Вторая Всероссийская научно-практическая конференция студентов аспирантов молодых ученых

Вторая Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по проблемам практической реализации разработок по приоритетным направлениям развития науки и технологий Технология сокращения объема радиоактивных отходов на АЭС с ВВЭР Винницкий Вадим Александрович Научный руководитель: Нечаев Александр Федорович Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) 25 -26 октября 2017 ● г. Москва

Актуальность проекта Введенный в 2011 году федеральный закон № 190 предписывает обязательное захоронение всех радиоактивных отходов. 2

Стоимость захоронения 1 м 3 РАО По состоянию на 31 декабря 2016 г. на АЭС с ВВЭР накоплено более 14 000 м 3 жидких радиоактивных отходов. 3

Усредненный хим. состав кубового остатка после дисцилляции ЖРО на Кольской АЭС Жидкие радиоактивные отходы Раствор, насыщенный компонентами кристаллической фазы р. Н 10, 9 9, 2 Сухой остаток, г/дм 3 325 28, 1 Плотность, кг/м 3 1420 1052 ХПК, г. О/дм 3 10, 7 1, 8 95, 2 ((29%) 95, 2 29%) 21, 4 ((76%) 21, 4 76%) Na+, г/дм 3 (масс. %) 70 (22%) н/к K+, г/дм 3 (масс. %) 25 (7, 6%) н/к Li+, г/дм 3 (масс. %) н/к NO 3 -, г/дм 3 (масс. %) 43, 5 (13%) 0, 13 (0, 5%) Cl-, г/дм 3 (масс. %) 4, 9 (1, 5%) 0, 008 (0, 03%) SO 42 -, г/дм 3 (масс. %) н/к Fe, мг/дм 3 0, 25 2, 5 Cu, мг/дм 3 0, 22 137 Cs, МБк/дм 3 6, 55 0, 146 60 Co, МБк/дм 3 12, 9 0, 0032 Показатель В(ОH)3, , г/дм 3 (масс. %) Н 3 ВО 3 г/дм (масс. %) 4

Традиционные источники сырья бора Группа Основной состав Содержание В 2 О 3, % Традиционное борсодержащее минеральное сырье сассолин ашарит бура (тинкал) гидроборацит иниоит калиборит кернит колеманит котонт людвигит яприцеит улексит радиоактивные отходы АЭС Н 3 ВО 3 56 Mg(OH)BO 2 40 Na 2 В 4 О 7. 10 Н 2 О 36 Ca. Mg. B 6 O 11. 6 Н 2 О 50 Са 2 В 6 О 11. 13 H 2 O 38 КМg 2 В 11 О 19. 9 Н 2 О 57 Na 2 B 4 О 7. 4 Н 2 О 51 Са 2 В 6 О 11. 5 Н 2 О 51 Мg 3(ВО 3)2 36 (Mg, Fе. II)2 Fе. III(ВО 3)2 17 Ca 4 B 10 O 19. 7 Н 2 О 50 Na. Ca. B 5 O 9. 8 Н 2 О кислородные соединения бора 42 52 5

Сорбция борной кислоты OH-формой сильноосновного анионита АВ-17 -8 6

Оптимизация технологии управления жидкими радиоактивными средами H+-форма КУ-2 -8 OH--форма АВ-17 -8 на выпарной аппарат соли Li+, K+, NH 4+ H+-форма карбоксильного катионита H+-форма КУ-2 -8 FB-форма низкоосновного анионита соли Li+, K+, NH 4+ 7

Очистка раствора борной кислоты на фильтрах, загруженных анионитом Purolite A 100 Изменение состава фильтрата при очистке раствора технической борной кислоты. A – удельное количество регенерированной борной кислоты (т/м 3) 8

Потенциометрическое титрование ТОКЕМ-200 Интегральные (1) и дифференциальные (2) зависимости p. H фильтрата от достигнутой катионитом Токем-200 динамической обменной емкости ДЕ (экв/дм 3) при поглощении аммиака (А) и моноэтаноламина (В). 9

Эффект проекта В результате реализации инновационной идеи ожидается: снижение затрат на кондиционирование и окончательную изоляцию РАО АЭС не менее, чем на 20 -35 млн руб. /год (в зависимости от удельной активности концентратов) на 1 энергоблок ВВЭР или на 440 -750 млн. руб/год на все эксплуатируемые в настоящее время АЭС с водоводяными реакторами (оценка проведена в соответствии с «Методическими указаниями Росатома» ); существенное снижение дозовых нагрузок на персонал АЭС за счет ликвидации стадии предварительной переработки радиоактивных концентратов методов т. н. селективной сорбции; снижение рисков транспортных аварий с радиологическими последствиями за счет сокращения числа перевозок радиоактивных отходов не менее, чем в 10 раз; сокращение потребностей в отчуждении земель, на которых осуществляется или может осуществляться хозяйственная деятельность, под пункты окончательной изоляции радиоактивных отходов; улучшение социально-психологической обстановки в поселениях, расположенных вблизи АЭС и пунктов захоронения радиоактивных отходов. 10

Список опубликованных работ Vinnitskii, V. A. Role of simple anionic ligands in deep decontamination of liquid radioactive waste / V. A. Vinnitskii, A. F. Nechaev, A. S. Chugunov // Radiochemistry. – 2016. – Vol. 58, № 3. – P. 311 -316. Пат. 2594420 РФ, МПК B 01 D 15/04, C 02 F 1/42, C 02 F 101/10, B 01 J 39/00, B 01 J 41/00, G 21 F 9/00. Способ очистки борсодержащего концентрата на АЭС / Винницкий В. А. , Чугунов А. С. , Нечаев А. Ф. ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «СПб. ГТИ(ТУ)» . – 2014142147/05 ; опубл. 10. 05. 16. Vinnitskii, V. A. Incentives and prerequisites for modernizing NPP radwaste management / V. A. Vinnitskii, A. F. Necheav, A. S. Chugunov, V. I. Pereguda, I. V. Ryzhov // Atomic Energy. – 2017. – Vol. 121, № 5. – P. 350– 354. 11

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ • тел. 8 (812) 494 -93 -58 • e-mail: errt@mail. ru