Popis: |
TÜRKİYE'DE DÜŞÜK SEVİYELİ RADYOAKTİF ATIK GÖMÜSÜ İÇİN BİR MODEL ÇALIŞMASI ÖZET Radyoaktif atık yönetiminin son adımı olan atıkların gömüsü konusu, nükleer endüstrinin en çok tartışılmakta olan konusudur. Hacimce az olan yüksek düzeyli atıklara oranla, düşük ve orta düzeyli radyoaktif atıklar oldukça fazladır fakat nihai gömüleri konusunda da fazla sayıda alternatif vardır. Ülkeler, kendi şartlarına göre geliştirdikleri atık yönetim politikalarına göre, uygun gömü kavramını tatbik ederler. Ülkemizde henüz böyle bir politika geliştirilmediği için, mevcut yasal durum, sadece çevreye bırakılan atıklar için deşarj limitleri getirmekle yetinmektedir. Radyonüklitlerin uzun dönemde hareket noktası gömü tesisidir. Gömü tabanından toprağa sızan nüklit, buradan doygun bölgeye kadar düşey su hareketi ile taşınır. Doygun bölgedeki su hareketi ile de uzak noktalara doğru taşınır. Bu suyun doğrudan insan tarafından içilmesi veya tarımda ve hayvancılıkta kullanılması insana doz yükü getirecektir. Yüzlerce yıl sonraki nesiller için söz konusu olan bu dozun, şimdiki nesil için tehlikesiz kabul edilen dozdan daha fazla olmaması, bir prensip olarak, bütün ülkeler tarafından kabul edilmiştir. Radyonüklitlerin topraktaki düşey hareketini etkiliyen en önemli faktör, su hareketidir. Çahşmamızdaki Darcy hızı, suyun topraktaki düşey hareket hızı olarak tanımlanır. Radyoaktif atık gömüsünün üstü, su geçirgenliği çok az olan bir malzeme ile kaplandığında, bu malzeme sağlam kaldığı sürece, Darcy hızı sabit bir değer olarak kalır. Malzemenin tamamen bozulduğu sürenin sonunda ise, gömü alanındaki Darcy hızı doğal toprağın geçirgenlik hızına erişir ve gene sabit alınabilecek bir değerdir. Bu ikisi arasında ise, Darcy hızının nasıl değişeceği belirsizlik arzeder. Genel varsayım, değişimin doğrusal olacağı şeklindedir yani zaman ekseninde, kapak malzemesine ait bilinen son Darcy değeri ile, doğal toprağın geçirgenlik hızına ulaşıldığı zamana ait Darcy değeri, düz bir çizgi ile birleştirilerek, ihtiyaç duyulan ara değerler hesaplanır. Çalışmamızda, bu konuda yeni bir yaklaşım geliştirilmiş ve Darcy hızındaki değişimin, doğrusaldan daha iyimser veya kötümser bir şekilde olabileceği vurgulanmıştır. Bu amaçla doğrusal çizgi yerine, kötümser yaklaşım için y = A ( e1'*) ve iyimser yaklaşım için de y = A (l-e_Lx) eğrileri analizde kullanılmış ve sonuçlar doğrusal yaklaşım sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Bu amaçla, çalışmamızda kullandığımız bilgisayar programında değişiklik yapılarak, hesaplama rutinlerinde bu iki eğri ayrı ayrı tanımlanmıştır. Bu çalışmada sunulan radyoaktif atık gömü modeli, ÇNAEM atık işleme tesisinde işlenerek depolanmış radyoaktif atıkların özelliklerine göre ve mevcut yasal durum xiçerçevesinde geliştirilmiştir. Modelimize göre, 75 adet 200 L. lik atık varilinden oluşan bir gömü ünitesi, radyoaktif madde bulunduran bir tesis olarak kabul edilmiş ve ünitenin altından bırakılacak radyoaktif madde miktarına, mevcut deşarj limiti uygulanmıştır (137Cs için bu limit yaklaşık 0.013 Ci/sene'dir). Farklı radyonüklitler için, bu çalışmada sunduğumuz metoda göre yapılacak analiz ile, kurulması düşünülen nükleer enerji santralinin düşük seviyeli atıklarının da bu model ile gömüsü mümkündür. Çalışmamızda kullandığımız saha bilgileri Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi (ÇNAEM) sahasına aittir. Bu sahada daha önce değişik zamanlarda yapılmış sondaj bulguları ile saha toprağının 137Cs tutma özelliğine ait bilgiler değerlendirilmiştir. Çalışmamızda, hazırladığımız gömü ünitesi üç ayrı kapak malzemesi ile incelenmiştir. Birincisinde sadece saha toprağı (basit hendek gömüsü), ikincisinde bir kil katmam (gelişmiş hendek) ve üçüncüsünde beton + kil birlikte (mahzen) incelenmiştir. Herbir kapak şekline göre ve en muhafazakar yaklaşımlar ile, gömü tabanından yasal deşarj sınırlarım geçmiyecek