АО «Техснабэкспорт» в консорциуме со специалистами АО «Радиевый институт им. В. Г. Хлопина», АО «ГНЦ НИИАР» (входят в научный дивизион Госкорпорации «Росатом»), ФГУП «НИТИ им. А. П. Александрова», а также Санкт-Петербургским отделением Института геоэкологии Российской академии наук успешно завершили работу над двухлетним проектом по изучению влияния условий хранения на характеристики модельных топливосодержащих материалов (кориума). Администратором проекта выступил Исследовательский институт Митсубиши (Mitsubishi Research Institute, Inc., Япония).
Ученые изготовили образцы силикатсодержащих топливных обломков (на основе характеристик топливных обломков, образовавшихся после аварии на АЭС «Фукусима-Дайичи») и исследовали их свойства в процессе старения в трех средах. Созданная в результате математическая модель позволяет прогнозировать поведение материалов при извлечении, транспортировке и хранении с дискретным шагом в 10, 20, 30 и 50 лет.
«Значительная по объему и длительности программа по экспериментальному обращению с топливосодержащими материалами завершена. Результаты проекта важны как с точки зрения научно-исследовательской ценности, так и с точки зрения практической применимости», – отметила Елена Артемова, заместитель генерального директора АО «Техснабэкспорт» по бэк-энд.
Проведенные эксперименты показали, что длительное хранение кориума под водой приводит к его частичному выщелачиванию, а также к вторичному фазообразованию в поверхностном слое. В дальнейшем, при извлечении и высыхании, поверхность такого материала может превратиться в пыль. Выводы, полученные в результате проекта, позволят принять экспериментально обоснованные решения при последующем выборе технологии безопасного извлечения кориума из блоков станции.
«Результаты наших исследований помогут японским коллегам учесть возможные риски, связанные с образованием радиоактивной пыли и возникновением каких-либо неконтролируемых ситуаций, ведущих к вторичному загрязнению территории во время вывода из эксплуатации станции. Полученные результаты также позволят минимизировать возможность облучения персонала и снизить финансовые затраты на ликвидацию последствий аварии. Наличие силикатной составляющей в застывшем кориуме расширяет возможность применения полученных результатов и позволяет спрогнозировать стабильность остеклованных высокоактивных отходов при их длительном хранении перед окончательным захоронением», – прокомментировал проведенную работу главный научный сотрудник отделения прикладной радиохимии АО «Радиевый институт им. В. Г. Хлопина» Альберт Алой.
Кориум (топливосодержащий материал) – лавоподобный материал, образующийся в активной зоне ядерного реактора во время тяжелых аварий с расплавлением активной зоны. В 2011 году во время аварии на АЭС «Фукусима-1» температура внутри реактора поднялась выше 2000°C, вызвав плавление уранового топлива и его дальнейшую реакцию с циркониевой оболочкой, окисленной паром, что, в свою очередь, привело к образованию кориума.
Исследование выполнено за счет средств субсидии Исследовательского института Mitsubishi Research Institute (Япония) № NSU 51-18 от 27.11.2019 по реализации проекта «Вывод из эксплуатации и обращение с загрязненной водой (разработка технологий анализа и оценки свойств топливных осколков (разработка технологии оценки старения свойств топливных осколков)».
Кориум внутри реактора второго энергоблока японской АЭС "Фукусима"