Источники образования радиоактивных продуктов на АЭС

Технологическая схема АЭС обычно состоит из нескольких автономных теплообменных контуров, таких как основной контур охлаждения реактора (контур первичного теплоносителя); контур вторичного теплоносителя; контур охлаждения механизмов реактора; контур охлаждения графитовой кладки (в канальных реакторах с графитовым замедлителем); контур охлаждения защиты и т. п.

Если оборудование контура находится под воздействием интенсивного нейтронного облучения, то в нем происходит образование и накопление радиоактивных продуктов, в том числе в материалах конструкции, в поверхностных отложениях, в массе циркулирующего теплоносителя.

Источниками радиоактивности в результате активации служат теплоноситель; примеси, присутствующие в теплоносителе во взвешенном или растворенном виде, продукты коррозии, эрозии и износа поверхностей контура; продукты деструкции ионообменных смол системы очистки; монтажные загрязнения; радиоактивные продукты, попадающие из одного контура в другой вследствие негерметичности системы; продукты деления, попадающие в теплоноситель в результате загрязнения наружной поверхности твэла делящимися материалами или из негерметичных твэлов; примеси, вносимые конденсатно-питательным трактом в одноконтурных кипящих реакторах и др.

Активность теплоносителя и отложений на внутренних поверхностях контура зависит от технологической схемы контура, применяемых материалов, особенностей конструкции оборудования, параметров и фазового состояния теплоносителя, надежности твэлов, интенсивности потока нейтронов, времени пребывания теплоносителя в зоне облучения и времени полного цикла циркуляции, принятого водного режима, производительности системы очистки, эффективности фильтров и т. п. Собственная удельная радиоактивность высокочистой воды, используемой в качестве теплоносителя первого контура, достигает 10^-1 Ки/кг (по ¹⁶N). Удельная активность долгоживущих продуктов коррозии 10^-8 - 10^-5 Ки/кг, а удельная активность продуктов Деления при повреждении твэлов может достигать 10^-3 – 10^-2 Ки/кг. Активность отложений на поверхностях первых контуров АЭС, охлаждаемых водой под давлением и кипящей водой, обусловленная нуклидами ^58,60Со, ⁵⁴Мn, ⁵⁹Fе, ⁵¹Сr, ⁶⁴Сu, ⁶⁵Zn и др., может составлять 10^-2 – 10^-1 Ки/м². Активность поверхностей парового и конденсатно-питательного тракта бывает, как правило, значительно ниже.

При наличии поврежденных твэлов в реакторе активность поверхностей будет в основном определяться нуклидами осколочного происхождения (⁹⁵Zг, ¹⁰⁶Ru, ¹³¹I, ¹³⁷Сs, ¹⁴⁰Ва и др.) и достигать более высоких значений.