radioaktív szennyezés 5ea

5/11/2018 Radioakt v szennyez s 5ea - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/radioaktiv-szennyezes-5ea 1/34

Radioaktív

szennyezés5. ea



Radioaktív szennyezésSugárzás jellemzője: minden külső behatás nélkül állandóan

sugároznak.3 típusa van:1, α –sugár (Hélium atommagokból áll)- Ionizáló hatása nagy, legveszélyesebb- Hatótávolsága kicsi- A nagy sebesség és mozgási E magyarázza a sugarak viszonylag

nagy áthatoló képességét- Csak az emberi szervezetbe bejutva káros

2, β –sugárzás (elektron)- Közepes ionizáló hatás

- Közepes hatótávolság (levegőben 40-60 cm)- Közepes terjedési sebesség- Elektronsugárzás- Egy alumíniumlemez elnyeli



3, - sugár (foton)

- Nagy energiájú

- A gerjesztett magból eredőelektromágneses sugarak

- Az ionizáló hatásuk a legkisebb, viszont ahatótávolságuk a legnagyobb.

- A gamma-sugárzás erőssége az útjasorán folyamatosan csökken.



1. Alfa-bomlás során az atommagbólegy hélium atommag (erősen kötött 2

proton és 2 neutron) válik ki. Erősen

ionizáló, viszont a hatótávolságalevegőben 1 cm alatti.

2. Béta-bomlás során azatommagban neutronból lesz proton,elektron kibocsátása közben. Így a

béta-sugárzás valójábanelektronsugárzás. Közepesenionizáló hatású, hatótávolságalevegőben pár 10 cm.

3. Gamma-bomlás során energia

távozik nagy energiájú fotonként. Azelőbbiek kísérőjelensége szokott

lenni. Hatótávolsága levegőben

praktikusan végtelen, a nagytömegszámú elemek (általában ólom)

gyöngítik hatékonyan.



Radioaktív szennyezés

Főbb tulajdonságok: - Bomlási állandó: egyenlő idő alatt az

atomoknak mindig ugyanakkora hányadabomlik el.

- Felezési idő: ha bomlás jellemzésére a

felezési időt használjuk, akkor azt kellmegadni hogy a kiinduláskor a meglévőatomok fele annyi idő alatt esett szétradioaktív bomlás következtében.



A radioaktivitás mértékegységei:

A radioaktív sugárforrás aktivitásának mértékegysége abecquerel (Bq), 1 Bq =1 bomlás/másodperc.

Az időegységenként azonos számú részecskét kibocsátó

különböző sugárforrások nagyon különböző energiávalsugározhatnak. Ezt jellemzi a második egység, a gray (Gy), amely a céltárgyba érkező sugárzás energiáját, az

abszorbeált dózist méri.

A különböző sugárzások különböző mértékben károsítják az

élő szervezeteket, még akkor is, ha az elnyelt sugárzás

energiája azonos pl. egy Gy alfa-sugárzás hússzor annyikárosodást okoz mint 1 Gy béta-sugárzás.



A károsító hatás mértékét fejezi ki a dózisegyenérték, egysége asievert (Sv), amely a grayben kifejezett abszorbeált dózis és arelatív biológiai hatékonyság (relative biological effectivenes,RBE) faktor szorzata.

A munkahelyeken és a környezetben megengedhető sugárzásmértékét sievertben adják meg.

A mértékegységek neve és definíciója:

Fajlagos aktivitás: tömegegységre jutó bomlások számamásodpercenként (Bq/g, Bq/kg stb.),

Aktivitás koncentráció: térfogategységre eső aktivitás (Bq/m3,Bq/l stb.),Felületi aktivitás: felületegységre eső aktivitás (Bq/cm2, Bq/m2

stb.).



Radioaktív szennyezésSzennyező források:

- Természetes- Mesterséges

Természetes:

- Egyes kőzetek tartalmaznak radioaktív izotópokat, ezt asugárzást terresztikus sugárzásnak nevezzük.- A világűrből a földre érkező nagy energiájú kozmikus

sugárzás.- Izotópok:

40K: ez lényegesen meghaladja a többi természetesenelőforduló izotópot 14C: sugárzási energiájuk kicsi.



