Экстракционные технологии выделения долгоживущих радионуклидов из жидких высокоактивных отходов с применением индивидуальных фосфорорганических соединений и их синергетных смесей

• Автор: Романовский, Валерий Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 80 с. : ил.; 20х15 см

СОДЕРЖАНИЕ

Общая характеристика работы.

Основное содержание работы.

Глава 1. Экстракция актиноидов, РЗЭ и технеция из жидких кислотных ВАО с использованием фосфиноксида разнорадикального ФОР 1 7.

1.1. Результаты лабораторных исследований ФОРпроцесса

1.2. Возможные варианты организации ФОРироцесса для переработки ВАО.

1.3. Проверка вариантов ФОРпроцесса для переработки ВАО на модельных и реальных растворах
Глава 2. Выделение акт иноидов и РЗЭ из жидких кислотных ВАО с использованием ТРУ ЭКСпроцесса 8 .
2.1. Состав и свойства экстрагента для модифицированного ТРУЭКСпроцесса Российский ТРУЭКС.
2.2. Различные варианты схем модифицированного ТРУЭКСпроцесса и результаты их испытаний
Глава 3. Универсальный экстракционный процесс УНЭКСпроцесс для одновременного выделения из жидких кислотных ВАО цезия, стронция, актиноидов и РЗЭ
3.1. Состав и свойства экстрагента дяя одновременного выделения
из ВАО цезия, стронция, актиноидов и РЗЭ УИЭКСпроцесса
3.2. Разработка технологических схем УНЭКСпроцесса для выделения из ВАО цезия, стронция, актиноидов и РЗЭ
3.3. Результаты испытаний технологических схем ка основе УНЭКСпроцесса на установках НПО РЙ, НИКИМТ и Айдахской Национальной Лаборатории
3.4. Разработка и испытания методов обращения с конечными продуктами УНЭКСпроцесса.
Основные результаты и выводы
.сок работ, на основе которых написана диссер тация.
ок цитируемой литературы..
Общая характеристика работы
Актуальность


Следовательно разработка эффективных технологий выделения долголшвущцх радионуклидов из ВАО является актуальной как для реализации перспективных способов обращения с ними (трансмутация и захоронение), так и для существующей практики обращения с ВАО. Среди различных способов переработки ВАО (осадительные, сорбционные, хроматографические и др. На сегодняшний день единственным способом, нашедшим промышленное применение, является экстракция с использованием ХДК. Технологические основы этого процесса были разработаны совместно чешскими и российскими учеными [], после чего специалисты Радиевого института и производственного объединения «Маяк» (ПО «Маяк») довели эту разработку до внедрения на радиохимическом заводе [,]. В г. ПО «Маяк» была введена в эксплуатацию первая очередь промышленной установки УЭ-, на которой к концу г. ВАО и выделено около млн Ки цезия и стронция. Эта операция позволяет вдвое повысить удельную активность стеклоблоков. Задачей второй очереди установки УЭ- является выделение, наряду с цезием и стронцием, актиноидов (уран, нептуний, плутоний, америций, кюрий), а также редкоземельных элементов (РЗЭ) []. Таким образом, для практики обращения с ВАО ПО «Маяк» является актуальной разработка технологий, которые обеспечили бы выделение цезия, стронция, актиноидов и РЗЭ. Аналогичная проблема при переработке накопленных ВАО стоит и в других ядерных странах, в частности во Франции, Великобритании, США. Одним из объектов исследований защищаемой разработки в рамках сотрудничества с учеными США были ВАО Айдахской Национальной Инженерной Экологической Лабораторий (INEEL). Таким образом, разработанные в данной работе экстракционные процессы (ФОР-процесс, ТРУЭКС-процссс и УНЭКС-процесс) предлагают варианты технологий для переработки кислотных ВАО, в частности, ВАО ПО «Маяк» и ядерного центра в Айдахо (США). Цель представленной работы состоит в разработке эффективных технологических процессов для выделения из ВАО долгоживущих радионуклидов, позволяющих достичь в основной массе отходов уровня активности, допустимого для приповерхностного хранения. Конечной целью работы была экспериментальная проверка методов обращения с конечными продуктами разработанных технологий и оценка эффективности всего цикла переработки ВАО. Разработан и экспериментально проверен на реальных материалах комплекс новых технологических процессов, обеспечивающих глубокое выделение из ВАО долгоживущих радионуклидов. Найдены и исследованы оптимальные составы экстракционных систем, отвечающие требованиям к селективности, химической, радиационной стойкости и эксплуатационной безопасности. На основе этих экстрагентов разработаны технологические схемы переработки ВАО от регенерации ОЯТ. Впервые в радиохимической практике создана технология, позволяющая в рамках одного процесса одновременно извлекать из ВАО цезий, стронций, актиноиды и РЗЭ. Эффективность разработанных схем проверена испытаниями на установках центробежных экстракторов с использованием реальных ВАО, а также проверкой методов обращения с конечными продуктами переработки. Приоритет предложенной технологии подтвержден патентами РФ и США. Практическая значимость работы заключается в создании технологий переработки ВАО, обеспечивающих глубокое выделение долгоживущих радионуклидов. Достигнутая полнота извлечения позволяет перевести основную массу радиоактивных отходов в категорию низкоактивных. Тем самым процесс обращения с ВАО удешевляется, поскольку в этом случае долгоживущие радионуклиды, подлежащие остекловыванию и контролируемому хранению, концентрируются в малых объемах. Проверка методов обращения с конечными продуктами экстракционной переработки ВАО (рсэкстрактом, рафинатом и отработанным экстрагентом) доказали эффективность предложенных технологий. На основе полученных результатов испытаний технологии на кислотных отходах Айдахо проведены технико-экономические исследования, которые подтвердили -кратное сокращение количества остеклованных ВАО. Поиск и исследования экстракционных, физико-химических и операционных свойств смесей на основе фосфиноксида разнорадикального (ФОР-процесс), карбамоилфосфин-оксида (ТРУЭКС-процесс) и универсального экстрагента (УНЭКС-процесс) для выделения из ВАО цезия, стронция, технеция, актиноидов и РЗЭ.