FR3117477A1 - Système de synthèse d’absorbeur de neutrons - Google Patents
Système de synthèse d’absorbeur de neutrons Download PDFInfo
- Publication number
- FR3117477A1 FR3117477A1 FR2113585A FR2113585A FR3117477A1 FR 3117477 A1 FR3117477 A1 FR 3117477A1 FR 2113585 A FR2113585 A FR 2113585A FR 2113585 A FR2113585 A FR 2113585A FR 3117477 A1 FR3117477 A1 FR 3117477A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- activated carbon
- neutron absorber
- unit
- synthesis system
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 60
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 46
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 274
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 35
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 30
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 12
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 6
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N oxidoboron Chemical compound O=[B] MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 229910004835 Na2B4O7 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 sodium trioxide diboron Chemical compound 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/08—Processing by evaporation; by distillation
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/126—Microwaves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/14—Production of inert gas mixtures; Use of inert gases in general
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/991—Boron carbide
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00139—Controlling the temperature using electromagnetic heating
- B01J2219/00141—Microwaves
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C7/00—Control of nuclear reaction
- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
- G21C7/24—Selection of substances for use as neutron-absorbing material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un système de synthèse d’absorbeur de neutrons qui peut synthétiser du carbure de bore qui est une matière première pour un absorbeur de neutrons, en recyclant du bore (B-10) d’un nombre de masse de 10 qui peut absorber du bore, en particulier les neutrons présents dans un fluide résiduaire d’acide borique. Le système de synthèse d’absorbeur de neutrons inclut : une unité de prétraitement dans laquelle un déchet radioactif incluant du bore est introduit depuis l’extérieur et afflue vers l’intérieur et un composé est produit en éliminant l’humidité du déchet radioactif par traitement thermique par une première source de chaleur ; et une unité de synthèse de carbure de bore dans laquelle le composé produit à partir du déchet radioactif est introduit à l’intérieur et un carbure de bore est synthétisé à partir d’une matière première contenant le composé et du carbone par traitement thermique par une seconde source de chaleur. Figure pour l’abrégé : Fig 1
Description
CONTEXTE DE L’INVENTION
(a) Domaine de l’invention
La présente invention porte sur un système de synthèse d’absorbeur de neutrons.
(b) Description de l’art antérieur
Divers types de déchets sont générés dans les systèmes de traitement de déchets liquides des centrales nucléaires. Les déchets liquides d’un système d’eau de refroidissement primaire sont générés en régulant une concentration en acide borique dans l’eau de refroidissement et les fuites, etc., et 0,3 à 0,8 % en poids d’acide borique est contenu dans ces déchets liquides. Afin d’augmenter la concentration en acide borique dans le fluide résiduaire, le fluide résiduaire peut être transformé en un état de poudre sèche en évaporant l’humidité à partir du fluide résiduaire et en mélangeant de la chaux hydratée avec le fluide résiduaire. Actuellement, les déchets liquides traités sont stockés à l’état de poudre sèche dans les centrales nucléaires, et afin de mettre au rebut ces déchets à l’état de poudre sèche, il existe un procédé consistant à mélanger la poudre sèche du fluide résiduaire d’acide borique avec du ciment et à l’éliminer sous une forme solide.
Selon une technique classique, il existe des procédés consistant à stocker et à mettre au rebut le fluide résiduaire d’acide borique sous la forme d’un solide polymère ou d’un ciment solide, et à utiliser un conteneur à haute intégrité (CHI), mais ces procédés peuvent générer une grande quantité de déchets.
En tant que document antérieur connexe, le brevet japonais No. 4 152 562 divulguent « la solidification d’un matériau et un absorbeur de neutrons d’une solution aqueuse d’acide borique à concentration élevée ».
Un mode de réalisation consiste à fournir un système de synthèse d’absorbeur de neutrons qui peut synthétiser du carbure de bore qui est une matière première pour un absorbeur de neutrons, en recyclant du bore (B-10) d’un nombre de masse de 10 qui peut absorber du bore, en particulier les neutrons présents dans un fluide résiduaire d’acide borique.
La présente invention peut être utilisée pour obtenir d’autres effets qui ne sont pas décrits en détail en plus des effets susmentionnés.
Un système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon un mode de réalisation inclut : une unité de prétraitement dans laquelle un déchet radioactif incluant du bore est introduit depuis l’extérieur et afflue vers l’intérieur et un composé est produit en éliminant l’humidité du déchet radioactif par traitement thermique par une première source de chaleur ; et une unité de synthèse de carbure de bore dans laquelle le composé produit à partir du déchet radioactif est introduit à l’intérieur et un carbure de bore est synthétisé à partir d’une matière première contenant le composé et du carbone par traitement thermique par une seconde source de chaleur.
Selon un mode de réalisation, en synthétisant du carbure de bore par recyclage du bore présent dans le fluide résiduaire d’acide borique évacué en tant que déchet radioactif, la génération d’un déchet radioactif peut être réduite, et les matières premières nécessaires à une industrie nucléaire peuvent être produites simultanément.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION
La présente invention va être décrite plus complètement ci-après en se référant aux figures annexées, sur lesquelles des modes de réalisation de l’invention sont représentés. Comme l’homme du métier le comprendra, les modes de réalisation décrits peuvent être modifiés de différentes manières, sans s’écarter de l’esprit ou de la portée de la présente invention. Les figures et la description doivent être considérées comme étant illustratives par nature et non limitatives. Des numéros de référence similaires désignent des éléments similaires tout au long de la description. De plus, la description détaillée des technologies largement connues sera omise.
En outre, sauf indication contraire explicite, il est entendu que le mot « comprendre », et les variantes telles que « comprend » ou « comprenant », impliquent l’inclusion des éléments énoncés mais sans exclure n’importe quel autre élément.
Ci-après, un système de synthèse d’absorbeur de neutrons est décrit en détail en se référant aux dessins annexés.
