28 июня 2011

Метод самораспространяющегося вы­сокотемператураного синтеза (СВС)

Atomic-Energy.ru
Установка для термической дезактивации

Метод самораспространяющегося вы­сокотемператураного синтеза (СВС) считается одной из наиболее перспективных современных технологий.

Дезактивация поверхностей

Адаптацией метода к переработке радиоактивных отходов cпециалисты ЦРТ занимаются с конца 80-х годов. Активное участие в этих исследованиях принимали М.И. Ожован, О.К. Карлина, Г.А. Петров, Г.А. Варлакова, В.Л.Климов, А.В.Лаурсон, Г.Ю. Павлова, К.Н. Семенов, В.Б. Чичерин, А.Ю. Юрченко, Т.И. Васендина, А.Г. Петров, И.С. Суворов, В.М. Тиванский.

За это время созданы установки для термохимической дезактивации загрязненных поверхностей, в том числе позволяющие очищать асфальтированные покрытия с глубиной загрязнения 10 см и более, бетонные — с глубиной до 1см, металлические — до нескольких миллиметров. Совместно с Обнинским государственным техническим уни­вер­ситетом атомной энергетики разработана модификация этого способа для дезактивации не только горизонтальных, но и вертикальных поверхностей.

Переработка радиоактивных ионообменных смол

При сжигании полимерных ионообменных смол образуются агрессивные газообразные продукты горения — окислы азота и серы. Из-за этого в традиционных установках быстро выходит из строя система газоочистки. Если же перерабатывать ионообменную смолу с использованием металлизированных порошкообразных составов, большая часть образующихся окислов серы и азота связывается в слое шлака с продуктами горения составов и не поступает в систему газоочистки.

В 2000 году на ГУП МосНПО «Радон» была смонтирована опытная установка «Лагуна», на которой за один час можно переработать до 15 кг ионообменной смолы.

В 2004 году прошли ресурсные испытания «Лагуны» на реальных радиоактивных смолах. В результате, принято решение о разработке технологии брикетирования ионообменных смол с порошкообразными металлизированными компонентами и изготовлены отдельные узлы соответствующей установки.

Метод самораспространяюще­гося высокотемпературного синтеза лежит и в основе технологии термической переработки графитсодержащих отходов. С использованием технологии, создаваемой совместно с одним из ведущих институтов Росатома ФГУП НИКИЭТ им.Н.А.Доллежаля, ГУП МосНПО «Радон» планирует переработать графитовые просыпи первой промышленной атомной электростанции — Белоярской АЭС им. И.В.Курчатова.

Синрок! Что может быть надежней?..

В настоящее время на ГУП МосНПО «Радон» освоены и совершенствуются традиционные методы переработки РАО, которые можно назвать классическими: прессование, сжигание, остекловывание, очистка и др. В то же время ряд новых, в частности, включение радионуклидов в полифазные матрицы (Синрок),  еще проходят стадию апробации или только готовятся к этому в пилотных проектах  или полупромышленных масштабах.

Включение радионуклидов в полифазные матрицы является сравнительно новой высокоэффективной технологией переработки РАО. И Россия была одной из первых стран, где начались исследования по иммобилизации долгоживущей — актиноидной — фракции отходов в кристаллические формы. Технология синтеза новых высокоустойчивых минеральных матриц, способных включать радионуклиды в свою кристаллическую структуру на основе механизма изоморфного замещения, имеет очень хорошие перспективы, т.к. гарантирует удержание радионуклидов в течение многих тысяч лет. Поэтому ученые ГУП МосНПО «Радон» активно занимаются подобными разработками. На опытном стенде предприятия в течение 90-х годов были синтезированы почти все известные модификации Синрок. Начата разработка технологии плавления таких материалов методом индукционного плавления в аппарате типа «холодный тигель» (ИПХТ).

Специалисты ЦРТ подготовили техническую и нормативную документацию для монтажа и эксплуатации демонстрационного аппарата ИПХТ. Создан эскизный проект лабораторного варианта «холодного тигля» с площадью зеркала расплава 3,6 дм2. Синтезированы минералоподобные материалы для иммобилизации актиноидсодержащих РАО.

