Создание и применение радиационностойких полимерминеральных консервантов для захоронения радиоактивных отходов - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Создание и применение радиационностойких полимерминеральных консервантов для захоронения радиоактивных отходов 05.14.03 - «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации». Работа выполнена в Российском научном центре «Курчатовский институт»Долговременная и гарантированная изоляция радиоактивных отходов (РАО) от биосферы является весьма важной проблемой, от решения которой зависит экологическая обстановка в районе их захоронения. При выполнении настоящей работы основное внимание было уделено вопросам консервации реакторного графита, изделий из металла, водно-солевых концентратов, полученных при переработке среднеактивных и низкоактивных отходов (САО и НАО), шламов после фильтрации и химической обработки растворов, отработавших сорбентов радионуклидов из водных растворов. Однако сравнительно низкая теплопроводность битумных продуктов заставляет уменьшать объемную активность поступающих на битумирование отходов, а горючесть этого материала ограничивает включение нитрит-нитратных отходов и требует учитывать возможность пожаров и взрывов. Несмотря на ряд предложенных и практически осуществляемых способов консервации радиоактивных отходов с использованием полимеров, работы в этом направлении не нашли своего окончательного решения. Однако прямое применение “Атомик” для консервации деталей из реакторного графита и металлов на воздухе и в водной среде, а также водно-солевых РАО и сорбентов радионуклидов во влажном состоянии затруднено (или невозможно) по техническим соображениям.Результаты исследования радиационного газовыделения, изменения массы, теплостойкости, термостойкости, физико-механических свойств (при сжатии и растяжении) исходных и облученных образцов исследованных рецептур, представленные в виде зависимостей от дозы облучения указанных характеристик, характеризуют компаунд «Атомик» как радиационностойкий полимерный материал. Для обоснования использования компаунда «Атомик» в качестве полимерной составляющей ПММ были определены основные параметры этого материала, характеризующие возможность применения компаунда «Атомик» в качестве консерванта РАО: температура стеклования, прочность и модуль упругости при сжатии, радиационно-химический выход газов радиолиза. По результатам таких исследований установлено, что оптимальное содержание отвердителя в компаунде «Атомик» соответствует 38-50 мас. частей на 100мас. частей смолы. Исследования влияния гамма-облучения на прочностные характеристики при сжатии отвержденных до равновесного состояния при комнатной температуре образцов компаунда «Атомик» без наполнителя проведены до дозы гамма-облучения 15000 Мрад и с наполнителем до дозы облучения 30000 Мрад. При испытании получено, что радиационно-химическое газовыделение из компаунда «Атомик» с наполнителем в среде, обедненной кислородом, в 1,8 раза меньше (составляет 8,5х10-10 см3/г?рад), чем из того же компаунда без наполнителя (составляет 1,56х10-9 см3/г?рад).При исследовании радиационной стойкости компаунда “Атомик” установлена высокая его радиационная радиационная стойкость до дозы гамма-облучения 30000 Мрад. Радиационно-химический выход газов радиолиза из компаунда “Атомик” составляет не более 1,5х10-9 см3/г?рад. Предложены рецептуры и исследованы до дозы гамма-облучения 3600 Мрад основные эксплуатацонные свойства радиационностойкой полимерминеральной матрицы (ПММ), в состав которой входит компаунд “Атомик”, минеральные добавки и для снижения вязкости - активный разбавитель фурфурол. Установлено, что применение ПММ позволяет технологично и надежно осуществлять процесс консервации твердых РАО, затаренных в емкости. Показана возможность применения ПММ (на примере реакторного графита) для консервации среднеактивных РАО в сухом и влажном состоянии и герметизации металлических конструкций под водой.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