Научная статья на тему 'КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ НА АЭС'

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ НА АЭС Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
68
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЖИДКИЕ РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ (ЖРО) / ПЕРЕРАБОТКА / ЦЕМЕНТНЫЕ БЛОКИ

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Ежов В. С., Козырев С. А.

В работе описываются методы отверждения радиоактивных концентратов на комплексе переработки жидких радиоактивных отходов АЭС. Из методов, приведенных в работе (остекловывание, битумирование, использование термореактивных смол, цементирование), выбран наиболее оптимальный (экономичный и безопасный вариант) для длительного хранения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

AN INTEGRATED APPROACH TO SOLVING THE PROBLEM OF LIQUID RADIOACTIVE WASTE AT NUCLEAR POWER PLANTS

The paper describes methods of curing radioactive concentrates at the complex processing of liquid radioactive waste of nuclear power plants. Of the methods given in (vitrification, bituminoase, the use of thermosetting resins, cementation), selected the most optimal (economical and safe option) for long term storage.

Текст научной работы на тему «КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ НА АЭС»

мемуариста / Т.П. Сухотерина // Языковая личность: Моделирование, типология, портретирование. Сибирская лингвоперсонология. Вып. 2. - М.: ЛЕНАНД, 2016. - С. 298-308.

11. Сухотерина, Т.П. «Поздравление» как гипержанр естественной письменной русской речи: дис. ... канд. филол. наук / Т.П. Сухотерина. -Барнаул, 2007. - 197 с.

12. Сухотерина, Т.П., Евсеева, К.Р. «Детское письмо» как жанр естественной письменной речи / Т.П. Сухотерина, К.Р. Евсеева // Культура и текст / общ. ред. Г.П. Козубовская. - Барнаул, 2016. - №1. - С. 20-29.

13. Сухотерина, Т.П., Евсеева, К.Р. Языковая игра в коммуникативном пространстве «новогоднего письма» / Т.П. Сухотерина, К.Р. Евсеева // Педагогическое образование на Алтае. - Барнаул, 2016. - №1. - C. 162-166.

14. Тюкаева, Н.И. Принципы выделения персонемы в жанре «студенческое граффити» / Н.И. Тюкаева // Языковая личность: Моделирование, типология, портретирование. Сибирская лингвоперсонология. Вып. 2. - М.: ЛЕНАНД, 2016. - С. 217-281.

15. Тюкаева, Н.И. Студенческое граффити как жанр естественной письменной речи: дис. ... канд. филол. наук / Н.И. Тюкаева. - Барнаул, 2005. - 225 с.

Ежов В. С., доктор технических наук

профессор Козырев С.А. студент магистратуры ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет»

Российская Федерация, г. Курск КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ НА АЭС В работе описываются методы отверждения радиоактивных концентратов на комплексе переработки жидких радиоактивных отходов АЭС. Из методов, приведенных в работе (остекловывание, битумирование, использование термореактивных смол, цементирование), выбран наиболее оптимальный (экономичный и безопасный вариант) для длительного хранения.

Ключевые слова: Жидкие радиоактивные отходы (ЖРО), цементирование, переработка, хранение, цементные блоки.

Ezhov V. S. Kozyrev S. A.

AN INTEGRATED APPROACH TO SOLVING THE PROBLEM OF LIQUID RADIOACTIVE WASTE AT NUCLEAR POWER PLANTS.

Abstract. The paper describes methods of curing radioactive concentrates at the complex processing of liquid radioactive waste of nuclear power plants. Of the methods given in (vitrification, bituminoase, the use of thermosetting resins, cementation), selected the most optimal (economical and safe option) for long term

storage.

Keywords: Liquid radioactive waste (LRW), cementation, processing, storage and cement blocks.

На сегодняшний день одной из основных проблем в атомной промышленности является переработка жидких радиоактивных отходов (ЖРО) в твердые радиоактивные отходы (ТРО) и дальнейшее захоронение этих отходов. С целью решения этой проблемы в нескольких атомных городах уже ведется строительство комплексов переработки жидких радиоактивных отходов (КП ЖРО).

