Физики нашли способ очищать реакторные сплавы без жидких радиоотходов
Новый ионно-плазменный метод помогает удалять радиоактивные отложения с оборудования ядерных реакторов «сухим» способом. Это может снизить объем опасных отходов и вернуть в оборот дорогие реакторные сплавы.
Источник: Пресс-служба РНФ
МОСКВА, 4 июля /Новости науки/. Физики подтвердили эффективность ионно-плазменной технологии очистки металлоконструкций ядерных реакторов от радиоактивных загрязнений. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Разработка важна для атомной отрасли, потому что обычная дезактивация оборудования часто проводится с помощью кислот и щелочей. Такой подход может вызывать коррозию и приводит к образованию больших объемов жидких радиоактивных отходов, которые сложно и дорого перерабатывать. Новый метод позволяет удалять загрязненный слой без таких отходов: частицы осаждаются в твердом виде на специальном съемном электроде-коллекторе.
«Разрабатываемый метод позволит проводить глубокую очистку и обеспечит возможность повторного использования ценных конструкционных сплавов. Например, вовлечение в повторный оборот титанового проката изначальной стоимостью 50–80 долларов за килограмм превратит затратную утилизацию отходов в экономически эффективный процесс», — рассказала руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, генеральный директор ООО «ИнноПлазмаТех» Анна Петровская.
Ученые испытывали технологию на образцах реакторной стали с модельными отложениями. Их поверхность покрыли искусственно созданным оксидным слоем — шпинелями, которые по структуре и составу имитируют реальные радиоактивные загрязнения на оборудовании реакторных установок. Образцы обрабатывали в разряде аргона при давлении, близком к атмосферному: ускоренные ионы разрушали химические связи в загрязненном слое и распыляли его.
Эффективность метода проверили с помощью сканирующей электронной микроскопии. Исследователи отслеживали железо — один из ключевых элементов в составе шпинели. После обработки на электроде-коллекторе зафиксировали более 40% железа от его исходного содержания в поверхностном загрязнении. По оценке авторов, на реальной АЭС такая глубина очистки позволит кратно снизить радиационный фон оборудования, а несколько циклов обработки помогут полностью удалить радиоактивные шпинели.
Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, опубликованы в журнале «Известия РАН. Серия физическая». Ранее специалисты ООО «ИнноПлазмаТех» разработали и проверили «сухой» метод в лабораторных условиях. Теперь они подтвердили, что его можно применять к более реалистичным загрязнениям, похожим на те, которые возникают на парогенераторах, трубопроводах и других элементах внутриконтурного оборудования реакторов.
Разработка важна для атомной отрасли, потому что обычная дезактивация оборудования часто проводится с помощью кислот и щелочей. Такой подход может вызывать коррозию и приводит к образованию больших объемов жидких радиоактивных отходов, которые сложно и дорого перерабатывать. Новый метод позволяет удалять загрязненный слой без таких отходов: частицы осаждаются в твердом виде на специальном съемном электроде-коллекторе.
«Разрабатываемый метод позволит проводить глубокую очистку и обеспечит возможность повторного использования ценных конструкционных сплавов. Например, вовлечение в повторный оборот титанового проката изначальной стоимостью 50–80 долларов за килограмм превратит затратную утилизацию отходов в экономически эффективный процесс», — рассказала руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, генеральный директор ООО «ИнноПлазмаТех» Анна Петровская.
Ученые испытывали технологию на образцах реакторной стали с модельными отложениями. Их поверхность покрыли искусственно созданным оксидным слоем — шпинелями, которые по структуре и составу имитируют реальные радиоактивные загрязнения на оборудовании реакторных установок. Образцы обрабатывали в разряде аргона при давлении, близком к атмосферному: ускоренные ионы разрушали химические связи в загрязненном слое и распыляли его.
Эффективность метода проверили с помощью сканирующей электронной микроскопии. Исследователи отслеживали железо — один из ключевых элементов в составе шпинели. После обработки на электроде-коллекторе зафиксировали более 40% железа от его исходного содержания в поверхностном загрязнении. По оценке авторов, на реальной АЭС такая глубина очистки позволит кратно снизить радиационный фон оборудования, а несколько циклов обработки помогут полностью удалить радиоактивные шпинели.
Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, опубликованы в журнале «Известия РАН. Серия физическая». Ранее специалисты ООО «ИнноПлазмаТех» разработали и проверили «сухой» метод в лабораторных условиях. Теперь они подтвердили, что его можно применять к более реалистичным загрязнениям, похожим на те, которые возникают на парогенераторах, трубопроводах и других элементах внутриконтурного оборудования реакторов.
