Studsvik Report SE0007 STUDS VK-ES-0-3 Stråldoser på grund av en olycka i R-reaktorn Bengt Hallberg Studsvik @ EcoSafe
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 Bengt Hallberg Stråldoser på grund av en olycka i R-reaktorn Huvudinnehåll Tillskottet till individdosen från utsläpp till luft på grund av eventuella olyckor i R-reaktorn redovisas. Spridnings- och dosberäkningar utfördes med SSI:s gaussiska spridningsmodell LENA 95. Tre fall beaktades: ett basscenario med haveri på grund av en effekttransient, och med det extremt pessimistiska antagandet att 0 % av härden smält innan reaktorn blir underkritisk. Cirka 30 % av härdinventariet antas exponeras för reaktorvattnet. Av denna mängd antas ädelgaser släppas ut obehindrat, medan andra ämnen kvarhålls i olika grad. Det andra scenariet är samma som basscenariet, men med antagandet att jodscrubbern inte fungerar. Detta ger en större mängd utsläpp än basscenariet. Ett tredje fall är att ett haveri sker just när dörrarna in till reaktorhallen är öppna. Flera väderfall betraktades, och värsta fall togs ut. Konsekvenser beräknades även för medelväder. Väderstatistik för uppmätta data från masten i Studsvik användes. De tillskott till individdosen som beräknades härrör från extern exponering från plymen, extern exponering från nedfall på mark och intern exponering från inandad aktivitet. Bland annat betraktades ett realistiskt fall, där befolkningen inom skyddszonen 0 - km larmas och beger sig inomhus. ISBN 9-700-338-0 Granskad av Godkänd av Studsvik Eco & Safety AB, Sweden 00
STUDS VIK ECO & SAFETY AB STUDS VK/ES-0/3 Innehållsförteckning Sida Inledning.......3..3.4 3 3. 3.. 3.. 3..3 3..4 3. 3.. 3.. 3..3 3.3 3.3. 3.3. 3.3.3 Metoder och data Beräkning av utsläpp Basscenario Utan fungerande jodscrubber Öppna dörrar in till reaktorhallen Väderfall Spridnings- och dosberäkningar Befolkning runt Studsvik Resultat och diskussion Basscenario Framtagande av värsta väderfall och doser Dostillskott för ett mer realistiskt fall Dostillskott på lång sikt Beläggning på mark Utan fungerande jodscrubber Dostillskott initialt Dostillskott på lång sikt Beläggning på mark Öppna dörrar in till reaktorhallen Dostillskott initialt Dostillskott på lång sikt Beläggning på mark 3 3 4 7 0 3 4 6 6 7 8 0 0 4 Referensförteckning 3 Bilaga A Härdinventarium i R-reaktorn vid olycksförloppets start c:\dokument\stur00\cs0- I3.doc ea
PLEASE BE AWARE THAT ALL OF THE MISSING PAGES IN THIS DOCUMENT WERE ORIGINALLY BLANK
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVK/ES-0/3 Inledning På uppdrag av Studsvik Nuclear AB har dosbelastningen i omgivningen på grund av hypotetiska och allvarliga olyckor i R-reaktorn i Studsvik beräknats. Ett basscenario baserades på [Nordlinder, 994], varifrån utsläppta mängder är tagna. I den rapporten redovisades dos från inhalation och extern strålning från plymen. I denna studie beaktas även markbeläggning och dos från denna. De senare doserna integrerades därvid för tidsperioden en månad och ett år. För de övriga scenarierna beräknades utsläppta mängder baserat på [Tomani, 993]. I [Nordlinder, 994] baserades dosberäkningarna på spridningsstatistik för Studsvik beräknade med en gaussisk plymmodell med användande av väderdata från Studsviksmasten i början på 960-talet. I föreliggande studie användes SSI:s modell Lena 95 [Bäverstam, 996] för beräkning av spridning, nedfall och dos. Även denna är en gaussisk spridningsmodell. Jag vill tacka Nils Addo, Studsvik Nuclear AB, som dels upplåtit en dator med Lena-modellen för beräkningarna, dels bistått med hjälp i samband med dessa. c:\dokument\stur0o\es0-! 