Radioaktív szennyezés238U, 235U, 232Th: gránitban, szénben, agyagban

természetes módon fordulnak elő. Nagytömegszámú elemek.

Az uránnak két természetes izotópja található mega Földön, a 235-ös és a 238-as tömegszámú.

A Föld keletkezésekor azonos arányban (1:1)voltak jelen, majd az idők folyamán ez az arány

jelentősen eltolódott, mert a 235U felezési ideje

700 millió év, míg a238

U felezési ideje 4,5 millióév. Vagyis a 235U gyorsabban fogy.

226Ra, 222Rn 220Rn: építőanyagban, épületekbenfelhalmozódva okoznak sugárzási problémákat.



Radioaktív szennyezésMesterséges eredetű radioaktív izotópok:

Kísérleti nukleáris atomrobbantások: az atomfelhőben levő radioaktívanyagok jelentős része a sztratoszféráig emelkedett, és onnan számospontra eljutott.Pl.: 1976. szeptember 26. Kínában végrehajtott robbantást követően,októberben, Magyarországon szedett növényi mintákon nagyságrenddelnagyobb volt a szennyezettség.

1. a töltet maradványai (U és Pu izotópok)2. a magreakciók eredményeként a környező anyagokban(bombaköpeny, talaj) keletkező aktív anyagok 3. hasadási termékek – ez a legsúlyosabbTartós sugárterhelést a 14C, 90Sr, 137Cs okoz.

Jellemzőik: - Nukleáris robbantásokból származnak- Magas felezési idejű izotópok - A nagy energiájú atomok robbantása során még a troposzféra feletti

rétegekbe a sztratoszférába is eljutnak.

- Atomerőművek hibás működésénél is keletkezhetnek.



Radioaktív szennyezésHatás dózis összefüggés:1. Gray:

1 sugárbetegség3< a bőrön égési sebek 8< halálos a kialakuló fertőzések miatt 500 azonnali halál

2. Sievert:2 mSv/év: Jellemző háttér Ausztriában 3 mSv/év: Jellemző háttér Európában 2,9 mSv/év: A nukleáris iparban dolgozók átlagos terhelése5,0 mSv/év: Az uránbányászok áltagos terhelése7,5 mSv/év: A repülőszemélyzet átlagos terhelése

10 mSv/év: A maximálisan megengedett dózis uránbányákban20 mSv/év: A maximálisan megengedett dózis a nukleáris iparban350 mSv/év: Kitelepítési határérték Csernobilban1000 mSv/év: Rövid idejű dózisban sugárbetegséget okoz 5000 mSv/év: 1 hónapon belül az emberek 50%-ának halálos10.000 mSv/év: Napokon belül halálos



Radioaktív szennyezésNUKLEÁRIS LÉTESÍTMÉNYEK:

A Paksi Atomerőmű négy reaktorblokkja A hazai villamosenergia-termelés meghatározó létesítménye.Helyszín: PaksÜzemeltető: Paksi Atomerőmű Rt. Típus: VVER-440/213Teljesítmény: 4x460 MWeElső kritikus állapot: 1. Blokk 1982, 2. Blokk 1984, 3. Blokk 1986, 4.Blokk 1987

Az Oktatóreaktor Az Oktatóreaktor fő feladata a Budapesti Műszaki ésGazdaságtudományi Egyetem és más magyar felsőoktatási

létesítmények hallgatóinak és doktorandusainak képzése.Helyszín: BudapestÜzemeltető: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem,Nukleáris Technikai Intézet Típus: Medence (pool)Teljesítmény: 100 kWth

Első kritikus állapot: 1971

http://www.atomeromu.hu/

http://www.reak.bme.hu/




http://www.atomeromu.hu/



Radioaktív szennyezésA Budapesti Kutató Reaktor

A KFKI Atomenergia Kutatóintézetében működő BudapestiKutatóreaktor a magyar fizika egyik legjelentősebb kutatásinagyberendezése.Helyszín: BudapestÜzemeltető: KFKI - Atomenergia Kutató Intézet Típus: Tartály (tank)Teljesítmény: 10 MWthElső kritikus állapot: 2 MW bővítve (1959), 5 MW (1967), 10 MW(1993 rekonstrukció után)

A Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolója A létesítmény feladata a Paksi Atomerőmű üzemeltetése soránkiégett fűtőelem-kazetták 50 éves átmeneti időtartamra való

tárolása.Helyszín: PaksÜzemeltető: Radioaktív Hulladékokat Kezelő Közhasznú Társaság(RHK Kht.) Típus: moduláris kamrás száraz tárolóKapacitás: 450 fűtőelem kazetta modulonként Nincs kritikusság, 1997 vége óta üzemel

http://www.kfki.hu/

http://www.rhk.hu/

http://www.rhk.hu/

http://www.rhk.hu/

http://www.rhk.hu/

http://www.kfki.hu/

http://www.kfki.hu/

http://www.kfki.hu/

http://www.kfki.hu/



Radioaktív szennyezésA Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézete(MTA ATOMKI) Debrecen

Műszerek: Részecskegyorsítók

MGC-20E Ciklotron5 MV-os Van de Graaff gyorsító (VdG-5)1 MV-os Van de Graaff gyorsító (VdG-1)

ECR (Elektron Ciklotron Rezonancia) ionforrás

Mag- és asztrofizikai Laboratórium Hasított pólusú mágneses spektrométer protonok, illetve nehézionok méréséreNagy szórókamra Si detektor teleszkópokkalDIAMANT, könnyű töltött-részecske detektor rendszer

Obelisk repülési idő spektrométer hasadási termékek méréséreCLOVER típusú gamma spektrométerek BGO anti-Comton árnyékolóval2 darab Canberra GR10024 N-típusú 100% relatív hatásfokú koaxiális HPGe detektrorGL2015R típusú LEPS-alacsony energiás gamma spektrométerNagyenergiás (5-20 MeV) elektron-pozitron pár spektrométerSzupravezető mágneses elektron spektrométer ELENA neutron repülési-idő spektrométer

Leybold UNIVEX 350 vákuumpárologtató




Paksi Atomerőmű működési vázlata, reaktora:

Az atomerőművek felépítése hasonlít a hagyományoshőerőművekéhez, hiszen mindkettő esetében akazánban (ill. reaktorban) felszabaduló hőt valamilyen

hűtőközeggel szállítatjuk el, és azt gőz termelésérehasználjuk fel.

Ez a gőz azután a turbina forgólapátjaira kerülve meghajtjaazokat, és ebből a mozgási energiából termel villamosenergiát a generátor. A gőz a kondenzátorba kerül, ahollecsapódik, újra folyékony halmazállapotúvá alakul. Azígy lehűlt víz előmelegítés után újra a visszajut akazánba, illetve nyomottvizes atomerőmű esetén agőzfejlesztőbe.



A ma leginkább elterjedt energetikaireaktor típusok:

Könnyűvizes reaktorok: ezekben mind a moderátor,mind a hűtőközeg könnyűvíz (H2O). Ebbe a típusbatartoznak a nyomottvizes (PWR: Pressurized WaterReactor) és a forralóvizes (BWR: Boiling Water Reactor)

reaktorok.Nehézvizes reaktorok (pl. CANDU): a moderátor, és ahűtőközeg is nehézvíz (D2O).Grafitmoderátoros reaktorok: ezen belül a gázhűtésű reaktorok (GCR: Gas Cooled Reactor), és a könnyűvíz

hűtésű reaktorok (RBMK).Egzotikus reaktorok (gyors tenyésztőreaktorok ésegyéb kísérleti berendezések).Újgenerációs reaktorok: a jövő reaktorai

