Вестник Кольского научного центра РАН. 2009, №1.

Исследование аспектов ядерной и радиационной безопасности подземных хранилищ ОЯТ и ВАО, размещаемых в геологических формациях региона Исследования аспектов ядерной и радиационной безопасности подземных хранилищ ОЯТ и ВАО, размещаемых в геологических формациях региона, были направлены, главным образом, на разработку научных основ безопасности подземных хранилищ РАО и ОЯТ на базе адаптации методов теоретических исследований, нашедших применение в ядерной технологии и реакторостроении, включая разработку математических моделей подземных хранилищ. Вопросы ядерной безопасности. Одной из основных научных задач в рамках исследований, направленных на изучение ядерной безопасности при долговременном хранении ОЯТ в геологических формациях региона, является изучение ядерно-физических эффектов и оценка глубины подкритичности в модулях хранилища ОЯТ при различных конструктивно-компоновочных решениях. Для решения этой задачи в Горном институте используется методология, основанная на специализированных реакторных программах КРАТЕР и РИТМ, которые были модернизированы и адаптированы с учетом специфики задач по обоснованию ядерной безопасности подземного объекта хранения ОЯТ [2, 3]. В задаче обоснования ядерной безопасности хранилища ОЯТ основное внимание было уделено изучению нейтронно-физических процессов для условий хранения топлива в чехлах, которое представляет научно-практический интерес с точки зрения специфики факторов, определяющих ядерно-физические характеристики системы хранения ОЯТ. Расчетно-теоретические исследования нейтронных полей в системе «упаковка с ОЯТ - защитные барьеры» проводились для условий хранения чехлов с ОЯТ внутри встроенной конструкции, которая состоит из железобетонных стен и перекрытия. В перекрытие встроены стальные трубы - гнезда хранения [2]. Рассматривались два типа размещения гнезд хранения: в бетонном массиве (типа "Бетонный массив") и в воздушной среде (типа "КАСКАД"). При этом рассматривались как условия нормальной эксплуатации, так и аварийные ситуации, связанные с затоплением модулей хранилища водой. Результаты численных экспериментов иллюстрирует рис. 2, на котором представлены расчетные характеристики ядерной безопасности отсека хранилища, содержащего уран-циркониевое ОЯТ ледокольного флота. Рис.2. Характеристики ядерной безопас­ ности сухого хранения чехлов с ОЯТ в стальных трубах, размещаемых в модуле подземного хранилища в бетонном массиве (1) и воздушной среде (2) Приведенные данные показывают, в частности, что для условий нормальной эксплуатации (сухое состояние хранилища ОЯТ) нормативный уровень подкритичности (Kmf < 0,95) обеспечивается во всем рассмотренном диапазоне шага размещения гнезд хранения для обоих типов хранения без применения каких- либо инженерно-технических мероприятий по обеспечению ядерной безопасности. В большей степени специфику подземного хранилища ОЯТ отражают аварийные ситуации. Как видно из рис. 2 (пунктирные линии), в этих условиях нормативный уровень подкритичности достигается только для определенного диапазона значений шага размещения гнезд хранения. Таким образом, в результате исследования получены характеристики ядерной безопасности хранения чехлов с ОЯТ, позволяющие оптимизировать параметры компоновки упаковок с ОЯТ в модуле подземного хранилища, при которых обеспечивается гарантированный уровень безопасности за счет внутренне присущих хранилищу свойств безопасности (физические свойства защитных барьеров и определенное пространственное размещение упаковок с топливом). Исследования радиационной безопасности при эксплуатации подземного хранилища ОЯТ. В рамках задачи по изучению радиационной безопасности персонала подземного хранилища ОЯТ разработана методология описания прохождения ионизирующих излучений через защитные барьеры и выполнены расчетные исследования, целью которых являлась оценка эффективности встроенной конструкции в подземном модуле хранилища как основного инженерного защитного барьера в условиях хранения ОЯТ в отдельных чехлах. Оценка дозовой нагрузки на персонал от воздействия ионизирующих излучений проводилась для отсека встроенной конструкции в варианте хранения типа "КАСКАД". 48