3.doc ea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 Metoder och data I detta kapitel ges en kort redogörelse för olycksförloppen. De väderfall som beaktats belyses och deras förekomst anges. De metoder som använts för spridnings- och dosberäkningar beskrivs.. Beräkning av utsläpp.. Basscenario En kort beskrivning av basscenariet och data för detta ges i detta avsnitt [Tomani, 993]. Olyckan avser ett tänkt händelseförlopp med en tillfällig effekttransient. Reaktorn postuleras "extremt pessimistiskt" inte stängas av förrän 0 % av härden skadats och därvid 30 % av härdinventariet "exponeras" för reaktorvattnet. Kylvattentillförseln antas fungera under hela olycksförloppet. Det antas att ädelgaser passerar obehindrat genom reaktorvattnet och byggnaden. Kvarhållning av jodisotoper och andra nuklider i reaktorvattnet, reaktorhallen och jodscrubbern sker, och nödventilationssystemet fungerar. Jodisotoperna förekommer i olika kemiska former och här delas de in i två klasser, varav en är metyljodid. I denna form beter sig joden som en ädelgas, vilket medför att den inte kvarhålls, och när den kommer ut inte deponerar. Enligt [Bäverstam, 996] finns högst några få procent av jodisotoperna i form av metyljodid. Allt jod har därför antagits vara i form av deponerande jod. Olika andel av olika ämnen beräknas därvid frigöras från bränslet och nå omgivningen, se tabell. Härdinventariet ges i bilaga A. Tabell Basscenario. Andel av tillgänglig del (30 %) av härdinventariet som frigörs, och andelen av de frigjorda ämnena som släpps ut till omgivningen, vilket tillsammans ger hur stor del av härdinventariet som släpps ut. Ämne Andel av tillgänglig del av härdinventariet som frigörs Andel av frigjorda ämnen som släpps ut till omgivningen Resulterande andel av det totala härdinventariet som släpps ut Ädelgaser (krypton och xenon) Jod Cesium och rubidium Övrigt 0,5 0,5 0,05 MO" 5 MO" 5 MO" 6 0,3 U-IO" 6 7,5-0" 7 l,5-0' 8 c:\dokument\stur00\cs0-3.dcx: ca
STUDS VIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 Fördröjning från olycksförloppets start till utsläppets start var 000 s, det vill säga 7 min. Utsläppets varaktighet var 3 timmar [Nordlinder, 994]. Data för vissa av nukliderna i härdinventariet ingår inte i Lena 95, och bidraget från dessa har därför inte beräknats, se bilaga A. Bidraget från dessa förväntas vara lågt, eftersom de antingen är kortlivade, till exempel xenon-3 5m som har en halveringstid på 5 minuter, eller utgör en liten andel av härdinventariet, till exempel xenon-33m och tecnetium-99... Utan fungerande jodscrubber Vi antar att jodscrubbern inte fungerar. Dessutom antas konservativt att utsläpp till omgivningen sker utan fördröjning. I övrigt antas olycksförloppet vara precis som i basscenariet. Skillnaden blir att det blir mindre grad av kvarhållning av jod och andra nuklider med en faktor 00 [Tomani, 993], se tabell. Tabell Utan jodscrubber. Andel av tillgänglig del (30 %) av härdinventariet som frigörs, och andelen av de frigjorda ämnena som släpps ut till omgivningen, vilket tillsammans ger hur stor del av härdinventariet som släpps ut. Ämne Andel av tillgänglig del av härdinventariet som frigörs Andel av frigjorda ämnen som släpps ut till omgivningen Resulterande andel av det totala härdinventariet som släpps ut Ädelgaser (krypton och xenon) Jod Cesium och rubidium Övrigt 0,5 0,5 0,05 0,00 0,00 MO" 4 0,3 U-IO" 4 7,5-0" 5 l,5-0" 6..3 Öppna dörrar in till reaktorhallen På baksidan av reaktorhallen finns två höga dörrar som öppnas vid bränsletransporter. Med öppna dörrar in till reaktorhallen antas det inte bli någon kvarhållning i reaktorbyggnaden. Denna kvarhållning har i basscenariet ansetts vara 90 % [Tomani, 993]. Dessutom antas konservativt att utsläpp till omgivningen sker utan fördröjning. Alla nuklider antas ta sig ut genom dörrarna (utsläppshöjd m), vilket medför att kvarhållning i jodscrubbern (en faktor 00) inte blir fallet i detta scenario, och totalt blir utsläppet av icke ädelgaser 000 gånger högre än i basscenariet, se tabell 3. c:\dokumcnt\stur00\cs0-3.doc ca
STUDS VIK ECO & SAFETY AB STUDS VIK/ES-0/3 Tabell 3 Öppna dörrar in till reaktorhallen. Andel av tillgänglig del (30 %) av härdinventariet som frigörs, och andelen av de frigjorda ämnena som släpps ut till omgivningen, vilket tillsammans ger hur stor del av härdinventariet som släpps ut. Ämne Andel av tillgänglig del av härdinventariet som frigörs Andel av frigjorda ämnen som släpps ut till omgivningen Resulterande andel av det totala härdinventariet som släpps ut Ädelgaser (krypton och xenon) Jod Cesium och rubidium Övrigt 0,5 0,5 0,05 0,0 0,0 0,00 0,3 0,005 7,5-0" 4 l,5-0" 5. Väderfall Sex väderfall, se tabell 4, beaktades först för att ta fram det väder som gav de