Особенности демонтажа АЭС



Проведен анализ структуры и последовательности демонтажа АЭС. Рассмотрена технологическая схема переработки Ж/Б отходов после демонтажа АЭС. Проведены лабораторные испытания на определение физико-механических свойств установленного материала, для обоснования целесообразности его применения в строительстве.

Ликвидация блока атомной станции — вариант вывода из эксплуатации блока АЭС, предусматривающий дезактивацию загрязненных радионуклидами зданий, сооружений, систем и элементов блока АЭС до приемлемого уровня в соответствии с действующими нормами радиационной безопасности и (или) их демонтаж, обращение с образующимися радиоактивными отходами (РАО) и другими опасными отходами, а также подготовку площадки выводимого из эксплуатации блока АЭС для дальнейшего ограниченного или неограниченного использования. Общие с другими (действующими) блоками АЭС здания, сооружения, системы и элементы не считаются относящимися к площадке выводимого из эксплуатации блока АЭС.

Обращение ствердыми РАО (Ж/Б)

При выполнении этапов работ по выводу из эксплуатации или переводу блока в экологически безопасную систему образуется значительное количество твердых, жидких и газообразных радиоактивных отходов, которые необходимо надежно локализовать от внешней среды. Но в нашем случае будут рассмотрены только твердые РАО.

В данном случае под радиоактивными отходами понимается все загрязненное или с наведенной активностью оборудование и строительные конструкции, при этом нас интересуют только конструкции. Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) в чистом виде радиоактивными отходами не является

Для сравнения численного значения активности загрязненных элементов оборудования и конструкций и отнесения их к той или иной группе РАО приведена таблица из ОПРОБ-99/2010 (основные правила обеспечения радиационной безопасности) [1], в которой указана категория отходов и предельное содержание в элементах различных радионуклидов (табл.1).

Таблица 1

Классификации основных санитарных правил обеспечения РБ

Категории отходов	СП 2.6.1.2612–10
	Удельная активность, кБк/кг
	β— излучающие радионуклиды	α— излучающие радионуклиды	Трансурановые радионуклиды
Использование без ограничений	Менее 0,3	Менее 0,3	Менее 0,3
Ограниченное использование	От 0,3 до 102	От 0,3 до 10	От 0,3 до 1,0
Низко активные	От 102 до 103	От 10 до 102	От 1 до 10
Средне активные	От 103 до 107	От 102 до 106	От 10 до 105
Высоко активные	Более 107	Более 106	Более 105

Переработка осуществляется по технологической схеме (рисунок 1) в несколько стадий: первичное дробление; сортировка; вторичное дробление; удаление древесины и мойка.

Рис. 1.Технологическая линия по переработке ж/б РАО: 1 — автотранспорт; 2 — смесь; 3 — бетон; 4 — кирпич; 5 — асфальт; 6 — установка для грохочения тяжелого металла; 7 — песо к-заполнитель; 8 — электромагнит; 9 — отсеивание песка; 10 — ударная дробилка; 11 — электромагнит; 12 — резервный бункер; 13 — электромагнит; 14 — ударно-отражательная мельница; 15 — грохот; 16 — грохот; 17 — водоочистка; 18 — аквамотор; 19 — щепа, органические компоненты; 20 — фракционирование; 21 — склад вторичных заполнителей

Под повторным использованием в нашем случае мы понимаем непосредственно транспортировка и производство в дальнейшем боя бетона, необходимой нам фракции, который дальнейшем будет применяться как заполнитель для 3D-принтера. Технологическое оборудование, используемое на линиях по переработке некондиционного бетона и железобетона, обеспечивает получение вторичного щебня, применение которого допускается лишь при устройстве подстилающих слоев дорожных одежд и оснований. Эффективность применения щебня из дробленого бетона резко возрастает при использовании его вместо заполнителя из природного каменного материала при производстве конструкций из сборного железобетона непосредственно на предприятии, где осуществляется переработка. Для этого необходимо обеспечить получение фракционированного щебня из дробленого бетона.

Испытания иобразцы

Целью исследования — определение физико-механических характеристик бетона с отходами от утилизации Ж/Б конструкций. Это необходимо для обоснования его применения как конструктивного материла.

Основными задачи работы заключались в следующем:

‒ Провести исследование физико-механических свойств боя бетона для использования в строительстве

‒ Провести изучение физико-механических свойств бетона с различными добавками (фибра, свинец и д. р.)

Для начала работы необходим образец бетона, который за свой срок эксплуатации испытали все виды нагрузок и виды воздействия на бетон. Поскольку если не учитывать сам контейнмент, все здания на территории АЭС построены по типу обычных промышленных зданий. Поэтому на подходило любое промышленное здание, им оказался завод КССК — “Комбинат Сборных Строительных Конструкций” находившийся на территории г. Балаково, Саратовской обл. Конструкции данного промышленного объекта, учитывая специфику производства испытывали все виды нагрузок и воздействий, что является преимуществом, поскольку учитываются фактор усталости бетона, а также работы на сжатие, что непосредственно в дальнейшем влияет на прочность боя бетона.

Образцы отбиты от двухветвевой колонны. Куски бетона собраны с одной из ветвей колонны, при этом стоит подчеркнуть, что колонна была без дефектов и сколов, при этом она несла нагрузку от опиравшихся плит, вследствие чего можно сказать, что бетон работал на сжатие, что максимально приближает образец к реальному условию работы таких видов конструкций, на территории АЭС.

Далее образцы бетона проверены на прочность с помощью склерометра — измерителя прочности бетона (ОНИКС-2.5), вследствие чего выявлено, что прочность полученных образцов бетона составляет 15 МПа, что соответствует марке бетона В15 согласно ГОСТ-26633–2012 [2]. После чего образцы раздроблены в щекодробилке на базе лаборатории БИТИ НИЯУ МИФИ «Эксплуатационная надежность конструкций и строительных материалов» кафедры ПГС. Бой бетона соответствовал марке 1000 согласно ГОСТ 8267–93 [3].

Далее из полученных компонентов изготовлены специальные образцы бетона, с двумя составами для определения физико-механических свойств такого рода бетона. В состав бетона входил непосредственно щебень, как заполнитель, фибра и свинец в определенной концентрации, описанные в таблице 2.

Таблица 2

Состав образцов

№замеса	Дата замеса	Цемент, кг	Песок, кг	Щебень, кг	Вода, мл	Фибра, гр	Свинец, гр	28 суток, МПа
1	29.11.18	1.428	3450	2,777	793	-	-
2	29.11.18	2,142	5175	4165,5	1489,5	107	17

Результат работы — изготовленные бетонные образцы, которые пройдут испытания на сжатие.

Литература:

1. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ-99/2010. СП 2.6.1.2612–10.
2. ГОСТ26633–2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
3. ГОСТ 8267–93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия (с Изменениями N 1–4).