La est une vue montrant un procédé de synthèse de carbure de bore utilisant un système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon un mode de réalisation. En se référant à la , un système de synthèse d’absorbeur de neutrons inclut une unité de prétraitement 10, une unité de synthèse de carbure de bore 20, une unité de traitement d’humidité 30, et une unité d’élimination de monoxyde de carbone 50. Ce système de synthèse d’absorbeur de neutrons peut synthétiser du carbure de bore (B4C) d’un absorbeur de neutrons en utilisant un fluide résiduaire d’acide borique (H3BO3) de déchet radioactif liquide généré dans des centrales nucléaires. Ici, le déchet radioactif peut inclure un ou plusieurs parmi un fluide résiduaire d’acide borique et une poudre sèche (Na2B4O7·10H2O).
Le déchet radioactif contenant du bore est introduit dans l’unité de prétraitement 10 depuis l’extérieur. L’unité de prétraitement 10 peut produire un composé en éliminant l’humidité du déchet radioactif par une première condition de traitement thermique de la première source de chaleur. La première source de chaleur peut inclure un four conventionnel ou un micro-onde. En utilisant le micro-onde comme première source de chaleur, l’humidité peut être éliminée de manière continue et uniforme du déchet radioactif. Ici, la condition de traitement thermique utilisant la première source de chaleur peut être une condition pour effectuer un traitement thermique avec la première source de chaleur pendant une première durée prédéterminée à une première température prédéterminée. Par exemple, la première température prédéterminée peut être d’environ 50 à 500 °C, et la première durée prédéterminée peut être d’environ 30 minutes ou plus. Dans les deux procédés utilisant la première source de chaleur, la température de prétraitement peut être basée sur la matière première, et le traitement thermique peut être effectué pendant environ 30 minutes ou plus à la température d’environ 50 à 500 °C. Par exemple, la première température prédéterminée pour l’élimination de l’humidité du déchet radioactif dans l’unité de prétraitement 10 peut être réglée à une température dans la plage d’environ 50 à 500 °C. Quand la première température prédéterminée est supérieure à environ 500 °C, il existe une possibilité de fusion du déchet radioactif, et quand la première température prédéterminée est inférieure à environ 50 °C, l’efficacité d’élimination de l’humidité peut se détériorer. Le composé produit dans l’unité de prétraitement 10 peut inclure au moins l’un parmi le trioxyde de dibore (B2O3) ou un mélange d’oxyde de sodium (Na2O) et de trioxyde de dibore.
Par l’intermédiaire de l’unité de prétraitement 10, le composé produit à partir du déchet radioactif est introduit dans l’unité de synthèse de carbure de bore 20. De plus, une matière première incluant du carbone est introduite dans l’unité de synthèse de carbure de bore 20. Par exemple, la matière première incluant du carbone est un charbon actif, un polymère, des sucres, etc. Le charbon actif peut être considéré comme étant la matière première de charbon la plus appropriée, et le charbon actif peut être une matière première dans laquelle des nucléides radioactifs sont retirés à partir du charbon actif usagé du déchet radioactif. C’est-à-dire que le charbon actif usagé radioactif généré par des centrales nucléaires peut être introduit dans l’unité de synthèse de carbure de bore 20 après avoir subi un procédé consistant à éliminer les nucléides radioactifs, tels que le carbone (C-14) et le deutérium (H-3), contenus dans le charbon actif usagé. L’unité de synthèse de carbure de bore 20 peut synthétiser le carbure de bore à partir du trioxyde de dibore et de la matière première carbonée dans les conditions de traitement thermique de la seconde source de chaleur. La seconde source de chaleur peut inclure des micro-ondes. En utilisant des micro-ondes comme seconde source de chaleur, le carbure de bore peut être synthétisé de manière continue et uniforme. Ici, la condition de traitement thermique utilisant la seconde source de chaleur peut être une condition pour effectuer un traitement thermique avec la seconde source de chaleur pendant une seconde durée prédéterminée à une seconde température prédéterminée. Par exemple, la seconde température prédéterminée peut être d’environ 1600 à 2000 °C, et la seconde durée prédéterminée peut être d’environ 1 heure à 4 heures. La condition de traitement thermique utilisant la seconde source de chaleur peut inclure une ou plusieurs conditions parmi une atmosphère inactive d’un gaz inerte et une condition pour maintenir un état de vide. Ici, le gaz inerte peut inclure un ou plusieurs parmi l’argon (Ar) et/ou l’azote (N2). Dans le cas du procédé de synthèse de carbure de bore utilisant l’unité de synthèse de carbure de bore 20, en utilisant les micro-ondes, le carbure de bore peut être synthétisé à une température prédéterminée (environ 1600 à 2000 °C) qui est relativement inférieure à la température (environ 2000 °C ou plus) du procédé de traitement thermique conventionnel dans un délai relativement plus rapide (1 à 4 heures). Ici, lors d’un traitement thermique à température élevée, l’atmosphère de l’unité de synthèse de carbure de bore 20 peut être maintenue dans une atmosphère inactive (argon (Ar) ou azote N2) ou un état de vide.
Lors de la réaction de synthèse du carbure de bore, une grande quantité de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde de carbone (CO2) est générée. Le gaz ainsi généré est transféré dans une unité d’élimination de monoxyde de carbone 50 grâce à une pompe à vide 40, et peut être évacué sous forme de dioxyde de carbone (CO2). L’oxyde de sodium peut se volatiliser quand il est traité thermiquement au-dessus d’environ 1950 °C, et des impuretés peuvent exister à une température inférieure à celle-ci. Le carbure de bore finalement synthétisé par l’unité de synthèse de carbure de bore 20 peut être récupéré par une voie de récupération séparée.
