200854. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nagyaktivitású 60 Co rádioktiv sugárforrások ellőállítására VVER-440 energetikai reaktorban
1 2 HU 200854 B A találmány tárgya eljárás és berendezés nagyaktivitású ^Co radioaktív sugárforrások előállítására WER-440 energetikai reaktorban. A megoldással létrehozott zárt radioaktív sugárforrások ipari sugártechnológiai, gyógyászati sugárterápiái célokra előnyösen felhasználhatók. Elméletileg ismeretes, hogy atomerőművi reaktorokban ^Co radioaktív izotóp 59Co célanyagból neutronsugárzással előállítható. A gyakorlatban a ^Co radioaktív izotópokat kutató reaktorokban állítják elő. A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amely biztosítja elsősorban a szocialista országokban és Finnországban elterjedt WER-440 típusú energetikai reaktorban nagyaktivitású ^Co radioaktív izotóp biztonságos és gazdaságos ipari méretű előállítását az energetikai reaktor üzemszerű energiatermelő tevékenységének megzavarása nélkül. A találmány további céljaa WER-440 energetikai reaktorban előállított °°Co radioaktív izotóp nagyaktivitású zárt sugárforrássá történő feldolgozásának biztonságos megoldása. Napjainkban az energetikai reaktorban radioaktív sugárforrások ipari méretű előállítására ismert megoldások nem állnak rendelkezésünkre, más ország kutatói is intenzíven foglalkoznak e problémával. Az „Atomnaja Energija szovjet szakfolyóirat 1986. februári száma (60. kötet 2. sz.) „Radionuklidok előállítása magreaktorokban címmel cikket közöl Petroszjanc akadémikus és társaitól. A cikk szerint „Energetikai reaktorokban a radionuklidok előállítása nem terjedt el, a továbbiakban ennek megoldása alapvető feladat. Felismertük, hogy a 59Co célanyag felületi zárását az aktiválási és feldolgozási, valamint a kontaminációs veszély elkerülése és a reaktorbiztonsági követelmények biztosítása érdekében kettős hermetikus tokkal kellett ellátni. Komoly problémát jelentett annak megoldása, hogy a WER-440 energetikai reaktorban a megfelelően tokozott célanyagot úgy kell elhelyezni és annak feiaktiválását oly módon kell elvégezni, majd a felaktivált anyagot ismét úgy kell a reaktorból eltávolítani, hogy ezzel az energetikai reaktor természetes üzemvitelét ne zavarjuk meg. A találmány további felismerése, hogy a célanyag elhelyezésére és felaktiválására a WER- 440 típusú energetikai reaktorba már eleve beépített ún. SZKP csövek egy része előnyösen felhasználható. Ismeretes, hogy a WER-440 energetikai reaktornak 6 db SZKP csöve van, melyek szimmetrikusan, közvetlenül az aktív zónát övező vízrétegben helyezkednek el, és a reaktor üzemvitele során üresen állnak. A reaktor üzemviteli szünetében — átrakáskor — ezekbe az SZKP csövekbe helyezik el a reaktor második ellenőrző rendszerének neutron érzékelőit. Ezek a neutron érzékelők nagy érzékenységűek, hiszen az átrakás alatt a reaktor nem üzemel, így az érzékelőknek már kis neutronteret is érzékelniük kell. Az SZKP csövek egy részének — pl. minden második SZKP cső—belsejébe helyezzük el a 59Co célanyagot a megfelelő tokozással. Ezáltal a második ellenőrző rendszer hatékonysága ugyan csökken, azonban ismeretes, hogy a kritikussági baleset elkerülését nem az SZKP csövekben elhelyezett érzékelők garantálják. A WER-440 energetikai 5 reaktor átrakási technológiáját részletesen tanulmányozva megállapítottuk, hogy az SZKP csövek érzékelői már csak a baleset esetleges bekövetkeztét érzékelik. A második ellenőrző rendszer hatékonyságának csökkenése biztonságosan ellensú- 10 lyozható az aktív zóna felett történő gamma dózisteljesítmény mérésével. (Itt jegyezzük meg, hogy a régebbi típusú WER blokkok mindössze 1 db neutron detektort tartalmaznak.) Felismertük továbbá, hogy a WTiR-440 ener- 15 getikai reaktorban előállított ^Co radioaktív izotóp megfelelő védelem mellett célszerűen kialakított forrófülkékben zárt sugárforrássá alakítható, amely már alkalmas ipari célú felhasználásra. A találmány tárgya eljárás nagyaktivitású ^Co 20 radioaktív sugárforrások előállítására W^ER-440 energetikai reaktorban, amelynek során 59Co célanyagot hermetikus tokozással látunk el, majd a reaktor üzemviteli szünetében — átrakáskor a reaktortérbe helyezünk, ahol a reaktor újraindítása 25 után folyamatosan termikus neutronfluxussal felaktiváljuk, majd a reaktor újabb üzemszünetei egyikében a reaktorból eltávolítjuk. Az eljárás lényege, hogy a 59Co célanyagot kettős hermetikus tokozással látjuk el, az ily módon előkészített célanyagokat 30 tartószerkezetben — ún. besugárzó tokban — szimmetrikusan rendezzük el, és a célanyagokat tartalmazó besugárzó tokokat a reaktor aktív zóná- ját körülvevő SZKP csövek egy részének belsejébe helyezzük, ahol célszerűen 2-4 évig, de legalább 35 74-185.1010 s'1 fajlagos aktivitás eléréséig a reaktor termikus neutronfluxusával besugározzuk. Az SZKP csövek felhasználása a WER-440 energetikai reaktor üzemvitelét nem akadályozza. Számításaink szerint az SZKP csövekb< 40 termikus neutrontér mértéke 1-3 x 101' Ä fajlagos aktivitás növelésére és homogenizálására különféle módszereket is alkalmazhatunk. Ilyen előnyös lehetőség például, ha a reaktor üzemszünetedben a besugárzó tokok SZKP csövekben 45 elfoglalt helyét szükség esetén változtatjuk. Alapvető követelményként tartottuk szem előtt a 59Co célanyag hermetikus lezárását a primerköri hőhordozótól, a víztől. A 59Co célanyagot tömör henger formájában helyezzük el a kettős hermeti- 50 kus tokozásban. A kettő hermetikus tokozás során a 59Co célanyagot először nikkel burkolattal, azt követően pedig külső acél tokkal látjuk el. Amennyiben a célanyag hermetikus zártsága megsérülne, úgy a célanyag oldódása miatt a pri- 55 merköri főberendezések belső felületének járulékos elszennyezését okozná. Ezt küszöböljük ki a kettős hermetikus tokozással. A kettős tokozás külső acél tokjának sérülését oly módon mutatjuk ki, hogy a kettős hermetikus tokozás közötti légrésbe 60 vízben gyorsan oldódó indikátor anyagot helyezünk el. Indikátor anyagként vízmentes NaBO:-t vagy Na2B04(>7-t alkalmazunk. A besugárzó tokban a kettős hermetikus tokozással ellátott 59Co célanyagok szimmetrikus elhe- 65 lyezését egymástól független besugárzó csövekben í jelenlevő cm_2s . i j 2
