RU2160476C1 - Способ подземной изоляции радиоактивных отходов - Google Patents
Способ подземной изоляции радиоактивных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2160476C1 RU2160476C1 RU99123826A RU99123826A RU2160476C1 RU 2160476 C1 RU2160476 C1 RU 2160476C1 RU 99123826 A RU99123826 A RU 99123826A RU 99123826 A RU99123826 A RU 99123826A RU 2160476 C1 RU2160476 C1 RU 2160476C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- underground
- rock mass
- radioactive waste
- radioactive wastes
- risk
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области подземной изоляции отвержденных радиоактивных отходов, содержащих долгоживущие радионуклиды. Способ включает в себя размещение радиоактивных отходов в подземных выработках, пройденных в геологических формациях. В районе, выбранном для подземной изоляции радиоактивных отходов, проводят исследование геологических формаций с количественной оценкой параметров физических процессов в породном массиве. Затем определяют риск выхода радионуклидов из подземного сооружения из выражения
где r - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год; Vp - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год; L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м; R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, ер; а - константа Вейбулла. Подземную выработку для размещения радиоактивных отходов проходят в той зоне породного массива, в которой r ≤ 106. Технический результат заключается в повышении надежности захоронения радиоактивных отходов. 2 з.п. ф-лы.
где r - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год; Vp - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год; L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м; R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, ер; а - константа Вейбулла. Подземную выработку для размещения радиоактивных отходов проходят в той зоне породного массива, в которой r ≤ 106. Технический результат заключается в повышении надежности захоронения радиоактивных отходов. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области подземной изоляции радиоактивных отходов (РАО) атомных электростанций и других отраслей атомной промышленности, преимущественно отвержденных и содержащих долгоживущие радионуклиды, в геологических формациях земной коры, в частности в подземных горных выработках.
Известен способ захоронения РАО, включающий бурение скважины, размещение в ней контейнеров с РАО, оставление над ними барьерного целика, заполнение свободного объема скважины тампонажным материалом, герметизацию устья скважины, при этом контейнеры с РАО и барьерный целик размещают в зоне пластических деформаций окружающих пород, а в качестве тампонажного материала используют расширяющуюся при затвердевании смесь (см. патент РФ N 2063077).
В известном способе сохраняется возможность проникновения подземных вод к контейнерам с РАО и дальнейшего распространения жидкости, загрязненной радионуклидами, в окружающую среду, что существенно снижает надежность захоронения РАО указанным способом.
Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является способ захоронения РАО, заключенных в контейнеры, включающий размещение их в штольне, выполненной в горном массиве, при этом контейнеры размещают в траншее, пройденной в почве выработки, закрываемой сверху плитами (см. патент СССР N 803874, G 21 F 9/24).
Основным недостатком указанного способа является недостаточная надежность захоронения РАО из-за того, что зона геологической формации для захоронения РАО выбирается без количественного учета природных особенностей структуры породного массива, которые могут привести к нарушению целостности породного массива, а соответственно и целостности хранилища РАО, в результате природных или техногенных аварийных воздействий.
Задачей настоящего изобретения является создание способа подземной изоляции радиоактивных отходов, обеспечивающего высокую степень надежности даже в условиях аварийных природных или техногенных воздействий.
Задача решена путем создания способа подземной изоляции РАО, включающего в себя размещение радиоактивных отходов в подземных сооружениях (скважинах или выработках), пройденных в геологических формациях, отличием которого, согласно изобретению, является то, что в выбранном для подземной изоляции радиоактивных отходов районе проводят исследование геологических формаций с количественной оценкой параметров физических процессов в породном массиве и определяют риск выхода радионуклидов из подземной выработки из выражения:
,
где r - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год;
Vр - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год;
L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м;
R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, eρ,
а - константа Вейбулла,
а подземную выработку для размещения радиоактивных отходов проходят в зоне породного массива, в которой r≤10-6.
где r - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год;
Vр - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год;
L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м;
R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, eρ,
а - константа Вейбулла,
а подземную выработку для размещения радиоактивных отходов проходят в зоне породного массива, в которой r≤10-6.
