- Bài báo đã cơng bố liên quan đến đề tài:
3.2.3. Trong trường hợp NMĐHN xảy ra sự cố
Regulatory Guide 1.183 đưa ra các thành phần nguồn phĩng xạ phát ra trong các tai nạn thiết kế cơ bản (DBA). Theo đĩ nguồn phĩng xạ phát ra trong DBA tại nhà máy điện hạt nhân được tính tốn dựa trên các yếu tố sau:
Tổng lượng các sản phẩm phân hạch Phần rị rỉ theo các giai đoạn của sự cố Định thời gian trong các giai đoạn của sự cố
Các thành phần nhân phĩng xạ Dạng hĩa học
Tổng lượng các sản phẩm phân hạch
Tổng lượng các sản phẩm phân hạch trong vùng hoạt của lị phản ứng và phần cĩ khả năng rị rỉ vào nhà lị phải được tính tốn dựa trên hoạt động với cơng suất cực đại của lị phản ứng theo giá trị được cấp phép hiện tại về độ giàu nhiên liệu, độ cháy nhiên liệu và cơng suất điện được cấp phép nhân với hệ số khơng đảm bảo (thường hệ số này bằng 1.02). Trữ lượng các sản phẩm phân hạch được đưa ra trong bảng sau:
Bảng 10. Trữ lượng sản phẩm phân hạch cĩ trong vùng hoạt (IAEA-TECDOC- 955) ở thời điển ngay trước khi xảy ra sự cố.
Đồng vị Trữ lƣợng Đồng vị Trữ lƣợng
[kBq/MWe] [kBq/(1000MWe)] [kBq/MWe] [kBq/(1000MWe)]
Kr-85 2.07E+10 2.07E+13 I-132 4.44E+12 4.44E+15
Kr-85m 8.88E+11 8.88E+14 I-133 6.29E+12 6.29E+15
Kr-87 1.74E+12 1.74E+15 I-134 7.03E+12 7.03E+15
Kr-88 2.52E+12 2.52E+15 I-135 5.55E+12 5.55E+15
Rb-86 9.62E+08 9.62E+11 Xe-131m 3.70E+10 3.70E+13
Sr-896 3.48E+12 3.48E+15 Xe-133 6.29E+12 6.29E+15
Sr-90 1.37E+11 1.37E+14 Xe-133m 2.22E+11 2.22E+14
Sr-91 4.07E+12 4.07E+15 Xe-135 1.26E+12 1.26E+15
Y-90 1.44E+11 1.44E+14 Xe-138 6.29E+12 6.29E+15
Y-91 4.44E+12 4.44E+15 Cs-134 2.78E+11 2.78E+14
Zr-95 5.55E+12 5.55E+15 Cs-136 1.11E+11 1.11E+14
Zr-97 5.55E+12 5.55E+15 Cs-137 1.74E+11 1.74E+14
Nb-95 5.55E+12 5.55E+15 Ba-140 5.92E+12 5.92E+15
Mo-99 5.92E+12 5.92E+15 La- 140 5.92E+12 5.92E+15
Tc-99m 5.18E+12 5.18E+15 Ce-141 5.55E+12 5.55E+15
Ru-103 4.07E+12 4.07E+15 Ce-143 4.81E+12 4.81E+15
Ru-105 2.66E+12 2.66E+15 Ce-144 3.15E+12 3.15E+15
Ru-106 9.25E+11 9.25E+14 Pr-143 4.81E+12 4.81E+15
Rh-105 1.81E+12 1.81E+15 Nd-137 2.22E+12 2.22E+15
Te-127 2.18E+11 2.18E+14 Np-239 5.92E+13 5.92E+16
Te-127m 4.07E+10 4.07E+13 Pu-238 2.11E+09 2.11E+12
Te-129 1.15E+12 1.15E+15 Pu-239 7.77E+08 7.77E+11
Te-129m 1.96E+11 1.96E+14 Pu-240 7.77E+08 7.77E+11 Te-131m 4.81E+11 4.81E+14 Pu-241 1.26E+11 1.26E+14
Te-132 4.44E+12 4.44E+15 Am-241 6.29E+07 6.29E+10
Sb-127 2.26E+11 2.26E+14 Cm-242 1.85E+10 1.85E+13
Sb-129 1.22E+12 1.22E+15 Cm-244 8.51E+08 8.51E+11
27
Phần rị rỉ theo các giai đoạn của sự cố
Phần rị rỉ từ tổng lượng các sản phẩm phân hạch được phân nhĩm các nhân phĩng xạ theo các giai đoạn trong sự cố. Bảng 11 đưa ra phần rị rỉ các sản phẩm phân hạch đối với lị BWR và lị PWR.