L’unité de traitement d’humidité 30 est raccordée à l’unité de prétraitement 10, l’humidité prétraitée dans l’unité de prétraitement 10 est introduite, et l’humidité peut être traitée. L’humidité générée dans le procédé de prétraitement peut être condensée dans une unité de traitement d’humidité 30, qui est fournie séparément à des fins de condensation de l’humidité. Le condensat collecté dans l’unité de traitement d’humidité 30 peut être transporté séparément vers le procédé de traitement de déchet liquide radioactif.
Le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde de carbone (CO2) générés lors de la réaction de synthèse du carbure de bore par l’unité de synthèse de carbure de bore 20 sont introduits dans l’unité d’élimination de monoxyde de carbone 50. L’unité d’élimination de monoxyde de carbone 50 peut guider l’élimination du monoxyde de carbone et l’évacuation du dioxyde de carbone. L’unité d’élimination de monoxyde de carbone 50 peut être sous la forme d’une tour pour éliminer le monoxyde de carbone par oxydation. Une pompe à vide 40 peut être fournie entre l’unité de synthèse de carbure de bore 20 et l’unité d’élimination de monoxyde de carbone 50, et la pompe à vide 40 peut guider le flux de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone.
Comme décrit ci-dessus, le système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon un mode de réalisation peut inclure l’unité de prétraitement qui élimine l’humidité restant dans le fluide résiduaire d’acide borique, l’unité de synthèse de carbure de bore qui synthétise le carbure de bore en utilisant les micro-ondes comme source de chaleur, l’unité de traitement d’humidité incluant le condenseur pour la condensation de l’humidité, et l’unité d’élimination de monoxyde de carbone qui élimine le monoxyde de carbone (CO) généré lors de la synthèse du carbure de bore. Et le système de synthèse d’absorbeur de neutrons peut synthétiser un absorbeur de neutrons en utilisant le fluide résiduaire d’acide borique qui est le déchet radioactif ou la poudre sèche résiduaire d’acide borique à l’état concentré. Ici, l’absorbeur de neutrons peut inclure du carbure de bore (B4C). Par exemple, le fluide résiduaire d’acide borique (H3BO3), qui est le déchet radioactif liquide généré dans les centrales nucléaires, peut être utilisé pour produire le carbure de bore, qui est la matière première qui est utile comme absorbeur de neutrons.
La est un schéma fonctionnel montrant un dispositif de commande de traitement de charbon actif usagé radioactif, la est une vue montrant une unité de traitement de charbon actif usagé, et la est une vue montrant l’intérieur d’une unité de traitement de charbon actif usagé.
En se référant aux figures 2 à 4, le charbon actif, le polymère, les sucres, etc. peuvent être utilisés comme matière première carbonée fournie à l’unité de synthèse de carbure de bore de neutrons 10 de la . De plus, quand le charbon actif est utilisé, le charbon actif usagé radioactif traité peut être utilisé. Le charbon actif usagé radioactif traité peut être le charbon actif à partir duquel des impuretés, telles que des nucléides radioactifs, ont été éliminées par le dispositif de commande de traitement de charbon actif usagé radioactif.
Le dispositif de commande de traitement de charbon actif usagé radioactif inclut une unité de traitement de charbon actif usagé 100, une unité d’analyse de gaz 400 et un dispositif de commande 300. En analysant les gaz d’échappement générés dans l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 dans l’unité d’analyse de gaz 400, l’état de traitement du charbon actif usagé peut être analysé. En utilisant les informations sur les gaz d’échappement analysées par l’unité d’analyse de gaz 400, le dispositif de commande 300 peut commander la température de traitement et la durée de traitement du charbon actif usagé en ajustant la puissance des micro-ondes et la vitesse d’une bande transporteuse. Par conséquent, les nucléides C-14 et H-3 contenus dans le charbon actif usagé peuvent être collectés sans fuite externe. De plus, puisque le dispositif de commande de traitement de charbon actif usagé radioactif est monté pour être mobile à l’extrémité arrière de divers déchets organiques, les déchets secondaires peuvent être minimisés.
L’unité de traitement de charbon actif usagé 100 peut transférer le charbon actif usagé fourni à partir d’un dispositif externe d’entrée de charbon actif usagé 200 vers la section réaction par micro-ondes pour traiter thermiquement l’oxydation du charbon actif usagé avec les micro-ondes.
L’unité d’analyse de gaz 400 peut analyser le gaz d’échappement généré par l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 pour surveiller l’état de traitement du charbon actif usagé en temps réel et produire les informations sur le gaz d’échappement analysé. L’unité d’analyse de gaz 400 peut inclure une unité de filtration de gaz d’évacuation et une unité d’analyse de gaz 400. L’unité de filtration de gaz d’évacuation peut fonctionner pour éliminer l’humidité et d’autres gaz exclus de la cible d’analyse existant dans le gaz d’évacuation. L’unité d’analyse de gaz 400 inclut un chromatographe en phase gazeuse.
Selon la technologie conventionnelle de traitement d’un charbon actif usagé, si un traitement excessif est effectué pendant le traitement du charbon actif usagé radioactif, une grande quantité de déchet secondaire (un gaz) contenant des nucléides radioactifs peut être générée. De plus, si le procédé de traitement de charbon actif usagé n’est pas suffisamment effectué, les déchets ne peuvent pas être traités en deçà d’une réglementation.
Cependant, dans la technologie de traitement d’un charbon actif usagé selon un mode de réalisation, en utilisant le procédé de commande de la température du charbon actif usagé par l’intermédiaire de la vitesse de la bande transporteuse et de la commande des micro-ondes, le procédé peut être commandé de manière à ce que du C-12 du charbon actif usagé ne soit pas généré sous forme de dioxyde de carbone lors de l’élimination du C-14.
