutu za nuklearne nauke

"Boris Kidrič" u Vinči je prvi reaktorski sistem izgradjen u Jugoslavs.ji, prema idejnim i konstruktivnim rešenjima stručnjaka iz Instituta. Nuklearno gorivo (prirodni uran) i moderator (teška voda) nabavljeni su u SSSR-u. Reaktor je postao kritičan krajem aprila 1958. godine, a 17. maja iste godine i zvaničrto je pušten u rad.

Cilj gradnje reaktora bio je da se omogući izvodjenje preciznih merenja za utvrdjivanje kritičnih uslova za reaktorske rešetke od prirodnog tirana i teške vode, a da se ujedno steknu i iskustva u izvodjenju kritičnih nksperimenata.

3.1. Osnovni podaci o reaktoru RB

Sistem reaktora radi na malim snagama, te nema uredjaja za odvodjenje toplote što ga konstruktivno čini veoma uprošćenim, a iptovremeno ne poseduje ni reflektor ni biološku zaštitu.

Reaktor je, od svog puštanja u rad, bio u pogon'..) sve do sredine 1959. godine.

Period do 1962. godine, kada je reaktor RB ponovo pušten u rad, iskorišćen je da se izvrši rekonstrukcija postojećeg fL^te!!:a u cilju poboljšanja njegove sigurnosti, a i da se ostvari veča fleksibilnort. n pogledu ixvodjenja eksperimenata. Čist reaktorski pistem omogućava izvodjenje direktnih mernnja niza parametara i

relativno prostu teorijsku interpretaciju eksperimenata. S obzirom da je reaktor

go, tj. bez biološke zaštite, a često i bez teškovodnog rcfLektora (korišćenjem

obogaćenog goriva mogu ?e formirati reaktoreka jezgra sa ak^ijalnim i radijalnim

reflektorom), on predstavlja potencijalnu opasnost za okolinu zbog dejstva joni-

zujućih zračenja. Zbog toga je posebna pažnja poklonjena prcblemu sigurnosti u

radu ove mašine ibezbednosti osoblja koje je osplužuje kuo i. osoblja koje izvodi

eksperimente. U odnosu na bližu i dalju okolinu, potencijalne havarije i udesi

na reaktoru ne mogu da izazovu praktično nikakve posledice po bezbednost i zdravt je

okolnog stanovništva.

Tokom godina, od 1962. do danas, reaktor je koriSćen na znatno girem

planu nego što je prvobitno bilo zamišljeno. To je omogućeno povećanjem eksperi-

mentalnih mogučnosti reaktora (izgradnja reaktorskog oscilatora, nabavka 80%

obogaćenog uranskog goriva i izgradnja konvertora neutrona), razvojem odredjenih

eksperimentalnih metoda (analiza reaktorskih šumova, supstituciona tehnika itd.) i.

angažovanjem na polju obuke kadrova.

3.2. Karakteristike reaktora RB

U centru hale reaktora, montirano je postolje za reaktorski sud visine oko

4 m i nosivosti do 15 tona. Na ovom postolju leži reaktorski sud načinjen od aluminijuma cilindričnog oblika, visine 230 cm i prečnlka 20 cm. Ovakvim položajem suda u hali, koji je udaljen od poda, tavahice i bočnih zidova hale, smanjena je refleksija neutrona ka sudu na manje od 0,4%.

Na vrhu suda je zavaren poseban kružni deo za pričvršćivanje poklopca suda čime je obezbedjeno hermetičko zatvaranje suda. Na poklopcu postoje otvori za:

- tri sigurnosne šipke (jedna od njih je prateči novomer),

- kontrolnu šipku,

- položajne nivomere (gornji i donji) i

- termometar. 10

Za formiranje jezgra reaktora stoje na raspolaganju tri vrste

gorivnih elemenata načinjenih od prirodnog i obogačenog urana (2% i 80% 235 obogaćenje izotopom U).

Gorivni elementi od prirodnog urana formirani su od metalnih šipki

prečnika 25 mm i dužine 30 cm. Sedam ovakvih šipki postavljenih u aluminijumsku

cev 0 27/25 mm dužine 225 cm čini gorivni element od prirodnog urana. Dužina

aktivnog dela elementa iznosi 210 cm. Reaktor RB raspolaže sa 208 ovakvih gorivnih elemenata, što iznosi oko 4 tone prirodnog urana.

Gorivni elementi od 2% i 80% obogačenog urana sastoje se od cilin- dričnih segmenata dužine 11.25 cm., spoljašnjeg precnika 37 mm. Sloj u kome se nalazi uransko gorivo je prstenastog oblika debljine 2 mm i dužine oko 9.5 cm.

U gorivnim segmentima od 2% obogaćenog urana u ovom sloju nalazi se 235 oko 385 grama metalnog urana (od toga oko 7,7 g čini izotop U), a u gorivnim segmentima od 80% obogaćenog urana u ovom sloju se nalazi oko 9.4 grama 235 urandioksida dispergovanog u aluminijumu (od čega oko 7.55 g čini izotop U). 3 Kao moderator se koristi teška voda. Na raspoloženju stoji 5.8 m vode što omogućava da se reaktorski sud ispuni vodom do visine od oko 185 cm.

Karakteristike reaktora RB date su u Tabeli II

Tabela II

OSNOVNE KARAKTERISTIKE ISTRAŽIVAČKGO REAKTORA RB

Tip reaktora termalni istraživački reaktor;gorivo od prirodnog urana, 2% i 80% obogaćenog urana teška voda kao moderator bez hladjenja bez biološke zaštite

Nominalna snaga reaktora promenljiva, do 10 kW (termalna)

Odnosi reaktivnosti maks. ugradjena 1.29% (za jezgro od prirodnog urana, hladno i čisto) maks. dozvoljena 0.9% (za svako jezgro) u cilju kompenzacije eksperimentalnih uredjaja (maks. 0.8%) 11

Jezgro Promenljivog oblika, uglavnom cilindričnog (maks. 200 cm u prečniku i oko 190 cm. po visini' Kvadratna rešetka sa promenljivim korakom (min. 7 cm) moguć i nepravilan raspored gorivnih elemenata.

3 Gorivo 4 10 kg prirodnog urana 273 kg 2% obogaćenog urana 1.33 kg 80% obogaćenog urana

Moderator 6380 Kg teške vode

Izgaranje Zanemarljivo

Gorivni element!

Prirodni uran Cilindrična šipka metalnog urana prečnika 2.5 cm. dužine 210 cm. aluminijumska obloga debljine 1 mm.

2% obogaćeni uran Cilindričan segment prečnika 3.7 cm. dužina 11.25 cm prstenasti sloj metalnog urana debljine 2 mm, dužine 9.5 cm. 385 g urana (7.7 g 235y) aluminijumska obloga debljine 1 mm gorivni kanal od aluminijuma 0 43/41 mm.

80% obogaćeni uran Cilindričan segment istog oblika kao segment sa gorivom od 2% obogaćenog urana 9.4 g urana (7.5 g U) u leguri sa aluminijumom Gorivni kanai od aluminijuma 0 43/41 mm.

Kontrola

Sigurnosne šipke 2 aluminijumske cevi dužine 227 cm, prečnika 0 35/31 !rn ' dve dužine 168 cm 0 32/28 mm. Kadmijumska obloga od vrha cevi sa unutrašnje strane u dužini od 100 ^36 .nm debljine 1 mm

Prateći nivomer Aiuminijumska cev dužine 130 cm. prečnika 0 32/28 mm. Kadmijumska obloga debljine 1 mm sa unutrašnje strane cevi celom dužinom.

Kontrolne šipke Čelična šipka prečnika 10 mm. dužine 100 cm. 12

Kontrola reaktivnosti: 1) promenom rtivoa teške vode 2) automatskim pomeranjem kontrolne šipke

4. LOKACIJA NUKLEARNIH REAKTORA RA I RB

Nuklearni reaktori nalaze se nedaleko od desne obale Dunava nizvodno od Beograda u ataru sela Vinča, udaljeni oko 12 km od Centra Beograda. Smešte- ni su u plitkoj dolini potoka Mlaka, koji se sa severozapada spušta ka rečici

Bolečici i preko nje izliva u Dunav ispod sela Vinče.

Okolni venae brežuljaka nadvišuje plato reaktora za 50 - 100 metara i sa svih strana, osim sa jugoistoka, zatvara dolinu potoka Mlaka. Plato reaktora je na nadmorskoj visini od oko 100 metara, što je preko 20 metara iznad nivoa Dunava na ušću rečice Bolečice i 8 metara iznad nivoa vode u potoku Mlaka.

4.1. Neposredna okolina

Institut za nuklearne nauke "Boris Kidrič", u cijem se sastavu nalaze nuklearni reaktori, podignut je na nekadašnjem obradivom zemljištu, gde su ranije bile baste poljoprivrednika iz sela Vinča. Ogradom Instituta obuhvačen je jedan izduženi deo zemljišta duž potoka Mlaka, površine 48 hektara od koje je oko 60% pošumljeno. Na ovoj površini Institut "Boris Kidrič" (IBK) ima potpunu kontrolu svih aktivnosti. Van svoje ograde IBK nema nikakva formalna

:iiti utvrdjena prava da kontroliše gradnju niti naseljavanje. Medjutim, za slučaj nezgoda ili akcidenata obezbedjena je saradnja sa okolnim mesnim zajed- nicama i odgovarajućim organima.

