способом їх відносного знешкодження є зберігання протягом тривалого часу з метою розпаду містяться в них радіонуклідів [2].
Близько 97% опроміненого на АЕС ядерного палива становлять уран U - 238 і синтезований в ядерному реакторі плутоній Pu - 239, а частка продуктів розподілу урану U - 235 і ізотопів плутонію не перевищує 3% [1-3 ].
Решта після першого екстракційного циклу без урану і плутонію відходи переробки ВЯП у вигляді слабоконцентрірованних водносолевой розчинів металів включають різні нерадіоактивні продукти (РЗЕ, молібден, та ін.), конструкційні матеріали (цирконій, залізо, нікель, хром , марганець та ін.) і виділення деяких з них (наприклад, цінних і благородних металів) являє потенційний інтерес для подальшого використання.
Існуюча технологія утилізації відходів переробки ВЯП є процесом багатостадійним, тривалим, енергоємним і не передбачає можливості подальшого використання цінних, благородних та інших металів.
Використання низькотемпературної плазми дозволяє збільшити концентрацію енергії в технологічному реакторі на порядки в порівнянні з процесами, проведеними в трьох інших агрегатних станах речовини.
Важливою перевагою процесів плазмової технології є їх високий енергетичний ККД, обумовлений головним чином високим ККД багатьох джерел електроживлення, особливо? високовольтних трансформаторів і сучасних випрямлячів, а також радикальним скороченням стадій в процесах одержання матеріалів: повний енергетичний ККД сумарного процесу визначається твором ККД проміжних стадій.
Нарешті, у процесах плазмової технології, де перебудова хімічних зв'язків при отриманні продуктів відбувається найкоротшим шляхом, радикально скорочуються витрати реагентів, якщо не вважати реагентами такі вихідні речовини, як повітря, водяна пара, а також їх складові: азот, водень, кисень і ін. Витрати реагентів знижуються за рахунок того, що в плазмовому стані майже не потрібні надлишки реагентів для конверсії сировини в продукти.
Справжня робота присвячена теоретичним і експериментальним дослідженням процесу плазмової утилізації горючих відходів переробки ВЯП в умовах повітряної плазми у вигляді горючих водно-органічних композицій.
1. Способи утилізації горючих відходів переробки ВЯП
. 1 Освіта горючих відходів переробки ВЯП
Переробка ВЯП з метою вилучення з нього урану і плутонію з подальшим їх перетворенням в МОКС-паливо для виготовлення ТВЕЛів важлива ланка замкнутого ядерного паливного циклу [2].
Основою технології переробки ВЯП радіохімічних заводів світу є Пурекс-процес, що забезпечує високу ступінь вилучення урану і плутонію ( gt; 99,9%) з високим ступенем їх очищення від продуктів поділу [1].
Технологічний процес переробки ВЯП включає:
· механічну фрагментацію (рубку) ТВЗ і ТВЕЛів з метою розтину паливного матеріалу;
· розчинення;
· очистку розчинів баластних домішок;
· екстракційне виділення та очистку урану, плутонію та інших товарних нуклідів;
· виділення діоксиду плутонію, діоксиду нептунію, гексагідрату нітрату уранілу і закису-окису урану;
· переробку розчинів, що містять інші радіонукліди, і їх виділення.
Практично всі екстракційні технологічні схеми переробки відпрацьованого ядерного палива передбачають застосування в якості екстрагента для вилучення цільових компонентів трибутилфосфату (ТБФ). Екстракційна система з ТБФ може бути застосована для переробки будь-яких видів ТВЕЛів.
ТБФ досить добре відповідає технологічним вимогам: мала розчинність у воді, відмінна від води щільність, висока точка кипіння, легка регенеріруемой, стійкість до радіації і хімічних реагентів. ТБФ має такі характеристики: формула
(С4Н9О) 3РО, молекулярна маса - 266,32, Твсп=144 0С; Твоспл=175 0С; Тсамовоспл=345 0С
ТБФ використовують з різними разбавителями в різних концентраціях. Концентрація ТБФ в розчині екстрагента визначається ступенем збагачення переробляється ядерного палива. Для природного і низькозбагаченого урану прийнята 30% -ва концентрація. У разі переробки високозбагаченого по U - 235 палива або палива з високим вмістом плутонію концентрацію ТБФ знижують до 2,5-5%, щоб уникнути утворення небезпечних концентрацій нуклідів в екстракті. Як розріджувача використовують гас, очищені вуглеводні, чотирихлористий вуглець та ін.
Процес екстракційної очистки складається з трьох основних стадій: екстракції, промивок і реекстракції. Підвищення ступеня насичення екстрагента ураном сприяє п...