Bảng 11. Phần rị rỉ các sản phẩm phân hạch vào nhà lị theo các giai đoạn sự cố [39] Nhĩm nhân
phĩng xạ
BWR PWR
Giai đoạn rị rỉ
thanh nhiên liệu Giai đoạn rị rỉ vào thùng lị thanh nhiên liệu Giai đoạn rị rỉ Giai đoạn rị rỉ vào thùng lị
Khí trơ 0.05 0.95 0.05 0.95
Halogen 0.05 0.25 0.05 0.35
Kim loại kiềm 0.05 0.2 0.05 0.25
Kim loại telua 0 0.05 0 0.05
Ba, Sr 0 0.02 0 0.02
Kim loại hiếm 0 0.0025 0 0.0025
Nhĩm Ce 0 0.0005 0 0.0005
Nhĩm La 0 0.0002 0 0.0002
Định thời gian trong các giai đoạn của sự cố
Bảng 12 đưa ra các khoảng thời gian của mỗi giai đoạn sự cố của lị PWR và lị BWR. Khoảng thời gian bắt đầu là thời gian ngay sau khi khởi phát sự cố (t=0). Giai đoạn đầu trong thùng lị ngay lập tức xảy ra giai đoạn rị rỉ qua khe hở. Hoạt độ rị rỉ từ vùng hoạt trong mỗi giai đoạn rị rỉ phải mơ hình theo kiểu tăng tuyến tính trên tồn khoảng thời gian của giai đoạn.
Bảng 12. Khoảng thời gian các giai đoạn sự cố LOCA
Giai đoạn
PWR BWR
Bắt đầu Khoảng thời
gian Bắt đầu
Khoảng thời gian Giai đoạn rị rỉ qua khe hở 30 giây 0.5 giờ 2 phút 0.5 giờ Giai đoạn đầu trong thùng lị 0.5 giờ 1.3 giờ 0.5 giờ 1.5 giờ
Các thành phần nhân phĩng xạ:
Thành phần nhân phĩng xạ được đưa ra trong Bảng 13. Bảng 13. Thành phần nhân phĩng xạ trong các nhĩm.
Nhĩm Nguyên tố
Khí trơ Xe, Kr
Halogen I, Br
Kim loại kiềm Cs, Rb
Nhĩm Telua Te, Sb, Se, Ba, Sr Kim loại hiếm Ru, Rh, Pd, Mo, Tc, Co
Nhĩm La La, Zr, Nd, Eu, Nb, Pm, Pr, Sm, Y, Cm, Am Nhĩm Ce Ce, Pu, Np
Dạng hĩa học
Nhân phịng xạ Iot rị rỉ từ chất làm lạnh của lị phản ứng vào nhà lị trong sự cố giả thiết bao gồm 95% ở dạng CsI, 4.85% ở dạng nguyên tố Iot và 0.15% ở dạng Iot hữu cơ. Ngoại trừ Iot nguyên tố, Iot hữu cơ và các khí trơ, các sản phẩm phân hạch được xem là ở dạng hạt.
Khi áp dụng các mơ hình phát tán để đánh giá an tồn NMĐHN, thường sử dụng các loại tai nạn là tai nạn chủ yếu (MA - Major Accident), tai nạn giả định (HA - Hypothetical Accident) và tai nạn thiết kế cơ bản (DBA - Design Basis Accident). Trong khuơn khổ của đề tài này, với mục đích đánh giá vị trí để xem xét tính khả thi trong việc thực hiện các biện pháp ứng phĩ sự cố, chúng tơi sử dụng kịch bản là tai nạn xảy ra khi mất nước làm nguội (LOCA) do vỡ đường ống chính, vượt ra ngồi cơ sở thiết kế (BDBA – Beyond Design Basis Accident).
