Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Westinghouse Proprietary Class 2This document is the property of and contains Proprietary Information owned by Westinghouse Electric Sweden AB and/or its subcontractors and suppliers. It is transmitted to you in
confidence and trust, and you agree to treat this document in strict accordance with the terms and conditions of the agreement under which it was provided to you.© 2012 Westinghouse Electric Sweden AB. All Rights Reserved.
St ål k dd h iljö ff kt iStrålskydd och miljöeffekter i kärnbränslecykelns olika skedeny
Tillverkning av kärnbränsle – miljörisker g joch yrkesexponeringH MellanderH Mellander
WSE 12.1_Bl19, rev 4, 2012‐05‐10 1
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Innehåll●Kärnbränsletillverkning●Kärnbränsletillverkning●Säkerhetsaspekter
K iti it t– Kriticitet– Externa doser– Interna doser
●Miljöeffekter●Miljöeffekter– Utsläpp
A f ll– Avfall
2
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Bränslefabriken i Västerås•I drift sedan 1966•Tillstånd att konvertera 900 t UO2/år•Certifierad mot ISO 9001, 14001 m.fl. ,standarder•Tillverkning av BWR and PWR bränsle•Tillverkning av komponenter•Tillverkning av styrstavar
Konvertering
1976
PWR
1982
600 ton UO2
1996
900 ton UO2
2010
1966 2006
Toshiba
2000
BNFL
1986
ABB
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
B ä l till k i d lik tBränsletillverkning – de olika stegen
Bränslepatroner
Leverans
Bränslepatroner
Kutstillverkning
Konvertering
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Kon erteringKonvertering
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Kutstillverkning
6
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Stav- och patrontillverkning
7
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Kommentarer●Kunden (reaktorägaren) köper uran som skickas till●Kunden (reaktorägaren) köper uran som skickas till
fabriken för bränsletillverkningUranet representerar stora värden ledtiderna●Uranet representerar stora värden – ledtiderna betydelsefulla
●Transporter via lastbil eller fartyg●Fleråriga kontrakt som tecknas flera år innan första g
leverans – bara svag koppling till konjunkturcykler●Hård konkurrens (överkapacitet) – prispress●Hård konkurrens (överkapacitet) prispress
8
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Säkerhetsaspekter på tillverkningen●Kriticitet●Kriticitet●Radiologisk exponering
K i k i k●Kemiska risker
9
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
KriticitetNeutron
Fissionsprodukter235U
E i
Strålning
N t
Energi
Nya neutroner
Strålning
10
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Matematiskt definierad kriticitetMatematiskt definierad kriticitet
duktionneutronpro
1k iti it t
klusterneutronförduktionneutronprok
1:itetöverkritic1:kriticitet
solyckakriticitetkk
1:citetunderkriti k
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Olika metoder för att undvika kriticitet
Geometrisk säkerhetFörhindrande av växelverkanFörhindrande av växelverkanModerationskontrollNeutronabsorption (i få i t )Neutronabsorption (infångning av neutroner)Minskad reflektionB ä i ä dBegränsning av uranmängden
12
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Kritiskt säkra parametrar● För en given uranförening kan man definiera ”kritiskt säkra● För en given uranförening kan man definiera kritiskt säkra
parametrar”.
E l ä k iti kt äk l di t ll● Exempel är kritiskt säker massa, volym, diameter eller skikttjocklek.
● För 5% anrikad UO2 reflekterat av 30 cm vatten är – Kritiskt säkert skikt 9,7 cm.– Kritiskt säker massa 17 kg U– Kritiskt säker volym 17,5 litery ,
13
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
K iti kt äk t i h lKritiskt säker geometri och volym
14
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Externa och interna doser
15
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Externa doser●Bestäms med TL-dosimeter (snart OSL)●Bestäms med TL dosimeter (snart OSL)●Medeldos ca 1 mSv/år, maxdos ca 5 mSv/år
E d l i k f å i k täd●En del av exponeringen kommer från i verkstäderna lagrat uran
●Förhöjd dos till de som arbetar i närheten av uranet t.ex. i samband med avsyning av färdigställda y g gbränslepatroner
16
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Betados till händer och ögon●Har undersökts i samarbete med LiU●Har undersökts i samarbete med LiU●Vissa arbetsuppgifter innebär förhöjd exponering
t ex kutsavsyningt.ex. kutsavsyning●Undersökningarna ännu ej slutförda men delresultat
har publicerats
17
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Exponeringssituationer
18
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Exponeringsbegränsning● Extern● Extern
– Skärmning, egenskärmningB t● Beta– Skärmning, handskar, glasögon
● Intern– Tillfälliga strålskyddsrutiner vid underhåll etc– Inbyggnationer runt utrustningar med spridningsrisk– Ventilation, punktutsug, undertryck i inneslutningar, , p g, y g ,
styrt luftflöde från ren mot mindre ren– Andningsskydd
19
g y
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Uran i kärnbränsle●I naturen: I kärnbränsle:I naturen:
●238U 99,283 %234U 0 0054 %
I kärnbränsle:238U 95-97 %234U 0 03 0 04 %●234U 0,0054 %
●235U 0,711 %
234U 0,03-0,04 %235U 3-5 %
●Normalt några ppm U i berg- och jordarter.
Dessutom 236U och 232U i varierande koncentration.
●Normalt jämvikt med alla döttrar.
U-koncentrationen i kärnbränsle ca 88,2 %.döttrar. ca 88,2 %.
Normalt ojämvikt med döttrar.
