ДЕЛЯЩИЕСЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ И УПАКОВОЧНЫЕ КОМПЛЕКТЫ
П-15.1. Регулирование перевозок делящихся и радиоактивных материалов
Действующие в настоящее время в Российской Федерации Правила перевозки ДРМ (ПБТРВ-73, ОПБЗ-83, ПВСР-92) основаны на Правилах МАГАТЭ, а в части безопасности практически полностью им соответствуют.
Для международных автомобильных перевозок применяется Европейское соглашение о международной дорожной перевозке опасных грузов (Правила ДОПОГ) Комитета по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии.
Железнодорожные перевозки ДРМ в России осуществляются по Правилами ОСЖД и соответствующим правилам безопасности для различных видов ДРМ (ПБТРВ-73 и ОПБЗ-83).
В России регулирование, надзор и контроль за перевозками ДРМ осуществляют несколько федеральных ведомств. Функции компетентного органа согласно перечню МАГАТЭ по состоянию на 1995 г. выполняет Минатом России, который осуществляет:
— организацию и координацию мероприятий в случае аварий и других чрезвычайных ситуаций при транспортировке ДРМ и др.
П-15.2. Основные делящиеся и радиоактивные материалы и их свойства
— альфа — излучение,
— гамма — излучение,
По основному (представляющему наибольшую опасность) виду ионизирующего излучения РАМ можно условно разделить на следующие 5 классов:
— РАМ, излучающие бета — частицы (бета — излучатели);
— РАМ, излучающие нейтроны;
П-15.2.1. Альфа — излучатели
При этом часть этих радионуклидов (самарий-147, гадолиний-148, −150, полоний-210, проактиний-231, плутоний-239, −240, нептуний-237) являются практически чистыми альфа — излучателями. Некоторые радионуклиды, кроме того, являются достаточно интенсивными источниками гамма — излучения сами или за счет дочерних нуклидов соответствующих рядов (радий-226, торий-232, уран-238). Большинство трансурановых радионуклидов являются к тому же и источниками нейтронов за счет спонтанного деления.
П-15.2.2. Бета — излучение
Некоторые из них практически чистые бета — излучатели (тритий, бериллий-10, углерод-14, фосфор-32, сера-35, хлор-36, кальций-45, никель-63, стронций-89, −90, иттрий-90, рутений-106, йод-129, прометий-147, самарий-151, тербий-160, тантал-182, вольфрам-185, осмий-191, ртуть-203, таллий-204 и др.). Остальные являются еще и гамма — излучателями.
П-15.2.3. Гамма — излучатели
Гамма — излучающими является абсолютное большинство радионуклидов. Из наиболее часто применяемых в промышленности следует отметить кобальт-60, церий-144, цезий-134, −137, иридий-192, селен-75, сурьму-124, европий-152, −154, тулий-170, радий-226. В Приложении 4 приведены перечень наиболее часто перевозимых радионуклидов и характеристики испускаемого ими гамма — излучения.
Нейтроны излучаются трансурановыми радионуклидами при спонтанном (самопроизвольном) делении. К наиболее интенсивным источникам нейтронов относятся: плутоний-238, −240, −242, −244, кюрий-242, −244, −246, −248, калифорний-250, −252, −254. Источником нейтронов является и отработавшее ядерное топливо, в котором накапливаются трансурановые элементы. Испускать нейтроны могут и радиоактивные материалы, содержащие в своем составе смесь интенсивных альфа — излучателей с легкими элементами, на которых может идти (a, n) — реакция, а также (y, n)-реакция. Наибольшие сечения этой реакции имеют бериллий, дейтерий и бор. Нейтронное излучение может оказывать сильное воздействие на организм человека как из-за своей значительной проникающей способности, так и вследствие того, что при равной дозе облучения нейтроны оказывают в 6 — 10 раз большее биологическое воздействие на организм человека, чем гамма- кванты.
Абсолютное большинство радионуклидов испускает несколько видов излучений (см. Приложение 13). Основной вклад во внутреннее облучение вносят альфа- и бета — излучения, а во внешнее — нейтронное и гамма — излучения. Все сказанное выше об альфа-, бета- и гамма — излучателях относится и к этому виду РАМ.
П-15.3.1. Назначение и основные свойства транспортных упаковочных комплектов
— надежная герметизация ДРМ в какой-либо емкости;
— снижение уровня излучения снаружи упаковки до допустимых значений;
— гарантированное предотвращение возможности возникновения самоподдерживающейся цепной реакции деления.
Требования к УКТ основаны на необходимости обеспечения условия соизмеримости уровня надежности УКТ с потенциальной опасностью перевозимого ДРМ, которая в свою очередь определяется:
— количеством (активностью);
— наличием, свойствами и количеством делящегося материала.
Транспортные упаковочные комплекты с радиоактивным содержимым, обозначаемые в транспортных документах как упаковки или радиационные упаковки, подразделяются на 5 основных типов:
— промышленные упаковки;
— упаковки типа В;
Упаковки для делящихся РАМ одновременно также относятся к одному из вышеперечисленных типов по международной классификации.
Каждый сертификат — разрешение, выданный компетентным органом, должен иметь опознавательный знак. Этот знак должен иметь следующий обобщенный вид:
где VRI — международный опознавательный код регистрации транспортных средств страны, выдавшей сертификат.
Для указания типа выданных сертификатов — разрешений применяются следующие коды типов:
B(U) — конструкция упаковки типа B(U) [B(U)F, если для делящегося вещества];
IF — конструкция промышленной упаковки для делящегося вещества;
T — перевозка;
В сертификатах — разрешениях на конструкцию упаковки, за исключением упаковочных комплектов, изготовленных согласно конструкции, утвержденной компетентным органом в соответствии с положениями Правил МАГАТЭ (1967, 1973 (исправленное)), к коду типа конструкции добавляются цифры «-85».