Отличительные признаки изобретения впервые в практике подземной изоляции радиоактивных отходов обеспечивают количественную оценку пригодности выбранного участка породного массива для подземной изоляции РАО с точки зрения надежности с учетом особенностей структуры породного массива и общих рисков от природных и техногенных аварийных воздействий, что в свою очередь обеспечивает практически абсолютную надежность подземной изоляции РАО.
Целесообразно в зонах породного массива, в которых r≤10-6, радиоактивные отходы размещать для длительного хранения.
При данных значениях r стабильность изоляционных свойств породного массива определяется происходящими в нем физическими процессами и обеспечивается на период хранения РАО.
Целесообразно в зонах породного массива, в которых г<<10-6, осуществлять захоронение радиоактивных отходов.
При данных значениях r стабильность изоляционных свойств породного массива с учетом того, что все возможные аварийные ситуации произойдут, обеспечивается на период, пока РАО сохраняют свою радиоактивность.
Если r>10-6, породный массив опасно использовать для подземной изоляции радиоактивных отходов.
Подземную изоляцию радиоактивных отходов по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.
Выбирают район для подземной изоляции радиоактивных отходов, обычно в регионе со стабильными, слабопроницаемыми геологическими формациями. В выбранном районе проводят детальное исследование геологических структур, для этого известными методами (геофизическими, геодезическими и др.) определяют расположение и ранжирование разломов, степень трещиноватости и дефектности породного массива, флюидонасыщенности горных пород, измеряют параметры геомеханических, гидрогеологических и геохимических процессов в породном массиве, определяющих безопасность изоляции радиоактивных отходов.
По результатам исследований определяют зону породного массива, наиболее приемлемую для подземной изоляции радиоактивных отходов. Для этого составляется перечень возможных природных и техногенных аварийных ситуаций и их последовательностей. Под аварийными ситуациями понимаются природные или техногенные события, приводящие к разгерметизации хранилища радиоактивных отходов, попаданию подземных вод к радиоактивным отходам - землетрясения, геодинамические сдвиги, локальные обрушения подземных выработок, разгерметизация скважин и т.д.
Затем определяется вероятность возникновения и риск выхода радионуклидов из подземной выработки по каждой аварийной ситуации.
Вероятность возникновения аварийной ситуации или события, приводящего к разгерметизации хранилища, определяется по формуле:
где T - время хранения радиоактивных отходов (для подземных хранилищ) или время, в течение которого захораниваемые радионуклиды сохраняют активность (для могильников), лет;
t - период повторяемости критических значений физических процессов, лет.
где T - время хранения радиоактивных отходов (для подземных хранилищ) или время, в течение которого захораниваемые радионуклиды сохраняют активность (для могильников), лет;
t - период повторяемости критических значений физических процессов, лет.
При этом t определяется из исторических данных, натурных условий, математического моделирования и предельных параметров пород исследуемого массива.
Риск выхода радионуклидов из подземной выработки, в которой они размещены, определяют по формуле:
где г - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год;
Vр - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год;
L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м;
R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, eρ,
а - константа Вейбулла.
где г - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год;
Vр - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год;
L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м;
R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, eρ,
а - константа Вейбулла.
При этом скорость подземных вод V определяется экспериментальным путем в натурных условиях, размер предполагаемого блока L определяется при бурении скважин, фактор задержания радионуклидов на плоскостях трещин в породном массиве R определяется экспериментальным путем в наиболее проницаемых участках массива пород.
Исходя из допустимого значения риска Е = 10-6 1/год, подземную выработку для размещения радиоактивных отходов проходят известными методами с помощью известных технологий в зоне породного массива, в которой r≤10-6, и размещают в ней радиоактивные отходы, например, в контейнерах.
При этом зоны породного массива, в которых r≤10-6, пригодны для длительного хранения радиоактивных отходов. А в зонах, в которых r<<10-6, целесообразно производить захоронение радиоактивных отходов, т.е. сооружать могильники.
Claims (3)
1. Способ подземной изоляции радиоактивных отходов, включающий размещение радиоактивных отходов в подземных выработках, пройденных в геологических формациях, отличающийся тем, что в выбранном для подземной изоляции радиоактивных отходов районе проводят исследование геологических формаций с количественной оценкой параметров физических процессов в породном массиве, определяют риск выхода радионуклидов из подземной выработки из выражения
где r - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год;
Vp - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год;
L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м;
R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, ер;
а - константа Вейбулла,
а поземную выработку для размещения радиоактивных отходов проходят в зоне породного массива, в которой r ≤ 10-6.
