способ подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации

Формула изобретения

Способ подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации, включающий обработку жидких радиоактивных отходов комплексообразователем с последующей нейтрализацией раствором гидроксида натрия, отличающийся тем, что в качестве комплексообразователя используют отходы производства капролактама при следующем соотношении, об.%:

Отходы производства капролактама - 0,5 - 2,0

Жидкие радиоактивные отходы - 1

а нейтрализацию проводят до рН 2 - 5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки жидких радиоактивных отходов, образующих при регенерации облученного ядерного топлива, а именно к способам подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации.

Известен способ подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации (патент Бельгии N 795739, кл. C 21 F 9/04, опубл. 18.06.72. По известному способу жидкие радиоактивные отходы накапливают и далее утилизируют методом отверждения. Комплексообразователи в отходы не вводят.

Недостатками известного способа являются малая химическая, радиационная и термическая устойчивость жидких радиоактивных отходов, что приводит к образованию осадка в отходах при их накоплении.

Указанные недостатки частично устраняются в известном способе подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации (Балукова В.Д., Косарева И.М., Каймин Е.П. и др. Отчет ИФХ РАН. Исх. N 12105-2115, 1944- М.:1977, с. 1, 15, 16). В известном способе жидкие радиоактивные отходы обрабатывают комплексообразователем - методом Ереванского завода химических реактивов (ОЕЗ) и далее нейтрализуют раствором гидроксида натрия до значения pH 2-3. Недостатком известного способа является недостаточно высокая химическая, радиационная и термическая устойчивость отходов.

Цель изобретения - повышение химический, радиационной и термической устойчивости жидких радиоактивных отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем обработку жидких радиоактивных отходов комплексообразователем с последующей нейтрализацией раствором гидроксида натрия, в качестве комплексообразователя используют отходы производства капролактама в объемном соотноше6ии к жидким реактивным отходам 0,5- 2,0:1, а нейтрализацию проводят до значения pH 2-5.

Положительный эффект способа обусловлен химическими свойствами карбоновых кислот различного состава, содержащихся в отходах производства капролактама, и наличием синергического эффекта от взаимодействия карбоновых кислот с составляющими радиоактивных отходов, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Примеры. Испытания известного и предлагаемого способа проводили в лабораторных условиях.

Раствор радиоактивных отходов имел следующий состав, г/л:

Азотная кислота - 94

Железо (III) - 2.0

Хром (III) - 1,0

Марганец (II) - 0,8

Никель - 0,5

Бета-активные нуклиды, ГБк/д - 42,4

Гамма-активные нуклиды, ГБк/л - 29,3

Для обработки жидких радиоактивных отходов по известному способу использовали отходы Ереванского завода химических реактивов (ОЕЗ) состава, мас.%

Изомеры винной кислоты - 93 - 95

Малеиновая кислота - 5 - 7

Обработку жидких радиоактивных отходов по заявляемому способу проводили отходами производства капролактама (ОПК) состава, мас.%:

Щавелевая кислота - 0,07 - 2,17

Малоновая и янтарная кислоты - 0,04 - 8,28

Глутаровая кислота - 0,07 - 12,14

Адипиновая кислота - 0,04 - 17,59

Муравьиная и уксусная кислоты - 0,2 - 1,5

Пропионовая кислота - 0,8 - 4,0

Масляная кислота - до 0,03

Валериановая кислота - 0,002 - 0,008

Капроновая кислота - 0,014 - 0,11

Каприловая кислота - 0,006 - 0,347

Каприновая кислота - до 0,01

Для осуществления примеров использовали порции жидких радиоактивных отходов объемом по 30 мл. По известному способу в раствор вводили ОЕЗ при объемном соотношении к отходам 1:2, по заявляемому ОПК при объемном соотношении 0,3 - 2,3. Далее жидкие радиоактивные отходы после обработки ОЕЗ и ОПК нейтрализовали раствором гидроксида натрия до значений pH 1,6 - 5,5.

Температура растворов при выполнении примеров по химической и радиационной устойчивости составляла (21 1)^oC, по термической устойчивости (70 1)^oC.

Результаты выполнения примеров приведены в табл. 1 - 3.

Результаты выполнения примеров, приведенных в табл. 1 - 3, показывают, что применение ОПК в качестве комплексообразователя обеспечивает повышение химической, реакционной и термической устойчивости жидких радиоактивных отходов при подготовке к утилизации. В заявляемых пределах отходы, обработанные ОПК и нейтрализованные раствором гидроксида натрия, химически устойчивы (сохраняют гомогенность) до 720 ч., радиационно устойчивы до величины поглощенной дозы 0,8 МГр, термически устойчивы при температуре (701)^oC до 40 ч. По известному способу эти показатели значительно ниже и составляют соответственно 120 ч. , 0,20 МГр и 20 ч. При образовании осадков наблюдается значительное снижение гамма-бета-активности в растворе за счет соосаждения и сорбции радионуклидов.

Заявляемый способ применим для подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации с предварительным накоплением и выдержкой для снижения уровня активности с последующим отверждением или удалением.

Повышение устойчивости жидких радиоактивных отходов при обработке ОПК обеспечивает возможность безопасного накопления и хранения отходов. За счет предотвращения образования осадка не происходит неконтролируемого накопления гамма- и бета-активных радионуклидов, что повышает безопасность процессов обращения с радиоактивными отходами.