Разработана технология консервации органических жидких радиоактивных отходов

Сотрудниками лаборатории радиохимии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) показана возможность отверждения органических жидких радиоактивных отходов (ОЖРО) с использованием магний-калий-фосфатного компаунда, сообщили в Минобрнауки России. Авторы апробировали компаунд для отверждения имитатора отработанного трибутилфосфата в додекане и определили нормируемые показатели качества отвержденных ОЖРО: прочность на сжатие полученных образцов, их водостойкость после 90-суточного погружения в воду, устойчивость к термическим циклам замораживания/оттаивания в диапазоне от −40 до +40 °С и устойчивость образцов к выщелачиванию компонентов отходов при вероятном контакте компаунда с водой. Результаты исследования были опубликованы в журнале Atomic Energy.

В последние годы проблема обращения с радиоактивными отходами, номенклатура которых расширяется, становится все более актуальной. Обращение с ОЖРО — сложная и дорогостоящая задача, требующая применения технологий, обеспечивающих безопасность окружающей среды и здоровья человека. Особое внимание стоит уделить ОЖРО, образующимся на предприятиях ядерного топливного цикла. Несмотря на то, что объём накапливаемых органических отходов меньше объёма других типов радиоактивных отходов, эти отходы, прежде всего экстракционная система «трибутилфосфат-лёгкий разбавитель», представляют собой серьезную экологическую угрозу, потому что содержат высокотоксичные радионуклиды, летучи и горючи. ОЖРО требуют разработки эффективных методов их кондиционирования и хранения. На сегодняшний день не существует промышленных технологий для переработки таких отходов, что вынуждает их длительно хранить в металлических контейнерах. При этом существует риск утечек и загрязнения окружающей среды. В ответ на эту проблему МАГАТЭ рекомендует применять технологии, которые включают концентрирование и консервацию радиоактивных примесей. Одним из наиболее перспективных подходов является иммобилизация ОЖРО в твёрдые устойчивые матрицы с предварительной стадией адсорбции на твёрдом сорбенте.

Схема отверждения органических жидких радиоактивных отходов в магний-калий-фосфатный компаунд

«Наша группа провела апробацию магний-калий-фосфатного компаунда для отверждения образующегося при переработки отработавшего ядерного топлива раствора — имитатора отработанного трибутилфосфата в додекане. Основа компаунда — это синтетический аналог природного минерала К-струвит, ранее уже показавший свою эффективность при обращении с разными типами радиоактивных отходов. Мы нашли условия эффективного отверждения ОЖРО с использованием компаунда после предварительной адсорбции отходов на сорбенте аэросил (SiO₂). Установлены высокие показатели качества полученных компаундов с включёнными ОЖРО, прежде всего показана низкая скорость выщелачивания радионуклидов. Это говорит о надёжности магний-калий-фосфатного компаунда, который может стать эффективным решением для безопасного обращения с ОЖРО», — прокомментировала Светлана Фимина, старший научный сотрудник лаборатории радиохимии ГЕОХИ РАН, кандидат химических наук.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.