Новости

13 декабря, 2022 15:24

Безопасность и экономия: российские ученые изобрели новый способ утилизации радиоактивных отходов

Источник: RT
Российские ученые предложили новый способ безопасной утилизации ядерных отходов. Обычно жидкие радиоактивные отходы утилизируют путем стеклования — их спекают в твердые стеклянные блоки. Проблема этого метода заключается в том, что переработка идет при очень высокой температуре, которая повышает летучесть токсичных и радиоактивных компонентов отходов. Ученые выяснили, что температуру спекания можно сильно снизить, если добавить в стекло оксиды железа и фосфора. Использование такого материала не позволит радиоактивным элементам улетучиться и обеспечит безопасное хранение отходов в стеклокомпозитных блоках. Результаты исследования, которое проводилось при финансовой поддержке Российского научного фонда, были опубликованы в журнале Energies.
Источник: Gettyimages.ru © Charissa Van Straalen/EyeEm

Ученые из российского Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) предложили новый способ для безопасной утилизации ядерных отходов. Применение новой технологии позволит сократить издержки в процессе переработки отходов, а также снизить радиоэкологические риски. Об этом RT сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. 

Наиболее опасные жидкие радиоактивные отходы утилизируют путем отверждения — их добавляют в расплавленное стекло, из которого затем формируются твердые стеклоподобные блоки — компаунды.

Процесс «остекловывания» проводится при высоких температурах — не менее 900 °С. Это создает серьезную проблему: отдельные радионуклиды относятся к летучим элементам, и это свойство элементов усиливается по мере роста температуры. К таким радионуклидам относятся, например, цезий-137 и технеций-99 — при нагреве они начинают улетучиваться. Кроме того, нагревание приводит к улетучиванию и других опасных соединений: так, из отходов некоторых типов при сильном нагревании могут выделяться соединения хлора.

Чтобы радиоактивные и токсичные вещества не попадали в атмосферу и не загрязняли окружающую среду, предприятия вынуждены применять дополнительные дорогостоящие системы газоочистки.

Авторы работы нашли решение этой проблемы: оказалось, что температуру получения отвержденных блоков на основе железа и фосфора можно снизить на несколько сотен градусов. Такой стеклокомпозитный состав получают после спекания при температурах гораздо ниже, чем обычно применяемое для утилизации отходов АЭС стекло — в этом случае достаточен нагрев до 650—750 °С. Использование такого материала не даст радиоактивным и токсичным элементам возможность улетучиваться в процессе отверждения, отмечают ученые. Кроме того, технология позволит существенно снизить требования к конструкции высокотемпературного оборудования и увеличить срок его эксплуатации.

«Мы установили, что железофосфатный стеклокомпозитный материал отвечает требованиям, которые предъявляются к остеклованным отходам. При этом он отличается существенно более низкой температурой синтеза», — пояснил RT заместитель директора по научной работе ГЕОХИ РАН, доктор химических наук Сергей Винокуров.

В ближайшее время авторы работы планируют испытать изобретение в реальных условиях, на предприятиях атомной отрасли.

24 января, 2023
Ученые Института катализа СО РАН создали универсальный метод синтеза теплопроводных катализаторов
Исследователи Института катализа СО РАН разработали универсальный метод синтеза высокоакти...
23 января, 2023
Машинное обучение помогло подобрать условия синтеза высокоэнтропийного карбида
Высокоэнтропийные карбиды — уникальные материалы на основе углерода и 4–6 переходных металлов IV и V...