Корейский научно-исследовательский институт по атом-ной энергии (KAERI) заявил о разработке новой концепции первого в мире устройства для отделения нуклидов, которое использует роботы и датчики.
Для безопасного обращения с РАО необходимо проводить анализ радионуклидов, чтобы определить, какие именно радионуклиды содержатся в отходах. Этот процесс обычно делится на три этапа: предварительная обработка, отде-ление и измерение.
Отделение нуклидов – это процесс добавления реагента, который вступает в реакцию с конкретным нуклидом, в образец расплава РАО для отделения каждого нуклида. В настоящее время используются два метода: ручной, при котором реагент самотеком вводится в контейнер, где происходит отделение, и автоматический − с использованием насоса.
В KAERI отмечают, что ручной метод не позволяет контролировать скорость ввода реагента, а автоматический имеет недостатки, связанные со сложностью компонентов, таких как насосы, клапаны и множество трубок, подключенных к клапанам. Клапаны необходимо контролировать в соответствии с установленными настройками времени. Кроме того, автоматический метод требует проведения очистки после каждого использования, чтобы избежать оседания остатков радиоактивных образцов в клапанах, которые регулируют ввод реагента и в трубках, через которые поступает реагент.
По сообщению KAERI, разработанное институтом устройство использует автоматический метод, однако в нем применяется робот для работы с жидкостями, который не вступает в контакт с радиоактивными пробами и самостоятельно вводит реагенты. Отделенные реагентом пробы затем собираются для проведения следующего этапа измерений. Благодаря использованию робота устранена необходимость в клапанах, которые могут вызывать осаждение остатков проб или засоры, и существенно сокращено количество используемых трубок. Это позволяет легко заменять компоненты, контактирующие с радиоактивными пробами, полностью устраняя возможность перекрестного загрязнения вследствие оседания остатков проб.
Кроме того, в устройстве впервые применен бесконтактный сенсор для контейнера, где происходит отделение нуклидов. Сенсор определяет момент, когда все реагенты введены, и в режиме реального времени сообщает, что процесс адсорбции или отделения конкретных нуклидов на сорбент внутри контейнера завершен. Это обеспечивает более точное отделение, по сравнению с существующим методом, при котором насос работает установленное время.
Особое внимание KAERI обращает на то, что новое устройство способно эффективно и поэтапно проводить отделение таких нуклидов, как 99Tc, 90Sr, 55Fe, 94Nb, а также 59Ni и 63Ni из одной пробы. По результатам оценки эффективности, проведенной совместно с Центром химического анализа РАО KAERI, было установлено, что Tc, Sr, Nb и Ni отделялись в три раза быстрее, чем с использованием ранее применяемого метода, и с высокой степенью извлечения нуклидов – 83–97 %. В отличие от прежнего метода, железо реагировало примерно на 33 % дольше благодаря точному контролю количества и скорости подачи реагента, что обеспечило более точные результаты.