Obliczenia obszaru ograniczonego użytkowania wokół pierwszej polskiej elektrowni jądrowej

• Autorzy: Bielewski W. , Fornalski K. W.

Warianty tytułu

EN

Calculation of the restricted-use area around the first Polish nuclear power plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poniższy raport stanowi podsumowanie trzymiesięcznych praktyk odbytych w PGE EJ 1 Sp. z o.o. na przełomie 2014 i 2015 r., których celem było uproszczone oszacowanie promienia obszaru ograniczonego użytkowania wokół planowanej polskiej elektrowni jądrowej do celów poglądowych i edukacyjnych. Kalkulacje wymagały uwzględnienia danych meteorologicznych, parametrów emisji, a także danych o rocznej aktywności substancji promieniotwórczych uwalnianych w przypadku zaistnienia różnych sytuacji eksploatacyjnych. Podczas obliczeń rozpraszania substancji w powietrzu posłużono się modelem chmury Gaussa (uproszczeniem modelu Lagrange’a) oraz modelem dyfuzji atmosferycznej Sagendorfa. Przyjęte limity dawek oraz sposób ich szacowania zostały ustalone w zgodzie z zasadami opisanymi w art. 36f ustawy Prawo atomowe. Brak decyzji dotyczącej konkretnej technologii reaktora mającego powstać w Polsce wymusił uwzględnienie w obliczeniach różnych typów elektrowni. Obliczenia pokazały, iż brak dostępności precyzyjnych danych dotyczących parametrów emisji substancji w przypadku różnych typów awarii dla różnych reaktorów, uniemożliwia określenie dokładnego promienia obszaru ograniczonego użytkowania (głównie w warunkach awaryjnych bez stopienia rdzenia). Udowodniono jednak, jak duży wpływ na wielkość tego obszaru mają wspomniane parametry, a także określono, jaki jest w przybliżeniu charakter zmian rozkładu dawek promieniowania w przypadku zmiany każdego z nich. W warunkach normalnej eksploatacji oraz przewidywanych zdarzeń eksploatacyjnych, uwolnienia dla technologii EPR, AP1000 oraz ESBWR nie spowodowały przekroczenia progu rocznej dawki skutecznej, zdefiniowanego w Prawie atomowym jako limitujący, wymagający utworzenia obszaru ograniczonego użytkowania. Największe dawki w tych warunkach generowane są natomiast w przypadku reaktorów typu ESBWR. W warunkach awaryjnych bez stopienia rdzenia, dla pewnego zestawu założonych parametrów emisji, roczne dawki skuteczne przekraczały próg 10 mSv, wymuszając tym samym określanie obszaru ograniczonego użytkowania. Natomiast przy innym pakiecie parametrów dawki spadały poniżej tego progu. Zgodnie z obliczeniami, niezależnie od przyjętych wartości, najwyższe dawki spośród technologii ESBWR, EPR i AP1000 generowała pierwsza z nich w wyniku awarii ze zniszczeniem 1000 prętów paliwowych.

EN

The following report is a summary of the three-month internship in PGE EJ1 at the turn of 2014 and 2015. Its purpose was to calculate, in a simplified manner, the radius of the restricted-use area around the first planned polish nuclear power plant, for the educational and illustrative purposes. The calculations required meteorological data, emission parameters and annual activities of radioactive substances released in the event of occurrence of different operational situations to be included as an input. The dispersion of substances in the air was modeled using Gaussian cloud model (Lagrange model simplification) and Sagendorf atmospheric diffusion model. The effective doses limits and methods of calculating them were determined based on art. 36f of the Polish Atomic Law. Lack of decision regarding a particular reactor technology to be introduced in Poland forced us to include various types of nuclear power plant in the simulations. The results of the calculations showed that the lack of availability of precise data on emission parameters in case of various types of emergencies for different reactors makes it impossible to determine the exact radius of the restricted-use area. Nonetheless, it has been proven that the size of this area is heavily influenced by the aforementioned parameters. Moreover, the approximate character of changes in the distribution of radiation doses in the event of a change in each of them has been determined. Under normal operating conditions and during predictable operating emergencies, releases for EPR, AP1000 and ESBWR technologies did not exceed the threshold of annual effective dose, defined in the Atomic Law as a limited one, requiring the creation of a restricted-use area. The highest doses in these conditions are generated in case of ESBWR type reactors. Under emergency conditions during which the reactor core remains safe, for a certain set of assumed emission parameters, the annual effective doses exceeded the threshold of 10 mSv, thus forcing the determination of the restricted-use area. Whereas, with a different set of parameters, the doses fell below this limit. According to calculation results, regardless of the values adopted, the highest doses among ESBWR, EPR and AP1000 technologies generated the first of them in the case of 1000 fuel rods failure.

Słowa kluczowe

PL

obszar ograniczonego użytkowania; formuła Sagendorfa; parametry emisji; dawka skuteczna; elektrownia jądrowa; ESBWR

EN

restricted-use area; Sagendorf formula; emission parameters; effective dose; nuclear power plant; ESBWR

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Nukleoniczne
• Czasopismo: Postępy Techniki Jądrowej
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 2
• Strony: 23--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Bielewski W.

• Zakład Fizyki Jądrowej, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

autor

Fornalski K. W.

• Polskie Towarzystwo Nukleoniczne, Warszawa

Bibliografia

• [1] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. – Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150, z późn. zm.56)
• [2] B. Rakoczy, Obszar ograniczonego użytkowania w prawie polskim, wyd. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych bo/Wielkopolski, Warszawa 2011
• [3] P. Czerski, ,,Obszar ograniczonego użytkowania” wokół elektrowni jądrowej, EKOATOM nr 10 wrzesień 2013
• [4] Ustawa z dnia 29 listopada 2000 r. – Prawo atomowe (Dz.U. z 2007 r. Nr 42, poz. 276)
• [5] L. Dobrzyński i in., Spotkanie z promieniotwórczością, IPJ w Świerku, maj 2005
• [6] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 31.08.2012 r. (Dz.U.2012 poz.1048) w sprawie wymagań bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej, jakie ma uwzględniać projekt obiektu jądrowego, (Rozporządzenie projektowe), § 30
• [7] J. F. Sagendorf, A Program for Evaluating Atmospheric Dispersion From a Nuclear Power Station, NOAA Tech Memo ERL-ARL-42, 1974
• [8] Regulatory Guide 1.145, Atmospheric Dispersion Models for Potential Accident Consequence Assessments at Nuclear Power Plants, NUREG/CR-2260
• [9] Regulatory Guide 1.111, Methods for Estimating Atmospheric Transport and Dispersion of Gaseous Effluents in Routine Releases from Light-Water-Cooled Reactors
• [10] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu
• [11] K. J. Michalczyk, Transport gazowych zanieczyszczeń w powietrzu – symulacje numeryczne w skali lokalnej, rozprawa doktorska, Politechnika Lubelska
• [12] A. Strupczewski, W. Kiełbasa, Strategic Environmental Assessment Report For The Polish Nuclear Programme, Rozdział 3: Analysis and Evaluation of the Impact of Radioactive Emissions from Nuclear Power Plants
• [13] UK EPR Pre-Construction Safety Report, Chapter 14: Design Basis Analysis Sub-Chapter (14.6)
• [14] DOE Transportation Risk Assessment Working Group Technical Subcommittee, A Resource Handbook on DOE Transportation Risk Assessment, DOE/EM/NTP/HB-01, July 2002

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).