Способ определения объема радиоактивного грунта



Способ определения объема радиоактивного грунта
Способ определения объема радиоактивного грунта
Способ определения объема радиоактивного грунта

 


Владельцы патента RU 2459298:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности реабилитации радиоактивно загрязненных территорий. Способ определения объема радиоактивного грунта заключается в определении границ радиоактивно загрязненной территории, построении триангуляционных моделей верхней и нижней ограничивающих искомый объем поверхностей, построении трехмерной модели искомого объема и расчет объема. В качестве верхней ограничивающей поверхности используют триангуляционную модель рельефа поверхности радиоактивно загрязненной территории, составленной на основе геодезического исследования. В качестве нижней ограничивающей поверхности используют триангуляционную модель условной поверхности, определяемой глубиной загрязнения грунта, в качестве которой принимают мощность грунта над твердыми геологическими породами, определенную путем георадарного исследования или определяют путем дозиметрического контроля скважин, пробуренных на радиоактивно загрязненной территории. Изобретение позволяет повысить точность определения объема радиоактивного грунта, что в свою очередь приведет к снижению расхода обеззараживающих веществ, а также позволит выбирать оптимальные варианты выемки грунта. 3 ил.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности реабилитации радиоактивных территорий.

Существуют различные способы обеззараживания территорий, загрязненных радиоактивными элементами. Например, внесением сорбентов или путем выемки грунта.

При работах по обеззараживанию территорий, загрязненных радиоактивными элементами, необходимо точно рассчитывать количество сорбентов. Внесение этих веществ производят из расчета на единицу объема зараженного грунта. Для определения точного количества этих веществ, а также адресной их доставки, необходимо знать распределение загрязнений в грунте и объем грунта. Выемка радиоактивного грунта сопряжена со значительными затратами, поэтому более точное определение его объема снижает экономическую составляющую работ.

Известен СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННОГО ГРУНТА (патент РФ №2296016, опубл. 27.03.2007). В способе с целью повышения точности определения массы сорбента, необходимого и достаточного для достижения требуемых норм концентрации загрязняющего вещества в грунте, при снижении расхода сорбента предлагают перед внесением сорбента (глауконита) в грунт проводить контрольные замеры по определению типа загрязняющих веществ и их концентраций. Для определения границ участка загрязненного грунта и глубины залегания загрязняющих веществ, концентрации которых превышают заданный уровень, проводится бурение скважин и отбор проб. Прозондированный таким образом участок загрязненного грунта может быть разделен на зоны по типу загрязнения и их концентрации. Для каждой зоны определяется объем грунта, подлежащего очистке (путем умножения глубины залегания загрязняющих веществ на площадь заражения).

Данный способ определения объема грунта является неточным и его нельзя использовать при работе с радиоактивным грунтом.

Известны также способы георадиолокационных обследований подповерхностных слоев, так называемое георадарное зондирование, которое в настоящее время широко используется при построении профилей дорог, железнодорожного полотна и пр. (см., например, патент РФ №2380472, опубл. 27.01.2010, №2393501 опубл. 27.06.2010).

Технический результат - повышение точности определения объема радиоактивного грунта, что в свою очередь приведет к снижению расхода обеззараживающих веществ, а также позволит выбирать оптимальные варианты выемки грунта.

Для этого предложен способ определения объема радиоактивного грунта, заключающийся в определении границ радиоактивно загрязненной территории, построении триангуляционных моделей верхней и нижней ограничивающих искомый объем поверхностей, построении трехмерной модели искомого объема и расчет объема, при этом в качестве верхней ограничивающей поверхности используют триангуляционную модель рельефа поверхности радиоактивно загрязненной территории, составленной на основе геодезического исследования, а в качестве нижней ограничивающей поверхности используют триангуляционную модель условной поверхности, определяемой глубиной загрязнения грунта.

При этом глубину загрязнения грунта определяют путем дозиметрического контроля скважин, пробуренных на радиоактивно загрязненной территории.

При этом за глубину загрязнения грунта принимают мощность грунта над твердыми геологическими породами, определенную путем георадарного исследования.

На фигуре 1 представлена схема, по которой производится вычисление объема с использованием контрольных скважин, где:

1. Поверхность земли.

2. Радиоактивно загрязненная территория.

3. Скважины.

4. Нижняя граница загрязненного грунта.

5. Условная нижняя ограничивающая поверхность загрязненного грунта.

6. Загрязненный грунт.

На фигуре 2 показаны участки грунта, загрязненного Cs-137 на территории объекта.

