Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Экологические аспекты использования ядерной энергии»

Все доклады секции


ДЕЗАКТИВАЦИЯ БЕТОНА ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИМИ СОСТАВАМИ

Нудьга К.В., Мерков С.М., Милинчук В.К.

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики

В настоящее время отсутствуют эффективные методы дезактивации железо-бетонных конструкций больших толщин. Согласно результатам исследований, выполненных в МосНПО «Радон», при термической дезактивации бетонной поверхности с помощью специальных экзотермических металлизированных смесей (ЭМС) происходит разрушение верхнего слоя бетона, а радиоактивные загрязнения, сконцентрированные в верхнем слое, удаляются вместе с отколовшимися кусками бетона механически. Данный вариант дезактивации реализован только для горизонтальных и слабонаклоненных (не более 150) поверхностей бетона.

Приведено описание разработанного и изготовленного экспериментального стенда для изучения разрушения поверхности бетона экзотермическими материалами. Предложены несколько методов проведения пламенной дезактивации, показывающие принципиальную возможность проведения дезактивации вертикальных и потолочных бетонных поверхностей данным способом. Изложена методика определения скорости горения экзотермической смеси, представлены результаты экспериментальных исследований экзотермических материалов, перспективных для дезактивации вертикальных и потолочных поверхностей бетона. Установлено, что высокой теплотворной способностью обладают пасты и материалы на основе экзотермической металлической смеси СПВА-31, в состав которой входят магний, алюмомагнивый сплав и ряд неорганических связующих добавок. Изучены способы получения экзотермических паст с различным содержанием связующих добавок, формирования из них высококалорийных горючих материалов и закрепления на вертикальной поверхности бетона. Подобран адгезив, позволяющий удерживать экзотермические смеси на вертикальных поверхностях бетона любого качества поверхности. Найдено оптимальное соотношение горючее-адгезив по скорости горения. Найденный адгезив не только не ухудшает качества исходного топлива, но и позволяет увеличить скорость горения дезактивирующего состава почти в 100 раз.

Проведены исследования процессов горения дезактивирующих составов. Определены на колориметрической установке KL-5 по стандартным методикам для твердых топлив теплотворные способности всех испытываемых составов в атмосфере кислорода, воздуха, аргона. Вычислена температура горения новой экзотермической системы.
По предварительной оценке, температура нагрева поверхности выше 13000С достигается за время от 10 до 250 с. Полученные результаты позволяют говорить о роли найденного адгезива в процессе горения полученного экзотермического состава, как эффективного окислителя, что дало возможность получить горючую смесь с положительным кислородным балансом и высокой мощностью тепловыделения и говорить о создании новой топливной системы для пламенной дезактивации или дезактивации тепловым ударом.

Исходные компоненты предлагаемого состава широко распространены, выпускаются промышленность, нетоксичны, сравнительно недороги. Приготовление горючей смеси не требует сложного технологического оформления. Продукты сгорания материалов обладают низкой адгезионной способностью к бетонной поверхности. Сделан вывод о перспективности применения термических материалов на основе состава СПВА-31 и связующих добавок для разработки технологии дезактивации вертикальных поверхностей бетона.