Dans le procédé de traitement de charbon actif usagé radioactif, puisque les propriétés du matériau ne sont pas uniformes en raison de la nature du déchet, le gaz d’évacuation généré quand le charbon actif usagé radioactif est traité dans l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 peut être analysé. L’unité d’analyse de gaz 400 peut surveiller le gaz d’évacuation évacué de l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 en temps réel. L’unité d’analyse de gaz 400 peut analyser le gaz d’évacuation évacué de l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 pour analyser l’état du traitement du charbon actif usagé dans le procédé de traitement de charbon actif usagé radioactif. L’unité d’analyse de gaz 400 peut extraire un échantillon de gaz d’évacuation à partir de l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 pour analyser le gaz généré, tel que du dioxyde de carbone (CO2), un oxyde d’azote (NOX), de l’ammoniac (NH3), etc. Pendant le fonctionnement normal du dispositif de commande de traitement de charbon actif usagé radioactif, un certain niveau de dioxyde de carbone (incluant du CO2et d’autres gaz) est présent dans le gaz d’évacuation et augmente progressivement. Dans des circonstances spécifiques, la génération du gaz à analyser peut augmenter rapidement. Ici, les circonstances spécifiques peuvent signifier une situation dans laquelle non seulement l’oxydation de surface du charbon actif usagé se produit, mais également une situation dans laquelle le charbon actif usagé lui-même brûle lorsque la température augmente rapidement. Quand le gaz cible d’analyse est généré rapidement, le dispositif de commande 300 peut stabiliser le procédé en ajustant la puissance des micro-ondes. Le dispositif de commande 300 peut analyser les informations d’analyse de traitement du charbon actif usagé fournies par l’unité d’analyse de gaz 400 pour être reflétées dans le procédé de traitement de charbon actif usagé radioactif en temps réel.
Le dispositif de commande 300 analyse les informations sur le gaz d’évacuation transmises par l’unité d’analyse de gaz 400 et commande l’irradiation des micro-ondes et le transfert du charbon actif usagé pour séparer les nucléides radioactifs restant dans le charbon actif usagé et pour produire un signal de commande de traitement de charbon actif usagé, ce qui rend possible la commande du procédé de traitement du charbon actif usagé. Le dispositif de commande 300 utilise un traitement par un processeur d’un dispositif de traitement d’informations et se réfère à une partie logique d’un programme qui exécute une fonction spécifique dans un ordinateur, et peut être implémenté dans un logiciel, un matériel, etc. Par exemple, le dispositif de traitement d’informations inclut un ordinateur personnel, un ordinateur portable, un assistant numérique personnel (PDA), un téléphone mobile, un dispositif intelligent, une tablette, et équivalents. De plus, le dispositif de commande 300 peut être pourvu d’une unité de stockage séparée pour stocker des données relatives au traitement d’un charbon actif usagé. L’unité de stockage est un dispositif qui stocke un algorithme de commande et de traitement d’informations relatif au traitement d’un charbon actif usagé, ainsi que des données et programmes associés, et peut inclure divers types de mémoires, telles que des mémoires non volatiles, notamment une mémoire vive à haute vitesse, un stockage sur disque magnétique, des dispositifs de mémoire flash, et d’autres dispositifs de mémoire non volatile à semi-conducteurs.
L’unité de traitement de charbon actif usagé 100 peut inclure une partie corps principal 140, une partie traitement thermique par micro-ondes 110, et une partie transport par bande transporteuse 120. Dans l’unité de traitement de charbon actif usagé 100, un capteur de température peut être fourni à une position nécessaire pour mesurer un changement de température généré pendant le traitement du charbon actif usagé.
La partie corps principal 140 inclut une partie entrée 120 du charbon actif usagé fourni de l’extérieur et une partie échappement à des fins d’évacuation après traitement, et peut être formée d’une structure fermée et étanche pour empêcher les fuites de nucléides radioactifs.
La partie traitement thermique par micro-ondes 110 est fournie dans la section réaction par micro-ondes dans la partie corps principal 140, et peut effectuer le traitement thermique en irradiant les micro-ondes sur le charbon actif usagé. La partie traitement thermique par micro-ondes 110 peut être formée de la structure fermée et étanche dans son ensemble. Ici, la section réaction par micro-ondes peut être fournie en pluralité le long de la section transfert du charbon actif usagé. La partie traitement thermique par micro-ondes 110 peut inclure une chambre 112 pour irradier une micro-onde correspondante correspondant à une pluralité de sections réaction par micro-ondes, respectivement. En utilisant les micro-ondes générées par la partie traitement thermique par micro-ondes 110, la totalité du charbon actif usagé est instantanément chauffée, de sorte que le C-14 et le H-3 déposés sur la surface du charbon actif usagé peuvent être éliminés sous forme de dioxyde de carbone (CO2) et d’eau (H2O). Dans le cas du chauffage indirect à partir de la source de chaleur, le C-14 dans les micropores est carbonisé et se fixe sur le charbon actif usagé, tandis que dans le cas du chauffage direct à travers la partie traitement thermique par micro-ondes 110, le C-14 adsorbé peut être éliminé sans un temps de carbonisation inférieur à un seuil réglementaire.
La partie transport par bande transporteuse 120 peut être fournie sur la section transport du charbon actif usagé pour transférer le charbon actif usagé vers la section réaction par micro-ondes. La partie transport par bande transporteuse 120 inclut une bande transporteuse et une unité d’entraînement. La partie transport par bande transporteuse 120 est entraînée en fonction du signal de commande de traitement de charbon actif usagé du dispositif de commande 300, de sorte que la vitesse de transport du charbon actif usagé peut être ajustée. Un procédé continu est possible car le déplacement continu et la vitesse du charbon actif usagé fourni de l’extérieur peuvent être commandés en utilisant la partie transport par bande transporteuse 120. La génération du déchet gazeux secondaire peut être minimisée en commandant la température du charbon actif usagé par la vitesse de la bande transporteuse et la commande d’entraînement de la partie traitement thermique par micro-ondes 110 pour empêcher que le C-12 du charbon actif usagé ne soit généré sous forme de dioxyde de carbone tout en éliminant le C-14.
