Превращение жидких радиоактивных отходов в стабильное стекло

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2018-3-139-91

И.А. Лучко, ведущий инженер по экологии и охране труда ОХТЗ АО «ВНИИХТ»

Ядерные отходы являются одной из главных экологических проблем нашего времени. Существует миллионы тонн отходов, оставшихся с почти столетнего производства, не говоря уже о будущих отходах исследовательских реакторов и радиационных лабораторий. Поиск места для захоронения таких отходов в долгосрочной перспективе является постоянной задачей, ранее подобные отходы захоранивались в подземных резервуарах из углеродистой стали, но данный метод является нестабильным, поскольку резервуары имеют ограниченных срок эксплуатации, возникает угроза протечки. Поэтому возникла потребность в разработке процесса, который сделает отходы химически инертными и неспособными взаимодействовать с окружающей средой.

На данный момент существует несколько способов переработки ядерных отходов, и одним из наиболее перспективных является витрификация. Отфильтрованные отходы смешивают со стеклообразующими материалами, затем нагревают их в печи для создания боросиликатного стекла, которое остается стабильным в течение тысячи лет. Остекловывание предназначено для фиксации радионуклидов в неподвижном состоянии в нерастворимой стабильной матрице, готовой для захоронения (рис. 1).Рис. 1 Остекловывание жидких радиоактивных отходов

Рис. 1 Остекловывание жидких радиоактивных отходов

В 1951 г. было впервые предложено включать окислы продуктов деления в стекловидную матрицу, так как стекло, будучи нестехиометрическим соединением, при нагревании способно растворять, а при последующем охлаждении прочно удерживать сложную смесь продуктов деления. Получаемый продукт обладает высокой химической и радиационной стойкостью, является изотропным, непористым. Перспективность использования стекла в качестве иммобилизирующей матрицы обусловлена:

– высокой способностью включать в свой состав элементы независимо от заряда и размера их атомов;

– стойкостью к радиационному повреждению благодаря тому, что их собственный беспорядок допускает большое число атомных перемещений;

– относительной легкостью и дешевизной изготовления, поскольку не требует сложного оборудования;

– отработанностью технологии производства, литья, формовки и отжига.091 2

Такой процесс уже запущен на заводах по остекловыванию опасных отходов в Уэст-Вэлли (штат Нью-Йорк), Савананна-Ривер (штат Южная Каролина) и Селла-филде на северо-западе Англии, во французском Маркуле, а также на российских предприятиях «Радон» и «Маяк»

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. Фетисов В.И. Производственное объединение «Маяк» из истории развития / В.И. Фетисов // Вопросы радиационной безопасности. 1996. 1. С. 5–10.

2. Константинович А.А. Опасность, застывшая в стекле: как разрабатывалось и создавалось остекловывание радиоактивных отходов на ПО «Маяк» / А.А. Константинович // Озерский вестник. 1995. 17 июня. С. 1–4.

3. Батюхнова О.Г., Бергман К. и др. Технологические и организационные аспекты обращения с радиоактивными отходами // Международное агентство по атомной энергии. Вена. 2005. С. 135–143.

Ключевые слова: ядерные отходы, боросиликатное стекло, радионуклииды, остекловывание жидких радиоактивных отходов

Журнал "Горная Промышленность" №3 (139) 2018, стр.91