bırakılma için, gömü varillerinde bulunabilecek en yüksek I37Cs miktarları tespit edilmiştir. Sonuçlar, çeşitli ülkelerdeki uygulamalar ile karşılaştınlmıştır. Kapak malzemesi olarak sadece saha toprağının incelendiği basit hendek gömüsünde Darcy hız profili tüm zamanlar için 10`3 cm/s olarak alınmıştır. Modelimizin bu kısmında Darcy hızı sabit olduğundan kullandığımız bilgisayar kodunun orjinal hali, model hesapları için yeterli olmuştur. Buna göre, basit hendek gömüsü için atık varillerinde olabilecek en yüksek aktive 0.00344 Ci/varil olarak bulunmuştur. Kapak malzemesi olarak saha toprağı ve kil katmanının birlikte incelendiği gelişmiş hendek gömüsünde Darcy hızı ilk 200 sene için 10`7 ve 300 seneden sonra 10`3 cm/s'dir. 200 ve 300 seneler arasında doğrusal değişimi esas alan orjinal kod ile yapılan hesapta 0.75328 Ci/varil aktivite sının bulunmuştur. Darcy hız profilini değiştirerek kullandığımız kod ile, kötümser değişim varsayımı ile 0.327 Ci/varil aktivite sınır değeri bulunmuştur. Modelimizin mahzen gömüsü olarak incelendiği durumda ise Darcy hızı ilk 300 sene için 10`7 ve 350 seneden sonra 10`3 cm/s'dir. Bu gömü modeli için orjinal kod ile 4.055 Ci/varil, ve değiştirdiğimiz kod kötümser varsayım ile 2.604 Ci/varil aktivite miktarları bulunmuştur. Betonlanarak işlendikten sonra ÇNAEM atık deposunda bekletilmekte olan atık varillerinde en çok 0.00025 Ci kadar 137Cs aktivitesi bulunmaktadır. Buna göre, depomuzdaki betonlanmış atık varillerinin, basit hendek türü gömüsünün yapılabileceği sonucu bulunmuştur. Başka ülkelerde yapılmakta olan çeşitli gömü türlerine ait atık kabul kriterleri incelenmiş ve bu çalışmada bulduğumuz sonuçlar karşılaştınlmıştır. Kanada, İngiltere ve ABD'deki ilgili yasal mevzuat incelenerek Türkiye için bu konuda ihtiyaç duyulan yasal düzenlemenin ana hatlarının neler olması gerektiği belirtilmiştir. xu A NEW MODEL FOR THE DISPOSAL OF LOW LEVEL RADIOACTIVE WASTE IN TURKEY SUMMARY The disposal of radioactive waste which is the last step of radioactive waste management has been the most argued subject of the nuclear industry. Comparing with the high level waste which are in small volumes, the low level radioactive waste are produced in considerable volumes but there are more disposal options for them. The countries apply the proper disposal concepts according to their waste management policies that were developed for their conditions. Since such a waste management policy has not been developed in our country, the existing legal situation includes only the discharge limits for the waste to be discharged. The disposal facility is the start point of nuclides to move around. The nuclides are carried with the vertical water movement down to saturated zone after they leaked to soil from the bottom of disposal facility. They are carried to far field with the water movement in saturated zone. A radiation dose burden arises when this water is drunk by man or used in agriculture and farms. That dose which is subject to future generations after hundreds of years should be kept in a level that is acceptable as harmless for the existing generations. This rule has been accepted by the countries as a disposal principle. The most important factor effecting the nuclide movement in soil is the water movement. The Darcy velocity in our study is described as the vertical movement velocity of water in soil. The disposal unit of radioactive waste is covered with a very low permeable material therefore Darcy velocity is kept as a constant value while the cap material keeps its integrity. After the complete disintegration of cap material, Darcy velocity reaches to natural soil permeability and can again be assumed as a known value. Uncertainty lays on the duration between these two times on how the velocity will change. The general assumption is that the velocity change will be linear meaning that