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/pwr.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/bwr.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/candu.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/gr.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/rbmk.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/rbmk.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/gr.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/candu.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/bwr.htm

http://www.atomeromu.hu/mukodes/tipusok/pwr.htm



1 Reaktortartály 8 Frissgőz 14 Kondenzátor

2 Fűtőelemek 9 Tápvíz 15 Hűtővíz

3 Szabályozórudak 10 Nagynyomású turbina 16 Tápvíz szivattyú

4 Szabályozórúd hajtás 11 Kisnyomású turbina 17 Tápvíz előmelegítő

5 Nyomástartó edény 12 Generátor 18 Betonvédelem

6 Gőzfejlesztő 13 Gerjesztőgép 19 Hűtővíz szivattyú

7 Primer köri keringtető szivattyú

NYOMOTTVIZES REAKTOROK




A primer körben (sötétkék ) a vizet nagyon nagy nyomáson tartják (130-150 bar),emiatt az még a magas üzemi hőmérsékleten (300-330 oC) sem forr fel. (A magasprimer köri nyomásról kapta a típus a nevét.) Az állandó nyomást a nyomástartó

edény (térfogatkompenzátor) biztosítja.Nyomásnövekedés esetén lehűlt hűtővízből fecskendeznek be atérfogatkompenzátorba, aminek a felső részében gőz van, melynek nyomása ígylecsökken.) A primer köri víz az ún. gőzfejlesztő kis átmérőjű csöveiben átadja hőjét a szekunder kör vizének, azaz lehűl, majd alacsonyabb hőmérsékleten jut vissza a reaktorba.



A szekunder körben levő víz nyomása sokkal alacsonyabb (40-60 bar),mint a primer körben lévőé, emiatt a gőzfejlesztőben a felmelegedett víz

felforr(piros).Innen kerül (cseppleválasztás után) a gőz a nagynyomású, majd akisnyomású turbinára.

A turbinából kilépő gőz a kondenzátorban cseppfolyósodik, ahonnanelőmelegítés után újra a gőzfejlesztőbe kerül.




A primer és a szekunder kör vize nem keveredik egymással!

A gőzfejlesztőben is csöveken keresztül adódik át a primer oldal hője. Ígyelérhető, hogy a hűtőközegbe került radioaktív anyagok a primer körben

maradjanak, és ne kerülhessenek a turbinába és a kondenzátorba.Ez egy újabb védőgát a radioaktív szennyeződések kijutása ellen.

A nyomottvizes reaktorokban az üzemanyag általában alacsonyan (3-4 %)dúsított urán-dioxid, néha urán-plutónium-oxid keverék (ún. MOX). A nyomottvizes a legelterjedtebb reaktortípus: a világon jelenleg üzemelő

atomreaktorok összteljesítményének mintegy 63.8 %-át adják.



Forralóvizes reaktor:A moderátor és a hűtőközeg szerepét is könnyűvíz (H2O) tölti be. A reaktortartályban a vízegy része elforr, így az aktív zónából víz-gőz keverék lép ki. Az így termelt gőz közvetlenül

a turbinára kerül, ezért a vizet és a gőzt szét kell választani (a gőzben lévő vízcseppek

károsítják a turbinát). A turbinából kilépő gőzt a kondenzátorban cseppfolyósítják, majd

előmelegítés után a reaktorba vezetik. A reaktortartályban el nem gőzölgött víz areaktorzónán kívül újra lefolyik a tartály aljára, ahol összekeveredik a visszaszivattyúzotttápvízzel.

1 Reaktortartály 5 Szabályozórúd hajtás 9 Kisnyomású turbina 13 Hűtővíz

2 Fűtőelemek 6 Frissgőz 10 Generátor 14 Tápvíz előmelegítő

3 Szabályozórúd 7 Tápvíz 11 Gerjesztőgép 15Tápvízszivattyú

4 Keringtető szivattyú 8 Nagynyomásúturbina

12 Kondenzátor 16 Hűtővízszivattyú

17 Betonvédelem



Mivel a reaktorban megengedett a víz elforrása, a nyomás kisebb, mint a

nyomottvizes reaktoroknál: kb. 60-70 bar. Az üzemanyag többnyire urán-oxid.A friss üzemanyag dúsítása általában kisebb, mint a nyomottvizes típusnál.Hatásfokuk 33-35%. Előnye ennek a típusnak, hogy - mivel ez a legegyszerűbbelvi felépítésű típus - a beruházási költségek viszonylag alacsonyak. A világon ma működő atomreaktorok összteljesítményének 22,5 %-át adjákforralóvizes reaktorok.