КП ЖРО входит в систему обращения с радиоактивными отходами станции и предназначен для переработки на современном уровне всех видов жидких радиоактивных отходов, образующихся при эксплуатации и реконструкции блоков, а также временного хранения отвержденных отходов. Переработка ЖРО организована с целью перевода их в форму, безопасную при хранении, транспортировании и захоронении. [1].

В настоящее время существуют различные методы отверждения жидких радиоактивных концентратов, например, остекловывание, битумирование, применение термореактивных смол.

Для определения эффективности указанных методов, на установке с керамическим плавителем, был проведен ряд очистных работ и установлено, что при применении метода остекловывания объем остеклованных отходов примерно в 3,5 раза меньше объема отходов при включении в битум и термореактивные смолы и почти в 10 раз меньше объема цементных блоков, полученных из этих отходов. Скорость выщелачивания радионуклидов на 2 порядка ниже скорости выщелачивания из битумного блока и на 4 порядка ниже скорости выщелачивания из цемента. Преимуществом остекловывания также является исключение загрязнения почвы нитратами.

К недостаткам данного метода можно отнести то, что оборудование и технология, применяемые для остекловывания отходов, очень сложны. Так, процесс остекловывания, протекает в диапазоне температур 1000-1300оС со значительными тепловыделениями при разложении органических соединений, а наличие окислительно-восстановительных реакций с другими компонентами отходов может привести к тепловому взрыву, при условии превышения скорости выделения тепла над скоростью теплоотвода в окружающую среду. Таким образом, процесс остекловывания целесообразнее применять при переработке высокоактивных отходов, а не среднеактивных, которые образуются на ряде атомных электростанций (АЭС), например, на Курской АЭС ежегодно на четырёх реакторах образуется примерно 900 кубометров среднеактивных радиоактивных отходов. [3]

Процесс битумирования, проводимый с целью отверждения жидких радиоактивных концентратов, основан на физических свойствах битума -термопластичности, позволяющей при нагревании включать в него концентраты с получением гомогенного продукта, и гидростойкости,

обеспечивающей надежную гидроизоляцию включенных компонентов.

При введении в битум солевых и солеобразующих компонентов свойства битума изменяются. Характер воздействия зависит от применения различных групп:

-соли сильных кислот и оснований (NN03, N2804, №СЬ и др.) химически с битумом не взаимодействуют;

-азотнокислые соли (N^N03, АЬ^03)3, Бе^03)3 при больших температурах окисляют битум, превращая его в твердый продукт, лишенный термопластических свойств;

-щелочи и соли сильных оснований, дающие щелочную реакцию (№Бе0, №2С03, №3Р04 и др.), вызывают омыление органических соединений, значительно уменьшая водостойкость битума. Поэтому сильнощелочные (рН больше 12) растворы нежелательно направлять на битумирование.

Одним из отрицательных факторов применения битумирования является то, что взаимодействие битума с наполнителем, особенно при повышенной температуре, может привести к взрыву или пожару, хотя исследования показывают, что в условиях битумирования отходов на АЭС (температура меньше, либо равна 200оС) и хранения смесей исключается возможность самовозгорания и взрыва. Возгорание может быть только при условии сильного теплового воздействия на битумную смесь. Следующий отрицательный фактор - битумная смесь может явиться пищей для бактерий, живущих в почве в районе хранения. Это может привести к разрушению битумных блоков и распространению хранящихся в них радионуклидов. Один из недостатков битума - его дефицит. Несмотря на то, что его производится миллионы тонн в год, потребности в нем удовлетворяются не полностью. Кроме того, битум - достаточно дорогой продукт. [5]

Термореактивные смолы привлекли к себе внимание как связующее для отверждения концентратов, простотой осуществления и некоторыми свойствами отвержденного продукта - стойкостью к воздействию механических, термических и радиационных нагрузок. При этом обеспечивается высокая степень включения, достигающая 60% по массе. Однако смолы имеют существенные недостатки:

- смола - дорогой продукт, стоимость которого в несколько раз выше стоимости битума или цемента;

- реагенты (стирол, катализаторы и др.), применяемые при использовании смолы, взрыво- и пожароопасны;

- сушку концентратов отходов необходимо доводить до влажности 1 -

2%.