allvarligaste konsekvenserna. Eftersom halten i luft är omvänt proportionell mot vindhastigheten valdes m/s. Graden av omblandning i atmosfären (turbulens) brukar anges med Pasquill-klass, där A är beteckningen på förhållanden med kraftig turbulens (varma sommardagar), medan F innebär mycket liten omblandning (klara nätter). Blandningshöjden anger plymens maximala utbredning i höjdled, och värdena är angivna som standardvärden för respektive Pasquill-klass [Hallberg, 00]. Tabell 4 Väderfall. Vindhastighet (m/s) Pasquill-klass Blandningshöjd (m) Regnintensitet A 500 0 B 500 0 C 000 0 D 500 0 E 00 0 F 50 0 Hur vanligt förekommande är då dessa fall? Väderdata från mätmasten i Studsvik har sammanställts i [Hallberg, 00]. Data avsåg perioden september 996 till och med augusti 000. Där beräknades också samvariationen mellan olika väderparametrar. Förekomsten av värden för de enskilda parametrarna ges i figurerna och. c:\dokument\stur00\es0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVK/ES-0/3 45-40- 35- ^ 30 - CO 5-0- 5 - - 0-5 - 0 - - 5. fpa. r i, 6 8 0 4 6 Vindhastighet (m/s) Figur Studsvik. Vindhastighetsfördelning. Mäthöjd: 5 m. Data från september 996 till och med augusti 000. Medelvindhastighet: 6,7 m/s. C D Pasquill-klass Figur Studsvik. Fördelning av förekomst av Pasquill-klass. Data från september 996 till och med augusti 000. c:\dokument\stur00\cs0-3.doc ca
STUDS VIK ECO & SAFETY AB STUDS VIK/ES-0/3 Som vi ser förekommer vindar i den lägsta klassen cirka fem procent av tiden. Det vanligast förekommande vädret är en vindhastighet på 4-6 m/s, och Pasquill-klass D. För halter i omgivande luft och nedfall på mark är det dock samvariationen mellan vindhastighet och Pasquill-klass som är det intressanta. Hur vanliga olika Pasquill-klasser är vid vindhastigheten 0- m/s ges i tabell 5. Att inte Pasquill-klass E förekommer beror på att det vid låga vindhastigheter och stabila förhållanden (till exempel klara nätter) endast är Pasquill F. Tabell 5 Frekvens av förekomst av Pasquill-klass vid en vindhastighet på 0- m/s. Pasquill-klass A B C D E F Frekvens (%) 0,, 0,4,4 0,6 Om vi betraktar ett mer normalt väderfall, ett slags medelväder, kan vi se att detta torde innebära en vindhastighet på 5 m/s och Pasquill-klass D. Om det faller nederbörd under olycksförloppet kommer en större mängd av radionukliderna att falla ned på marken än vid uppehållsväder. Detta gör att dosen via exponering från mark ökar. I [Bergström och Nordlinder, 99] anges medelnederbördsintensiteten (0,5 mm/timme) och årsnederbörd (650 mm). Andel av tiden med nederbörd blir då cirka 5 %. Utsläpp från reaktorn ger störst konsekvenser när det blåser mot land. I figur 3 nedan ges frekvenser för förekomst av olika vindriktningar: c:\dokumcnt\stur0o\cs0-l3.doc ea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 Ostlig vind Syd ig vin ViISt vin is s LL 3 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 360 Vind från (0 är norr) Figur 3 Studsvik. Vindriktningsfordelning. Mäthöjd: 5 m. Data från september 996 till och med augusti 000. Vi ser att vind ut mot havet (ungefär sydvästlig till nordlig) är ungefär dubbelt så vanligt som vind mot land..3 Spridnings- och dosberäkningar Vid spridning i luft och nedfall på mark är det många processer som inverkar, se figur 4. c:\dokument\stur00\cs0-3.doc ea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 Gränsskiktets höjd Reflektion av plym. Partiklar/droppar I? med egen fallhastighet Figur 4 Schematisk illustration av fenomen i samband med spridning i atmosfären. Datorkoden Lena 95 är en gaussisk plymmodell, det vill säga plymen utbreder sig rakt och koncentrationen varierar med normalfördelning i horisontell och vertikal led, vars standardavvikelse varierar med väderförhållanden och avståndet. Modellen kan ta hänsyn till att utsläppets värmeinnehåll leder till att plymen stiger uppåt, men detta har försummats i denna rapport, vilket ger konservativa värden. Eftersom reaktorskorstenens topp är belägen på 85 m höjd högt över reaktorbyggnaden har den så kallade byggnadseffekten inte beräknats, det vill säga byggnaden stör inte vindfaltet. Detta gäller inte för utsläpp genom reaktorhallens portar. Det