Une unité de circulation d’air raccordée à la partie corps principal 140 par une conduite de circulation d’air pour fournir de l’air à la partie corps principal 140 et traiter le gaz d’évacuation évacué de la partie corps principal 140 peut en outre être incluse. L’unité de circulation d’air peut inclure une unité d’alimentation en air 130 pour guider la circulation d’air, une conduite d’entrée 132 et une conduite d’échappement 134. L’unité d’alimentation en air 130 peut inclure un moteur de soufflante et un ventilateur de soufflante pour générer un flux d’air en circulation. La conduite d’entrée 132 peut être raccordée à l’unité d’alimentation en air 130 et à la partie corps principal 140 pour guider le flux d’air fourni à la partie corps principal 140. Séparément de la conduite d’entrée 132, une conduite d’entrée de gaz pour introduire le gaz correspondant dans la partie corps principal 140 peut être fournie. Ici, une teneur en oxygène fournie par la conduite d’entrée de gaz peut être de 0 à 30 %. La conduite d’échappement 134 peut être raccordée à l’unité d’alimentation en air 130 et à la partie corps principal 140 pour guider le flux du gaz d’évacuation évacué de la partie corps principal 140. Le gaz d’évacuation évacué par la conduite d’échappement 134 peut être transféré vers et traité par un dispositif de traitement de gaz d’évacuation séparé, ou peut être raccordé de manière cyclique au dispositif de traitement de gaz d’évacuation et traité simultanément quand le charbon actif usagé est traité. L’unité de traitement de charbon actif usagé 100 peut inclure en outre une unité d’extraction de gaz d’évacuation 136 fournie dans la conduite d’échappement 134 pour guider le flux de gaz d’évacuation fourni à l’unité d’analyse de gaz 400.
Ici, la conduite d’entrée 132 et la conduite d’échappement 134 peuvent être imbriquées avec un dispositif de traitement de gaz d’évacuation incluant une conduite de circulation de gaz d’évacuation radioactif en deux étapes. Par exemple, en fonction du dispositif de traitement de gaz d’évacuation, le gaz d’évacuation radioactif dont le carbone C-14 est partiellement éliminé dans la première unité d’adsorption est transféré à travers une conduite de circulation, et le procédé d’adsorption est en outre effectué par un agent d’adsorption dans la seconde unité d’adsorption, de sorte que le carbone C-14 peut encore être éliminé. Le gaz d’évacuation radioactif adsorbé en plus par la seconde unité d’adsorption peut être remis en circulation à travers une conduite de retour. En fonction du procédé de remise en recirculation de ce gaz d’évacuation radioactif, l’efficacité d’élimination du carbone C-14 contenu dans le déchet radioactif peut être augmentée.
L’unité de traitement de charbon actif usagé 100 peut être formée dans une structure fermée et étanche dans son ensemble pour empêcher les fuites des nucléides radioactifs en relation avec le traitement du charbon actif usagé. En conséquence, l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 peut collecter les nucléides C-14 et H-3 sans fuite externe en relation avec les divers dispositifs de traitement de déchet radioactif, et dans le cas du C-14, il peut être capturé pour être recyclé ou traité sous une forme stable. De plus, l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 peut être sous la forme d’un module mobile. Ici, le module mobile peut être fourni pour inclure l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 dans un boîtier séparé, et peut être formé dans une structure incluant des roues ayant une structure facile à déplacer dans la partie inférieure du boîtier. Comme l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 est fournie sous la forme d’un module mobile, l’unité de traitement de charbon actif usagé 10 peut être déplacée librement, et les déchets secondaires peuvent être minimisés en étant monté de manière mobile à l’extrémité arrière de divers dispositifs de traitement de déchet radioactif organique.
Ensuite, un procédé de fabrication d’absorbeur de neutrons est décrit en détail.
Le procédé de synthèse de carbure de bore utilisant le système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon un mode de réalisation est décrit en se référant à la . Le procédé de prétraitement et le procédé de synthèse de carbure de bore utilisant l’unité de prétraitement 10 et l’unité de synthèse de carbure de bore 20 dans le dispositif de synthèse de carbure de bore utilisant le déchet radioactif sont principalement décrits. Ici, comme déchet radioactif, un fluide résiduaire d’acide borique (H3BO3) peut être utilisé. En utilisant le système de synthèse d’absorbeur de neutrons utilisant un fluide résiduaire d’acide borique, du bore (B), qui est un élément utile contenu dans le fluide résiduaire d’acide borique, peut être utilisé pour synthétiser le carbure de bore de l’absorbeur de neutrons utilisé dans une industrie de l’énergie nucléaire. Dans le cas du carbure de bore, il est utilisé comme « tige empoisonnée » (« poison rod ») pour absorber les neutrons dans les centrales nucléaires, ou comme absorbeur de neutrons pour réguler la température d’un combustible nucléaire après utilisation. En conséquence, lors de l’utilisation du carbure de bore recyclé, les nouveaux déchets peuvent être réduits en empêchant un afflux d’un nouveau matériau. De plus, lors du traitement du combustible nucléaire après utilisation, le carbure de bore recyclé peut être utilisé comme absorbeur de neutrons, c’est donc très économique.
Premièrement, il y a un procédé de prétraitement pour éliminer l’humidité du fluide résiduaire d’acide borique fourni à l’intérieur de l’unité de prétraitement 10. Dans le procédé de prétraitement utilisant l’unité de prétraitement 10, l’humidité subsistant dans le déchet radioactif cible peut être éliminée. Comme source de chaleur utilisée à ce moment, un four conventionnel ou des micro-ondes (MW) peuvent être utilisés.
2H3BO3→ B2O3+ 3H2O
Na2B4O7·10H2O → Na2O + 2B2O3+ 10H2O
La température de prétraitement est d’environ 50 à 500 °C.