Najbližu okolinu nuklearnih reaktora, do radijusa od 1 km cine uglavnom laboratorijske zgrade Instituta i njive vinčanskih poljoprivrednika. U krugu

Instituta nema stambenih zgrada.

Zbog izduženog oblika zemljišta koje pripada Institutu najbliže njive su na oko 150 metara od reaktora.

Širu okolinu reaktora cine naselja seoskog tipa. Stanovnici ovih naselja su većinom poljoprivredinici i radnici; poljoprivrednici su zaposleni nedaleko od svojih kuća a radnici u beogradskoj industriji. 13

4.2. Prilazni putevi

Reaktori, kao i ceo Institut "Horis Kidrič" ,nalaze se na udaljenju

od oko 2 km istočno od glavnog puta Beo,^rnd - Smederevo, i sa njim su vezani

sa dva asfaltirana prilazna puta. Jedan prilazni'put se vezuje sa glavnim

preko sela Vinče, a drugi izbija severoxapadno preko oboda doline potoka Mlaka

u reon sela Kaludjerice, gde se vezuje na put Beograd - Smederevo.

U blizini nema železničkih pru^a.

Dosta živa plovidba Dunavom odvija se na rastojanju 2 - 3 km istočno

od lokacije reaktora.

Nad lokacijom reaktora ne prolazc vazdušni koridori stalnih linija vaz- dušnog saobraćaja. Najbliži aerodromi nalaze se na oko 30 km ili su još dalje.

Prilaz u krug Instituta, i dalje do reaktora, je pomenutim prilaz- nim putevima, kroz čuvane kapije.

Institut ima mogućnosti, a i z;^ to predvidjen program, za evakuaciju svih zatečenih u Institutu u slučaju veće^ akcidenta na reaktorima, ako se za to ukaže potreba.

4.3. Mesta ispuštanja radioaktivnog matcrijala

Na teritoriji Instituta vrše se potrebna kontrolna merenja radi uvida u ispuštanje radioaktivnog materijala. Taj materijal može biti u čvrstom, teč- nom ili gasovitom stanju. Čvrsti otpatci, koji nastaju u laboratorijama Insti- tuta i na reaktorima RA i RB ne napuštaju krug Instituta, već se čuvaju na za to predvidjenom mestu.

Tačka gde tečni radioaktivni materijal može u slučaju akcidenta da napušta krug Instituta je mesto izlaska potoka Mlaka izvan ograde IBK. U taj potok se izliva voda za hladjenje sekundarnog kola reaktora RA. Reaktor RB ne stvara efluente.

Potok Mlaka, po izlasku van ograde IBK teče oko 1 km pa se uliva u rečicu Bolečicu, koja se posle oko 2 km toka kroz pašnjake sela Vinča uliva u Dunav. Tek posle ulivanja u Dunav može se očekivati da tečni efluenti budu u znatnijoj meri razblaženi. U letnjim mesecima potok Mlaka i Bolečica imaju protok koji jedva održava postojanje ovih vodenih tokova.

Gasoviti efluenti mogu da napuste reaktor RA kroz ventilacioni dimnjak pod uslovom da zaprečni zasun nije zatvoren. Dimnjak nije opremljen filtarskim uredjajima. Na reaktorskoj hali nema prozora, ali zgrada reaktora nije sasvim hermetična. Stoga se može očekivati da gasoviti efluenti mogu napuštati ovu zgradu i kroz druge otvore, kao što su vrata i prozori zgrade.

5. DEMOGRAFSKA SITUACIJA

5.1. Naselja i njihova raspodela

Naselja i gradovi prikazani su na karti sire okoline (SI.5.1.)

(1:100 000) i na drugim kartama. Takodje, na narednim slikama prikazan je raspored naseljenosti u bližoj i daljoj okolini, zasnovan na korigovanim podacima mesnih zajednica i opština u okolini, sa stanjetn na početku 1980. godine. Neka od obližnjih naselja su predgradja Beograda, u kojima je tempo migracije veoma visok. Druga su na neki način ostala po strani, pa su promene broja stanovnika dosta sporije. Mnoge od tin promena se dogadjaju mimo urbani- stičkih planova, pa je jedna objektivnija procena evolucije stanja naseljenosti u narednim godinama vrlo nepouzdana.

Sumarni pregled populacije i raspodele stanovništva dat je u naredne dve karte: za bližu i za dalju okolinu reaktora RA. Naseljenost je raspodeljena u o 16 sektora po 22 30' oko reaktora RA i prema rastojanju. Prva karta obuhvata okolinu do 3 km od reaktora a druga do rastojanja od 8 km.

U najbližem naselju - selu Vinči - broj stanovnika se za poslednjih

10 do 15 godina veoma povećao, i to naročito duž puta od IBK do puta Beograd -

Smederevo. U torn periodu su popunjeni južni i jugoistočni sektori na rastojanju 1 - 2 km od reaktora RA. 15

Još brži je porast u naselju Kaludjerica, gde je izmedju starog

dela sela Kaludjerice i glavnog puta Beograd - Smederevo nastalo novo prigrad-

sko naselje, dvaput veće od postojećeg sela, i potpuno mimo urbanističkog plana.

Prelazak naselja Kaludjerice preko glavnog puta ne bi trebalo očekivati, jer

to zemljište pripada Poljoprivrednom dobru "Radmilovac", a dosadašnje širenje

bilo je na račun poljoprivrednog zemljišta individualnih poljoprivrednih pro-

izvodjača iz eeia Kaludjerice. Broj stanovnika može ubuduće rasti preko poveča-

nja gustine.

5.2. Zona niske populacije

U krugu poluprečnika 1 km oko reaktora RA nalazi se zona niske popu-

lacije. Ona u najvećoj meri obuhvata područje IBK, sa laboratorijskim zgradama u kojima je tokom radnog vremena zaposleno osoblje a van toga vremena prisutno je samo dežurno osoblje. Ivice sela Vinče, kako Gornje tako i Donje Vinče, nalaze se van pomenutog kruga. Na jugoistočnoj strani selo se proširilo sve do ograde Instituta. Prema severoistoku i jugozapadu ograda oko IBK je mnogo bliža reaktoru RA, ali van nje za sada su samo njive i pašnjaci. Medjutim, nikakva prepreka ne stoji na putu naseljavanja i ovih prostora, naročito na severoistoku u pravcu Gornje Vinče. Tu je čak jednom verzijom Urbanističkog plana Beograda predvidjeno novo naselje.

5.3. Tranzitna populacija

Dnevne promene populacije u bližoj okolini reaktora obuhvataju dolazak radnika na rad u Institut "Boris Kidrič" (oko 1.000 radnika), i približno toliko radnika iz šire okoline koji odlaze na posao u Beograd.

Značajnije industrije sa većim brojem radnika nema u bližoj okolini, pa nema ni migracije vezane za nju.

Jedan broj djaka (oko 400) prevozi se iz okolnih naselja u školu u selo Vinča. Ta škola se nalazi na oko 1400 m istočno od ograde IBK. Prevoz ovih učenika se obavlja autobusima Instituta. Nastava se održava u dve smene - pre i po podne. 16

Slika 5.1 Karta sire okoline reaktora Razmera 1:100 000 17

RITOPEK Smederevo

Razmera 1:50 000

Slika 5'.2 Demo^rnfska situacija u okolini renktora 18

ssz SSI

zsz ISI

ZJZ IJI

JZ JI

JJZ JJI

Slika 5.5 Rasnodela populacije u bližoj okolini reaktora (oznaren je broj st^novnika u pojedinim sektorima) 19

s ssz SSI

IS I

ZJZ IJI

JZ JI

JJZ JJI

Slika 5,4 Raspodela populacije u daljoj okolini reaktora (ozna^en je broj stanovnika u pojedinim sektorima) 20

5.4. Veća naselja

Institut u Vinči sa svojim reaktorima nalazi se na području opštine

Grocka, na široj teritoriji Beograda. Širu teritoriju Beograda naseljava preko

milion stanovnika. Jugoistočne ivice urbanog dela grada i predgradja dopiru

sada do na oko 5 km od reaktora RA. To su naselja Mirijevo, Zeleno brdo, 16 Ok-

tobar, Mali i Veliki Mokri Lug, Konjarnik i Kumodraž.

Centar Beograda (Slavija) je na 11,5 km od reaktora.

Pomenuta naselja, delovi urbanog Beograda naseljena su mrtogo gušče nego

druga naselja, koja su na tolikom ili manjem udaljenju, a koja su uglavnom

seoskog tipa.

Opravdano se može očekiv.i.t..! J.r. će porast stanovništva Beograda i u narednim godinama biti naetavljen sličnim tempom kao i do sada. To znači da će

se pomenuta beogradska predgradja proširivati u pravcima gde još itna mesta

za gradnju, - dakle prema Vinči i reaktoru. Osim toga, može se očekivati da će u postoječim naseljima postepeno rasti gustina naseljenosti.

