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 radi- jacionu 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 zagadje- nja 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 radijaci- ona situacija menja u Beogradu i u njegovoj okolini. Ostavljajuči da se ana- liza 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 radijaci- onu 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. go- dine (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