Ensuite, il y a un procédé de synthèse de carbure de bore en utilisant les micro-ondes comme source de chaleur dans l’unité de synthèse de carbure de bore 20. Après avoir éliminé l’humidité dans le procédé de prétraitement, du trioxyde de dibore (B2O3) ou un mélange d’oxyde de sodium (Na2O) et de trioxyde de dibore peut être obtenu. Ici, en entrant le composé produit en tant que réacteur de synthèse de carbure de bore, du carbure de bore peut être synthétisé.
B2O3+ C → B2O2+ CO
B2O3+ C → 2BO + CO
B2O3+ 3CO → 2B + 3CO2
4B + C → B4C
La température de traitement de l’unité de synthèse de carbure de bore est d’environ 1600 à 2000 °C, et la réaction de synthèse peut se dérouler dans des environnements d’argon (Ar) ou sous vide.
Comme décrit ci-dessus, le système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon un mode de réalisation peut produire du carbure de bore, qui est une matière première utile, en utilisant le fluide résiduaire d’acide borique, qui est un déchet radioactif. De plus, du carbure de bore peut être synthétisé en peu de temps à une température relativement basse par rapport au procédé classique de synthèse de carbure de bore utilisant des micro-ondes. Dans le cas d’un carbure de bore synthétisé par l’unité de synthèse de carbure de bore, il peut être utilisé dans le procédé d’utilisation d’un absorbeur de neutrons dans l’industrie de l’énergie nucléaire. De plus, le carbure de bore synthétisé peut être utilisé dans un conteneur de stockage comme absorbeur de neutrons lors de la mise au rebut du combustible nucléaire après utilisation. En conséquence, en limitant l’afflux d’un nouveau matériau, il est possible non seulement de réduire la quantité de déchet radioactif en utilisant le déchet radioactif actuel, mais également de limiter le déchet radioactif qui pourrait apparaître à l’avenir.
Le charbon actif fourni pour synthétiser le carbure de bore peut être le charbon actif usagé traité, et le fonctionnement du dispositif de commande de traitement de ce charbon actif usagé va maintenant être décrit en détail.
Dans l’unité de traitement de charbon actif usagé 100, une quantité uniforme de charbon actif usagé peut être introduite dans la bande transporteuse à partir du dispositif d’entrée de charbon actif usagé 200 par l’intermédiaire de la partie entrée 120 présente sur le côté supérieur de la partie corps principal 140. Dans le cas du charbon actif usagé, il peut être introduit directement sur la bande transporteuse ou dans un creuset ayant une taille spécifique. À ce moment, le charbon actif usagé d’entrée peut être accumulé jusqu’à une hauteur d’environ 20 mm ou moins. Le charbon actif usagé d’entrée est transféré vers la section réaction par micro-ondes le long de la bande transporteuse. Le dispositif de commande 300 commande l’oxydation du charbon actif usagé en commandant la vitesse de la bande transporteuse et les micro-ondes dans la section réaction par micro-ondes. À ce moment, un gaz ayant une teneur en oxygène d’environ 0 à 30 % peut être introduit pour satisfaire aux conditions d’oxydation. En fonction du matériau et d’un groupe fonctionnel déposé sur le charbon actif usagé, une température d’oxydation appropriée peut être cristallisée. Ici, la température d’oxydation peut se trouver dans la plage allant d’environ 300 °C à 700 °C. Après un court traitement d’environ 10 minutes, le charbon actif usagé qui a été traité depuis l’extrémité de la bande transporteuse jusqu’à la partie échappement, située en bas, peut être accumulé. Et, une fois que le gaz d’évacuation interne est éliminé, le charbon actif usagé traité peut être évacué par la partie échappement vers l’extérieur. Dans le cas du gaz d’évacuation, le gaz d’évacuation peut être traité en continu pendant le fonctionnement en relation avec le dispositif de traitement de gaz d’évacuation. Si nécessaire, les nucléides dans le gaz d’évacuation peuvent être éliminés par circulation du gaz avec un type fermé et étanche de dispositif de traitement de gaz d’évacuation.
Le tableau 1 présente les changements de poids et de température du charbon actif usagé (charbon actif usagé avec dépôt de TEDA) en fonction d’une durée de fonctionnement quand le charbon actif usagé est traité dans l’unité de traitement de charbon actif usagé 100.
| Charbon actif usagé | 330 secondes | 660 secondes | 990 secondes | 1120 secondes | 1150 secondes | 1180 secondes | 2205 secondes | 2230 secondes | 2250 secondes | 2275 secondes | 3300 secondes |
| 10 g | 99,97 g | 99,6 g | 99,57 g | 99,36 g | 99,5 g | 99,46 g | 99,35 g | 99,08 g | 99,1 g | 99,1 g | 99,08 g |
| -- | 3345 °C | -- | 3390 °C | 4400 °C | 4419,3 °C | 4480 °C | 4443 °C | 4480 °C | 4426 °C | 6600 °C | |
| 20 g | 119,53 g | 119,18 g | 118,76 g | 118,32 g | 118,47 g | 117,9g | 118,3 g | 117,47 g | 117,45 g | 117,33 g | 117,34 g |
| 990,8 °C | 1144 °C | 2255 °C | 3340 °C | 3382 °C | 4402 °C | 3372 °C | 4415 °C | 4430 °C | 4430 °C | 5501 °C |
En se référant au tableau 1, on peut voir que le poids du charbon actif usagé d’entrée diminue quand le temps de traitement de l’unité de traitement de charbon actif usagé 100 passe, et diminue quand la température de traitement augmente.