6. METEOROLOŠKI USLOVI

Meteorološka merenja su u Institutu organizovana od 1960. godine. Do

danas se prizemna merenja vrše na dve meteorološke stanice i mterološkom stubu na visini od 40 m.

6.1. Temperature u Institutu: o Zimi - najniža - 26,4 C o najvisa 27 C o srednja 4,1 C o Leti - najniza - 5,6 C o najviša 38,4 C srednja 17,7 C 21

6.2. Padavine

Na području Instituta osmotreno je oko 133 dana godišnje sa padavinama.

Najviše padavina ima u maju, junu, julu i decembru, a najmanje u oktobru. t'ada- 2 vine sa velikim intenzitetom moguće su u letnjim mesecima (do 38 lit/m ). ''f

toku zime ima oko 30 dana sa snežnim padavinama, a snežni pokrivač se

oko 42 dana.

6.3. Vetrovi.

Na ovom terenu uglavnom duvaju vetrovi duž dolina u kojoj se nal.a?:i

Institut, i to:

- severac (iz SZ i Z pravca) duva oko 30,3% dana u godini, sa srednjom brzinom oko 2-3 m/sek. Maksimalna brzina (iz NW pravca) dostiže do 33 m/sek;

- košava (iz JI pravca) duva oko 12,2% godišnje, a postiže, u mahovima, maksimalnu brzinu oko 25 m/sek;

- tišine (dani bez vetra) zastupljeni su sa oko 31,8% kada je veorna ograničena ventilacija doline Instituta;

- vetrovi iz raznih pravaca duvaju oko 25% godišnje;

- inverzije su u nekim situacijama veotna jake i mogu da traju :t po nekoliko dana;

6.4. Magia

Ove pojave mogu se osmotriti u svim godišnjim dobima, ali su najčešće u zimskom periodu. Takodje su ove pojave česte pri lepom vremenu u toplom periodu godine.

U hladnom periodu godine veoma često je moguča pojava višednevnih magli koje traju po nekoliko dana. To su obicno najpovoljnije vremenske situacije za formiranje "smoga" i vrlo visokih koncentracija u prizemnim slojevima vazduha i na tlu. 22

6.5. Uslovi stabilnosti

Odredjivanje uslova stabilnosti učinjeno je pomoču standardnih meteo-

roloških podataka na osnovu Pasquillove teorije. Podaci su sakupljani na dve

bliske meteorološke stanice. Ove dve stanice nalaze se u neposrednoj bli'^ini,

jer su u vazdušnoj liniji udaljene oko 1,5 km a visinska im je razlika oko

105 m. Pri odredjivanju uslova stabilnosti korišćeni su podaci, o temperaturi,

vlažnosti, vetru, pojavama, padavinama i drugim meteorološkim elementima.

Na osnovu prikupljenih podataka može se dobiti sledeći preglec katego-

rija stabiliteta:

A kategorija oko 1%

B - " - 6%

C - " - 16%

D - "- 35%

E - " - 18%

F - " - 24%

Iz priloženog pregleda može se videti da na nestabilne uslove oLpada

nešto manje od 1/4 odnosno 23-24% od posrtiatranog vremena. Na neutralne uslove

koje karakteriše vetrovito i oblačno vreme otpada oko 35%. Oni su preovladja-

juća kategorija u hladnom periodu vremena, kao i u ukupnom pregledu godine.

U pojedinim mesecima hladnog perioda pojava ove kategorije je zastupljena

skoro sa 80%. U toplom periodu godine na ovu kategoriju stabiliteta otpnda od

10-20%. ukupnog vremena.

Stabilni uslovi su zastupljeni r;i 40% od ukupno posmatranog vromena

a to se potpuno slaže sa ranije opisanim osmatranjima. Očigledno da je t.o

posledica, ranije konstatovane slabe prirodne provetrenosti ovog lokaliLota.

Što se tiče nestabilnih uslova oni su uglavnom zastupljeni u toplom periodu vremena izmedju aprila i oktobra. Medjutim slab nestabilitet je moguć i u hladnom periodu. Treba naglasiti da se ova kategorija vremena uglavnom pojavljuju tokom dana i to uglavnom od 10 do 19 časova. 23

U Tabell III dat je primer mercnih brzina vetra u sektorima iskazan

u broju pojava u periodu 1968-1970. godine

Tabela IV prikazuje raspodelu padavina na podrucju Instituta "Boris

Kidrič" za period 1960-1979. godine.

Tabela V daje dijagram vetrova xa istu lokaciju, za tri godine osmatranja

(1977-1979). :

Analiza ovih meteoroloških poda';aka ukazuje da za slučaj nekakvog

akcidenta na reaktorima u IBK u Vinci, največa verovatnoća postoji da se on

dogodi u periodu mirnog i stabilnog vrensena, bez vetra. U torn slucaju bi sva

količina radioaktivnog materijala koja bL napustila reaktorske zgrade bila

istaložena u samoj dolini gde se nalazi iinstitut. Potom po verovatnoči dolaze

vetrovi koji duvaju iz sektora zapad, zajpad-severo-zapad i zapad-jugo-zapad.

U takvom slučaju bi poneti materijal zawatio sektore gde se nalazi središte

sela Vinča i dalje preko Dunava, pravac prema selu Omoljica i Kovinu. Oko 12%

vremena duva istočni vetar, iz sektora i'stok-jugo-istok, koji je najnepovoljniji

jer nosi efluente u pravcu Beograda. Na ^ome pravcu su naselja: Mali Mokri Lug,

Konjarnik, Slavija, Zemun (vidi SI.5.1).

Padavine spiraju poneti materijal, pa pozitivno utiču u slučaju

akcidentalnih sirenja radioaktivnog materijala jer smanjuju domet prenosa i

količinu istaloženog materijala na povri'lini tla.

7. KONTROLA RADIOAKTIVNOSTI OKOLINE

Za potrebe reaktora kontrolu okoline vrši OOUR Institut za zaštitu

od zračenja i zastitu čovekove sredine iz IBK-Vinča, a preko odgovarajučih

službi.

7.1. Opis kontrole radioaktivnosti

U okviru kontrole radioaktivnosti okoline vrši se:

- kontrola voda, padavina (5vrs;;..i. i tečni depozit), zemljišta, rastinja, mulja i si, ^ 24

TABELA III

BRZINA VETRA U SEKTORIMA PO 30 STEPENI ISKAZANA

U BROJU POJAVA

Brzina vetra (m/s) Sredn.. - brzina

Sektori Tišina 0,6-2,0 2,1-5,0 5,1-8 Suma vetra ':r)/s)

30 174 23 0 197 1,3

60 241 102 0 343 1,7

90 80 91 0 171 2,2

120 185 212 11 408 2.4 150 97 66 8 171 2,0 180° 33 3 0 36 1,2:

210 115 34 1 150 240 289 213 14 516 2,1 270 421 223 34 678 2,0

300 281 227 24 532 2,2

330 184 180 6 370 2,2

360 47 20 2 69 1,8

Suma 732 2.147 1.394 100 4.373 25

CO tf) o Lf)

E E en cn

CO CO Lf) C\] cn

S C\] en oo cn

G 60 eg (0 o cn 13 C o M Ct)

(0 ''**: o tO r-l o CO M cn

en CO a CL,

O oa t-< ce M c CO co CM CO tn o co co 00 cn CM CO s CM

Lf) CO O CM Lf) tf) cn co con 00 Lf) Lf) cn r-H o .-1 r-t

tO CO tf) Lf) 00 t^ 13 co o c^ tO o cn CD Lf! cn [^ CD 00 C 9) cn Lf) 00 r-- ^ *3 cn Lf) tg ^ SL, CO CO to 4-? S to CO E E M -p r-l 3 -P o EQ 60 o to to o. CL) O M o z a 26

o CO r-i O o CO 00 r-1 () CO "3- (J r-f CO c\; O (\: O r-- H r-! t-t a) 27

- kontrola radioaktivnih aerosola i

- posebna meterološka merenja.

Navedene kontrole se vrše na terotoriji Instituta i van nje, prema sledećoj specifikaciji.

a) Kontrola voda, padavina, zemljišta i rastinja na teritoriji IBK

Vode Potok Mlaka nedeljno "Tehnička voda" radni dan

Padavine - tečni i suvi depozit

Svakodnevno

Zemljište 3 mesta u krugu lokacije IBK mesečno Rastinje mesečno u toku sezone

b) Van terotorije IBK

Vode

"Dunav" radni dan

"Uliv kanalizacije" - mulj mesečno

- plankton sezonski

- bentoe (10-20

- alge uzoraka)

Padavine - tečni i suvi depozit

"Usek" nedeljno "Zeleno Brdo" (uslovno) mesečno

Zemljište

Aval a Kosmaj šestomesečno Pančevo Fruška Gora 28

Rastinje

Iz zona moguće kontaminacije mesečno u (zona do 10 km oko reaktora) toku sezone

Voće i povrće (sa pijace) sezonski

Kontrola atmosfere - vazduha

A.Na teritoriji IBK 24 časovno

B.Van teritorije IBK 24 casovno

7.2. Podaci o radioaktivnosti okoline

Kontrola radioaktivnosti okoline nuklearnih reaktora u Vinci, organizovana je tako da se, uz optimalni odbir vrste i broja uzoraka, čija se radioaktivnost prati, može da ima uvid u stanje radioaktivnosti bliže okoline nuklearnih postrojenja i njihovih uticaja na šire područje - Beograd.

