Сборник тезисов докладов VIII Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2005

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Экология атомной отрасли»

Все доклады секции


Переработка ОЯТ газо-фторидной дистилляцией

Захарчук И.В.

Озерский технологический институт (филиал) МИФИ

За последние 50 лет в России и мире накопилось большое количество отработанного ядерного топлива. Было принято решение о переходе к замкнутому циклу, и выделению из ОЯТ ценных для ядерной промышленности элементов.

Ранее использовались разные методы осадительной технологии: лантан-фторидная, фторидно-ацетатная, висмут-фосфатная, карбонатная и оксолатная [1,2,3]. Однако при использовании этих методов существует опасность возникновения самоподдерживающейся цепной реакции внутри аппаратов. Поэтому приходилось работать с малыми концентрациями плутония и урана, в результате чего значительная часть ценных компонентов остается в растворе.

На следующем этапе развития была внедрена экстракционная технология. Теперь обогащение органики по ценным компонентам превышало концентрацию в осадительной технологии. Процесс перестал быть периодическим и коэффициенты очистки стали достигать необходимой степени без повторного растворения и осаждения как это было в случае с осадительными технологиями.

Недостатками этих методов является образование большого количества жидких высоко-, средне- и низкоактивных отходов переработки. На ранних этапах эти отходы сбрасывались в открытые хранилища, естественные водоемы или, как в Америке, в океан. Теперь запрещено сбрасывать радиоактивные отходы.

ВАО спекают в стеклянные матрицы, а САО упаривают до ВАО и процесс повторяют. НАО же упаривают до САО и заключают в цементные матрицы или битумируют.

В настоящее время получают распространение технологии безводной переработки. Наиболее перспективными выглядят электролиз расплавов солей и газо-фторидная дистилляция. Электролиз осуществить сложнее, так как часть продуктов деления обладают почти такими же потенциалами восстановления, что и ценные компоненты – уран, плутоний и нептуний. В основном это редкоземельные элементы.

По нашему мнению газо-фторидную дистилляцию осуществить проще, так как уже существует аппаратура, которая работает в сильно коррозионных средах, таких как фтор. Примером является аппараты по обогащению урана 235-м изотопом. Однако, в этом случае существует проблема отделения урана и плутония от рения и цезия, которые также будут находиться в газовой фазе. Существуют различные способы решения этой проблемы. В нашей работе  для отделения примесных рения и цезия от ценных компонентов, предлагается использовать технологию центрифугирования. В работе представлена принципиальная схема технологии переработки, приводятся расчеты коэффициентов распределения фторидов  летучих компонентов по центрифуге, указываются все необходимые температуры возгонки фторидов.

Литература:

1.        Шведов В.П. и др. Ядерная технология, М.: Атомиздат, 1979.

2.        Сиборг Г., Кац Дж. Актиниды, М.: Издательство иностранной литературы, 1955.

3.        Плющев В.Е., Химия и технология редких и рассеянных элементов, М.: Высшая школа, 1976.

4.        Никольский П. П., Справочник химика, Т2, Л.: Химия, 1971.