Łagodzenie skutków uwolnienia produktów radioaktywnych w następstwie poważnych wypadków jądrowych
W obliczu wypadku jądrowego może zaistnieć konieczność kontrolowanego uwolnienia skażonego powietrza z reaktora, aby zapobiec uszkodzeniu jego obudowy, co wiązałoby się z dużym i niekontrolowanym wyciekiem substancji radioaktywnych. Wiele państw dokonało instalacji systemów filtracji powietrza FCVS (z ang. filtered containment venting systems) jeszcze przed awarią w elektrowni jądrowej Fukushima w 2011 roku, a większość z tych, które nie wdrożyły wspomnianej technologii do tego momentu, zrobiło to wkrótce po wypadku. W ramach finansowanego z funduszy unijnych projektu PASSAM (Passive and active systems on severe accident source term mitigation) przeanalizowano wybrane technologie oczyszczania powietrza. Prowadzone badania skupiły się na systemach FCVS. Zespół dokonał analizy zarówno istniejących systemów, jak i nowych technologii, włączając w to aglomeratory akustyczne, natryski o wysokim ciśnieniu, elektrofiltry, zaawansowane technologicznie zeolity oraz systemy łączone wykorzystujące filtrację suchą i mokrą. Badacze przetestowali szereg różnych rozwiązań w środowisku symulującym rzeczywiste warunki wypadków jądrowych. Celem prowadzonych prac było udoskonalenie procesu łagodzenia skutków oraz udokumentowanie możliwości nowych systemów w tym zakresie. Naukowcy uczestniczący w projekcie PASSAM najwięcej uwagi poświęcili skruberom. Dowiedziono, że w niektórych sytuacjach hydrodynamika przepływu gazu znacząco różni się od informacji zawartych w kodach służących do analizy awarii. Ponadto zespół badawczy wykazał konieczność utrzymania w skruberze środowiska zasadowego, aby zapobiec opóźnionemu uwalnianiu jodu. Sprawdzono również wydajność procesu filtracji w odniesieniu do jodu cząsteczkowego i organicznego w postaci gazowej przy zastosowaniu filtrów piaskowych oraz metalicznych filtrów wstępnych. Kolejne doświadczenia udowodniły, że aerozole jodku cezu uwięzione w filtrze piaskowym są niestabilne i mogą stanowić źródło produktów radioaktywnych uwalnianych z opóźnieniem. Zagrożenia tego nie zaobserwowano w przypadku identycznych cząsteczek zatrzymanych przez metaliczny filtr wstępny. Badania w zakresie systemów wykorzystujących aglomerację akustyczną oraz natryski o wysokim ciśnieniu wykazały wzrost rozmiarów cząstek przed instalacją FCVS, co zwiększyło wydajność filtracji. Zauważono też spadek stężenia masy aerozoli. Aczkolwiek w przypadku natrysków o wysokim ciśnieniu nie udało się zmierzyć różnic w rozmiarze cząsteczek, naukowcy ocenili, że prezentowana przez system wydajność jest akceptowalna i pozwala na redukcję stężenia cząstek stałych w powietrzu. Testy pułapkowania jodu cząsteczkowego i organicznego w postaci gazowej za pomocą elektrofiltrów mokrych (WESP) wskazały na ważną rolę optymalizacji konstrukcji wspomnianych urządzeń i związanych z nimi procedur operacyjnych. Badacze udokumentowali również efektywność pułapkowania za pomocą zeolitów oraz wykazali zadowalającą skuteczność systemu wykorzystującego mokry skruber i filtr zeolitowy w zakresie zatrzymywania jodków organicznych w postaci gazowej. Dzięki rezultatom inicjatywy PASSAM opracowano bazę danych stanowiącą cenne źródło informacji w procesie wdrażania nowych lub doskonalenia już istniejących systemów łagodzenia skutków awarii reaktorów jądrowych.