На фигуре 3 показана модель высот, полученная в результате вычитания модели нижней грани из модели верхней грани.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале проводят радиационное обследования поверхности земли 1 с целью определения границ радиоактивно загрязненной территории 2. Затем проводят геодезического обследования территории 2 с целью определения рельефа территории. Строят с помощью компьютерной программы триангуляционную модель верхней ограничивающей объем грунта поверхности.

Нижнюю границу радиоактивного грунта можно определить путем бурения контрольных скважин 3 для определения глубины заражения с помощью дозиметрического контроля. При помощи дозиметрических исследований определяется глубина загрязнения грунта для каждой из скважин, после чего на основании полученных данных строится трехмерная модель загрязненной территории для оценки загрязненности на поверхности и в вертикальном профиле грунтов. Схема расположения скважин на территории обуславливается особенностями местности и в общем случае представляет собой сетку, в узлах которой располагаются скважины, Глубина бурения скважин соответствует максимально возможной глубине проникновения радионуклидов в почву и определяется характером почв данной местности.

Если зараженный грунт находится в зоне нахождения твердых пород, например скальных, когда глубина проникновения радионуклидов не превышает мощности грунта (т.е. слоя почвы до твердой породы), то нижнюю границу радиоактивного грунта можно определить с помощью георадарного обследования территории.

По результатам указанных выше измерений строят триангуляционную модель нижней ограничивающей объем грунта поверхности 5.

Далее с помощью компьютера строят трехмерную модель искомого объема и рассчитывают его объем. Способ расчета основан на трехмерном объемном моделировании требуемой территории в метрической системе координат с последующим вычислением величины объема. Формирование области, объем которой рассчитывается, осуществляется с помощью ограничивающих верхней и нижней поверхностей.

Для проведения пространственных вычислений верхняя и нижняя триангуляционные поверхности преобразуются в матричную форму (цифровую высотную модель) с размером элементарной ячейки 15×15 см.

Затем из модели высот верхней грани (для каждой ее элементарной ячейки) вычитается модель высот нижней грани.

На последнем этапе суммируются все значения в полученной разностной матрице, что и является величиной объема зараженного грунта. Точность метода зависит от профиля грунта, правильного выбора мест для бурения скважин и количества скважин.

Объем загрязненного грунта рассчитывается как объем сложной фигуры, являющийся произведением площади загрязненной поверхности на глубину загрязнения.

В качестве примера приведем расчет объема грунта, проведенный на объекте (фигура 2). На двумерную картографическую основу наносятся замкнутые линии, которые обозначают границы участков загрязненных грунтов. Реабилитации подлежат участки, имеющие активность больше 10 Бк/кг.

В качестве верхней ограничивающей поверхности участков, подлежащих реабилитации, использована триангуляционная модель поверхности объекта, составленная на основе геодезического исследования. Точность описания поверхности ПВХ имеющейся триангуляционной моделью определяется точностью материалов геодезического обследования, что для данного объекта соответствует масштабу 1:500. В качестве нижней ограничивающей поверхности использована триангуляционная модель условной скальной поверхности, составленная по результатам геологического обследования методом интерполяции результатов бурения 39 скважин. Для проведения пространственных вычислений верхняя и нижняя триангуляционные поверхности были преобразованы в матричную форму (цифровую высотную модель) с размером элементарной ячейки 15×15 см.

Затем из модели высот верхней грани (для каждой ее элементарной ячейки) была вычтена модель высот нижней грани (фигура 3). Далее просуммированы все значения в полученной разностной матрице. Получено значение объема радиоактивного грунта на территории, которое составляет 18054 м3.

Таким образом, изобретение позволит с высокой степенью точности определить объем радиоактивных грунтов, что позволит значительно снизить затраты на реабилитацию зараженных почв.

Способ определения объема радиоактивного грунта, заключающийся в определении границ радиоактивно загрязненной территории, построении триангуляционных моделей верхней и нижней ограничивающих искомый объем поверхностей, построении трехмерной модели искомого объема и расчет объема, при этом в качестве верхней ограничивающей поверхности используют триангуляционную модель рельефа поверхности радиоактивно загрязненной территории, составленной на основе геодезического исследования, а в качестве нижней ограничивающей поверхности используют триангуляционную модель условной поверхности, определяемой глубиной загрязнения грунта, в качестве которой принимают мощность грунта над твердыми геологическими породами, определенную путем георадарного исследования, или определяют путем дозиметрического контроля скважин, пробуренных на радиоактивно загрязненной территории.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, реабилитации территорий, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами. .
Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано для дезактивации радиоактивно загрязненного оборудования и конструкционных элементов на атомных электрических станциях (АЭС), промышленных и медицинских предприятиях, в научных и учебных учреждениях, деятельность которых связана с радиоактивными материалами.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для удаления радиоактивного загрязнения с металлических поверхностей. .