Kontrola radioaktivnosti okoline u ovom delu obuhvata sistematsko praćenje totalne beta radioaktivnosti uzoraka padavina i nataložene prašine, zemljišta, rastinja, tehnoloških i površinskih voda, voča i povrća na teritoriji IBK, kao i vode i sedimenta na 1145 km Dunava.

Pošto je Institut "Boris Kidrič" u Vinči omedjen kompleksima voćnjaka velikih poljoprivredno-preradjivačkih kombinata (PKB, Grocka i ogledno dobro

Radmilovac), u okviru redovne kontrole okoline reaktora analizirani su i kom- pozitni uzorci voča sa ove teritorije.

U sistemu kontrole radioaktivnosti okoline, značajnu ulogu ima kontrola radioaktivnosti padavina i nataložene prašine, jer od nivoa radioaktivnosti ove komponente sistema zavisi nivo radioaktivnosti ostalih činilaca eko-sistema.

Pri izradi ovog dela izveštaja korišćeni su Godišnji izveštaji o radu na poslovima kontrole okoline reaktora. 29

TABELARNI PREGLED PROSECNIH REZULTATA ZA

PERIOD OD 1.1.1977 DO 31.X 1980. GODINE

Vrsta uzorka Učestanost Prosečni rezultati sakupljanja uzoraka

Padavine i nataložena Svakodnevno 0^96 GBq/km god. prašina po dva uzorka (1.1.76-31.X.1980)

A <0,04 Tehnička voda Radni dan min (1.1.76-31.111.79) reaktora RA A =1,3 k.Bq/m max A = 0,19 ^ Amin<0,04 Potok Mlaka Svakodnevno =3,1 A = 0,14 kBq/m"

Voda za piće Svakodnevno = 1,3 kBq/m3 Vodovod Vinča A =0,13 '" ' ^

Amin<0 ,04 k'Bq/m-3 Voda Dunava(1145 km) Svakovnevno Amax = 1.6 ^Bq/m3 X = 0,19 KBq/n)3

Materijal dna 1 x mesecno Vinča - 0,60 K Dunava-mulj Grocka - 0,63 kBq/kg

Zemljište sa tri tačke 1 x mesečno 0,68 k u IBK

Rastinje - trava sa 8 k pepela tri tačke u IBK 1 x mesečno

Voće i povrie sa teritorije -11 k;i3q/kg/pepela IBK Sezonski Rezultati kontrole radioaktivnosti okoline reaktora pokazuju da, pored sezonskih varijacija i zavisnosti nivoa radioaktivnosti od meteorološ- kih uslova, nije bilo znatnih odstupanja od višegodišnjeg preseka za pojedinu vrstu uzoraka, izuzev za uzorke padavina, za koje je, naročito u periodu od oktobra 1976 do polovine 1978, konstatovano vise znatnih povišenja radioaktivnosti, izazvanih, verovatno, nuklearnim eksplozijama. Tokom 1979. godine, opšti nivo aktivnosti okoline bio je relativno nizak, da bi tokom 1980., ponovo poka- zivao tendenciju porasta.

U neposrednoj i široj okolini reaktora u Vinči odredjivana je koncentracija radona merenjem njegovih čvrstih produkata raspada na tri kontrolne stanice. Srednje godišnje koncentracije za tri kontrolna mesta za period od 5 god. date su u Tablici IV.

TABELA IV - SREDNJE KONCENTRACIJE RADONA

Kontrol.mesto 1 Kontrolno mesto 2 Kontrolno mesto 3 (IBK) (Usek) (Zeleno Brdo)

8,44 Bq/m 4,69 Bq/rr)3 4,85 Bq/m3

Izmedju vrednosti koncentracije radona dobijenih za "Usek" i "Zeleno

Brdo" ne postoji statistički značajna razlika; na mernom mestu u IBK koncentracije radona su medjutim značajno različite u odnosu na ostala dva merna mesta. Ovo povečanje na mernom mestu u IBK je uslovljeno položajem ovog mesta, koje se nalazi u dolini pa je uticaj lokalnih meteoroloških uslova na koncentracije radioaktivnih aerosola najizraženiji.

Nivo radioaktivnosti koji potiče od fisionih produkata poreklom od nuklearnih eksplozija doprinosi takodje dozi stanovništva.

U Tabeli V date su srednje godišnje koncentracije dugoživeće beta radioaktivnosti u vazduhu (mereno posle raspada toronovih produkata) za tri kontrolisana mesta za 1977., 1978., 1979. i 1980. godinu. 31

TABELA V

Memo mesto IBK Met.stub. Usek 3 God. mBq/m3 mBq/m mBq/m

1977 4,82 5,33 5,53

1978 1,71 2,63 2,45

1979 0,68 0,93 0,89

1980 0,64 0,87 0,88

8. ANALIZA UDESNIH SITUACIJA I MAKSIMALNI AKCIDENT

Do sada su u vise navrata analizirani mogući akcidenti na reaktorimn

RA i RB. Ove analize obuhvataju sve pobrojane tipove goriva i različite nivoe snage sa kojima reaktori mogu da udju u udesnu situaciju. Neke od ovih analiza poslužile su da se tokom prteklog vremena usavrše i poboijšaju sigurnosni sistemi reaktora.

Detaljno razmatranje uslova koji dovode do udesa, verovatnoća za nastajanje udesa, mogućnosti za sprečavanje nastajanja i ostalog sa time u vezi Izlazi van okvira ovoga projekta, pa to treba potražiti u odgovarajućoj dokumentaciji: u izveštajima o sigurnosnim analizama za reaktore RA i RB.

8.1. Opste razmatranje

Uobicajena je praksa, a to je za ovaj projekat merodavno, da se od- redi najnepovoljniji slučaj do koga udesom može doči na bilo kom od pomenutih radioaktivnih izvora u Institutu "Boris Kidrič" u Vinči, sa verovatnoćom koja nije zanemarljiva i da se za taj slucaj razmotri uticaj eventualno os.lobodje- nog radioaktivnog materijala na okolinu. Takav akcident se obično naziva osnovni akcident za projekat, i kod nuklearnih postrojenja uobičajeno je da se za taj osnovni akcident uzima udes usled gubitka hladioca (LOCA-akcident). 32

Daleko najveći inventar radioaktivnog materijala i u najnepovoljnijem obliku sadrži nuklearni reaktor RA. Drugi reaktor, RB normalno ne radi u dugotrajnim periodam-, već od eksperimenta do eksperimenta ima periode "hladjenja" kada se kratkoživeći izotopi eliminišu iz goriva što smanji potencijalnu opasnost. Isti ovaj razlog u još većoj meri je prisutan kod isluženog goriva, koje je u večoj ili manjoj meri odležaio pa je stoga u odgovarajućoj meri i "ohla- djeno". Najzad, radijaciona jedinica za industrijsku sterilizaciju sadrži samo radioaktivni kobalt u čvrstom stanju, i mada vrlo visokog intenziteta ovaj tip izvora može ugroziti samo najužu okolinu. Stoga se za ovaj projekat kao osnovni uzima akcident na reaktoru RA.

Pored akcidenata koji mogu da nastanu u normalnom radu postrojenja, savremena medjunarodna praksa ukazuje da se mora razmotriti i drugi tip radioaktivne udesne situacije: usled ratnih ili terorističkih razaranja. Ne može se reći da je danas verovatnoća za nastajanje ovakvog dogadjaja zanemar-

Ijiva. Za razliku od prethodnog tipa akcidenta, kada zaštitni sistemi normalno funkcionišu a akcident nailazi neočekivano, kod ovog drugog tipa izvesno predvi- djanje je moguče, kao i preduzimanje zaštitnih mera, ali razaranje može zahva- tati i zgradu i neke pomoćne sisteme, te će taj tip udesa biti razmatran posebno.

8.2. Opis akcidenta

U heterogenom nuklearnom reaktoru kakav je RA, do pojave značajnijeg oslobadjanja fisionih produkata u atmosferu,može doći samo ako gorivi elementi budu stopljeni ili mehanicki oštećeni. U analizi akcidenata je pokazano da bi potencijalne štete mogle nastati na reaktoru bežanjem reaktora iz kontrole ili nestankom rashladnog rnedijuma u toku rada reaktora. Od ova dva moguća akcidenta, analiza pokazuje da se brzo isticanje teške vode iz reaktora može smatrati gorim akcidentom. Radi toga je za analizu najnepovoljnijeg mogućeg akcidenta i uzet slučaj potpunog isticanja vode iz reaktora, kao posledica prskanja glavne dovodne cevi za tešku vodu. Za ovaj akcident očigledno postoji mala verovatnoča, s obzirom da dovodne cevi nisu pod pritiskom. Pretpostavljeno je da u trenutku akcidenta reaktor radi na punoj enazi

od 6.5 MW. Razumljivo je da će isticanje vode izazvati zaustavljanje reaktora i

pad snage. U trenutku zaustavljanja rada zaostala snaga reaktora če iznositi

oko ^:naksimalne snage, da već posle jednog minuta spadne na 3% a posle 2 časa

na svega 1%. Kako termička analiza pokazuje, zaostala snaga će biti dovoljna

da se gorivi elementi počnu topiti već posle 1 časa. Topljenje gorivih ele-

menata izazvaće oslobadjanje fisionih produkata u atmosferu hale reaktora kroz

stopljene vertikalne kanale kroz podrumske prostorije.

