CS209776B1 - Způsob vázání-fixace radioaktivního odpadu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu váhání radioaktivního odpadu za účelem snížení jeho vyluhovatelnosti a ke zvýšení tepelné stálosti. Radioaktivní odpad se dokonale smísí se slídou typu cinvaldit v poměru 20 až 50 % hmot. radioaktivního odpadu a 50 až 80 % hmot. oinvalditu a takto upravená směs se taví při teplotě 1090 až 1380°C.

Description

Vynález řeší vázání-fixaci radioaktivního odpadu za účelem snížení jeho vyluhovatelnosti a ke zvýšení tepelné stálosti. Rozvoj výroby energie v jaderných elektrárnách naráží na některé problémy. Jejich původ je nutno hledat i v dosud ne zcela vyřešené otázce odstraňování radioaktivních odpadů, které vznikají při provozu jaderných reaktorů. Např. z 1 tuny uranu jako jaderného paliva vzniká 35 kg nukleárního popela. Tento vysoce aktivní odpad je nutno likvidovat.

Dosud byly provedeny zkoušky s ukládáním radioaktivních odpadů v kontejnerech ze žáruvzdorné oceli buá do vytěžených dolů^nebo na mořské dno. Bylo dokázáno, že je značné nebezpečí koroze obalu a tím vzniká možnost zamořit jak pitnou,tak i mořskou vodu. Je proto snaha vyvinout jinou technologii fixace radioaktivního odpadu. Byly provedeny pokusy zatavit ho do různých typů skel a tlm zvýšit jeho hydrolytickou odolnost a tepelnou stálost.

Tato skla nemají vysokou hydrolytickou odolnost, neboí základ skel tvoří fragmenty tetraedrů /SiO^/^”, v jejichž dutinkách jsou umístěny kationty jako modifikátory alkalických iontů. Kyslík, procházející z modifikátorů,vchází do mřížky tak, že přerušuje spojeni mezi tetraedry /SiO./^^-, které pak nejsou navzájem vázány všemi čtyřmi vrcholy. Zavedením módi4fikátorů vzniknou tedy v určitých místech mříže tetraedřů /SiO^/+ místo kyslíku můstkového dva kyslíky nemůstkové.

Tim se oslabí vazební síly, což se projeví snížením teploty měknutí křemičitého skla, ale důsledkem volného uložení alkalických iontů je, že při vyěších teplotách může jejich část ze skla vytékat ve formě par nebo snadno se vyluhovat ve vodě a tím umožnit difúzi 90 radioaktivních prvků. Na základě stanovení difúzního koeficientu Sr bylo zjištěno, že vyluhovatelnost vzniklého produktu je nad hranicí přípustného bezpečnostího limitu. Použití čediče a jemu podobných hornin jako fixační médium bylo zkoušeno a bylo' zjištěno, že teplota tavení těchto materiálů je značně vysoká a při zatavení vysoce aktivních odpadů z tuzemských surovin, které obsahují velké množství sloučenin hořčíku a hliníku, vznikne značné heterogenní hmota s vysokým bodem tání a se značnou vyluhovatelnost!.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob vázání - fixace radioaktivního odpadu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že radioaktivní odpad se dokonale smísí se slídou typu cinvaldit v poměru 20 až 50 % hmot. radioaktivního odpadu a 50 až 80 % hmot. cinvalditu a takto upravená směs se taví při teplotě 1090 až 1380 °C.

Slída typu cinvaldit přibližného molekulárního vzorce 2 (LiK) Fe0.3A1₂0-j.5SiO₂, patří mezi silik.áty, v nichž substituce křemíku jiným kovem v tetraedrických vrstvách /SiO^/^~ způsobuje nerovnost valencí. Přebytek záporného náboje vyrovnávají pak kationty, které sedí v mezivrstevních prostorách. Jsou to hlavně draslík a lithium, které svou velikostí velice dobře zapadají do dutin mezi dvěma vrstvami tetraedrů /SiO^/.

Přítomné draselné a lithiové ionty snižují bod tání slídy v strukturním uspořádání cinvalditu a přitom nedochází k těkání a vyluhovatelnost! alkalických iontů, jak je tomu v případě skel. Dále jsou uvedeny příklady podle vynálezu, přičemž množství jednotlivých složek je uvedeno ve hmotnostních procentech.

Příklad 1 cinvalditu 80 %, radioaktivního odpadu 20 %, teplota tavení 1090 °C.

Příklad 2 cinvalditu 65 %, radioaktivního odpadu 35 %, teplota tavení' 1150 °C.

Příklad 3 cinvalditu 50 %, radioaktivního odpadu 50 %, teplota tavení 1380 °C.

Claims (1)

1. Způsob vázání-fixace radioaktivního odpadu ke snížení jeho vyluhovatelnosti a ke zvý šení tepelné stálosti, vyznačený tím, že se radioaktivní odpad dokonale smísí se slídou typu cinvaldit v poměru 20 až 50 % hmotnostních radioaktivního odpadu a 50 až 80 % hmotnostních cinvalditu a takto upravená směs se taví při teplotě 1090 až 1380 °C.