Изобретение относится к химической технологии, конкретно - к технологии переработки отработавшего ядерного топлива. .

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для удаления радиоактивного загрязнения с металлических поверхностей, и может найти применение для дезактивации поверхностей отходов свинца, углеродистых и нержавеющих сталей, образующихся при ремонте и демонтаже оборудования радиохимических лабораторий и производств.

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способу получения азотнокислых солей урана и актинидов. .
Изобретение относится к атомной промышленности, к способам обращения с радиоактивными отходами (РАО), в частности к способам переработки РАО с помощью технологий, предусматривающих их термообработку.

Изобретение относится к области разделения ионов металлов и их изотопов под воздействием электромагнитного поля в диссоциированных растворах и может быть использовано при переработке отработавшего ядерного топлива и руд, содержащих редкоземельные элементы, для очистки промышленных и бытовых стоков.
Изобретение относится к переработке отработанного ядерного топлива атомных электростанций (ОЯТ АЭС)

Изобретение относится к области переработки жидких и пульпообразных радиоактивных отходов (РАО), образующихся при регенерации облученного ядерного топлива (ОЯТ), и может быть использовано в радиохимической промышленности
Изобретение относится к способам химической дезактивации металлов с радиоактивным загрязнением

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и к области переработки твердых отходов, загрязненных радионуклидами

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к выводу из эксплуатации выработавших свой ресурс объектов использования атомной энергии и захоронения твердых и отвержденных радиоактивных отходов
Изобретение относится к области переработки отходов радиохимической промышленности и, в частности, к способам утилизации фильтрующих материалов

Изобретение относится к ядерной технике и технологии, к дезактивации различных материалов, загрязненных радионуклидами. В заявленном способе дезактивацию проводят в две стадии: на первой стадии в разогретую до 110°C камеру дезактивации с загрязненными материалами подают пар, активированный химическими реагентами, на второй стадии охлаждают камеру дезактивации и проводят обработку дезактивируемого материала растворами органических растворителей и комплексообразователей в среде сжиженных газов или низкокипящих растворителей. Способ может включать использование последовательно нескольких циклов обработки, чередуя первую и вторую стадии. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности дезактивации, увеличении коэффициентов очистки в 4-30 раз по сравнению с одностадийным способом дезактивации в сверхкритических флюидах, в уменьшении рабочего давления, объема жидких радиоактивных отходов и сокращении времени дезактивации в 1,5 раза. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области дезактивации твердых радиоактивных отходов, переработки жидких радиоактивных отходов и фиксации радиоактивных элементов в устойчивой твердой среде. С помощью суспензии с влажностью не менее 50%, содержащей глину, абразивный компонент до 20% от массы глины, диатомит до 25% от массы глины и фосфорную кислоту в количестве (20-25)%) от массы глины, производят дезактивацию внутренних поверхностей труб. Изобретение позволяет упростить дезактивацию. 1 ил.

Группа изобретений относится к методам захоронения долгоживущих радионуклидов, в том числе изотопов трансурановых элементов. Заявленный способ включает погружение, по меньшей мере, одной тепловыделяющей капсулы в скважину, образованную в геологических формациях. В полости капсулы с герметичной оболочкой находится теплопроводящая матрица, насыщенная радионуклидами. При этом средняя плотность капсулы с радиоактивными отходами (РАО) превышает плотность геологических пород, расположенных под капсулой. Температура плавления тугоплавкого материала, из которого выполнена герметичная оболочка капсулы, превышает температуру плавления геологических пород, расположенных под капсулой. Количественный состав смеси радионуклидов в полости оболочки выбирают из условия: мощность объемного тепловыделения РАО должна превышать тепловую мощность, необходимую для расплавления геологических пород, расположенных под капсулой. Содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов, заполняющих капсулу, выбирают из условия: qmin≥1,2 Вт/см3, где qmin, - минимальная плотность мощности объемного тепловыделения смеси радионуклидов в течение 10 лет после погружения капсулы. Техническим результатом является обеспечение возможности захоронения с относительно высокой скоростью всего спектра РАО, включая долгоживущие радионуклиды, а также безвозвратное растворение радионуклидов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Наверх