Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-12-09T13:21:48Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2010_05.pdf: 3516447 bytes, checksum: d5e517dcd29d749cc561c5c7d57c3279 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-09T13:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2010_05.pdf: 3516447 bytes, checksum: d5e517dcd29d749cc561c5c7d57c3279 (MD5) Previous issue date: 2010 / Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto de liberação acidental de Trítio, postulada a partir de reator de potência, através de modelagem ambiental no meio aquático. Para isso foram usados modelos computacionais hidrodinâmico e de transporte para a simulação da dispersão de trítio causada por um acidente em uma central nuclear do tipo CANDU 6, no sitio em construção de Angra 3 (PWR) no CNAAA. Este exercício foi realizado com auxílio de um sistema de códigos acadêmico desenvolvido pelo Coppe/UFRJ, chamado SisBaHiA. O CANDU é um reator que usa a água pesada (D2O) como moderador e refrigerante do núcleo. Postulou-se então, um acidente do tipo LOCA (Loss of coolant accident) no sistema de resfriamento emergencial do núcleo (sem fusão), durante o qual foi quase instantaneamente perdido 66 m3 de refrigerante. Tal inventário continha 35 PBq de trítio e foi lançada uma carga sob forma líquida de 9.7 TBq/s próximo a praia de Itaorna, Angra dos Reis – RJ. Aplicando-se os modelos citados acima em dois cenários (usina parada e em funcionamento), a diluição da atividade específica da pluma alcançou valores superiores aos níveis de referência para água do mar (1.1 MBq/m³) previstos nas especificações técnicas do licenciamento apenas durante os primeiros 14 dias após o acidente. A diferença entre os dois cenários residiu basicamente na maior diluição alcançada das maiores concentrações no cenário com recirculação de água marinha (bombeamento e descarga) justamente nas primeiras duas semanas, quando as concentrações entre a Praia de Itaorna e a Ilha Sandri variaram 1×109 e 5×105 Bq/m³. Após 180 dias a pluma não poderia mais ser detectada na Baía, pois sua atividade era inferior a mínima detectável (< 11 KBq/m³). / This study has the aim to assess the impact of accidental release of tritium postulate from a nuclear power reactor through environmental modeling of aquatic resources. In order to do that it was used computational models of hydrodynamics and transport for the simulation of tritium dispersion caused by an accident in a CANDU reactor located in the ongoing Angra 3 site. This exercise was accomplished with the aid of a code system (SisBAHIA) developed in the Rio de Janeiro Federal University (Coppe/UFRJ). The CANDU reactor is one that uses heavy water (D2O) as moderator and coolant of the core. It was postulated, then, the LOCA (Loss of coolant accident) accident in the emergency cooling system of the nucleus (without fusion), where was lost 66 m3 of soda almost instantaneously. This inventory contained 35 PBq and was released a load of 9.7 TBq/s in liquid form near the Itaorna beach, Angra dos Reis – RJ. The models mentioned above were applied in two scenarios (plant stopped or operating) and showed a tritium plume with specific activities larger than the reference level for seawater (1.1 MBq/m³) during the first 14 days after the accident. The main difference between the scenario without and with seawater recirculation (pumping and discharge) is based on the enhancement of dilution of the highest concentrations in the last one. This dilution enhancement resulting in decreasing concentrations was observed only during the first two weeks, when they ranged from 1x109 to 5x105 Bq/m³ close to the Itaorna beach spreading just to Sandri Island. After 180 days, the plume could not be detected anymore in the bay, because their activities would be lower than the minimum detectable value (< 11 kBq/m³).