Поэтому экономически ее применение в большом масштабе пока невыгодно. [2]

Цементирование - это один из основных методов отверждения как гомогенных (кубовый остаток), так и гетерогенных (пульпы) отходов. Причина широкого распространения цементирования - негорючесть и

отсутствие пластичности у отвержденного продукта, а также простота осуществления процесса смешения концентрата отходов с цементом. Однако, наряду с этим, цементирование имеет ряд существенных недостатков:

- сравнительно невысокая степень включения отвержденных компонентов в цемент, что приводит к увеличению объема отвержденных продуктов, поступающих на хранение;

- значительная вымываемость из цемента, включенных в него компонентов;

- наличие большого количества воды в отвержденном продукте.

Существует несколько способов цементирования:

- в емкости с мешалкой, из нижней части которой цементное тесто поступает на затаривание в бочки;

- в бочке, предназначенной для хранения цементированных отходов, при перемешивании мешалкой (оставляют в бочке);

- в герметично закрытой бочке вращением ее одновременно в нескольких плоскостях;

- в потоке, смешением в шнеке.

В первых трех случаях процесс проводится периодически, в последнем - непрерывно. Наибольший интерес, представляет непрерывный процесс, т.к. только данный метод позволяет производить цементирование в больших масштабах. [4].

На рисунке 1 приведена схема метода цементирования.

В хранилище жидких радиоактивных отходов (ХЖО) 1 находятся жидкие радиоактивные отходы (ЖРО). оттуда они с помощью трансферных насосов по трубопроводам отправляется на выпарные аппараты 2, где методом выпаривания производят уменьшение объема ЖРО, в результате чего увеличивается концентрация радиоактивных солей.

Рисунок 1. Схема метода цементирования: 1 - Хранилище жидких отходов, 2 - Выпарные аппараты, 3 - цех цементирования.

Далее ЖРО направляют в цех цементирования 3 где в потоке, перемещаемым в шнеке, происходит интенсивное перемешивании ЖРО с цементом с, после чего однородный раствор загружают в стальные бочки, где и происходит процесс цементирования. [4].

Выводы:

1. Из известных методов отверждения радиоактивных концентратов на комплексе КП РАО наиболее оптимальным является метод остекловывания и цементирования, но технологии остекловывание очень сложны и целесообразнее применять для высокоактивных радиоактивных отходов.

2. Метод цементирования обладает свойствами негорючести и сохраняет неизменную форму цементных блоков, обеспечивающую

безопасное длительное хранение ЖРО.

3. Предлагаемый метод является также наиболее удачным с экономической точки зрения, т.к. стоимость цемента по сравнению с реагентами других методов значительно ниже.

4. Оборудование и технология процесса цементирования позволяют производить операцию обработки ЖРО в значительных масштабах, что обеспечивает захоронение большого количества радиоактивных отходов.

Использованные источники:

1. Обращение с отработанным ядерным топливом и радиоактивными отходами. М. А. Скачек.

2. Очистка жидких радиоактивных отходов. Б. Е. Рябчиков.

3. Обращение с радиоактивными отходами. В. Р. Ахмедзянов, Т. Н. Лащенова, О. А. Максимова.

4. Обращение с радиоактивными отходами: Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2011.

5. Промышленная экология. Калыгин В.Г.

Ергунова О.Т., к.э.н.

доцент

кафедра интегрированных маркетинговых коммуникаций и брендинга Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина

РФ, г. Екатеринбург Сёмина О.Н., к. э. н.

доцент

кафедра менеджмента, маркетинга и логистики Тюменский Государственный университет

РФ, г. Тюмень

ПОЛИТИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ МИГРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В

СТРАНАХ ОЭСР Аннотация. В статье проведена оценка политического регулирования процессов миграции в странах ОЭСР, а также социально-экономические последствия для развитых стран в условиях формирования общего рынка труда Единого экономического пространства. В качестве основных проблем установлено, что развитие миграции обусловлено изменением геополитической обстановки в мире, новыми вызовами, обусловленными процессами глобализации и усилением взаимодействия государств.

Ключевые слова мигранты, государственная политика регулирования, процесс, иммиграция, миграционное законодательство.

В условиях трансформационной экономики политика регулирования миграционных процессов отдельных стран сталкивается с новыми вызовами, обусловленными процессами глобализации и усилением взаимодействия государств. Одним из таких вызовов является активизация миграционной

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.