S obzirom na karakter konstrukcije reaktorske hale koja nije potpuno

zaptivena, fisioni produkti iz hale prirodnom ventilacijom zgrade izlaziće u

slobodnu atmosferu i prema zakonima difuzije rasprostiraće se po okolini.

Pretpostavljeno je da se fisioni produkti neće rasprostirati po okolini preko

ventilacionog sistema, pošto će ventilacija biti isključena u ranoj fazi razvoja

akcidenta. U toku razvoja akcidenta nije pretpostavljeno znatnije povećanje

pritiska u hali s obzirom da neće biti znatnijeg isparavanja vode, a količine volatilnih fisionih produkata zapreminski je neznatna.

8.3. Aktivnost fisionih produkata u trenutku akcidenta

U tenutku maksimalnog mogućeg akcidenta pretpostavljeno je da je reaktor radio 180 dana neprekidno na snazi 6.5 MW. Fisioni produkti u trenutku

akcidenta mogu se izra2iti formulom

A = 310 YP (1 - exp (- °*^ *E ) gde je A - aktivnost odgovarajućeg fisionog produkta u terabekerelima.

Y - fisioni prinos odgovarajućeg fisionog produkta u %

P - snaga reaktora u MW

T - vreme poluraspada produkta

f - vreme za koje je reaktor radio u trenutku akcidenta. 34

Prema gornjoj formuli ukupna aktivnost reaktorskog jezgra u trenutku akcidenta će približno iznositi

tot

Aktivnost jednog gorivnog elementa koji se u toku rada reaktora nala- zio u centralnom položaju iznosi

A ^ 750 TBg/elementu. elem.

U cilju specificiranja sadržaja pojedinih fisionih produkata u tabelama

VI i VII date su aktivnosti nekih fisionih produkata koji se sa fiziološke tačke gledišta tnogu smatrati najvažnijim. Sadržaj pojedinih izotopa računat je pomoču napred navedene formule.

TABELA VI

AKTIVNOST NAJVAŽNIJIH KRATKOŽIVUČIH FISIONIH PRODUKATA U REAKTORU I JEDNOM GORIVOM ELEMENTU

Izotop T Aktivnost Aktivnost 1/2 u trenutku akcidenta posle 1 dan ukupno 1 gor.element ukupno 1 gor.element. (TBq) (GBq) (TB3) (GBQ)

1 2 3 4 5 6

Br 83 2,3h 720 1200 — — 84 32 m 1440 2150 - - 85 3 m 1920 3250 - - 87 1 m 3600 6000 - - Kr 83 m 114 m 720 1200 - - 85 m 4.4 h 1920 3250 48 80 87 78 m 3600 6000 - - 88 2.8 h 5420 9000 91 15o 89 3 m 7500 12200 - - 90 33 s 9000 15000

1 131 8 d 6000 10000 5500 9100 132 2,3 h 9300 15600 - - 133 21 h 13200 22000 6100 9800 134 52 m 15000 25000 135 6,7 h 13400 22400 1050 1650 136 86 3 12900 21500 35

1 2 3 4 5 6

Xe 131 m 12d 72 155 74 120 133 m 2,3d 280 4160 160 270 133 5,3d 13200 22000 11100 19500 135m 15,6m 3850 6400 135 9,2h 5900 9800 960 1650 137 3,9m 11400 19200 138 17 m 12900 21500 139 41 s 14500 24200

Te 127 m 105 h 120 200 120 200 127 9,4 h 700 1200 120 2000 129 m 34 d 550 930 550 930 129 72 m 2280 3700 131 m 30 h 920 1500 530 895 131 25 m 6450 10800 132 77 h 9000 15000 7500 13200 133 63 m 13200 22000 134 44 m 15000 25000 135 2 m 13500 22500

TABELA VII AKTIVNOST NAJVAŽNIJIH DUGOŽIVEĆIH FISIONIH PRODUKATA U REAKTORU I JEDNOM GORIVNOM ELEMENTU

Izotop Aktivnost 1/2 u trenutku akcidenta Ukupno 1 gor.el. (TB.ql (GPqi

Kr 85 10.49 g 14 240 Sr 89 54 d 9500 16200 90 28 g 142 240

Ru 106 19 g 720 1200 Cs 137 33 g 132 225 Ce 144 282 d 4300 7100 B^ 140 12,8d 12900 22000 36

8.4 Isparljivost fisionih produkata i oslobodjeni aktivitet u toku akcidenta

Koliko će koji od fisionih produkata u toku topljenja gorivog elementa

ispariti tj. preći u gasovitu fazu, predstavlja jedan od osnovnih problema pri

proceni posledica akcidenta. Egzaktno odredjivanje ovih polaznih parametara

je nemoguće, tako da se ovom problemu obično prilazi na bazi procena i uporedji-

vanje sa merenim aktivnostima pri akcidentima koji su se dogodiii u svetu.

Tako se na bazi pomenutih podataka može zaključiti da će se iz stpoplje-

nog goriva izdvojiti procentualno sledeće količine aktivnog materijala:

Inertni gasovi od 100 - 60% ;

Halogeni 25%

Isparljivi čvrsti

Materijali (Se, Te,

Cs, Ru) 15% - 4%

Druge Svrste materije 0,3 - 0,1%

Na ovoj bazi fisioni produkti navedeni u tabelama VI i VII oslobodiće se u obliku gasa ili pare, kao što je prikazano u Tabeli VIII.

U Tabeli VIII su navedeni samo najvažiniji fisioni produkti koji ulaze

u procenu posledice akcidenta po okolinu. U koliko bi se pokazala potreba odredji- vanja drugih izotopa njihov sadržaj se može odrediti prema gore navedenom pravilu.

U razmatranom slučaju nije uzeta u obzir mogućnost paljenja i sagorevanja urana

pošto bi se u konkretnom slučaju proces odvijao u atmosferi helijuma, bar u toku njegove faze topljenja. Dalje, usvojena je predpostavka da će se ukupan aktivitet osloboditi u toku vremena od nekoliko časova do * dana, kada se predpostavlja da

će akcident biti stavljen pod kontrolu i time dalje razvijanje fisionih produkata obustavljeno.

Navedeni aktivni materijal će biti osiobodjen u prostorije reaktorske

zgrade. S obzirom da zgrada reaktora nije zaptivena i preko ventilacionih i grejnih kanala ima vezu sa spoljnom atmosferom verovatno je da če deo oslobodjenog aktivnog materijala prodredi u atmosferu. U našem slučaju neče biti znatnijeg povećanja pritiska tako da se kao realan mehanizam ispuštanja aktivnosti u atmosferu može da smatra jedino slobodna difuzija i prirodna promaja kroz grejne kanale, kao posledica različite temperature unutrašnjosti i okoline reaktora. 37

TABELA VIII OSLOBODJENI RADIOAKTIVNI FISIONI PRODUKTI

Oslobodjenje počinje t časova po zaustavljanju reaktora (TBQ)

% oslob. 1 h 5 h 12 h 24 h

Br 60 600 102 13 Kr 60 4900 1700 335 45

1 25 11100 6800 4700 3150

Xe 60 11300 9300 8200 7500

Te 15 4100 2760 1860 1300

Kr 60 8,5 8,5 8,5 8,5

Sr 0.1 9,5 9,5 9,5 9,5

Ru 4 29 29 29 29

Cs 15 20 20 20 20

Ce 0.15 6,5 6,5 6,5 6,5

Be 0.20 20 26 26 26

UKUPNO 32129,5 2o761,5 15207,5 12094,5

Kod klasičnog oblika zgrade kakva je zgrada RA vrednost izmene vazduha

u zatvorenoj zgradi inosi do 1% ukupne zapremine na dan. Ova količina oslobodila bi se u toku 24 casa, a posle toga akcident bi bio doveden pod kontrolu bilo poseb-

nim merama zaptivanja zgrade, veštačkog spiranja i kondenzovanja fisionih produkata.

Uz gornju predpostavku največa količina značajnijih fisionih produkata koja može biti oslobodjena u atmosferu u toku akcidenta iznosi, ako ispuštanje otpocne: 1 čas po zaustavljanju reaktora

Q ^. =320 TBq leas

24 časa po zaustavljanju reaktora

(3 = 120 TBq 24cas 38

8.5. Udes u vanrednim prilikama

Dogadjaji u nedavnoj prošlosti: bombardovanja iz vazduha nuklearnih postrojenja u Iraku - ukazali su na potrebu da se verovatnoća za takav dogadjaj kod nas, usvojena ranije kao zanemarljiva, koriguje tako da se i ta mogučnost razmatra naporedo sa ostalim udesima. U ovu kategoriju raztnatranja spadala bi i mogućnost terorističkog napada na postrojenje reaktora i njegovih izvora za napajanje elektricnom energijom i vodom za hladjenje.