A percepção crescente da sociedade em relação aos perigos inerentes às instalações industriais que manipulam grandes inventários de substâncias perigosas faz com que a ferramenta análise quantitativa de risco ganhe importância na complexa discussão sobre a viabilidade destes empreendimentos, no intuito de promover a ocupação adequada do solo na área urbana e prevenir a ocorrência do chamado acidente maior. Contudo, para se chegar à expressão de risco de uma determinada instalação industrial deve-se aplicar um conjunto de técnicas e de modelos matemáticos, entre os quais estão os modelos de dispersão atmosférica, usados para se estimar a área afetada na vizinhança da mesma por liberações acidentais que levam à formação de nuvens de substâncias químicas na atmosfera. Em decorrência da complexidade inerente ao próprio processo de dispersão atmosférica, especialmente no que tange aos denominados gases densos, existe uma diversidade de modelos que podem ser aplicados no escopo da análise de risco, o que leva a seus usuários, naturalmente, ao questionamento sobre a suscetibilidade dos resultados finais ao tipo de modelagem adotada. Neste sentido, este trabalho estuda o processo de dispersão atmosférica de nuvens densas formadas em liberações acidentais, identificando as principais possibilidades de modelagem deste processo e, ao final, apresenta um estudo de caso demonstrando que diferentes modelagens desta dispersão, comumente empregadas em análise de risco de instalações industriais, podem produzir variações na estimativa do risco de uma mesma instalação e, portanto, influenciar as decisões baseadas em risco. / The concern of the society about the risks posed by activities that deal with hazardous substances has increased in an environment strongly industrialized and with high population density in view of the inherent potential hazards of them as well as the impact of recent accidental episodes, even though their benefits provided. In this context the quantitative risk analysis is presented as an essential tool to assess the risk of these activities and compose a complex discussion about its feasibility. Some of these accident scenarios may involve the formation of a hazardous product cloud and its subsequent air dispersion in the off-site region when an accidental released take place and one should apply the so-called atmospheric dispersion models for estimating the consequences of the releases. Due to the complexity involved in this atmospheric dispersion process, there is a wide variety of mathematical models that can be applied for estimating the offsite consequences of the accidental releases leading, naturally, to one wonder whether the final risk expression of a facility is susceptible to these differences. Often in the world of industrial use of hazardous materials, toxic or flammable there is a possibility that these accidental releases produce clouds that are denser than air, a situation that demands even more attention in terms of risk aspects involved. Then, this dissertation studies the process of atmospheric dispersion of heavier-than-air clouds produced after an accidental release, identifying the main ways of modelling the process and presents a case study comparing different dispersion models that demonstrates that the final expression of risk of a typical installation can be different when it is used different dispersion model in the process.

A percepção crescente da sociedade em relação aos perigos inerentes às instalações industriais que manipulam grandes inventários de substâncias perigosas faz com que a ferramenta análise quantitativa de risco ganhe importância na complexa discussão sobre a viabilidade destes empreendimentos, no intuito de promover a ocupação adequada do solo na área urbana e prevenir a ocorrência do chamado acidente maior. Contudo, para se chegar à expressão de risco de uma determinada instalação industrial deve-se aplicar um conjunto de técnicas e de modelos matemáticos, entre os quais estão os modelos de dispersão atmosférica, usados para se estimar a área afetada na vizinhança da mesma por liberações acidentais que levam à formação de nuvens de substâncias químicas na atmosfera. Em decorrência da complexidade inerente ao próprio processo de dispersão atmosférica, especialmente no que tange aos denominados gases densos, existe uma diversidade de modelos que podem ser aplicados no escopo da análise de risco, o que leva a seus usuários, naturalmente, ao questionamento sobre a suscetibilidade dos resultados finais ao tipo de modelagem adotada. Neste sentido, este trabalho estuda o processo de dispersão atmosférica de nuvens densas formadas em liberações acidentais, identificando as principais possibilidades de modelagem deste processo e, ao final, apresenta um estudo de caso demonstrando que diferentes modelagens desta dispersão, comumente empregadas em análise de risco de instalações industriais, podem produzir variações na estimativa do risco de uma mesma instalação e, portanto, influenciar as decisões baseadas em risco. / The concern of the society about the risks posed by activities that deal with hazardous substances has increased in an environment strongly industrialized and with high population density in view of the inherent potential hazards of them as well as the impact of recent accidental episodes, even though their benefits provided. In this context the quantitative risk analysis is presented as an essential tool to assess the risk of these activities and compose a complex discussion about its feasibility. Some of these accident scenarios may involve the formation of a hazardous product cloud and its subsequent air dispersion in the off-site region when an accidental released take place and one should apply the so-called atmospheric dispersion models for estimating the consequences of the releases. Due to the complexity involved in this atmospheric dispersion process, there is a wide variety of mathematical models that can be applied for estimating the offsite consequences of the accidental releases leading, naturally, to one wonder whether the final risk expression of a facility is susceptible to these differences. Often in the world of industrial use of hazardous materials, toxic or flammable there is a possibility that these accidental releases produce clouds that are denser than air, a situation that demands even more attention in terms of risk aspects involved. Then, this dissertation studies the process of atmospheric dispersion of heavier-than-air clouds produced after an accidental release, identifying the main ways of modelling the process and presents a case study comparing different dispersion models that demonstrates that the final expression of risk of a typical installation can be different when it is used different dispersion model in the process.