П-15.3.3. Категории транспортных упаковочных комплектов
По степени радиационной опасности:
<*> Рисунки не приводятся.
— категория III — желтая для упаковок, уровень излучения на поверхности которых больше 50 мбэр/ч (0,5 мЗв/ч), но не больше 200 мбэр/ч (2 мЗв/ч), транспортный индекс больше 1, но не больше 10 (рис. 15.1, в);
По степени ядерной опасности:
— упаковки II класса — являются ядерно безопасными при ограниченном числе упаковок, при любом размещении в нормальных условиях перевозки и в случае аварийных ситуаций, испытанных на нормальные условия перевозки;
П-15.4. Примеры использования типичных транспортных упаковочных комплектов
I — материалы, не подпадающие под действие Правил;
III — низкоактивные отходы;
V — источники радионуклидные;
К VI категории по степени потенциальной опасности можно также приравнять плутоний и высокоактивные отходы.
П-15.4.1. Материалы, не подпадающие под действие Правил
К таким материалам относятся радиофармацевтические препараты, наборы для радиоиммунного анализа, герметично упакованные небольшие контрольные источники, активированные образцы из исследовательских реакторов. При этом должны соблюдаться следующие ограничения:
— уровень излучения на поверхности упаковки не должен превышать 0,5 мбэр/ч (5 мкЗв/ч).
П-15.4.2. Урановые руды и концентраты, гексафторид урана и свежее реакторное топливо
При соблюдении условий, указанных в Правилах МАГАТЭ, руды и концентраты можно перевозить неупакованными или в обычных наиболее широко распространенных промышленных упаковочных комплектах, которые должны соответствовать только общим требованиям для всех упаковочных комплектов и упаковок. Специальные нормы эксплуатации при этом не предписываются.
6
Более того, UF загружается в жидком виде под давлением 0,4
После обогащения UF используется для изготовления свежего реакторного топлива. Опасность радиоактивного облучения от свежего топлива маловероятна, поэтому топливо можно перевозить в упаковочных комплектах типа А (на практике используются в основном УКТ типа В). Упаковочные комплекты для транспортирования топлива, содержащего обогащенный уран, должны также соответствовать требованиям к конструкции упаковочных комплектов для перевозки делящихся веществ (рис. 15.3 — 15.5).
Низкоактивные отходы содержат небольшие количества бета -, гамма — излучающих радионуклидов и представляют собой, главным образом, радиоактивно загрязненные предметы из лабораторий и госпиталей, такие как резиновые перчатки и другие предметы защитной одежды, ткани, пластмассовые мешки и покрытия, негодные или вышедшие из строя приборы. Уровень активности в большей части таких отходов настолько низок, что Правилами МАГАТЭ не предусматривается использование определенного типа упаковочного комплекта. Эти отходы могут перевозиться навалом. Однако для удобства и в качестве дополнительной меры безопасности большая часть их транспортируется в емкостях из фиброкартона, герметично упакованных в металлические бочки (рис. 15.6).
Радиоактивные препараты и генераторы радионуклидов широко используются в науке и медицине. Перевозки их (особенно генераторов технеция) являются достаточно интенсивными. При этом диапазон активностей транспортируемых ДРМ варьируется от нескольких кБк для использования в медицинской диагностике до десятков ГБк и выше.
П-15.4.5. Источники радионуклидные
П-15.4.6. Отработавшее ядерное топливо. Этот вид ДРМ привлекает наибольшее внимание средств массовой информации и всех заинтересованных групп населения. Ввиду высокой активности отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) в соответствии с Правилами перевозки ДРМ должно транспортироваться в больших стальных или свинцово — стальных УКТ типа B(U) или B(M). Для обеспечения требуемой Правилами перевозки ДРМ радиационной защиты масса УКТ может достигать 100 т. Такие упаковки очень прочны и могут выдерживать серьезные аварии.
Тепловыделяющие сборки (ТВС), содержащие ОЯТ, размещаются в контейнере в чехле или пенале. Чехол, иногда называемый скипом, обычно представляет собой решетчатую конструкцию, которая вставляется в контейнер и извлекается из него. В пенале сборки полностью герметизированы, что позволяет загружать в него дефектные сборки, из которых может выходить радиоактивный материал. Пенал удерживает потенциальное радиоактивное загрязнение в замкнутом объеме (рис. 15.8).
Высокоактивные отходы чаще всего образуются при химической переработке ОЯТ и содержат в основном продукты деления и актиниды. В состав таких отходов могут входить различные радионуклиды, например, такие как цезий-134, цезий-137, кобальт-60 и многие другие, если они не были выделены при переработке ОЯТ в качестве самостоятельного продукта. Значение активности таких отходов и радиационного тепловыделения для них практически такие же, как и для ОЯТ.
П-15.4.8. Плутоний
По степени опасности с перевозками плутония могут быть также сравнимы перевозки других трансурановых элементов, обладающих такой же степенью токсичности, например, радиоактивные изотопы америция, калифорния, кюрия, а также нептуния. Кроме этого, некоторые из этих материалов, например, калифорний-251, −249, кюрий-245, имеют критическую массу от 10 до нескольких десятков грамм и могут использоваться для создания сверхминиатюрных ядерных боеприпасов. Это требует особого контроля за их производством и перевозками. И хотя на практике эти материалы перевозятся в незначительных объемах, однако в силу чрезвычайно высокой стоимости могут являться предметом контрабанды с целью незаконной продажи.