Posle pažljivog proucavanja mogućnosti za teororistički napad u cilju razaranja reaktora i reaktorske zgrade mora se zaključiti da je verovatnoća za neko uspešnije razaranje ove vrste u okvirima Instituta "Boris Kidrič" veoma mala. S obzirom na dosada preduzete mere obezbedjenja, ona se moze zanemariti.

Medjutim, ovakva ocena se ne odnosi na onaj deo instalacija važnih za rad reaktora koje su van ograda Instituta: na dovode za napajanje elektricnom energijom i vodom za hladjenje reaktora. Posledica izbacivanja iz rada ovih komponenti razma- tračemo posebno u okviru mogućih ratnih razaranja.

U udesu koji može da nastane u normalnim radnim uslovima, kao što je to bilo razmotreno u poglavlju 8.2., nije se pretpostavljalo da če integritet reaktorske zgrade biti narušen. Time je obezbedjeno da u slucaju akcidenta sa topljenjem goriva samo 1% od ukupno oslobodjenog radioaktivnog materijala izadje van reaktorske zgrade. Najveći deo ostaje zadržan u reaktorskoj zgradi. Bobardo- vanje bi narušilo ovu pretpostavku, pa bi pretpostavljeni udes sa topljenjem jezgra uz istovremeno razaranje zgrade omogućilo da ukupni oslobodjeni radioaktivni materijal izadje u okolinu reaktora. Na taj način bi posledice po okolinu bile bar sto puta teže nego u prethodno razmotrenom slučaju.

Ako bi vrlo teška oštečenja prouzrovana bombarovanjem iz vazduha zahvati- la pored reaktorske zgrade i debelog betonskog zaštitnog omotača reaktora još i ce- vovod za hladjenje reaktorskog jezgra, to bi moglo inicirati nastajanje LOCA akcidenta sa topljenjem goriva. Bombarovanjem bi prethodno razmotreni uslovi mogli biti još i pogoršani cinjenicom što bi deo goriva iz skladišta i iz reaktora 39

mogao biti i mehanički oštećen i razbacan u okolinu zgrade. Osim toga to stvara uslove za samozapaljenje goriva i izbacivanje novih količina cvrste radioaktivne prašine u okolnu atmosferu.

Za razliku od već analiziranog udesa - osnovnog udesa za projekat - za koji smo pretpostavili da se dogadja potpuno iznenada, ratna razaranja se mogu, na osnovu političke situacije, predvideti i očekivati. Stoga je normalno da se na vreme preduzmu odgovarajuće mere za sprečavanje većih štehnih posledica. Unapred treba pripretniti programe i planove za takve prilike, a treba pripremiti i odgovarajuče materijalne uslove. Na nekoliko dana pre no što bi se moglo očekivati nastajanje ratnih razaranja, reaktor bi se morao zaustaviti a gorivo ukioniti iz reaktora i smestiti u zaštićeni prostor. Vazdušno bombarodvanje ne bi ni pod kojim uslovima smelo da zatekne reaktor u radu na punoj snazi, pa čak ni sa gorivom u reaktorskom sudu.

Ovde treba odmah istači vrlo krupnu razliku izmedju udesa u kome se topi jezgro, i u kome slučaju svi volatilni produkti napuštaju tečni metal, i udesa u kome usled bombarodvanja deo goriva biva mehanicki dezintegrisan i razbacan u okolinu zgrade. U ovom drugom slučaju posledice po širu okolinu su manje, ma da u neposrednoj okolini reaktora mogu biti i teze.

U vanrednim prilikama osnovni zadatak je da se onemogući nastajanje udesa sa topljenjem goriva. Topljenje goriva nastaje, kao što je to već rečeno, usled zaostale toplote koju razvijaju fisioni produkti proizvedeni dok je reaktor radio. Ta zaostala snaga posle zaustavljanja reaktora, koja se oslobadja u obliku beta i gama zračenja, može se računati empirijskim obrascem:

P = P .6,22.10*^(t"°'^-(T + tf°'^), o o gde su P - zaostala snaga, P - snaga sa kojom je radio reaktor pre zaustavljanja, o t - vreme u sekundama proteklo posie zaustavljanja, T - vreme u sekundama za koje je reaktor radio, o 40

Jasno je da kada se reaktorsko jezgro dovoljno ohladi, čak i pri

nestanku fluida za hladjenje ne može doći do topljenja jezgra. Medjutim, da bi

se jezgro dovoljno ohladilo potrebno je nekoliko meseci. U vanrednim prilikama nije

moguće obezbediti toliko vremena u proceni mogučnosti za vazdušni napad sa raza-

ranjem, već se mora naei rešenje za relativno "vruće" jezgro.

Jedno takvo rešenje može biti vadjenje gorivnih elemenata iz reaktora

i njihovo sklanjanje na bezbedno mesto, na kome bi oni bili obezbedjeni uz

dovoljno hladjenje. Izvlačenje gorivnih elemenata iz reaktora RA obavlja se

daljinskim manipulatorima, uz kontrolu preko televizijske kamere iza debele

biološke zaštite. Moguće je element po element, isprazniti gorivo iz reaktora

i time isključiti nastajanje udesa topljenja celokupnog jezgra. Ovaj postupak

je moguče sprovesti u razumno kratkom roku. Uklonjene elemente moguće je uskla- dištiti u bazenima sa dovoljnom količinom vode. Time je osigurano trajno hlad-

jenje, a metod zahteva minimalni nadzor. Detaljno razmatranje ovakvog postupka, kao i uslova za skladištenje može biti predmet daljih faza ovoga projekta.

Tu bi spadala i izrada udesnog plana postupaka, kako u IBK tako i za širu okolinu.

Pražnjenje goriva iz reaktora je svakako mera kojom se eliminiše nastajanje najtežeg udesa. Ostaje pitanje kada se sme započeti sa tim postupkom posle dugotrajnog rada reaktora na punoj snazi, a da se ne ugrozi integritet gorivnog elementa. Prilikom izvlačenja, jedan kraći period vremena gorivni element provodi u vazduhu bez ikakvog pojačanoh hladjenja, a uz stalno generisa- nje zaostale snage. Za procenu te zaostale snage može se poći od činjenice da neposredno po zaustavljanju reaktora zaostale snage u gorivu iznosi 6% od snage sa kojom je reaktor radio pre zaustavljanja, posle 2 časa to je samo 1%, posle tri dana 0,5% a na 0,1% pada posle tri meseca. Ako bi se vadjenje gorivnih elemenata iz reaktora koji je radio dugotrajno na punoj snazi započelo posle tri dana hladjenja, u najtoplijem gorivnom elementu generisalo bi se oko SOW toplote, što ne bi dovodilo u opasnost integritet elementa niti bi oštetilo strukturu upotrebljenog materijala.

Ako bismo dakle, pravovremenom akcijom izvlačenja goriva iz reaktora onemogučili istovremeni udes stapanja goriva u rušenje reaktorske zgrade, tada 41

ranije odabrani osnovni akcident ostaje i dalje, s obzirom na uticaj na radijacionu situaciju u široj okolini, najnepovoljniji slučaj.

Pitanja sklanjanja goriva i njegovoh hladjenja ostaje da bude detaljno razmatrano u jednoj od narednih faza ovoga projekta.

Takodje, i na pitanje šta bi se desilo ako predložene mere ne bi bile preduzete a usled sticaja prilika dodje do razaranja reaktorske zgrade i topljenja goriva pri tim uslovima, - moglo bi se odgovoriti samo posle detaljne studije. Izvesne procene su moguće, polazeći od podataka za uticaj na okolinu pod pretpostavkom osnovnog udesa za projekat, datih u narednom pogiavlju, i od činje- nice da bi bilo oslobodjeno bar sto puta vise aktivnog materijala.

Mnogo lakši problem pretstavljalo bi razaranje uredjaja za napajanje električnom energijom ili vodom za hladjenje. Pošto se prestanak snabdevanja <- električnom energijom može očekivati i u normalnim radnim uslovima, to je sistem reaktora još od pocetka obezbedjen svojim dizel-agregatima koji stupaju u rad automatski, - odmah po nestanku spoljašnjeg napajanja. Izostanak napajanja vodom za hladjenje iz spoljašnjih izvora mogao bi se za najnužnije potrebe zameniti vodom iz izvorišta na teritoriji IBK, koja daju 3 - 4m pitke vode na čas.

9. RASPROSTIRANJE OSLOBODJENOG RADIOAKTIVMOG MATERIJALA 0K0 REAKTORA

Radioaktivni materijal koji se u slučaju maksimalnog udesa sa topljenjem goriva - osnovnog udesa za projekat, - oslobodi iz zgrade reaktora pro-

širiće se kao oblak u okolinu zgrade. Zavisno od težine udesa i meteoroloških prilika, posle kraćeg vremena radioaktivni materijal će se i dalje širiti pa nošen vatrom može dospeti i u šire područje Beograda - do zona koje se koriste za stanovanje i uzgajanje hrane.