Наиболее перспективные керамики, позволяющие инкорпорировать в их структуру актиноиды, лантаноиды, цирконий и примесные продукты коррозии, созданы на основе  серии фаз, конечными членами которой являются пирохлор и муратаит. Структура промежуточных фаз серии построена из пирохлоровых и муратаитовых модулей. Характерной особенностью таких керамик является зональное строение зерен, выкристаллизованных из расплава. При этом центральные части зерен образованы политипами с большей долей пирохлоровых модулей и максимальной концентрацией актиноидов и редких земель, а краевые, обедненные актиноидами и редкими землями, — политипами с меньшей долей пирохлоровых и большей долей муратаитовых модулей. Это создает дополнительный барьер, препятствующий выщелачиванию актиноидов и редкоземельных элементов. Специалистами ГУП МосНПО «Радон» изучены режимы синтеза таких материалов в аппарате типа  «холодный тигель». Результаты исследований показывают исключительно низкие скорости выщелачивания основных компонентов керамик.

Авторы

Владимир Пантелеев, к.т.н., директор, Юрий Карлин, д.х.н., зам. директора,
Сергей Стефановский, д.х.н., зам. директора,
Дмитрий Адамович, зав. лабораторией мембранных способов переработки ЖРО
(Центр разработки технологий МосНПО "Радон")

Центр разработки технологий обезврежива­ния РАО — первое  научное подразделение ГУПМосНПО «Радон»

История Центра берет начало с 1982 года, когда открылись научные лаборатории, объединенные впоследствии в отдел прикладных исследований (ОПИ). В 1983 году к нему были присоединены некоторые московские научные подразделения, в 1998-м — центральная лаборатория (бывший цех №4).

В 1998 году Отдел прикладных исследований (а с 1995 года — Центр прикладных исследований) переименовался в Центр разработки технологий обезвреживания радиоактивных отходов и аналитического контроля (ЦРТ).

Первым научным сотрудником ОПИ был ныне доктор физико-математических наук Михаил Иванович Ожован. Сейчас он преподает в университете г.Шеффилда в Великобритании. А возглавил Отдел и затем Центр Евгений Михайлович Тимофеев.

Ядро научного коллектива в те годы составляли молодые выпускники институтов и аспирантур МИФИ, МГУ, МХТИ им. Д.И.Менделеева, УПИ, ЛТИ им.Ленсовета. Центр стал для них настоящей школой мастерства, первой «опытной площадкой», где они смогли реализовать свои идеи и достичь высокого профессионализма. И если визитной карточкой ЦРТ стала разработка самых перспективных технологий в сфере обращения с радиоактивными отходами, то лицом Центра является коллектив единомышленников, продолжающий и развивающий лучшие традиции «ученых-первопроходцев». Среди них:

  • первый директор Центра Е.М. Тимофеев;
  • д.т.н., профессор, С.А. Дмитриев;
  • д.г-ф.н., директор Цент­ра эколого-географических разработок А.В. Маркелов;
  • д.г-ф.н. Н.Я. Минеева;
  • д.ф-м.н. М.И. Ожован;
  • к.т.н., нынешний директор ЦРТ В.И. Пантелеев;
  • д.х.н., заместитель директора Цент­ра Ю.В. Карлин;
  • к.х.н., начальник отдела №14 О.Г. Батюхнова;
  • к.х.н., начальник отдела №1 О.К. Карлина;
  • бывший начальник отдела №11 Н.В. Ожован;
  • к.т.н., помощник Генерального директора ГУП МосНПО «Радон» А.Э. Арустамов.

Продолжая их дело, сегодня здесь успешно трудятся:

  • заместитель директора ЦРТ по аналитическому контролю А.В.Тимофеева;
  • д.х.н., профессор, заместитель директора ЦРТ С.В.Стефановский;
  • главный инженер ЦРТ С.М.Парамыгин;

Начальники отделов:

  • к.х.н. Т.Н.Лащенова,
  • к.х.н. А.Г.Пташкин,
  • к.т.н. В.И.Дем­кин,
  • д.т.н. Г.А.Петров,
  • к.т.н. Г.А.Варлакова,
  • к.т.н. В.А.Ильин; 

Заведующие лабораториями:

  • Д.В.Адамович,
  • Ю.Т.Сластенников,
  • В.В.Агриненко;

Ведущие научные сотрудники:

  • д.т.н. Ю.В.Пузанов,
  • к.т.н. Ю.Г.Мясников;
  • начальник технологического отдела К.Н.Семенов,
  • начальник опытного цеха А.В.Суменко,
  • его заместитель С.И.Староверкин и многие другие.

В настоящее время в ЦРТ работает 225 человек: шесть докторов и 31 кандидат наук.

Основная научная структура Центра разработки технологий включает девять отделов, состоящих из 24 научных лабораторий и трех технических бюро.