где r - риск выхода радионуклидов из подземной выработки, 1/год;
Vp - скорость подземных вод, соответствующая наиболее вероятному значению, м/год;
L - радиус предполагаемого стабильного непроницаемого геологического блока, м;
R - фактор задержания радионуклида на плоскостях трещин в породном массиве, ер;
а - константа Вейбулла,
а поземную выработку для размещения радиоактивных отходов проходят в зоне породного массива, в которой r ≤ 10-6.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в выработках, пройденных в зонах породного массива, в которых r ≤ 10-6, радиоактивные отходы размещают для длительного хранения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в выработках, пройденных в хонах породного массива, в которых r << 10-6, осуществляют захоронение радиоактивных отходов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99123826A RU2160476C1 (ru) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | Способ подземной изоляции радиоактивных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99123826A RU2160476C1 (ru) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | Способ подземной изоляции радиоактивных отходов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2160476C1 true RU2160476C1 (ru) | 2000-12-10 |
Family
ID=20226887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99123826A RU2160476C1 (ru) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | Способ подземной изоляции радиоактивных отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2160476C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2575633C1 (ru) * | 2014-11-21 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (АО "ВНИПИпромтехнологии") | Способ приповерхностного захоронения радиоактивных отходов |
-
1999
- 1999-11-15 RU RU99123826A patent/RU2160476C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2575633C1 (ru) * | 2014-11-21 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (АО "ВНИПИпромтехнологии") | Способ приповерхностного захоронения радиоактивных отходов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4036936A1 (en) | Testing subterranean water for a hazardous waste material repository | |
| Bäckblom et al. | Effects of earthquakes on the deep repository for spent fuel in Sweden based on case studies and preliminary model results | |
| Bäckblom | Excavation damage and disturbance in crystalline rock-Results from experiments and analyses | |
| Adushkin et al. | The containment of Soviet underground nuclear explosions | |
| RU2160476C1 (ru) | Способ подземной изоляции радиоактивных отходов | |
| Rawson et al. | The environment created by a nuclear explosion in salt | |
| Volkov et al. | Status of Activities on Rehabilitation Of Radioactively Contaminated Facilities and the Site of Russian Research Center''Kurchatov Institute'' | |
| Webster | Results of ground-water tracer tests using tritiated water at Oak Ridge National Laboratory, Tennessee | |
| Payne et al. | Installation of a pilot experimental trench at the Little Forest legacy site | |
| Bracke et al. | Preliminary Safety Analysis of the Gorleben Site: Overview–13298 | |
| von Berlepsch | DBE Technology GmbH, Peine, Germany | |
| RU2575633C1 (ru) | Способ приповерхностного захоронения радиоактивных отходов | |
| Sassani | (Very) Deep Borehole Disposal Safety Case. | |
| None | Decommissioning and decontamination activity, Gnome Site, Eddy County, New Mexico | |
| Fontoura et al. | Rock Mechanics for Natural Resources and Infrastructure Development-Full Papers: Proceedings of the 14th International Congress on Rock Mechanics and Rock Engineering (ISRM 2019), September 13-18, 2019, Foz do Iguassu, Brazil | |
| Bennett et al. | Alternative methods for dispoal of low-level radioactive wastes. Task 1. Description of methods and assessment of criteria.[Alternative methods are belowground vaults, aboveground vaults; earth mounded concrete bunkers, mined cavities, augered holes] | |
| BURIAL | Los Alamos, NM 87545 | |
| Bell et al. | Low Level Waste Conceptual Design Adaption to Poor Geological Conditions | |
| Design | safetyseries | |
| MacKinnon et al. | Deep Borehole Disposal: Overview of Concept and US Research. | |
| Decontamination | Decommissioning and Decontamination A ctivity Gnome Site | |
| Dikds et al. | Going underground in Finland: design of Onkalo in progress | |
| Krause | Disposal of radioactive wastes into deep geological formations | |
| Hund et al. | Stabilization of the Central Part of the Morsleben Repository (bGZ) | |
| Elder–CNSC et al. | Dr. Stella Swanson January 30, 2014 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151116 |