РОЗДІЛ 2
ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Об’єкти дослідження
Останніми роками в Україні гостро стало питання захоронення радіоактивних
відходів. Для переробки, захоронення і тимчасового зберігання низько- і
середньоактивних твердих РАВ у 1987 році було ухвалене рішення про створення
комплексу виробництв «Вектор».
Для запобігання попадання радіонуклідів в навколишнє середовище при порушенні
верхнього ізоляційного шару у сховищах передбачено створення під фундаментом
сорбційного шару завтовшки 1 м, який є сумішшю дрібнозернистого піску і
бентонітової глини у співвідношенні 5:1 (рис.2.1).
Таким чином, сховища твердих радіоактивних відходів (ТРВ) комплексу «Вектор» є
природно-техногенною системою, у якій взаємодіють переміщені природні матеріали
та розчини (ґрунт, пісок, глина, рослинний покрив, атмосферні опади, ґрунтові
води) та техногенні матеріали (РАВ, бетон, продукти окислення металевих
конструкцій та ін.).
Згідно проекту в сховищах комплексу «Вектор» будуть розміщені відходи із
підтоплюємих пунктів тимчасової локалізації РАВ (ПТЛРВ) а також відходи, які
виникатимуть в процесі стабілізації об'єкту «Укриття», будівництві нового
конфайменту, знятті АЕС з експлуатації і вилученні паливовміщуючих матеріалів
із об'єкту «Укриття».
За даними НТЦ КОРО та НТЦ «РАДІОЗОЛЬ» основна частина активності РАВ
підтоплюємих ПТЛРВ (близько 100%) представлена 137Cs (50-57%) і 90Sr (41-46%)
[131, 132]. Крім того, що у складі відходів до сховищ надходитиме також уран у
різній формі.
Рис.2.1. Конструкція сховища ТРВ 1-го типу комплексу «Вектор»
Основною вимогою до надійності захоронення радіоактивних відходів в
приповерхневих сховищах є запобігання контакту ТРВ з інфільтрованими
атмосферними опадами і підземними водами. На геологічному розрізі (рис.2.2)
ділянки майданчика комплексу «Вектор» видно, що рівень підземних вод в цьому
районі знаходиться на глибині 17-18 м. Вище рівня підземних вод знаходиться шар
суглинку. Така геологічна будова майданчика дозволяє вважати підтоплення сховищ
підземними водами маловірогідним. Найбільш ймовірним сценарієм виходу
радіонуклідів із зони захоронення є їх низхідна міграція з природними водами,
склад яких змінюються в результаті взаємодії з інженерними бар’єрами.
1 – суглинок моренний і флювіогляціальний; 2 – супісок флювіогляціальний; 3 –
пісок дрібний флювіогляціальний; 4 – пісок середньої крупності
флювіогляціальний и алювіально-флювіогляціальний; 5 – пісок крупний
алювіально-флювіогляціальний; 6 – глина мергельна київської світи палеогену; 7
– пісок дрібний глауконітовий бучацько-канівської світи палеогену; 8 – позначка
рівня підземних вод.
Рис.2.2. Геологічний розріз ділянки майданчика комплексу «Вектор»
При порушенні верхнього ізоляційного екрану в сховище будуть надходити
кисеньвміщуючі природні води. При цьому умови складуються окислювальні і значна
частина урану перебуватиме в шестивалентному рухливому стані.
З літературних даних відомо, що цезій сильно фіксується глинами і суглинками.
Як вже зазначалося у розділі 1, найбільш часто для характеристики поглинання
радіонуклідів ґрунтами та породами використовується коефіцієнт розподілу (Kd).
Значення Kd визначаються із експериментальних даних та мають розмірність мл/г
або л/г.
(2.1)
де mВ, m – відповідно маса води та повітряно-сухого ґрунту; Атв,, АВ –
відповідно активності твердої частини ґрунту та водної витяжок.
Кd 137Cs для Черкаського бентоніту складає 26837 мл/г, тоді як Кd 90Sr - 1667
мл/г [133]. Кd 137Cs для суглинків четвертинних порід складає 1500±500 ё
1300±4001 мл/г, 90Sr - 38±1 ё 22±5 мл/г [71]. Кd 137Cs для супісків
четвертинних порід складає 1100+600 ё 1400±500, 90Sr - 16±4 ё 45±8.
Середньомедіанні величини коефіцієнтів розподілу 137Cs для суглинків району
розташування майданчика комплексу «Вектор» складають 370 мл/г, 90Sr – 16 мл/г.
Для супісків відповідно 400 мл/г та 7,4 мл/г [134]. Очевидно, що коефіцієнти
розподілу стронцію на два порядки менші, ніж для цезію і потрібна додаткова
оцінка ступеня його фіксації у нижньому захисному шарі.
Те, що твердою фазою ґрунтів 137Cs поглинається інтенсивніше порівняно з 90Sr
показано в цілому ряді робіт [136-141 та ін.]. У лабораторних колоночних
дослідах на ґрунтах із контрастними фізико-хімічними властивостями також
показано, що 85Sr більш рухомий ніж Cs [137, 141].
Таким чином, особливу увагу при оцінці захисних властивостей НЗШ при
поверхневих сховищ ТРВ слід приділити дослідженню поглинання шестивалентного
урану і стронцію.
Як потенційні матеріали для створення захисного шару сховищ твердих РАВ
комплексу «Вектор» доцільно розглядати глини Черкаського і глини та суглинки
Чистогалівського родовищ. Черкаське родовище є промисловим родовищем
бентонітових глин. Чистогалівське родовище було розвідано при спорудженні
Чорнобильської АЕС і знаходиться безпосередньо в Зоні відчуження. З економічної
точки зору таке географічне розташування дозволяє розглядати його як потенційне
джерело глинистих матеріалів при будівництві сховищ твердих РАВ комплексу
«Вектор».
Для оцінки придатності для створення нижнього захисного шару при поверхневих
сховищ ТРВ досліджено 3 зразки піщано-глинистих порід (ПГП) Чистогалівського і
2 зразки Черкаського родовищ. Короткий опис, мінералогічний і хімічний склади
зразків представлені у табл. 2.1-2.3.
Таблиця 2.1.
Короткий опис зразків ПГП Чистогалівського та Черкаського родовищ [134]
Зразок
Місце відбору зразків
Опис матеріалу
Ч-1
Чистогалівське родовище, Блок 2, кар’єр Центральний, східний борт
Суглинок бурий, 3-ій шар Чистогалівського родовища
Ч-3
Чистогалівське родовище, Блок 2, дно кар’єру Централь
- Київ+380960830922