Инновационную технологию подготовки к безопасному хранению радиоактивных отходов (РАО), полученных от переработки отработавшего облученного ядерного топлива (ОЯТ), разработали ученые Сибирского федерального университета (СФУ), 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.
"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.