Методы и средства повышения экологической безопасности обращения с отходами ядерно-энергетического цикла

• Автор: Козин, Олег Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.13, 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1 Образование твердых осадков и методы их извлечения

1.2 Методики дистанционного обнаружения делящихся материалов.

1.3 Приборы, регистрирующие нейтроны.

1.3.1 Газонаполненные детекторы

1.3.2 Пластмассовые и жидкие сцинтилляторы.

1.4 Образование твердых осадков и методы их извлечения.

1.5 Физикохимические свойства пульпы

1.6 Химическая переработка осадков.

1.7 Выводы.
2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКА ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ ТРЕКОВЫМИ ДЕТЕКТОРАМИ
2.1 Методика дистанционного обнаружения делящихся материалов по нейтронному излучению
2.1.1 Природа латентных треков заряженных частиц и процесс
их усиления химическим травлением.
2.1.2 Природа, структура и механизмы образования травимых треков в диэлектрических детек торах.
2.1.3 Процесс выявления и усиления латентных треков химическим травлением
2.2 Возникновение нейтронов в осадках
2.3 Нейтронный мониторинг переработки ОЯТ
2.4 Регистрация осколков деления.
2.5 Чувствительность диэлектрических детекторов
3 РАЗРАБОТКА ПРИБОРА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТЕПЛОВЫХ
НЕЙТРОНОВ В ХРАНИЛИЩАХ ОТХОДОВ ОЯТ.
3.1 Особенности конструкции детектора
3.2 Расчет физических параметров трековых детекторов
3.3 Проверка эффективности регистрации трековых дозиметров.
3.4 Проведение испытаний в хранилище РАО
3.5 Оценка достоверности полученных результатов.
4. ИЗВЛЕЧЕНИЕ И РАСТВОРЕНИЕ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ РАСТВОРАМИ НА ОСНОВЕ КАВИТАЦИОННОАКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ
4.1 Твердые осадки и методы растворения.
4.2 Традиционные способы переработки осадка.
4.3 Механизм образования активированной воды
4.3.1 Механолиз воды при гидродинамическом воздейст вии
4.3.2 Влияние кавитационной обработки на физикохими ческие свойства воды.
4.4 Эксперименты по переработке осадка с помощью кавитацион
ноактивированной воды
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Модельные и натурные исследования проводились в лабораториях ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» и Радиохимического завода ФГУП «Горно-химический комбинат», сотрудникам которых автор выражает свою глубокую признательность за помощь в проведении данной работы. Апробация результатов диссертации. Основные положения работы, результаты теоретических, вычислительных и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на следующих конференциях, конгрессах и т. XVI Международной научно-технической конференции «Экологическая и техногенная безопасность. Охрана водного и воздушного бассейнов. Joint Meeting of the Material Control and Accounting (MC&A) Equipment and Methodologies (MEM) Working Group (WG) and Representatives of the U. S. Department of Energy (DOE) MC&A Measurements Project, Office of National Infrastructure and Sustainability (Bucharest, Romania, ). Публикации. По теме диссертации опубликовано научных работ, из них: одна монография (в соавторстве), четыре статьи в периодических изданиях по списку ВАК, восемь статей в других изданиях и за рубежом, пять работ в трудах Международных и Всероссийских научно-технических конференций. В настоящее время на предприятиях ядерно-энергетического цикла во всем мире возникли проблемы по переработке высокоактивных отходов, которые были накоплены за более чем сорокалетнюю деятельность. Проблеме анализа источников посвящены работы автора [1,2]. Время показало, что длительное хранение активных жидких отходов приводит к накоплению твердого осадка. Именно эта форма отходов и является наиболее сложной с точки зрения переработки и утилизации. Пульпы формируются в течение длительного периода времени при отстаивании взвесей, содержащихся в различных по составу жидких радиоактивных отходах. В процессе эксплуатации емкостей, осветленные растворы декантируют, осадок уплотняется и за счет накопления в твердой фазе тепловыделяющих радионуклидов температура повышается (в отдельных слоях до 0СС). В настоящее время пульпы имеют достаточно высокий уровень радиоактивности и неоднородный состав. В. М. Ермолаева, Е. В. Захаровой, В. П. Шилова, И. Г. Тананасва и др. По существующим нормативам [7, 8] существует строгое ограничение по делящимся нуклидам, во избежание СЦР (самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция деления) в твердых радиоактивных отходах. Экстракционный Р1ЖЕХ-процесс обладает высокой эффективностью очистки ОЯТ от продуктов деления, в отходы все равно попадает небольшое количество делящихся нуклидов. И если бы не было потребности по переводу жидких отходов и осадков в твердую форму (т. Мп, Ре, и других поглотителей нейтронов. То есть вероятность возникновения СЦР была очень низкая. Из-за высокой радиоактивности отходов обращение с ними должно проводиться дистанционно, в хорошо защищенных конструкциях. До недавних пор связанные с отходами долговременные опасности требовали, чтобы отходы утилизировались таким образом, чтобы они не представляли опасности для человека в течение 0 лет. Во временной перспективе радионуклиды в резервуарах представляют потенциально значительную опасность для здоровья и природных ресурсов в период от 0 до более лет [6]. Наибольшие затруднения в ядерном топливном цикле вызывает переработка и надежное захоронение жидких высокоактивных отходов, основная масса которых сосредотачивается в водно-кислотном растворе первого экстракционного цикла очистки (примерно ,9% всех нелетучих радионуклидов) []. При обращении с таким видом отходов образуются шламы, которые необходимо отделять, чтобы обеспечить в баках при хранении гомогенную среду. Некоторые присутствующие в высокоактивных отходах радионуклиды, например 7С8, 8г, имеют период полураспада около лет, и для полного обезвреживания их требуются не менее 0 лет ( периодов полураспада). Не следует, также забывать, что в отходах кроме продуктов деления присутствуют и альфа-излучающие долгоживущие актиноиды (Ри, и и др. В связи с этим долгосрочное хранение таких отходов в жидком виде даже в резервуарах из высококачественной нержавеющей стали, требующих серьезного обслуживания и контроля, невозможно [7, 8].