Le charbon actif usagé est transféré vers la section réaction par micro-ondes en utilisant la bande transporteuse, et le déchet radioactif du charbon actif usagé peut être traité en irradiant les micro-ondes à partir de la partie traitement thermique par micro-ondes 110 fournie dans la section réaction par micro-ondes. Quand le charbon actif usagé est transféré en continu vers la section réaction par micro-ondes en entraînant la partie transport par bande transporteuse 120, la partie traitement thermique par micro-ondes 110 peut irradier individuellement les micro-ondes sur le charbon actif usagé à partir d’une pluralité de chambres 112. En conséquence, le charbon actif usagé dans lequel les nucléides radioactifs restent dans le charbon actif usagé peut être séparé et traité, puis éventuellement séché. La partie traitement thermique par micro-ondes 110 peut être mise en fonctionnement tout en modifiant la fréquence, la sortie et la température dans chaque chambre 112. En conséquence, la partie traitement thermique par micro-ondes 110 peut effectuer le traitement thermique d’une manière appropriée selon l’état du charbon actif usagé fourni à l’intérieur de la partie traitement thermique par micro-ondes 110 par une entrée séparée.
Au cours du traitement du charbon actif usagé se déplaçant grâce à la bande transporteuse, seul le C-14 présent sur la surface du charbon actif usagé dans une condition spécifique peut être oxydé et traité. Dans le cas du charbon actif usagé qui sort en tant que déchet radioactif, du H-3 est collecté sous forme d’humidité, et dans le cas du C-14, il existe sous forme de matière organique à la surface. En fonction du dispositif de commande de traitement de charbon actif usagé, en contrôlant l’atmosphère gazeuse avec la surveillance par la commande de sortie des micro-ondes (la température), la commande de la vitesse de la bande transporteuse (le temps de traitement) et l’analyse en temps réel du gaz d’évacuation, l’ensemble du procédé de traitement de charbon actif usagé peut être mis en œuvre de manière plus stable, et le traitement d’oxydation partielle de la surface du charbon actif usagé peut être effectué. Si l’oxydation partielle de la surface n’est pas effectuée, il est possible que les nucléides ne soient pas correctement éliminés ou qu’une grande quantité de déchet gazeux puisse être générée en raison d’une grande partie de l’incinération.
Ci-après, la présente invention est décrite plus en détail en fournissant un exemple, mais l’exemple suivant n’est qu’un mode de réalisation de la présente invention, et la présente invention n’est pas limitée à l’exemple suivant
Exemple
Une expérience de synthèse de carbure de bore utilisant des micro-ondes est mise en œuvre. Du trioxyde de dibore et un charbon actif sont mélangés à un rapport en poids d’environ 1/2,5. Un seul magnétron (MW) d’environ 8 kW est utilisé. Dans la réaction de synthèse, la température réactionnelle est d’environ 1200 à 1800 °C, et la durée de la réaction est d’environ 1 à 2 heures. Par exemple, la réaction de synthèse est effectuée avec cinq types de condition de réaction de synthèse 1) 1200 °C et 1 heure, 2) 1400 °C et 1 heure, 3) 1500 °C et 1 heure, 4) 1600 °C et 1 heure, et 5) 1600 °C et 2 heures. Un graphique XRD du carbure de bore produit selon ces cinq conditions de réaction de synthèse est présenté sur la . En se référant à la , une phase cristalline de carbure de bore n’a pas été observée jusqu’à 1400 °C, et du carbure de bore a été produit à partir de 1500 °C. Dans les conditions de 1600 °C et 2 heures, du carbure de bore de haute pureté est synthétisé.
Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec ce qui est actuellement considéré comme des modes de réalisation pratiques, il doit être compris que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation divulgués. Au contraire, elle est destinée à couvrir diverses modifications et dispositions équivalentes comprises dans l’esprit et la portée des revendications annexées.
Claims (17)
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons comprenant :
- une unité de prétraitement (10) dans laquelle un déchet radioactif incluant du bore est introduit depuis l’extérieur et afflue vers l’intérieur et un composé est produit en éliminant l’humidité du déchet radioactif par traitement thermique par une première source de chaleur ; et
- une unité de synthèse de carbure de bore (20) dans laquelle le composé produit à partir du déchet radioactif est introduit à l’intérieur et un carbure de bore est synthétisé à partir d’une matière première contenant le composé et du carbone par traitement thermique par une seconde source de chaleur. - Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, dans lequel la condition de traitement thermique de la première source de chaleur est réalisée pendant une première durée prédéterminée à une première température prédéterminée, la première température prédéterminée varie de 50 à 500 °C, et la première durée prédéterminée est 30 minutes ou plus.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, dans lequel la condition de traitement thermique de la seconde source de chaleur est réalisée pendant une seconde durée prédéterminée à une seconde température prédéterminée, la seconde température prédéterminée varie de 1600 à 2000 °C, et la seconde durée prédéterminée est 1 heure à 4 heures.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 3, dans lequel la seconde condition de traitement thermique inclut une ou plusieurs parmi une atmosphère inactive de gaz inerte et une condition de vide.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 4, dans lequel le gaz inerte inclut un ou plusieurs parmi l’argon (Ar) et/ou l’azote (N2).
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, comprenant en outre une unité de traitement d’humidité (30), raccordée à l’unité de prétraitement (10), qui est alimentée par l’humidité prétraitée dans l’unité de prétraitement (10) et qui traite ladite humidité prétraitée.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, comprenant en outre une unité d’élimination de monoxyde de carbone (50) dans laquelle sont introduits du monoxyde de carbone (CO) et du dioxyde de carbone (CO2) générés lors de la réaction de synthèse de carbure de bore par l’unité de synthèse de carbure de bore (20) et qui guide l’élimination du monoxyde de carbone et l’évacuation du dioxyde de carbone.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 7, comprenant en outre une pompe à vide (40) fournie entre l’unité de synthèse de carbure de bore (20) et l’unité d’élimination de monoxyde de carbone (50) et guidant un flux du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, dans lequel la première source de chaleur et la seconde source de chaleur incluent un micro-onde.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, dans lequel le déchet radioactif inclut un ou plusieurs parmi un fluide résiduaire d’acide borique et/ou une poudre sèche.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, dans lequel le composé inclut un ou plusieurs parmi le trioxyde de dibore B2O3, ou un mélange d’oxyde de sodium (Na2O) et de trioxyde de dibore.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 1, dans lequel la matière première incluant du carbone est introduite dans l’unité de synthèse de carbure de bore (20), et la matière première incluant le carbone est un charbon actif.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 12, dans lequel le charbon actif est un charbon actif usagé contenant des nucléides radioactifs et traité pour éliminer les nucléides radioactifs.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 13, dans lequel le charbon actif est fourni à partir de l’unité de traitement de charbon actif usagé (100), et l’unité de traitement de charbon actif usagé (100) transfère le charbon actif usagé fourni de l’extérieur vers une section réaction par micro-ondes et traite thermiquement un oxyde du charbon actif usagé par micro-ondes.
