Радиоактивный графит подготовят к захоронению с помощью «тления»

Исследователи из Ноттингемского университета разрабатывают технологию утилизации радиоактивного графита с помощью управляемого беспламенного горения. Проект, получивший целевое финансирование, направлен на радикальное сокращение объема ядерных отходов, требующих долгосрочного изоляционного хранения.

Основу атомной энергетики Великобритании исторически составляли газоохлаждаемые реакторы. Их активная зона собрана из тысяч блоков синтетического графита высокой чистоты, которые выполняют функцию замедлителя нейтронов. За десятилетия эксплуатации этот материал накапливает радиоактивные изотопы – в первую очередь углерод-14, период полураспада которого превышает пять с половиной тысяч лет. После закрытия электростанций демонтированные блоки переходят в категорию радиоактивных отходов средней активности.

На сегодняшний день британский оператор Nuclear Restoration Services отвечает за безопасное обращение примерно со ста тысячами тонн облученного графита. Этот массив составляет около трети всех отходов средней активности, предназначенных для отправки в проектируемый пункт глубинного захоронения радиоактивных отходов (ПГЗРО). Физические габариты графитовых кладок в сочетании с длительным периодом сохранения радиационной опасности создают серьезные логистические препятствия при демонтаже ядерных объектов.

Новый метод утилизации предполагает использование эффекта «тления» – процесса окисления без образования открытого пламени. Технология задействует собственную внутреннюю энергию углерода для поддержания реакции, в результате которой массивные графитовые блоки разрушаются и превращаются в компактную золу. Ранее аналогичный термический подход успешно применялся в коммерческом секторе для переработки нерадиоактивных углеродных отходов, показав высокую энергоэффективность.

Группа профильных специалистов совместно с канадскими партнерами проведет серию лабораторных экспериментов, компьютерное моделирование и техно-экономический анализ процесса. Успешная адаптация этой методики для нужд атомной отрасли позволит существенно уменьшить конечный объем материалов, подлежащих закладке в геологические формации. Разработка имеет прямой прикладной потенциал не только для британской инфраструктуры, но и для ускорения процедур вывода из эксплуатации графитовых реакторов по всему миру.