Radioaktív szennyezésA kiégett üzemanyag és a nagy aktivitású

radioaktív hulladékok kezelése1966-ban megkötött magyar-szovjet kormányközi egyezmény és az1994-ben aláírt jegyzőkönyv szerint az orosz fél vállalja, hogy átveszi amagyar kiégett fűtőelem-szállítmányokat, a magyar fél pedig vállalja,hogy az atomerőmű üzemeltetéséhez szükséges új fűtőelemeketOroszországtól vásárolja. Az eredeti szerződés kikötéseitől eltérően az

illetékes orosz hatóságok az 1990-es években azt kívánták, hogyMagyarország vegye vissza az újrafeldolgozáskor keletkező radioaktívhulladékot és egyéb melléktermékeket. Magyarországnak azonban

jelenleg nem áll rendelkezésére megfelelő létesítmény a nagy aktivitású,hosszú élettartamú hulladék elhelyezésére.

A Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolója (KKÁT) szükség szerint bővíthetőszáraz tároló. Az első tizenegy modul (egyenként 450 kazettakapacitással) már üzemel, és 2004 végén már 3767 kiégett kazettáttárolt. A létesítmény 50 évre lehetővé teszi a Magyarországon keletkezőkiégett kazetták tárolását.



A kis- és közepes aktivitású radioaktívhulladékok kezelése

A geológiai, műszaki biztonsági és gazdasági vizsgálatok alapján 1996-banBátaapáti (Üveghuta) térségében egy felszín alatti, gránitba mélyített tároló,valamint Udvari térségében, löszben, egy felszíni tároló létesítését javasolták. A biztonsági elemzések alapján sugárvédelmi szempontból minda felszíni, mind a felszín alatti tároló létesítése járható útnak bizonyult,mindazonáltal előnyösebbnek mutatkozott a Bátaapáti (Üveghuta)térségében létesítendő felszín alatti tároló koncepciója. A NemzetiRadioaktívhulladék-tároló megnyitó ünnepségére 2008. október 6-án kerültsor.

A Radioaktív Hulladék Feldolgozó és Tároló

A püspökszilágyi Radioaktív Hulladék Feldolgozó és Tároló 1976-bankezdte meg működését; feladata az egészségügyből, kutatásból, oktatásiés ipari alkalmazásokból származó radioaktív hulladék elhelyezése volt.2004 végére a telephely eredeti tárolókapacitása megtelt.



Radioaktív szennyezésProblémák:

Kitermelés során:Az uránérc urántartalma igen alacsony (0,1-0,2 %), nagy mennyiségetkell kitermelni, sok lesz a meddő, ami még jelentős radioaktív anyagottartalmaz. A meddőhányókból a szél, a víz elszállíthatja a radioaktívport.

Üzemelés során:légköri kibocsátáshűtővíz szennyeződése A Paksi Atomerőmű Dunába bocsátott emissziója az ivóvíznormáknak isalatta marad.elhasznált fűtőelemek végleges tárolása sehol a világon nem megoldott. A nagy aktivitású hulladék az összes hulladék tömegének 1 %-a, azösszes radioaktivitás 99 %-a, élettartamuk több ezer év. A paksi kiégettfűtőelemeket ötévi pihentetés után Oroszországba szállították véglegestárolásra. Jelenleg ez nem megoldott, átmeneti tárolók vannak.A kis- és közepes aktivitású hulladék elhelyezését nem a radioaktivitás,hanem a nagy tömeg nehezíti.