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 14, dans lequel l’unité de traitement de charbon actif usagé (100) inclut
- une partie corps principal (140) incluant une partie entrée (120) d’un charbon actif usagé fourni à partir de l’extérieur et une partie échappement à des fins d’évacuation après traitement,
- une partie traitement thermique par micro-ondes (110) présente sur une section réaction par micro-ondes dans la partie corps principal (140) et irradiant une micro-onde sur le charbon actif usagé à des fins de traitement thermique, et
- une partie transport par bande transporteuse (120) fournie sur une section transport du charbon actif usagé et transportant le charbon actif usagé vers la section réaction par micro-ondes. - Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 15, comprenant en outre une unité de circulation d’air pour fournir de l’air à la partie corps principal (140) de l’unité de traitement de charbon actif usagé (100) et traiter le gaz d’évacuation évacué de la partie corps principal (140) de l’unité de traitement de charbon actif usagé (100).
- Système de synthèse d’absorbeur de neutrons selon la revendication 16, dans lequel l’unité de circulation d’air élimine, en deux étapes, le carbone C-14 à partir du gaz d’évacuation par une conduite de circulation de gaz d’évacuation radioactif.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2020-0176529 | 2020-12-16 | ||
| KR1020200176529A KR102450490B1 (ko) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 중성자 흡수제 제조장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3117477A1 true FR3117477A1 (fr) | 2022-06-17 |
Family
ID=81943201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2113585A Pending FR3117477A1 (fr) | 2020-12-16 | 2021-12-15 | Système de synthèse d’absorbeur de neutrons |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220185679A1 (fr) |
| KR (1) | KR102450490B1 (fr) |
| FR (1) | FR3117477A1 (fr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116173883B (zh) * | 2023-03-10 | 2024-05-24 | 吉林省中科聚合工程塑料有限公司 | 一种用于生产2，5-呋喃二甲酸的履带式反应器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4152562B2 (ja) | 2000-03-22 | 2008-09-17 | 電気化学工業株式会社 | 高濃度ホウ酸水溶液の固化材及び中性子吸収体 |
| KR20000063363A (ko) * | 2000-06-29 | 2000-11-06 | 고재문 | 탄화 붕소 분말의 제조 방법 |
-
2020
- 2020-12-16 KR KR1020200176529A patent/KR102450490B1/ko active IP Right Grant
-
2021
- 2021-09-07 US US17/467,513 patent/US20220185679A1/en active Pending
- 2021-12-15 FR FR2113585A patent/FR3117477A1/fr active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220185679A1 (en) | 2022-06-16 |
| KR20220086249A (ko) | 2022-06-23 |
| KR102450490B1 (ko) | 2022-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11939249B2 (en) | Microwave assisted pyrolysis and gasification | |
| FR2483258A1 (fr) | Procede d'elimination de dechets solides | |
| FR3117477A1 (fr) | Système de synthèse d’absorbeur de neutrons | |
| EP3489294B1 (fr) | Procédé de traitement de matières carbonées par vapothermolyse | |
| FR2490783A1 (fr) | Procede et appareil pour l'incineration des boues residuaires | |
| CA2566695A1 (fr) | Procede et systeme bio-thermiques pour stabiliser des bois d'oeuvre | |
| FR3061031A1 (fr) | Procede et installation de denitrification des fumees de combustion | |
| CA1333324C (fr) | Procede et installation de traitement de dechets organiques solides contamines par du tritium | |
| FR2822721A1 (fr) | Procede et installation de reduction des oxydes d'azote presents dans les fumees de combustion d'un gaz issu d'un processus de thermolyse | |
| EP2771290B1 (fr) | Procédé de valorisation de déchets | |
| FR2560208A1 (fr) | Installation de gazeification de charbon | |
| FR2654112A1 (fr) | Procede et installation de traitement de dechets urbains et/ou industriels. | |
| JP3413136B2 (ja) | 廃タイヤの再生処理方法および廃タイヤ再生処理装置 | |
| CA2969558C (fr) | Usine d'electrolyse et procede de traitement des gaz de cuve | |
| FR2779441A1 (fr) | Four de thermolyse a double entree de dechets | |
| EP0819156B1 (fr) | Procede et dispositif de production de combustible par pyrolyse en continu de dechets broyes ou pateux | |
| KR102426081B1 (ko) | 방사성 폐활성탄 처리 제어장치 | |
| FR2718981A1 (fr) | Installation pour le traitement de déchets hétérogènes par oxydation en voie humide mise en Óoeuvre au moyen d'un autoclave. | |
| EP4186589A1 (fr) | Installation et procédé afférent de production de granulés de biomasse hydrophobes | |
| FR2877427A1 (fr) | Procede et installation de traitement de matieres solides carbonees, par decomposition thermique | |
| FR3143391A1 (fr) | Système de fusion, et procédé de fusion de déchets d’aluminium | |
| FR2594135A1 (fr) | Procede de carbonisation de matieres ligno-cellulosiques et dispositif pour sa mise en oeuvre | |
| FR2914313A1 (fr) | Procedes et dispositifs de fabrication de charbon de bois ameliores | |
| JP2000226586A (ja) | 炭化方法および炭化装置 | |
| FR2967523A1 (fr) | Procede de desorption thermique de radionucleides et/ou de metaux lourds fixes dans un support lignocellulosique, dispositif adapte |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20230811 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |