способ обработки жидких радиоактивных отходов
Классы МПК: | G21F9/16 фиксация в устойчивой твердой среде |
Автор(ы): | Сытый В.А., Свистова Л.М., Щеткин Б.Н. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Холдэкс" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-05-31 публикация патента:
27.04.1996 |
Область использования: атомная энергетика, а именно способы обработки жидких радиоактивных отходов, преимущественно низкого и среднего уровней активности. Сущность изобретения: отходы выпаривают, смешивают их с серой и раствором жидкого натриевого стекла, массовые доли которых в смеси составляют соответственно 15-20 и 3-8 %. Смесь формуют путем прессования. Полученный компаунд подвергают термообработке при 130-140 oС в ванне с расплавом серы и капсулируют гиброфобизующей смесью канифоли, парафина и энергетического шлака, которая застывая, образует защитный слой. Полученный монолитный блок обладает высокой прочностью и водонепроницаемостью. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, включающий выпаривание отходов, смешение их со связующим, формование смеси, термообработку компаунда при 130 140oС и его капсулирование защитным слоем, отличающийся тем, что в качестве связующего используют серу и раствор жидкого натриевого стекла, массовые доли которых в смеси составляют соответственно 15 20% и 3 8% смесь формуют путем прессования, термообработку компаунда осуществляют в ванне с расплавом серы, а защитный слой выполняют из гидрофобизующей смеси канифоли, парафина и энергетического шлака. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в гидрофобизующей смеси канифоль, парафин и энергетический шлак используют в соотношении (мас.ч.) 1 - 3 1 3 10 14. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что термообработку компаунда ведут в течение 20 40 мин.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к способам обработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО), преимущественно низкого и среднего уровней активности, которые образуются на атомных электростанциях (АЭС) и предприятиях, связанных с переработкой делящихся материалов. При эксплуатации АЭС одной из главных задач является значительное уменьшение объемов (концентрирование) радиоактивных отходов, а также перевод их в форму, удобную для надежного длительного хранения (500-1000 лет). Для этого их концентрируют путем выпаривания, сушки и включают в различные связующие (цемент, термопластичные органические связующие, стекло). Радиоактивные отходы в твердой форме занимают меньший объем и их значительно проще, дешевле и безопаснее хранить. Известен способ обработки ЖРО, включающий концентрирование отходов и отверждение их с помощью цемента [1]При этом способе обработки ЖРО объем концентратов за счет цемента увеличивается в 1,5-2 раза. Цементные блоки необходимо хранить в специальных могильниках, не допускающих контакта с водой, так как скорость выщелачивания радионуклидов из цементных блоков достаточно высока, примерно 10-2-10-3 г/см2
![способ обработки жидких радиоактивных отходов, патент № 2059309](/images/patents/413/2059025/729.gif)
Битумные монолитные блоки включают до 40% радиоактивных солей, надежнее фиксируют в себе радионуклиды и могут храниться длительное время в любых хранилищах твердых отходов. Скорость выщелачивания радионуклидов из битумных блоков составляет 10-4-10-5 г/см2
![способ обработки жидких радиоактивных отходов, патент № 2059309](/images/patents/413/2059025/729.gif)
Известный способ позволяет фиксировать в отвержденном компаунде до 50% радиоактивный солей. При этом скорость выщелачивания из такого компаунда составляет примерно 10-6 г/см2
![способ обработки жидких радиоактивных отходов, патент № 2059309](/images/patents/413/2059025/729.gif)
Раствор выпаривают до остаточной влажности 60-90% Затем его смешивают в сосуде с серой до однородной массы. Потом в тот же сосуд при непрерывном перемешивании подают раствор жидкого натриевого стекла. Массовые доли серы и стекла в смеси составляют соответственно 20 и 8% Далее смесь подвергают прессованию в цилиндрической матрице давлением 5 МПа. Прессованный цилиндрический компаунд подвергают термообработке при 140оС в ванне с расплавом серы в течение 20 мин. В начальный момент компаунд, имеющий большую плотность, чем плотность расплава серы, погружается в расплав. Но в течение 20 мин пребывания в ванне за счет интенсивного испарения внутренней влаги в компаунде и связанного с этим удаления части серы из него плотность последнего уменьшается, он всплывает. Всплывший компаунд извлекают из раствора и капсулируют гидрофобизующей смесью канифоли, парафина и энергетического шлака, которую готовят следующим образом: 3 мас.ч. канифоли, столько же парафина и 14 мас. ч. энергетического шлака гранулометрическим составом менее 0,1 мм перемешивают сухим способом. Этой смесью покрывают дно цилиндрической фторопластовой формы на величину 0,5 см. Горячий отвержденный компаунд помещают во фторопластовую форму, диаметр которой на 1 см превышает диаметр компаунда. Затем эту смесь засыпают в форму между ее стенкой и горячим компаундом, от которого смесь расплавляется непосредственно на его поверхности и, застывая, образует защитный слой. После остывания компаунд извлекают из формы. Опыты с другим соотношениями серы, раствора жидкого натриевого стекла и гидрофобизующей смеси проводились аналогично, а их результаты приведены соответственно в табл. 1 и 2.
Класс G21F9/16 фиксация в устойчивой твердой среде