är dock konservativt att bortse från byggnadseffekter som orsakar lägre koncentrationer i omgivningen genom större utspädning. Reflektion av plymen vid marken och vid det atmosfariska gränsskiktets höjd (blandningshöjden) beaktas av modellen. All aktivitet anses utbreda sig som en passiv substans, det vill säga inte vara bundna till aerosoler eller partiklar som sedimenterar. Nedfall på marken sker genom torr- och våtdeposition. Torrdeposition innebär att material som når marken delvis stannar kvar där. Detta kan beskrivas med en ämnesberoende koefficient (depositionshastigheten), vilken multiplicerad med halten i luft ger nedfallen mängd, se tabell 6. Våtdeposition med nederbörd modelleras som funktion av nederbördsintensiteten (i): c:\dokumcnt\stur00\es0-3.docca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDS VK/ES-0/3 där a och b ges i tabell 6. Eftersom nederbörd faller genom hela plymen integreras mängden i vertikalled. Jod släpps ut i olika kemiska former med olika depositionshastigheter. Den icke-deponerande joden (metyljodid) utgör en liten del av jodinventariet. Här har därför antagits att allt jod är deponerande. Nedfallen aktivitet, liksom givetvis det radioaktiva sönderfallet, minskar kontinuerligt mängden i plymen under utbredningen. Hänsyn till detta togs. Vid beräkning av doser från markbeläggning minskar aktiviteten genom sönderfall, men ingen hänsyn har tagits till andra bortförselprocesser (avrinning, nedträngning i mark, erosion etc), vilket ger konservativa värden. Tabell 6 Depositionsparametrar [Bäverstam, 996]. Parameter Värde Enhet Depositionshastighet 0, cm/s Utregningskoefficient (a) 0,000 s" Utregningspotens (b) 0,8 De dostillskott som beräknades var via: extern exponering från plymen extern exponering från nedfall på mark intern exponering från inhalation I samtliga fall beräknas dosen per nuklid, och även dotternuklider i förekommande fall [Bäverstam, 996], varefter summering sker. Dosen från extern exponering från plymen beräknas som produkten av koncentrationen integrerad över tiden och en dosfaktor framtagen genom att anta exponering för ett halvoändligt moln. Dosen integrerad upp till en viss tid på grund av strålning från mark beräknas från dosraten en meter över en oändlig platt yta och på marken nedfallen aktivitet. Dosraten från inhalation fås genom produkten av en dosfaktor för inhalation (i Sv/Bq), inhalationsraten (,5-0" 4 m 3 /s) och koncentrationen i luft. Dosen från plymen och via inhalation fas endast under tre timmar vid plympassagen. Dosen från mark kommer från nedfallen aktivitet. Integreringen har skett för olika tidsperioder, se kapitel 3. c:\dokument\stur00\es0-3.docea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVK/ES-0/3 0.4 Befolkning runt Studsvik I tabell 7 anges hur många som bor inom de närmaste två kilometrarna runt Studsvik. Tabell 7 Boende kring Studsvik inom km (skyddszonen). P anger permanent boende, O står för oregelbundet boende och S för sommarboende. Källa: [Studsvik, 00]. Sektor 0-60 60-0 0-80 80-40 40-300 300-360 Antal pers ca >4 > l - -5 4 > 3 5 4 > 5 > > l 4 4 3 <5 > 4 5 Bostadstyp S _ P 0 P P 0 P P P p p p p p p s p p s s p p s p p s p s p s s s c:\dokument\stur00\es0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 3 Resultat och diskussion I första avsnittet redovisas doser vid själva plympassagen som användes for att ta fram värsta väderfall. Sedan ges för varje scenario dostillskottet för ett mer realistiskt fall. Varje avsnitt avslutas med en redogörelse för resulterade markbeläggning av cesium-37 och jod-3. 3. Basscenario 3.. Framtagande av värsta väderfall och doser I figur 5 visas tillskottet till dosen för en person som befinner sig tre timmar utomhus direkt under plymmitten. De mest stabila förhållandena (Pasquill F) ger den högsta dosen. Dosen utanför plymmitten är avsevärt lägre. På avståndet km får en person som står 500 m åt sidan en dos på cirka,6 msv vid Pasquill F. Dosen domineras av extern strålning från ädelgaser i plymen. msv) o T3 Q) Ett. 0 ft 0-7 5-0.7 0.5 f + i A f * A A * T * *. d A " A ' Pasquill-klass A A B C D E _l_ C + r ' * t 0. 0. - 0.07 nnz 4 6 Avstånd (km) «> * 0 Figur 5 Basscenario. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Tillskott till effektiv helkroppsdos vid markytan under plymmitten som funktion av avstånd för olika stabilitetsklasser (Pasquill A-F). Vindhastighet: m/s. c:\dokumenrtstur00\es0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 Vi ser att endast inom skyddszonen (0- km) skulle dostillskottet vid plymmitten överstiga medelårsdosen till en genomsnittlig svensk, 4 msv [SSI, 00a]. Dostillskottet i denna zon är dock lägre än den som accepteras som maximalt årligt dostillskott för personer sysselsatta med radiologiskt arbete, 50 msv. Närmaste hus ligger åt väster vid Tranvik cirka 600 m från reaktorn, och åt söder vid Hagavägen cirka 700 m bort. 3.. Initialt dostillskott för ett mer realistiskt fall Det fall som redovisas ovan får anses som orealistiskt. Det kommer knappast att stå någon utomhus under de tre timmar som plymen passerar. Vid en olycka fastställer Studsviks beredskapsorganisation situationen och larmar dem som befinner sig i den inre skyddszonen (inom km från reaktorn). Om vi antar att samtliga i omgivningen har begett sig inomhus, och stängt fönster och ventilation, inom en timme från olyckans början, blir ett mer realistiskt fall att dosen via exponering från plymen och genom inhalation reduceras med en skyddsfaktor på grund av husens strålskärmning respektive en filterfaktor. Dosen kan då beräknas enligt: + D inh + D ma ]+ a ime [S Lmo D mo + F f D inh ^D^ J där a ute andelen av utsläppstiden som tillbringas utomhus; % a inne motsvarande för inomhusvistelse; 78 % Sf, mo trähus' skyddsfaktor för strålning från moln; 30 % [Tveten, 990] F f filterfaktor 3 för hus; 35 % [Bergström m fl, 99] Sf_ ma trähus' skyddsfaktor för strålning från mark; 40 % [Finck, 99] dos för vistelse tre timmar utomhus, via extern exponering från plymen, genom inhalation respektive extern exponering från mark (msv) Dostillskottet under 5 år far dessutom inte överstiga 00 msv. Dostillskottet under den yrkesverksamma delen av livet får inte överskrida 700 msv, vilket motsvarar 5 msv per år (SSI, 00). Skyddsfaktorn anger hur stor del av strålningen som når en person inomhus. Filterfaktorn anger hur stor inandningsdos som fås vid inomhusvistelse jämfört med vid utomhusvistelse. c:\dokumcnl\stur00\es0-3.doc ca
STUDSVDC ECO & SAFETY AB STUDSVK/ES-0/3 3 Dostillskottet blir med tillämpandet av ovanstående enligt figur 6: 50 0 > (0 o o I LU 0-5 - 0.5 / Utomhusvistelse under hela plympassagen 0. Realistisk 0. - 4 6 Avstånd (km) 0 Figur 6 Basscenario. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Tillskott till effektiv helkroppsdos vid markytan under plymmitten som funktion av avstånd. Realistiskt har antagits att samtliga i plymens riktning begett sig inomhus inom en timme från det att olycksförloppet inletts. Värsta väderfall: Pasquill F och vindhastighet m/s. Vi ser att endast mycket nära reaktorn skulle dostillskottet överstiga medelårsdosen till en genomsnittlig svensk, 4 msv [SSI, 00a]. 3..3 Dostillskott på lång sikt Hur blir dosbidraget från olycksutsläppet efter det att själva plymen passerat? I det fallet bidrar endast extern strålning från mark. Dosen första året för denna beräknades för samtliga nuklider avseende tre fall: dels Pasquill F och m/s, och dels två fall med "medelväder", det vill säga Pasquill D och 5 m/s, varav det ena med medelnederbördsintensiteten 0,5 mm/timme. I alla fallen togs hänsyn till att inomhusvistelse ger skydd för strålning från mark. Konservativt antogs att all aktivitet ligger kvar ett helt år, det vill säga ingen hänsyn till bortförsel av aktivitet på grund av diverse processer som avrinning och nedträngning i marken togs. Andelen av året med utomhusvistelse har antagits enligt [Bergström m fl, 99] vara cirka 30 %. c:\dokument\stur00\ra0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 4 0-0- - Pasquill D, 5 m/s, regn > CO E, 0-3 - ai 0" 5 - Pasquill F, m/s, inget regn Pasquill D, 5, m/s, inget regn 0-6 Avstånd (km) Figur 7 Basscenario. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Tillskott till effektiv dos under första året via extern exponering från mark under plymmitten för olika väderförhållanden vid olyckstillfället: Pasquill F och vindhastighet m/s, samt Pasquill-klass D och 5 m/s utan och med regn (0,5 mm/timme). Andel av året med utomhusvistelse var 30 %. 