20
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Exempel på uranföreningar som h id kä b ä l ill k ihanteras vid kärnbränsletillverkning
LöslighetSnabb/medel (F/M) Långsam (S)Snabb/medel (F/M) Långsam (S)
Uranhexafluorid UranoxidUOUF6UO2U3O8
ADUADUU2O7(NH4)2
AUCAUC(NH4)4(UO2)(CO3)3
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide..
Olik t d tt b tä i t dOlika metoder att bestämma intern dos
Aktivitet i urin/feces Aktivitet i lunga Luftaktivitet
Material/aerosol karakteristika (löslighet, AMAD, etc), exponeringsmönster
Provtagning Bakgrund Positionering
Naturligt intag
Intag till GI
Känslighet
Korrektioner
Relation PAS/SAS
Arbetslogg
Beräkningsmetodik Beräkningsmetodik Andningsskyddslogg
Integration?
22
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Lunglaboratorium – standardmetod förginterndosimetri
23
Detektionsgräns 2‐3 Bq 235U vid 40 min
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide..
Metod som används vid Bränslefabriken id b äk i k i k i t dvid beräkning av kronisk interndos
Förutsättningar Förutsättningar
– Intaget kan antas vara approximativt konstant under kalenderåret
– En viss individ exponeras för en viss typ eller en given mix av uranaerosoler
Metod
– Korrektion för naturligt intag och residual från tidigare års exponeringar
– Dygnsutsöndring av uran från ”spot-samples” beräknas m.h.a. kreatinin
– Dosen beräknas per kalenderår och kan prognostiseras under året
24
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Hur hanterar vi utsöndring som beror påg ptidigare intag?
ale)
te (l
inea
r sc
Constant exposure (5 years)Continued constant exposure
xcre
tion
rat Continued constant exposure
Doubled exposureHalved exposureInterrupted exposure
Ura
nium
ex
5 years Material 1
25
y Material 1
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Illustration – effekter avexponeringsvariationer på urinutsöndring
0,02U
/day
)
0 01on ra
te (B
q
Shiftschedule
0,01
um e
xcre
tio
Daily
Ura
niu
Natural background level
Analysis detection limit
0,000 1 2
YearVacation
Material1Exposure: 1 mSv/year
Vacation
26
Exposure: 1 mSv/year
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Modellering av en oregelbundeng gexponering
27
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide..
R id l t ö d i B i tResidualutsöndring per Bq intag
28
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide..
I t b äk iIntagsberäkning
29
U7
U6Rapportering
Schema för urinprovtagning
U6 Till SSMU1* 24h, tUU2* n, tUU3* n, isU, efter semester
U5U4 n, tuU5 n, tuU6 n, tuU7*
U1
U7* n, tu
24h = dygnsprovn normalt prov U1U4n = normalt provtU = total uranisU = isotopspec. analys*Alla lämnar detta provAlla lämnar detta provU4‐U6 lämnas av utvalda
Dosberäkning
U3Urinprovtagning
Lungmätning U2semester
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide..
Kroniska interndoser 2009 2012Kroniska interndoser 2009-2012
Alla 2009 2010 2011 2012*Antal 176 245 237 193Medelvärde 2,3 1,4 1,7 1,7Max 13,9 18,5 17,2 25,2Summa 402 352 407 332
31
* Preliminär beräkning
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
K i k i kKemiska risker●Uranhexafluorid - fluorvätesyra●Uranhexafluorid - fluorvätesyra●Ammoniak, m.fl kemikalier
U ä k å k i kt ifti t●Uran är också kemiskt giftigtTyp Enstaka intag Kroniskt intagyp g g
Lättlösligt Kemisk Kemisk/Radiologisk
S å lö li R di l i k R di l i kSvårlösligt Radiologisk Radiologisk
32
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Miljö kt å till k iMiljöaspekter på tillverkningen●Kemikaliehantering●Kemikaliehantering●Utsläpp av kemikalier
Ut lä di kti ä●Utsläpp av radioaktiva ämnen
33
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Utsläppsvillkor●Enligt villkor från Miljödomstolen får WSE släppa ut●Enligt villkor från Miljödomstolen får WSE släppa ut
till spillvattennätet per år:U Ni A i k FlUran Nitrat Ammoniak Fluor
4 kg 400 kg 150 kg 75 kg
●Utsläppen till luft per år får enligt villkoren högst uppgå till:ppg
Uran NOx Ammoniak Metanol, etanol och isopropanol
0,5 kg 11 kg 9 kg 10 kg
34
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Utsläpp av uran till vatten
4,0
4,5
3,0
3,5
4,0
3
1,6
3
1,9
2,0
2,5
Kg
1,3
1,3
0,9
0,6
0,3 0,4 0,
5 0,6
0,4
0,20,5
1,0
1,5
0
0,02000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 New
PermitÅr
35
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Doser till allmänheten●Beräknas separat för utsläpp till luft och vatten●Beräknas separat för utsläpp till luft och vatten●Beräknas för kritisk grupp
M k t lå d 10 6 10 5 S /å●Mycket låga doser ca 10-6 – 10-5 mSv/år●Mest exponerad åldersgrupp 12-17 år
36
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
Avfall●Proccessavfall dominerar mängdmässigt Kan●Proccessavfall dominerar mängdmässigt. Kan
deponeras på kommunal avfallsdeponi (klass 1) baserat på särskilt beslut från SSMbaserat på särskilt beslut från SSM
●Brännbart avfall m.m. Kommer att pyrolyseras i ny lä i i St d ik fö tt dä ft tianläggning i Studsvik för att därefter antingen
slutförvaras eller behandlas för uranåtervinning●Omfattande friklassning efter gammaspektrometrisk
analysy
37
Westinghouse Proprietary Class 2 This document contains proprietary information and is subject to the restrictions on the title slide.
38