9.1. Metoda proračuna

Već duži niz godina razvijaju se modeli i odgovarajuče metode za pro- račune za procese raznošenja materijala i difuzije u struji vazduha kao i za taloženje prenetog materijala. Osnovni, Gausovski model difuzionog procesa sa normalnim raspodelama koncentracije duž osa oblaka prilagodjavan je u sve većoj 42

meri rezultatima dobivenim u nizu eksperimenata: Na osnovu principa ergodičnosti,

naš model akcidenta smemo transformisati tako da se ceo sadržaj koji napusti

zgradu oslobodi istovremeno, pa za taj slučaj jednačina koja pretstavlja ukupnu

koncentraciju u oblaku radioaktivnog materijala glasi:

gde su ^ =JAeJf = ukupna koncentracija integrisana po vremenu duž

ose kretanja oblaka iz prizemnog izvora na površini

zemlje (z =0)

Q = ukupna ispuštena količina aktivnog materijala

6!y,6y. = standardna devijacija raspodele materijala u

oblaku po širini i visini.

y,h = širina i visina prizemnog oblaka u metrima

Q = srednja brzina vetra u m/sec.

Ako se posmatranje ograniči na deo oblaka omedjen konturom na kojoj

je koncentracija 10% od one na osi oblaka, tada se može primeniti tzv. Gilfor-

dov kriterijum:

H = 2,14 6 i 9 = 4,28(5* /x z y gde su: H = visina oblaka

6 = ugao sirenja oblaka u horizontalnoj ravni.

Na osnovu radova Paskuila izmedju grupa meteorološke stabilnosti

i ugla 0 postoji veza data u Tabeli IX

TABELA IX o Grupa stabilnosti 8 A 25 B 20 C 15 D 10 E 5 F 2,5 43

Za posmatrače na osi i na površini zemlje, za date jedinice, gornja

jednaćma se svodi na sledeću:

T gde su: T = vreme prolaska oblaka iznad posmatrača, 3 X = koncentracija materijala u oblaku u GBq/m ,

*y = ukupna koncentracija merodavna za dozu u GBq.sek/nt ,

x = udaljenje od izvora u pravcu vetra u metrima,

8 ugao širenja oblaka u horizontalnoj ravni dat u stepenima.

9.2. Odredjivanje koncentracija

Faktori u , h i -& u prethodnom obrascu zavisiće od meteoroloških uelova

u trenutku akcidenta. Kako se iz obrasca vidi, koncentracija je obrnuto pro-

porcionalna srednjoj brzini vetra . Vertikalna širina oblaka pri prosečnim meteorološkim uslovima raste proporcionalno rastojanju, čime sa udaljenošču koncentracija opada približno sa kvadratom rastojanja. Pri izuzetno stabilnim vremenskim uslovima kakvi su pri jakim inverzijama, visina oblaka već posle nekoliko stotina metara postaje konstantna.

Sektorski ugao takodje varira sa rastojanjem. Pri nestabilnim vremen- o o skim uslovima njegova vrednost varira od 50 za mala do 25 za rastojanja od nekoliko desetina kilometara (kategorije A i B ).

Za izrazite inverzije ovo variranje je izmedju 10 i 5 (kategorije D i E).

Varijacije od 30 za rastojanje 100 m do 15 za velika rastojanja

(100 km) mogu se smatrati kao srednje vrednosti za prosečne meteorološke uslove.

U našem slučaju držeći se napred navedenog principa ispitivanja najnepogodnije situacije, tretiraće se pored najverovatnijih meteoroloških uslova i uslovi za slučaj tipičan inverzije. Pri ovim uslovima brzina vetra je usvojena 5 m za srednje i 2 m/sec za inverziju što je tipično za datu meteorološku situaciju. Sektorski ugao je izabran 30 sa rastojanja do 1000 m, 44 varirajući dalje linearno do 20 na 20 km. Visina oblaka je izabrana tako da -1,5 koncentracija varira sa rastojanjem kno x . Time je koncentracija na osi prizemnog oblaka, vodeći računa o volumeriu oblaka obuhvačenom konturom intenziteta 10% od onoga na osi.odredjena izrazom:

9.3. Taloženje iz oblaka

Taloženje aktivnog materijal;f na putu radioaktivnog oblaka predstavlja poseban problem. Količina istalož(?nog materijala zavisiće od niza faktora kao što su veličina čestica u oblaku,'hemiska i fizikohemijska forma itd.

Da bi odredili veličinu ovoga efekta koristimo izraz koji definiše odnos 2 ' materijala istaloženog po m prema uknpnoj koncentraciji materijala u ' 3 oblaku, izraženom integralnom veličincm "f GBq/m .

2 istaložen materijal po m zemljišta g ukupna koncentraiija materijala u oblaku

Brzina sedimentacije V varira u zavisnosti gore navedenih uslova. Pri usvoje- g noj meteorološkoj situaciji, bez padayina i na ravnom terenu tipična vrednost

će iznositi V = 0,01 m/sec. Ova vrednost se može koristiti u analizi kako zr. g odredjivanje istaloženog radioaktivno^; materijala tako i za izračunavanje brzine opadanja radioaktivnosti oblak.=t u zavisnosti od rastojanja od mesta akcidenta. Nepodesnim izborom ove vre;lnosti može da se podceni bilo ista- loženi materijal na zemljištu, bilo brzina opadanja sadržaja aktivnog materijala oblaka. Kako bi se izbeglo bilo kakvo podcenjivanje, aktivnost oblaka

če se računati za faktor V = 0,0 što.predstavlja gornju granicu za razno- g šenje, dakle ne uzimajuči u račun siromašenje oblaka zbog taloženja. Taloženje če se računati pak samo za V =0,01 m/^ec. g

9.4. Spoljne zračenje radioaktivnog oi'laka

Dozu zračenja koju bi primiln nezaštićena osoba pri prolasku radioaktivnog oblaka moguće je proceniti rttčunajući da je oblak beskonačnih dimen- 45

zija jednake koncentracije radioaktivrtog materijala u svim tačkama. Uprošće-

na formula daje: ^ Y.E.10*' D " —— 1^,8 gde je D ekvivalentna doza od gama zračenja izražena u Sv, ukupna 3 : koncentracija u GBq sec/m a E erednja energija gama zračenja u MeV. Za sred- nju energiju je usvojena vrednost E =:1

Na isti način je moguće tret}.rati i doze beta zraka koje će primiti

lice pri prolasku radioaktivnog oblaka. Pošto je energija beta zračenja približno ista kao i gama, i primljena doza biće približno iste vrednosti. S obzirom na površinsku apsorpciju beta zračenja može se smatrati da će posledice dejstva beta zračenja biti blaže^

Razmatrajući ukupne spoljne doze beta i gama zračenja iz radioaktivnog oblaka moguće je zaključiti da su one vise od graničnih doza samo u neposrednoj okolini reaktorske zgrade, Stoga za slučaj reaktorskog adcidenta ova vrsta uticaja neće imati značajnih posledica po širu okolinu reaktora.

9.5. Spoljno zračenje fisionih produknta istaloženih na zemljištu ! Izračunavanje doze koje bi primile osobe od zračenja fisionih produkata istaloženih na zemljištu po:;ie prolaska radioaktivnog oblaka, od znacaja je radi utvrdjivanja da li.je i za koje vreme potrebno izvršiti evakuaciju stanovništva sa kontaminiranog zemljišta.

Za odredjivanje ovog kriterijuma treba utvrditi najviše moguće vrednosti doza za ukupno vreme ekspozici;je, bez obzira na vreme trajanja boravka.

Očigledno je da će uslovi za evakuaci.ju biti odredjeni maksimalno dozvolje- nom dozom i realnim merenjima na terenu u slučaju akcidenta.

Spoljno zračenje deponovanog aktiviteta na zemljištu potiče .u naj- večoj meri od staloženih izotopa joda. Za prvih par dana jodu se pridružuje

i telur koji se takodje raspada U; izotop joda. Svi ovi izotopi emituju mešano beta i gama zračenje čije su cuergije od 0,4 - 1,5 MeV. Najveći

doprinos posle jednog dana raspada daju izotopi joda sa energijom zracenja

datom u Tabeli X. 46

TABELA X

Izotop T ^ Er /MeV/

8 d 0.4 77 h 1.5

i : Il33 21 h <, 0.5

Il35 6,7 h 1.3

Za izračunavanje ukupnog doprinosa pojedinih izotopa može se smatrati da srednja energija gama zraka iznos.i oko 1 MeV. Računajući sa ovim podacima hrzinu doze gama zračenja sa velike kontaminirane površine dobiče se podatak da bi ona iznosila na kraju prvog dana D = 0.56^tGy/sec (0.2 ?gg* )usled kontaminacije od 0.55 GBg/m .

Kako se iz proračuna može videti ova površinska kontaminacija pri najpovoljnijim uslovima taloženja postojala bi približno u neposrednoj okolini IBK (300 - 400 metara oko reaktora).