Trong trường hợp BDBA-LOCA, sử dụng phần mềm CALPUFF để tính tốn, đánh giá phát tán với thơng số khuếch tán được tính theo cơng thức của Martin D.O., độ cao địa hình được tra cứu trên bản đồ Google Earth và bỏ qua ảnh hưởng của các cơng trình lân cận do nguồn thải cao. Các kết quả áp dụng mơ hình cho trường hợp BDBA-LOCA của NMĐHN với hướng giĩ thịnh hành nhất là Đơng Bắc, với số liệu nguồn cho các trường hợp tai nạn trong các Bảng 10-11, được biểu diễn trên các Hình từ 14-20.
Hình 14. Hoạt độ các đồng vị Iốt phĩng xạ trong khơng khí lớp sát mặt đất theo hướng Tây Nam từ NMĐHN trong trường hợp BDBA.
Hình 15. Mật độ rơi lắng của các đồng vị Iốt phĩng xạ trên mặt đất theo hướng Tây Nam từ NMĐHN trong trường hợp BDBA.
29
Hình 16. Liều hiệu dụng do các đồng vị phĩng xạ thải ra từ NMĐHN theo hướng Tây Nam trong trường hợp BDBA xảy ra trong 2 giờ.
Hình 17. Liều tuyến giáp đối với trẻ em do các đồng vị phĩng xạ thải ra từ NMĐHN theo hướng Tây Nam trong trường hợp BDBA xảy ra trong 2 giờ.
Hình 18. Liều tuyến giáp đối với người lớn do các đồng vị phĩng xạ thải ra từ NMĐHN theo hướng Tây Nam trong trường hợp BDBA xảy ra trong 2 giờ.
Hình 19. Liều hiệu dụng do các đồng vị phĩng xạ phát thải từ NMĐHN theo hướng Tây Nam trong trường hợp BDBA xảy ra trong 30 ngày.
Từ các kết quả cho thấy, trong trường hợp BDBA-LOCA xảy ra trong thời gian 2 giờ, suất liều hiệu dụng cực đại là 0.17 mSv, liều tuyến giáp đối với người lớn là 0.63 mSv và đối với trẻ em là 0.43 mSv ở tại khoảng cách 1.8 km xuơi theo chiều giĩ Đơng Bắc tính từ chân ống thải của NMĐHN.
Trường hợp tai nạn BDBA-LOCA xảy ra trong thời gian 30 ngày, suất liều hiệu dụng cực đại là 11.3 mSv và liều tuyến giáp đối với người lớn là 42.8 mSv ở tại khoảng cách 1.8 km xuơi theo chiều giĩ Đơng Bắc tính từ chân ống thải của NMĐHN. Các giá trị này nhỏ hơn các giá trị khuyến cáo cho các trường hợp tai nạn NMĐHN rất nhiều lần (Bảng 14).
Hình 20. Liều tuyến giáp đối với người lớn do các đồng vị phĩng xạ phát thải từ NMĐHN theo hướng Tây Nam trong trường hợp BDBA xảy ra trong 30 ngày.
Bảng 14. Liều gây ra do trường hợp BDBA-LOCA ở NMĐHN Ninh Thuận.
Liều Đối tƣợng 2 giờ 30 ngày Giới hạn [37]
Liều hiệu dụng (mSv) Trẻ con và người lớn 0.17 11.3 250
Liều tuyến giáp (mSv) Trẻ con 0.43 29 1500
Người lớn 0.63 42.8 3000
Đối với NMĐHN Ninh Thuận 1, trong trường hợp BDBA-LOCA xảy ra vào mùa giĩ Đơng Bắc (từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau) thì các khu dân cư nằm trong vịng bán kính 20 km gồm Quán Thẻ (12.6 km), Phước Minh (12.6 km), Phước Diêm (15 km), Cà Ná (18.5 km) sẽ bị ảnh hưởng bởi luồng thải phĩng xạ và người dân ở các vùng này phải chịu một liều hiệu dụng khoảng 2-3 mSv trong thời gian 30 ngày từ lúc xảy ra tai nạn.