the last known permeability value of the cap material is directly connected to the first known permeability value of natural soil, in time scale. Intermediatery values are calculated from that line. In our study, a new approach has been developed in this subject. It has been pointed out that the change of Darcy velocity can occur as more optimistic or pessimistic than the linear change. For this purpose, instead of linear line, a curve of y = A ( e1^) for the pessimistic and y = A (l-e_Lx) for the optimistic assumptions have been used during the safety analyses and results have been compared with the results of linear change approach. For this purpose, the computer code has been modified by inserting these two different formulae in its calculation routines. Xlll ıctjhanMprİM kdrdloThe disposal model of radioactive waste introduced in this study has been developed according to the specifications of conditioned radioactive waste in interim storage building at ÇNAEM (Çekmece Nuclear Research and Training Center) and in the framework of existing legal situation in the country. According to our model, one burial unit consists of 75 waste drums (200 L) is assumed as a facility which holds radioactive materials. The legal discharge limit has been applied at a location beneath the facility where unsaturated zone and saturated zone connects each other (the limit is approximately 0.013 Ci/year for 137Cs). Low level waste of the nuclear power plant which is expected to be erected in near future can also be disposed off with our model by additional analyses for the different nuclides according to the method introduced in this study. The site specific data of this study belongs to the Çekmece Nuclear Research and Training Center (ÇNAEM) site. Data obtained from previous exploratory wells and experiments for the absorption capacity of 137Cs with the site soil have been evaluated. The burial unit of this study has been assessed with three different cap materials. These are; the simple trench with ordinary site soiL the progressed trench with compacted clay and the vault with concrete and clay together. Maximum amount of 137Cs activities which are appropriate for the legal discharge limits and can be exist in the waste drum to be disposed have been found according to each cap materials with the most conservative approaches. The results have been compared with the various applications in other countries. The Darcy velocity profile has been accepted as 10`3 cm/s for all the times for the simple trench burial. The computer code with its original nature was sufficient for the model calculations since the Darcy velocity was a constant value in that part of the study. 0.00344 Ci/drum maximum 137Cs activity has been found for the simple trench burial. The Darcy velocity has been accepted as 10`7 cm/s for the first 200 years and 10`3 cm/s after 300 years for the progressed trench where the cap material was clay. 0.75328 Ci/drum 137Cs activity has been found with the original code which assumes linear degradation between the 200 and 300 years. 0.327 Ci/drum 137Cs activity has been found with the modified code and conservative change assumption. The Darcy velocity has been taken as 10`7 cm/s for the first 300 years and 10`3 after 350 years for the vault burial. 4.055 Ci/drum 137Cs activity has been found with the original code and 2.604 Ci/drum with the modified code with conservative approach. The maximum 137Cs activity of homogeneously cemented waste drums in ÇNAEM waste storage building is about 0.00025 Ci. According to our results, the cemented waste drums in temporary storage building can be disposed in a simple trench type burial. Waste acceptance criteria and legislation of some countries have been evaluated, compared with our results and how a national legislation for Turkey should be faced have been introduced. XIV 163 |