0 Vi ser att doserna från tillskottet till markbeläggningen är mycket små; långt under medelårsdosen till en genomsnittlig svensk. 3..4 Beläggning på mark Tillskottet till beläggningen på marken av nukliderna cesium-37 och jod-3 initialt, efter en månad och ett år ges i figur 8 (utan regn) och figur 9 (med regn) nedan. Jod-3 är den mest långlivade av de utsläppta jodisotoperna, med en halveringstid på 8 dagar. Det återstår därför mycket litet aktivitet efter ett år. För den i utsläppet mest långlivade cesiumisotopen Cs-37 är halveringstiden 30 år, vilket medför att efter ett år har mycket litet försvunnit genom sönderfall, och kurvorna för en månad och ett år sammanfaller. I verkligheten bortförs aktivitet kontinuerligt från markytan, vilket medför att dessa värden är konservativa. Nedfallet av cesium-37 från Tjernobyl-olyckan i c:\dokument\stur00\es0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 5 området kring Studsvik (medelvärde över en 50 gånger 50 km ruta) var i storleksordningen kbq/m, medan nedfall från atmosfåriska kärnvapenprov var ungefar lika stor [Edvardson, 99]. I de mest utsatta områdena runt Gävle gav Tjernobyl-nedfallet av Cs-37 60-80 kbq/m [SSI, 00b]. För jod-3 var det uppmätta värdet i Studsvik cirka kbq/m [Devell, 99]. Värdet baserades på mätningar gjorda en dryg vecka efter olyckan. Värdet justerades för avklingning under tidsperioden. Vi ser att om det skulle regna under de närmaste timmarna efter olyckan skulle markbeläggningen bli ungefar lika stor som den mängd av utsläppet från Tjernobyl som föll ned vid Studsvik. Om det är uppehållsväder blir nedfallet en bråkdel av denna. Nederbörd faller ungefär 5 % av tiden. -3 initialt, inget regn -3 efter mån, inget regn Cs-37 initialt, efter mån respektive år, inget regn CH- 4 6 Avstånd (km) 0 Figur 8 Basscenario. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Av tillskottet kvarvarande aktivitet på marken initialt, efter en månad respektive efter ett år under plymmitten som funktion av avståndet. Väder: Pasquill F och vindhastighet m/s. c:\dokumcnt\stur00tes0-3.docca
STUDSVQC ECO & SAFETY AB STUDSVDC/ES-0/3 6 Med regn i-3 initialt CH- Utan regn Cs-37 initialt och efter ett år Med regn Cs-37 initialt och efter ett år 0" 5 4 6 Avstånd (km) 0 Figur 9 Basscenario. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Tillskott till markbeläggning av cesium-37 och jod-3 initialt, och kvarvarande aktivitet efter ett år, under plymmitten som funktion av avståndet. Medelväder: Pasquill D och vindhastighet 5 m/s. För fallet med regn var regnintensiteten 0,5 mm/timme under plympassagen. 3. Utan fungerande jodscrubber Detta scenario är som basscenariet, förutom att en faktor 00 högre utsläpp av alla icke ädelgaser blir fallet. Dessutom antas ingen fördröjning från olycksförloppets start tills utsläpp till omgivningen startar. 3.. Dostillskott initialt Tillskottet till dosen (se figur 0) skiljer sig inte så mycket från basscenariets, jfr figur 6. Detta beror på att dosen från ädelgaserna dominerar, även med 00 gånger högre utsläpp av övriga nuklider. c:\dokumeik\stur00\cs0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 7 50 0 \ CO c o a ktiv CD btt 0-5 - \ \ \ N. \ N. \ \. 0.5 - Realistisk. 0. 0. - 4 6 Avstånd (km) 0 Figur 0 Utan fungerande jodscrubber. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Tillskott till effektiv helkroppsdos vid markytan under plymmitten som funktion av avstånd. I det mer realistiska fallet har antagits att samtliga i plymens riktning begett sig inomhus inom en timme från det att olycksförloppet inletts. Värsta väderfall: Pasquill F och vindhastighet m/s. 3.. Dostillskott på lång sikt Även i detta fall blir dostillskottet litet jämfört med årsdosen till en medelsvensk, se figur. c:\dokument\stur00\es0-3.doc ea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 8 0-0" - Pasquill D, 5 m/s, regn E (fl o o io- - LJJ 0-3 - Pasquill F, m/s, inget regn Pasquill D, 5, m/s, inget regn 4 6 Avstånd (km) 0 Figur Utan fungerande jodscrubber. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Tillskott till effektiv dos under första året via extern exponering från mark under plymmitten för olika väderförhållanden vid olyckstillfället: Pasquill F och vindhastighet m/s, samt Pasquill-klass D och 5 m/s utan och med regn (0,5 mm/timme). 3..3 Beläggning på mark För detta fall ligger nedfallet i samma storleksordning som nedfallet efter Tjernobyl-olyckan, se figur. I figur 3 visas att om det inte regnar under olyckan, blir nedfallet avseende jod något större än nedfallet i Studsvik från Tjernobyl, medan resultatet för cesium-37 ligger lägre. Om det skulle regna blir nedfallet av cesium ungefär hälften så stort som för de mest utsatta delarna kring Gävle. c:\dokumcnl\stur00\es0-3.doc ea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 9-3 initialt, inget regn -3 efter mån, inget regn Cs-37 initialt, efter mån respektive år, inget regn io- - Avstånd (km) 0 Figur Utan fungerande jodscrubber. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Av tillskottet kvarvarande aktivitet på marken initialt, efter en månad respektive efter ett år under plymmitten som funktion av avståndet. Väder: Pasquill F och vindhastighet m/s. 0 3 - Med regn -3 initialt Utan regn -3 initialt Utan regn Cs-37 initialt och efter ett år Med regn Cs-37 initialt och efter ett år 4 6 Avstånd (km) 0 Figur 3 Utan fungerande jodscrubber. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: 85 m. Tillskott till markbeläggning av cesium-37 och jod-3 initialt, och kvarvarande aktivitet efter ett år, under plymmitten som funktion av avståndet. Medelväder: Pasquill D och vindhastighet 5 m/s. För fallet med regn var regnintensiteten 0,5 mm/timme under plympassagen. c:\dokumcnl\stur00\cs0-3.doc ca
STUDS VIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 0 3.3 Öppna dörrar in till reaktorhallen Detta scenario är som basscenariet, förutom att utsläppet av alla nuklider utom ädelgaserna blir 000 gånger högre. Dessutom antas ingen fördröjning från olycksförloppets start tills utsläpp till omgivningen startar. Utsläpp av aktivitet sker genom dörrarna, så en utsläppshöjd av m har ansatts. 3.3. Dostillskott initialt I detta fall kommer dostillskottet att bli i samma storleksordning som den tillåtna dosen till personer i radiologiskt arbete 4, se figur 4, jfr de andra scenarierna (figurerna 6 och 0). 00 \ 00 - \ E, 05 O o IXI 50-0 0-5 \ \ \S - Realistisk ~^~ -^ ^ ^ ^-- ^ ^ i i i 4 6 0 Avstånd (km) Figur 4 Öppna dörrar in till reaktorhallen. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: m. Tillskott till effektiv helkroppsdos vid markytan under plymmitten som funktion av avstånd. I det mer realistiska fallet har antagits att samtliga i plymens riktning begett sig inomhus inom en timme från det att olycksförloppet inletts. Värsta väderfall: Pasquill F och vindhastighet m/s. Dostillskottet under 5 år får dessutom inte överstiga 00 msv. Dostillskottet under den yrkesverksamma delen av livet far inte överskrida 700 msv, vilket motsvarar 5 msv per år (SSI, 00). c:\dokiimcnt\stur00\cs0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVDC/ES-0/3 3.3. Dostillskott på lång sikt I detta fall blir dostillskottet från mark närmast reaktorn i samma storleksordning som totala medelårsdosen till en genomsnittlig svensk, se figur 5. 0 O o i LU 0-0- - Pasquill D, 5 m/s, regn Pasquill F, m/s, inget regn 0" Pasquill D, 5, m/s, inget regn 4 6 Avstånd (km) 0 Figur 5 Öppna dörrar in till reaktorhallen. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: m. Tillskott till effektiv dos under första året via extern exponering från mark under plymmitten för olika väderförhållanden vid olyckstillfället: Pasquill F och vindhastighet m/s, samt Pasquillklass D och 5 m/s utan och med regn (0,5 mm/timme). 3.3.3 Beläggning på mark I figur 6 (utan regn) och figur 7 (med regn) visas resultaten för "medelväder". Om det regnar under plympassagen blir nedfallet för cesium-37 ungefär som de mest utsatta delarna i Gävletrakten. Jod-3 ger högre nedfall, men bidrar mindre till långtidsdosen från mark (se figur 5) tack vare den korta halveringstiden. c:\dokumcnt\stur00\es0-3.doc ca
