Инновационную технологию подготовки к безопасному хранению радиоактивных отходов (РАО), полученных от переработки отработавшего облученного ядерного топлива (ОЯТ), разработали ученые Сибирского федерального университета (СФУ) в Красноярске, сообщил ТАСС один из авторов исследования, профессор СФУ, доктор технических наук Владимир Кулагин.
Сегодня наиболее безопасным способом обращения с РАО считается их захоронение на длительное время после специального процесса отвердения, или цементирования радиоактивных отходов. Одна из проблем этого процесса — наличие труднорастворимых осадков в пульпе (смеси твердых частиц и жидкости), которые необходимо удалить перед захоронением.
Специалисты СФУ предложили использовать для решения этой проблемы кавитационную технологию. Кавитация — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков вакуума в потоке жидкости при понижении давления, сопровождающийся гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (или пустот), которые могут содержать разреженный пар.
При схлопывании кавитационных микропузырьков в процессе кавитационной обработки труднорастворимых веществ в воде, благодаря изменению ее физико-химических свойств (активации) и других эффектов, например, возникновения полей высоких давлений, температур и ударных воздействий, разрушаются даже такие прочные минералы, как алмаз.
Метод, созданный учеными СФУ, позволяет разрушать плотные, нерастворимые в воде образования, который осаждается на дне резервуара с ОЯТ, при размыве осадков растворами кислот на основе кавитационно-активированной воды.
«Наш метод обеспечивает увеличение скорости растворения и объемов извлекаемых осадков примерно в 1,5 раза по сравнению с традиционной технологией. А при смешивании в цементную матрицу кавитационная обработка воды при получении цементного компаунда со включением в него отходов радиохимического производства приводит к повышению прочности цементного камня в 2-3 раза по сравнению с приготовлением раствора обычным способом», — сказал Кулагин.
Перспективы методики
По его словам, исследования с реальной и модельной пульпой проводились в лабораториях входящего в Росатом Радиохимического завода Горно-химического комбината в Железногорске (Красноярский край), а опыты по кавитационной обработке воды — в лаборатории Сибирского федерального университета в Красноярске.
«Уже получены предварительные результаты по дезактивации радиоактивно загрязненного оборудования, которые подтверждают перспективность кавитационной технологии в этой области обращения с особо опасными отходами, например, при выводе атомных объектов из эксплуатации. Есть и предварительная договоренность о продолжении этих работ и расширении круга задач с использованием кавитации», — заключил Кулагин.
Статью о своей работе ученые из СФУ опубликовали в журнале «Химическое и нефтегазовое машиностроение», которая вышла и в США в журнале Chemical and Petroleum Engineering — переводной версии российского журнала.