МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПОТОКІВ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ПРОЦЕСУ ОХОЛОДЖЕННЯ КОНТЕЙНЕРА ДЛЯ ЗБЕРІГАННЯ РІДКИХ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ

Анотація

 Проблема. У процесі експлуатації енергоблоків атомних електростанцій генеруються три основні категорії радіоактивних відходів (РАВ): газоаерозольні, рідкі та тверді. Забезпечення безпеки поводження з ними передбачає їх ефективне знешкодження. З огляду на потенційну загрозу, яку становлять ці відходи для здоров’я людини та довкілля, критично важливим є організоване їх збирання та ізолювання з урахуванням специфіки та фізико-хімічних характеристик радіонуклідів. 
Мета. Розроблення методики оцінювання загроз порушення експлуатації та теплового режиму в системі зберігання РАВ, які впливають на безпеку та надійність їх ізолювання. 
Результати дослідження. Розроблено методику оцінювання ймовірності порушення експлуатації теплового режиму в системі зберігання РАВ. Під час дослідження реалізовано чисельне моделювання теплових потоків з метою прогнозування розподілу температурного поля на поверхні контейнера для зберігання РАВ. Модель враховувала теплофізичні характеристики теплоносія, геометричні параметри конструкції та умови теплообміну. Проведене моделювання дало можливість оцінити ефективність функціонування охолоджувальних систем (систем пасивного охолодження), які забезпечують відведення теплоти від контейнерів без застосування активних механізмів. 
Наукова новизна Розроблено методику оцінювання ймовірності порушення теплового режиму, яка враховує теплофізичні характеристики теплоносія, геометрію контейнерів і умови теплообміну. Запропоновано чисельну модель прогнозування теплових потоків, що дає змогу визначати просторовий розподіл температурного поля. Обґрунтовано граничні умови теплового навантаження (до 2 кВт), перевищення яких призводить до втрати теплової стабільності контейнера. Розроблено підхід до моніторингу теплових процесів у реальному часі, який може бути інтегрований у систему автоматизованого контролю стану сховищ. 
Висновки. На основі розробленої методики досліджено загрози для сховища рідких РАВ, виконано кількісне оцінювання ймовірності порушення експлуатації теплового режиму в системі зберігання РАВ, що виникають через їх радіоактивний розпад, проаналізовано можливі наслідки. Завдяки цьому підходу запропоновано технологію моніторингу теплових процесів, що дасть можливість знизити ризики та підвищити надійність сховищ РАВ.