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 0 5 \ 0* - \ H. 0 3 c» c - ~ ^ -3 initialt, inget regn 35 0 s v >^^ ~~.. -3 efter mån, inget regn 0 Cs-37 initialt, efter mån "~ respektive år, inget regn 4 6 Avstånd (km) 0 Figur 6 Öppna dörrar in till reaktorhallen. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: m. Av tillskottet kvarvarande aktivitet på marken initialt, efter en månad respektive efter ett år under plymmitten som funktion av avståndet. Väder: Pasquill F och vindhastighet m/s. 0 5 Med regn -3 initialt 0" - 0- Utan regn Cs-37 initialt och efter ett år 4 6 Avstånd (km) Med regn Cs-37 initialt och efter ett år 0 Figur 7 Öppna dörrar in till reaktorhallen. Olycksutsläpp från R med varaktighet 3 timmar. Utsläppshöjd: m. Tillskott till markbeläggning av cesium-37 och jod-3 initialt, och kvarvarande aktivitet efter ett år, under plymmitten som funktion av avståndet. Medelväder: Pasquill D och vindhastighet 5 m/s. För fallet med regn var regnintensiteten 0,5 mm/timme under plympassagen. c:\dokument\stur00\es0-3.doc ea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVK/ES-0/3 3 4 Referensförteckning BERGSTRÖM, U och NORDLINDER, S, 99 Referensutsläppsfaktorer för utsläpp av radioaktiva nuklider till luft från Studsviks kärntekniska anläggningar. Studsvik AB (Studsvik Report STUDSVIK/NS-9/0). BERGSTRÖM, U, NORDLINDER, S och APPELGREN, A, 99 Metodik för beräkning av referensutsläppsfaktorer för luftutsläpp. Studsvik AB (STUDS VK/NS-9/96). BÄVERSTAM, U, 996 Lena 3.0. Användarhandledning. Statens strålskyddsinstitut, Stockholm. DEVELL,L, 99 Composition and properties of plume and fallout materials from the Chernobyl accident. In: The Chernobyl fallout in Sweden. Results from a research programme on environmental radiology. Moberg, L. (ed.). Statens strålskyddsinstitut, Stockholm. HALLBERG, B, 00 Dosomräkningsfaktorer för normaldriftsutsläpp. A. Spridning i luft och nedfall på mark. Studsvik Eco & Safety AB (STUDSVK/ES-0/33). EDVARDSON, K, 99 Fallout over Sweden from the Chernobyl accident. In: The Chernobyl fallout in Sweden. Results from a research programme on environmental radiology. Moberg, L. (ed.). Statens strålskyddsinstitut, Stockholm. FINCK,R, 99 Shielding factors for gamma radiation. Experiments and calculations for Swedish dwellings. In: The Chernobyl fallout in Sweden. Results from a research programme on environmental radiology. Moberg, L. (ed.). Statens strålskyddsinstitut, Stockholm. NORDLINDER, S, 994 Stråldoser efter utsläpp vid en olycka - Beräknade akuta dosbelastningen utanför Studsviksanläggningen vid ett utsläpp från R-reaktorn. Studsvik Eco & Safety AB (Arbetsrapport ES-94/). SSI, 00 Statens strålskyddsinstitut, www.ssi.se, a. 00--6, b. 00-0-0. c:\dokument\stur00\cs0-i3.doc ea
STUDS VIK ECO & SAFETY AB STUDSVIK/ES-0/3 4 STUDSVIK, 00 Beredskapsplan SOP-N-0-05. Telefonnummer till boende inom km (skyddszonen). TOMANI, H, 993 Studsvik R reactor. Reactor hazards, section F0. Release of fission products to the environment in case of MAH incidents. Studsvik Nuclear AB (Arbetsrapport N(R)-93/09). TVETEN,U, 990 Environmental consequences of releases from nuclear accidents. A Nordic perspective. Nordiska kontaktorganet for atomenergifrågor, NKA, ISBN 87 7303 439 8. c:\dokument\stur00\es0-3.doc ea
STUDSVIK ECO & SAFETY AB STUDSVDC/ES-0/3 Bilaga A. () Härdinventarium i R-reaktorn vid olycksförloppets start. Nuklider markerade i fetstil har använts vid dosberäkningarna. Nuklid Inventarium (Bq) Nuklid Inventarium (Bq) Kr-85m Kr-85 Kr-87 Kr-88 Xe-33m Xe-33 Xe-35m Xe-35-3 -3-33 I-34m -34-35 Cs-34m Cs-34 Cs-36 Cs-37 Rb-86 Sr-89 Sr-90 Sr-9 Y-90m Y-90 Y-9m Y-9 Zr-95 Zr-97 Nb-95m Nb-95 Mo-99 Tc-99m Tc-99 Ru-03 Ru-05 Ru-06 Rh-05.8E+6.E+4 3,9E+6 5.E+6,8E+5 9,7E+6.8E+6.E+6 4,5E+6 6JE+6.0E+7 7,6E+5.E+7 9,4E+5 9.7E+4 6.E+4 4,9E+4 8,9E+4 3,3E+3 6,E+6 8,3E+4 8,3E+6 3.3E+ 8.7E+4 4,8E+6 7,E+6 7,8E+6 8.7E+6 5.4E+4 6.E+6 9.E+6 8,0E+6.E+ 4,8E+6,E+6,3E+5,6E+6 Sb-7 Sb-9 Te-7m Te-7 Te-9m Te-9 Te-3m Pr-43 Nd-47 Np-39 Pu-38 Pu-39 Pu-40 Pu-4 Am-4 Cm-4 Cm-44 3,0E+5.E+6,3E+4,8E+5.6E+5,E+6 5,8E+5 8,5E+6 3,4E+6,4E+7,5E+.E+ 8.3E+.8E+4 JE+0 4,4E+ 6,5E+0 c:\dokunkni\stur00\cs0-i3.doc ea
STUDSVIK/ES-0/3 Stråldoser på grund av en olycka i R-reaktom Bengt Hallberg ISBN 9-700-338-0»8 C/5