Radioaktív szennyezésBalesetek:

A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség megalkotta a Nemzetközi Nukleáris

Esemény Skálát, mely 7 kategóriát tartalmaz.0 skála alatt1 rendellenesség2 üzemzavar3 súlyos üzemzavar4 elsősorban létesítményen belüli

baleset5 telephelyen kívüli kockázattal járóbaleset6 súlyos baleset7 nagyon súlyos baleset

- 1957. Egyesült Királyság, Sellafield, 5. fokozat- 1979. USA, Three Mile Island: 5. fokozat, areaktorzóna károsodott- 1980. Franciaország, Saint-Laurent: 4. fokozat- 1986. Szovjetunió, Csernobil: 7. fokozat

- 1989. Spanyolország, Vandellos: 3. fokozat



Radioaktív szennyezésRadioaktivitás hatása az élővilágra: Ember:- Izotópok belégzése és ülepedés révén károsítanak- Hidroszféra kölcsönhatásai miatt a 40K, 235U, 223Ra, 14C felhalmozódnak

ill., a táplálékláncban feldúsulnak.- Az emberi test radioaktivitása életkortól és táplálkozástól függ.- Az embert érő sugárhatás lehet természetes vagy diagnosztikai (pl.:

röntgen).- A Sr a csontokat, a Cs az izmokat károsítja.

Talaj: - 90Sr, 137Cs geológiai viszonyok és mesterséges hatás következtében jönlétre.

- A szennyezőanyag megkötődését, lemosódását a talaj szemcsemérete,kémiai jellemzői határozzák meg. - A felsőbb művelt rétegben nagyobb koncentrációban van jelen.



Radioaktív szennyezésNövény:

- Belégzés és ülepedés révén jutnak el a növényekhez(magnifikáció), /természetes és mesterséges anyagokegyaránt/ - A talajból és levegőből veszi fel a szennyezőanyagot.

- Függ: faj, tenyészidő, fejlettségi állapot

Állat: - Takarmánnyal, belégzéssel,ivóvízzel veszik fel. - 40K,137Cs, 90Sr- A srtoncium szennyezettség a sertés < baromfi <szarvasmarha < juh < hal irányában növekszik.



Radioaktív szennyezésA radioaktivitás hatásai:

Szomatikus és genetikus károsodást idézhet elő. Befolyásolja:- Sugárzás nagysága- Sugárzás típusa, E- ja, időtartama,- Sugárzás intenzitása

- Besugárzott testrész nagysága, fontossága, érzékenysége

1. Szomatikus prompt hatások.2 Sv: küszöbérték7 Sv biztos halál

2. Szomatikus késői hatás Nem egyszerű a közvetlen összefüggést kimutatni, később jelentkezik,egyszeri vagy ismételt kis dózishatás következményeként jelentkezik.idült bőrgyulladás, szemlencsehomály, leukémia, rák. genetikai ártalom: spontán vetélés, öröklött genetikai betegség




Genetikai károsodás, ártalom:Öröklődés alapvető elemeire, génekre éskromoszómákra gyakorolt hatáson alapul.

Kétszerező dózis: öröklött betegségekelőfordulását megduplázza (0,2-0,3 Sv).

Küszöbdózis: hatás bekövetkezésénekvalószínűségét fejezi ki.




Védekezés a radioaktivitás káros hatásai ellen:

1, Külső sugárterhelés: - sűrűn kell szellőztetni, ha építőanyagból származik asugárzás. Rn=radon: beltéri felhalmozódása ellen.

- a meddőhányók biztonságos kezelése: meddő anyagbefedése növényzettel, talajjal.- fűtőelemek végleges elhelyezése, megfelelő tárolása - kozmikus sugárzás: alacsonyan fekvő lakóházakkal

- kibocsátás ellenőrzése, hatásági szabályozás - diagnosztikai terhelések lehetőleg minimálisak legyenek.- kevesebb röntgenfelvétel.




2, Belső sugárterhelés:

- a sarkkörökön jelentős a felhalmozódottcézium mennyisége

- állati eredetű táplálékot fogyasztókcsontjaikban lényegesen kevesebb 90St(stroncium) akkumulálódik, mint avegetáriánusokéban.

- nagy sugártartalmú növényevő halakkiszűrése



Köszönöm a figyelmet!

radioaktív szennyezés 5ea

Documents