Doze beta zračenja od deponovanog aktiviteta na zemljištu ne bi bile veće od gore izračunatih doza za gama zračenje. Osnovni razlog ovome je mali domet beta zraka u vazduhu i relativno niska koncentracija deponovanog materijala. Radi toga osnovne indikacije za evakuaciju sa kontaminiranog terena biće doze gama zračenja č:me če se automatski zadovoljiti i uslovi zaštite od beta zračenja.

9.6. Radijaciona situacija posle akcidcnta

Radijaciona situacija posle uretpostavljenog udesa definisana je narednim tabelanta sa rezultatima. Raspodela ukupne koncentracije u oblaku za dve tipične vremenske situacije okž)rakterisane sa:

Situacija A: vetar: srednja brzina 5:n/sec; 9 = 20 , i o Situacija B: vetar: srednja brzina 2;n/sec; 6 = 5, 47

pod uslovom da je osiobadjanje radioaktivnog oblakanastalo 1 sat po akcidentu,

dato je u Tabeli XI.

TABELA XI

2 Rastojanje Ukupna koncentracija /GBq sec/m / (u smeru vetra) Situacija A Situacija B 20 6,1.10^ 61,0.10 50 1,52.10 15,2.10 100 540 5,4.10 200 190 1,9.10 500 48 480 1000 17 170 2000 6.1 61 5000 1.6 16 10000 0.5 5 20000 0.2 2

Ekvivalentne doze usled gama zračenja i.y: radioaktivnog oblaka date su u Sv u

Tabeli XII.

TABELA XII

Rastojanje /m/ Situacija A Situacija B

20 0.45 4,5 50 0.11 1.1 100 0.04 0.4 200 0.014 0.14 500 0.0035 0.035 1000 0.0013 0.013 2000 0.0004 0.004 48

Radi stvaranja slike o težini situacije ove se cifre mogu uporediti

sa graničnom godišnjom ekvivalentnom dozom za profesionalno osoblje, a ona

prema preporukama IAEA iznosi 5 rem čemu odgovara 0.05 Sv . Vidi se da se

godišnja profesionalna doza može primiti tokom akcidenta na ovaj nacin samo

u bližoj okolini reaktora, ne vodeći računa o doprinosu udisanja ili drugih

oblika kontaminacije.

Sličan zaključak važi i za opasnost od ozračivanja usled natalo-

ženog radioaktivnog materijala u okolini reaktora.

Nataloženi radioaktivni materijal posle prvog dana dat je u Tabeli XIII.

TABELA XIII

Rastojanje Ukupno nataloženi materijal /GBq/m / /m/ Situacija A Situacija B Cs Sr Sc Sr 131 137 9o 137 9o

20 2,1 3,8.10 1,9.10* 21 38.10 19.10*'

50 520.10* 0.94.K 0,47.10*' 5.2 9,4.10-' 4.7.10 ' *3 100 186.10 0,34.: 0,17.10*' 1,86 3,4.10 1.7.10*'

200 65.10*' 0,12.10 0,06.10 ' 650.10*' 1,2.10*' 0.6.10*-' -3 -3 —3 —3 —3 500 16.10 0,03.10* 0,015.10 164.10 0:,3.10 0,15.10*' -6 1000 5,8.10 10.8.10 5.4.10 58.10 108.10*' -3 -6 -3 -6 19.10* 2000 2,1.10 3,8.10 1.9.10*' 21.10 38.10 -3 -6 -6 5000 0.49.10* 5.10*' 9.8.10*' 4.9.10 0.5.10 0.98.10 -1 10000 0.17.10*' 1.7.10 3,4.10*' 1.7.10 0.97.10* 0.34.10* -3 -6 -6 20000 0.06.10* 0.7.10 1.2.10 0.6.10 0.07.10* 0.12.10*

Za razliku od dejstva radioaktivnog oblaka, koji je pru'-azan i deluje kratkotrajno, glavna opasnost od nataloženog radioaktivnog materijala je njegovo dugotrajno delovanje i mogučnost njegovog unošenja u čovečiji organizam kroz hranu i mleko.

Ovim su naročito ugrožena deca i odojčad, a posebno je opasan jod, koji irna osobinu da se nagomilava u tiroidnoj žlezdi. 49

Stoga se boravak dece u zoni radioakti-vnor; oblaka ne dopušta ako koncentracija joda predje 0.2 GB9 sec/m^. Vidi se iz Tabele XIII da će ova koncentracija biti dostignuta na nekoliko stotina metara od reaktora te potreba za evakuacijom okoline IBK uglavnom neće postojati. Granice za kontaminiranje hrane stalože- nim aktivitetom prostiru se znatno dalje van ograde IBK, pošto su za to dozvoljene doze daleko niže. Polazeći od usvojenih normi za kvalitet povrća a s obzirom na kontaminaciju usled akcidenta drugirr. izotopima osim I , povrće u kontamini- ranoj zoni ne bi bilo upotrebljivo, u pojasu koji se prostire oko 4-6 km od -5 2 mesta udesa.Zagadjenje povrća jodom ne ntne preći 5.10 Ci/m , računato na izotop —5 —2 joda I . Tome odgqvara 0,19.10 TBq odnosno 0,19.10 GBq. Iz Tabele XIII vidi se da će u slučaju stabilnog vremcna i inverzije ta kontaminacija postojati i na udaljenju od oko 10 km od reaktora. Jedan od kriterijuma za upotrebu mleka -7 2 je kontaminacija jodom I---, koja na pašnjacima ne sme preći 7.10 Ci/m , odnosno -7 2 0.26-10 TB /m . Iz Tabele XIII vidi se da se oblast neupotrebljivog mleka(odnosno neupotrebljivih pašnjaka) prostire do oko 50 km za slučaj stabilnih vremenskih uslova. Uticaj izotopa Cs i Sr na kontaminiranje mleka daleko je blaži nego uticaj joda.

10. ZAKLJUČAK

Analizirano je najpre postoječe stanje koje vlada na teritoriji Beograda oko reaktora u Vinči, a koje je merodavno za procenu radijacione situacije u okolini. Posebno su razmotrene karakterint.ike lokacije kao i demografske i me- teorološke prilike okoline. Data je slika sadašnjeg radiološkog stanja okoline sa stanovišta ustaljene situacije posle dvadesetogodišnjeg rada reaktora u Vinči. Sadašnja radiološka situacija se može smat;rati zadovoljavajućom i sa stanovišta IBK i sa stanovišta Beograda i njegovih stanovnika koji žive u bližoj i daljoj okolini nuklearnih reaktora u Vinči. : Razmotrena je potom hipotetička udesna situacija usled akcidenta koji može da nastane na reaktoru. Odabran je za analizu mogući akcident stapanja goriva sa najtežim posledicama, pa su posebno analizirane te posledice i pogor- šanje radijacione situacije na teritorijj. Beograda. Analiza pokazuje da se kritično pogoršanje radijacione situacije, uz potrebu evakuacije dela terena, ograničava na teritoriju Instituta "Boris KidriS"

50 -

ineposrednu nenaseljenu okolinu a možda;i najbliže delove sela Vinče.

Visoke primljene doze mogle bi tiiti konstatovane samo medju reaktorskom posadom i iterventnom ekipom ako bi duže vremena bila u ugroženoj zoni.

Rasuti radioaktivni materijal u:okolinu ne bi delovanjem neposrednim zračenjem stvarao značajne doze. Znatno Veći uticaj bi bio moguć preko kontaminacije ljudske i stočne hrane. Zbog zagadjenja radioaktivnim jodom, postojala bi potreba isključenja iz upotrebe povrća i mleka sa kontaminirane zone. U nepovolj- nim uslovima sektor iz koga bi se isključila upotreba povrča protezao bi se i do radijusa od 10 km. a za korišćenje pašnjaka i mleka i do 50 km. Značajnijeg uticaja na život na teritoriju grada ne hi trebalo očekivati osim psihološkog, i koji bi mogao biti znatan. Za vanredne prilike, kada bi se mogla očekivati i eventualno razaranje reaktorske zgrade reaktora RA, trebalo bi pre toga obustaviti rad reaktora i preduzeti predvidjene mere. Time bi se potpuno izbegle posledice koje bi mogle da prevazidju razmotrenu situaciju. Ako tse takve pripreme-ne bi obavile moguće x i bi bile i daleko teže posledice od ovih nnaliziranih ,sa dugotrajnim uticajem na

život stanovnika Beograda pa i daljih nanelja. Takav udes bi se morao analizirati u narednoj fazi ovoga zadatka. LITERATURA

1. Izveštaj o analizi sigurnosti rada renktora RA: N. Raišič IZ-213-0322-1963 (1963)

Interna dokumentacija IBK.

2. M. Milosevic: Analiza sigurnosti rada reaktora RA za probni rad (1980). Int.

dok. IBK. :

3. 0. Šotič, M. Pešić, S. Vranić: IzveHtnj o sigurnosti istraživačkog reaktora

RB (1979).

4. D. H. Slade: Meteorology and Atomic Hnergy,USAEC (1968).

5. xxx Safety in Nuclear Power Plant Si ting,IAEA No 50-C-S. Vienna, 1978.

6. J.B. Hoag: Nuclear Reactor Ecperiment'.?:, New York, 1958.

7. J.Rust, L.E. Weaver: Nuclear Power Safety, New York, 1976. nouke'„Berts fah §22