КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-29-00321
НазваниеРазработка технологии ионно-плазменной дезактивации ЯЭУ
РуководительПетровская Анна Станиславовна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Общество с ограниченной ответственностью "ИнноПлазмаТех", г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-504 - Ядерная и радиационная безопасность, радиоэкология
Ключевые словаядерные энергетические установки (ЯЭУ), конструкционные элементы ЯЭУ, дезактивация внутриконтурного оборудования ЯЭУ, вывод из эксплуатации, газовый разряд, применение физики плазмы, уран-графитовые реакторы, реакторы РБМК
Код ГРНТИ58.35.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Целью настоящего междисциплинарного проекта, объединяющего две научные области – физику ядерных реакторов и физику плазмы, разработка технологии ионно-плазменной дезактивации ЯЭУ , а именно – нового знания, аналитического обоснование применения технологии ионно-плазменной дезактивации металлоконструкций ЯЭУ ( внутриконтурного оборудования, в частности, первого контура).
Предлагаемая технология имеет применение для актуальных задач дезактивации 1) внутриконтурного оборудования ЯЭУ как при выводе из эксплуатации так и при плановых ремонтах, 2) дезактивации облученного реакторного графита при выводе из эксплуатации реакторов РБМК.
Научной новизной в реализации настоящего способа является впервые предлагающееся использование плазменного распыления для обработки поверхностей радиоактивных элементов конструкции ядерных энергетических установок ЯЭУ. Предлагаемый метод «сухой» плазменной обработки в инертном газе основан на последних достижениях физики плазмы и глубоком понимании процессов, происходящих на межфазных границах, является инновационным и не имеющим аналогов среди известных в настоящее время методов дезактивации. Достоинством и актуальностью предлагаемого метода является универсальность (работа с любыми видами радионуклидов, т.к. ионное травление позволяет распылять все известные атомы), отсутствие необходимости разбирать и измельчать обрабатываемую конструкцию, высокая степень концентрирования удаляемых РАО, возможность получения полезных радиоизотопов, простота в применении и экологическая эффективность за счет отказа от химических реагентов.
Ожидаемые результаты
Научная и прикладная значимость результатов проекта имеет прикладное значение для двух направлений ядерной энергетики - решения проблемы дезактивации внутриконтурного оборудования ЯЭУ и решение мировой проблемы дезактивации облученного реакторного графита.
Относительно вопроса дезактивации металлоконструкций ЯЭУ ситуация следующая. В настоящее время на период до 2050 г. находятся в режиме останова или планируются к выводу из эксплуатации ряд блоков АЭС с реакторами РБМК-1000, ВВЭР-1000 и ВВЭР-440. При реализации их проектов вывода из эксплуатации будут образованы заведомо и/или потенциально загрязнённые материалы, оборудование и конструкции, классифицируемые как радиоактивные отходы всех категорий ТРО (САО, НАО, ОНРАО) и ОНАО. Снижение их массовых показателей, а, следовательно, и экономических затрат, возможно путем выполнения различных методов и способов их дезактивации. Поэтому разработка ионно-плазменной технологии дезактивации внутриконтурного оборудования ЯЭУ, применение которых позволяет эффективно очищать поверхность и сокращать объемы вторичных РАО, является актуальной задачей для ядерной отрасли при выводе из эксплуатации и во время плановых ремонтов реакторных установок.
В настоящее время в мире нет решения по проблеме утилизации облученного графита, а известные способы дезактивации ЯЭУ приводят к образованию большого количества вторичных РАО. Полученные результаты будут использованы для решения проблемы вывода из эксплуатации уран-графитовых реакторов, в частности, АЭС с реактором типа РБМК. Полученные в рамках проекта результаты позволят пересмотреть ряд норм МАГАТЭ по работе с облученные реакторным графитом и дезактивации сложных по геометрии трубопроводов и других элементов конструкции первого контура различного типов ЯЭУ. Ценность полученных результатов будет заключаться в выяснении параметров основных физических процессов, положенных в основание новой технологии, экспериментальном подтверждении эффективности метода и демонстрации лабораторного прототипа. Дополнительную ценность создает возможность получения с помощью данной технологии концентрированных пленок радиоизотопов (например, C14) для ядерной медицины и новых источников питания (бета-вольтаические батареи). Кроме использования технологии на территории РФ в организациях, входящих в состав ГК «Росатом», проект имеет экспортную перспективу – продажа патентных лицензий или оказание услуг по дезактивации, в частности, применительно к поверхностей первого контура реакторов АЭС Фукусима и извлечению кориума (расплава ТВС).
Дополнительно, основополагающие принципы технологии могут быть использованы для разработки нового подхода к проблеме переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ) с разделением по элементному составу за счет дифференциации по температурам насыщенных паров.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