Đối với NMĐHN Ninh Thuận 2, trong trường hợp BDBA-LOCA xảy ra vào mùa giĩ Đơng Bắc thì các khu dân cư nằm trong vịng bán kính 25 km gồm Nhơn Hải (8.5 km), Khánh Hải (16 km), Phan Rang (21.5 km), Văn Hải (18 km), Phước Dân (25 km) sẽ bị ảnh hưởng bởi luồng thải phĩng xạ và người dân ở các vùng này phải chịu một liều hiệu dụng khoảng 1.5-4.0 mSv trong thời gian 30 ngày từ lúc xảy ra tai nạn.
Nếu trường hợp BDBA-LOCA xảy ra vào mùa giĩ Tây Nam thì luồng thải của cả 2 nhà máy sẽ lan truyền về phía biển, ảnh hưởng đến các vùng trong đất liền sẽ được giảm đáng kể (Hình 21).
31
Hình 21. Bản đồ 2 vị trí xây dựng NMĐHN Ninh Thuận 1 và 2.
PHẦN 4. KẾT LUẬN VÀ PHƢƠNG HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
Đề tài về cơ bản đã hồn thành các nội dung nghiên cứu được đề ra. Các kết quả chính của đề tài cĩ thể được tĩm tắt như sau:
Nghiên cứu một số mơ hình phát tán đã và đang được áp dụng trong nước và trên thế giới.
Thu thập các số liệu khí tượng và địa hình khu vực cũng như các thơng số cơng nghệ phát thải của NMĐHN (chủ yếu là cơng nghệ phát thải của PWR) để làm thơng số đầu vào cho mơ hình phát tán.
Bước đầu thu nhận các thơng số vận chuyển trong mơi trường khơng khí, cụ thể là vùng Phan Rang, đĩng gĩp vào bộ số liệu đầu vào cho các mơ hình phát tán khí thải.
Khai thác phần mềm ORION-WIN và CALPUFF để tính tốn hàm lượng các chất ơ nhiễm phát ra từ một cơ sở hạt nhân cĩ ống thải cao.
Đã mơ phỏng được 2 trường hợp của NMĐHN: trường hợp hoạt động bình thường và trường hợp tai nạn do mất nước làm nguội trong thiết kế cơ bản.
Hàm lượng cực đại tại mặt đất của các chất ơ nhiễm phát ra từ NMĐHN tính theo mơ hình cĩ bán kính khoảng 1,5-1,8 km từ chân ống thải. Kết quả này sẽ là cơ sở để quy hoạch vùng loại trừ, vùng mật độ dân cư thấp và khoảng cách trung tâm dân cư cao.
Phương hướng nghiên cứu tiếp theo:
Ở Việt Nam, lĩnh vực nghiên cứu các mơ hình khuếch tán chất ơ nhiễm trong mơi trường khơng khí do một hay nhiều nguồn thải cố định gây ra cho khu vực xung quanh mới được chú trọng và đẩy mạnh trong những năm gần đây. Đây là một lĩnh khá mới mẽ cần được quan tâm nhiều hơn nữa. Do đĩ, để cĩ những tiếp cận sâu hơn trong việc phát triển hướng nghiên cứu này cần phải:
- Khảo sát chi tiết các đặc tính, yếu tố xả của NMĐHN, cũng như các thơng số cơng nghệ phát thải của cơ sở.
- Xác định các thơng số vận chuyển của các hạt nhân từ đất đến cây trồng, vật nuơi và đến chuổi thực phẩm của Người v.v…
- Thiết lập một Trạm quan trắc khí tượng đồng bộ, tăng tần suất lên (10 phút/lần).
để chính xác hĩa mơ hình đánh giá liều chiếu trong và chiếu ngồi đối với dân chúng phục vụ cho Chương trình Điện hạt nhân trong tương lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO