RU2510540C1 - Radioactive waste disposal method and heat-dissipating capsule for realising said method - Google Patents

Radioactive waste disposal method and heat-dissipating capsule for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2510540C1
RU2510540C1 RU2012134053/07A RU2012134053A RU2510540C1 RU 2510540 C1 RU2510540 C1 RU 2510540C1 RU 2012134053/07 A RU2012134053/07 A RU 2012134053/07A RU 2012134053 A RU2012134053 A RU 2012134053A RU 2510540 C1 RU2510540 C1 RU 2510540C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capsule
radionuclides
mixture
lived
long
Prior art date
Application number
RU2012134053/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рафаэль Варназович Арутюнян
Леонид Александрович Большов
Петр Сергеевич Кондратенко
Леонид Владимирович Матвеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук
Priority to RU2012134053/07A priority Critical patent/RU2510540C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510540C1 publication Critical patent/RU2510540C1/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves immersing at least one heat-dissipating capsule into a well formed in geologic formations. A heat-conducting array saturated with radionuclides is placed inside the capsule with an airtight casing. The average density of the capsule with radioactive wastes is higher than the density of the rocks under the capsule. The melting point of the refractory material from which the airtight casing of the capsule is made is higher than that of the rocks under the capsule. The quantitative composition of the mixture of radionuclides inside the casing is selected based on the condition that, the power of volumetric heat release of the radioactive wastes should be higher than the heat power needed to melt the rocks under the capsule. Content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides filling the capsule is selected based on the condition: qmin≥1.2 W/cm3, where qmin is the minimum power density of volumetric heat release of the mixture of radionuclides 10 years after immersing the capsule.
EFFECT: enabling relatively fast disposal of the entire range of radioactive wastes, including long-lived radionuclides, irreversible dissolution of radionuclides.
20 cl, 1 dwg

Description

Группа изобретений относится к технологии захоронения радиоактивных отходов (PAO) атомной энергетики, в частности к методам захоронения в глубинных слоях литосферы долгоживущих радиоактивных изотопов, в том числе изотопов трансурановых элементов, обладающих низким уровнем активности.The group of inventions relates to the technology of the disposal of radioactive waste (PAO) of nuclear energy, in particular to methods for the disposal of long-lived radioactive isotopes in the deep layers of the lithosphere, including isotopes of transuranic elements with a low level of activity.

В настоящее время известны различные способы захоронения радиоактивных отходов методом самопогружения капсул, заполненных PAO, в глубинные слои литосферы Земли. Согласно разработанным ранее техническим решениям предполагалось захоронение всей совокупности PAO, нарабатываемых в процессе облучения топлива в активной зоне ядерных реакторов. Сущность процесса самозахоронения PAO заключается в использовании интенсивного тепловыделения, сопровождающего радиоактивный распад нуклидов, для расплавления окружающей (вмещающей) геологической породы. Контейнер с капсулами или отдельная капсула с PAO погружается в расплавленную геологическую породу под действием собственного веса и вызывает дальнейшее проплавление геологических пород, расположенных под капсулой. При реализации данного метода возникают технические проблемы, связанные с созданием контейнеров (капсул) больших размеров, которые необходимы для решения одновременно двух задач. Во-первых, в контейнеры (капсулы) необходимо поместить максимально возможное количество PAO, подлежащих захоронению. Во-вторых, контейнеры (капсулы) должны обеспечивать необходимую мощность объемного тепловыделения для эффективного проплавления геологических пород. При этом в процессе проплавления пород должна сохраняться герметичность оболочек капсул. Размер капсул выбирается на основании указанных выше условий.Currently, various methods are known for the disposal of radioactive waste by the method of self-immersion of capsules filled with PAO into the deep layers of the Earth's lithosphere. According to previously developed technical solutions, it was supposed to bury the entire aggregate of PAO produced in the process of irradiating fuel in the core of nuclear reactors. The essence of the PAO self-burial process is to use the intense heat generated by the radioactive decay of the nuclides to melt the surrounding (enclosing) geological rock. A container with capsules or a separate capsule with PAO is immersed in molten geological rock under its own weight and causes further penetration of the geological rocks located under the capsule. When implementing this method, technical problems arise associated with the creation of large containers (capsules), which are necessary to solve two problems simultaneously. First, the maximum possible amount of PAO to be disposed of must be placed in containers (capsules). Secondly, containers (capsules) must provide the necessary volumetric heat dissipation for efficient penetration of geological rocks. At the same time, in the process of rock penetration, the capsule shells must be sealed. Capsule size is selected based on the above conditions.

Известен способ захоронения РАО, описанный в авторском свидетельстве СССР SU 826875 (опубликовано 30.04.1992), согласно которому радионуклиды высокого уровня активности переводят в твердое состояние и помещают во внутренний объем герметичной капсулы. Оболочка капсулы выполняется из тугоплавкого материала с температурой плавления выше 2300°C. За счет тепловыделения PAO на поверхности оболочки капсулы должна обеспечиваться температура в диапазоне от 1900°C до 2100°C. Капсулы погружаются в горную породу, которая должна проплавляться под действием тепловыделения из капсул. Вследствие этого капсулы погружаются в глубинные слои литосферы на глубины до 30 км и больше. Согласно данному способу захоронение PAO производится в подвижной части мантии Земли. Погружение капсул в расплавленной горной породе происходит в случае, если плотность каждой капсулы, заполненной PAO, превышает плотность горных пород, расположенных под капсулой.There is a known method for the disposal of radioactive waste, described in the USSR author's certificate SU 826875 (published on 04/30/1992), according to which radionuclides of a high level of activity are solidified and placed in the internal volume of an airtight capsule. The capsule shell is made of a refractory material with a melting point above 2300 ° C. Due to the heat release of PAO, a temperature in the range of 1900 ° C to 2100 ° C should be provided on the surface of the capsule shell. Capsules are immersed in the rock, which should be melted under the action of heat from the capsules. As a result, the capsules are immersed in the deep layers of the lithosphere to a depth of 30 km or more. According to this method, PAO is buried in the moving part of the Earth's mantle. Capsule immersion in molten rock occurs if the density of each capsule filled with PAO exceeds the density of rocks located under the capsule.

Более конкретная форма реализации способа захоронения PAO описана в патенте RU 2115964 (опубликован 20.07.1998). Способ направлен на сокращение продолжительности операций самозахоронения PAO за счет повышения тепловой мощности, выделяемой капсулами. Для этого в состав капсул, заполненных PAO, дополнительно включают термитную смесь. В качестве термитной смеси используют стехиометрическую смесь гранул окислов алюминия и окислов тяжелых металлов, выбранных из группы, включающей железо, марганец и/хром.A more specific form of implementing the PAO disposal method is described in patent RU 2115964 (published on July 20, 1998). The method aims to reduce the duration of PAO self-disposal operations by increasing the thermal power released by the capsules. For this, the termite mixture is additionally included in the composition of the capsules filled with PAO. As a thermite mixture, a stoichiometric mixture of granules of aluminum oxides and heavy metal oxides selected from the group consisting of iron, manganese and / chromium is used.

При осуществлении известного способа в скважину большого диаметра сбрасывают гибкие сеточные контейнеры, загруженные стальными капсулами, заполненными PAO с термитной смесью, и капсулами с флюсом. При этом капсулы, заполненные флюсом, выполняются с тонкостенной алюминиевой оболочкой. Саморазогрев капсул вследствие тепловыделения PAO приводит к расплавлению флюса. В результате этого стальные тепловыделяющие капсулы с PAO оказываются под слоем расплава, взаимодействующего с горными породами. Дальнейшее повышение температуры конгломерата капсул приводит к инициированию экзотермической реакции между компонентами термитной смеси. При этом за счет суммарного тепловыделения капсул, заполненных PAO с термитной смесью, обеспечивается температура 2000-2200°C. Данный уровень температур превышает температуру плавления базальтовых пород.When implementing the known method, flexible mesh containers loaded with steel capsules filled with PAO with a thermite mixture and capsules with flux are dropped into a large borehole. In this case, capsules filled with flux are made with a thin-walled aluminum shell. Self-heating of capsules due to PAO heat release leads to flux melting. As a result, steel fuel capsules with PAO find themselves under a layer of melt interacting with rocks. A further increase in the temperature of the conglomerate of capsules leads to the initiation of an exothermic reaction between the components of the termite mixture. At the same time, due to the total heat release of capsules filled with PAO with a thermite mixture, a temperature of 2000-2200 ° C is ensured. This temperature level exceeds the melting temperature of basaltic rocks.

Согласно расчетам, проведенным авторами изобретения, скорость перемещения (опускания) в окружающих геологических породах тяжелого горячего расплава, в котором находятся тепловыделяющие капсулы, должна составлять 2÷3 км в год. Однако необходимость использования скважины достаточно большого диаметра для загрузки конгломерата капсул (диаметр скважины должен превышать диаметр сеточного контейнера с капсулами) и сложность изготовления контейнера с капсулами существенно усложняет процесс самозахоронения PAO. Кроме того, ограниченное количество компонентов термитной смеси, помещенных в капсулы, не обеспечивает требуемого тепловыделения в течение длительного периода времени (более одного года).According to the calculations made by the inventors, the speed of movement (lowering) in the surrounding geological formations of the heavy hot melt, in which the fuel capsules are located, should be 2–3 km per year. However, the need to use a well of sufficiently large diameter to load a conglomerate of capsules (the diameter of the well must exceed the diameter of the mesh container with capsules) and the complexity of manufacturing the container with capsules significantly complicates the process of self-disposal of PAO. In addition, the limited number of components of the thermite mixture placed in capsules does not provide the required heat for a long period of time (more than one year).

Наиболее близкими аналогами группы изобретений являются способ захоронения PAO и тепловыделяющая капсула, предназначенная для захоронения PAO, которые раскрыты в патенте RU 2152093 (опубликован 27.06.2000). Способ захоронения PAO в глубинные слои литосферы включает бурение скважины и формирование полости-каверны диаметром до 6 м в пластах каменной соли. Глубина массива каменной соли, в котором осуществляется бурение скважины, выбирается от 1 до 10 км. В полости-каверне создают вязкую среду путем закачивания в нее растворителя каменной соли. Растворитель может содержать поверхностно-активные вещества для интенсификации конвективного теплообмена. После этого полость заполняют капсулами, содержащими PAO высокого и среднего уровня активности.The closest analogues of the group of inventions are the method of disposal of PAO and a fuel capsule intended for disposal of PAO, which are disclosed in patent RU 2152093 (published on June 27, 2000). The method of PAO burial in the deep layers of the lithosphere involves drilling a well and forming a cavity-cavity with a diameter of up to 6 m in rock salt formations. The depth of the rock salt mass in which the well is drilled is selected from 1 to 10 km. A viscous medium is created in the cavity cavity by pumping rock salt solvent into it. The solvent may contain surfactants to enhance convective heat transfer. After this, the cavity is filled with capsules containing PAO of high and medium levels of activity.

Метод основан на погружении капсул в расплаве горных пород в результате интенсивного нагрева окружающей среды при радиоактивном распаде нуклидов, находящихся внутри оболочки капсул. Каждая капсула содержит прочную герметичную оболочку, выполненную из тугоплавкого и термостойкого материала. Оболочка капсул выполняется многослойной с коррозионно-стойкими слоями. Капсулы имеют сферическую форму. Внешний диаметр оболочки капсул составляет от 200 до 300 мм. Внутренняя полость капсулы заполняется PAO высокого и среднего уровня активности. Тепловыделение каждой капсулы составляет ~1 Вт, что соответствует активности радионуклидов 150÷200 Ки.The method is based on immersion of capsules in a rock melt as a result of intense heating of the environment during radioactive decay of nuclides inside the capsule shell. Each capsule contains a strong hermetic shell made of refractory and heat-resistant material. The capsule shell is multilayer with corrosion-resistant layers. Capsules are spherical in shape. The outer diameter of the capsule shell is 200 to 300 mm. The internal cavity of the capsule is filled with high and medium activity PAO. The heat release of each capsule is ~ 1 W, which corresponds to the activity of radionuclides 150 ÷ 200 Ci.

При нахождении тепловыделяющей капсулы в солевом растворе (рассоле) происходит эффективное растворение каменной соли за счет интенсивного нагрева раствора. Погружение тепловыделяющих капсул происходит при выполнении следующих условий: средняя плотность капсулы с заполняющими ее радионуклидами должна превышать плотность горных пород, расположенных под капсулой; температура плавления тугоплавкого материала, из которого выполнена герметичная оболочка капсулы, должна превышать температуру плавления горных пород, расположенных под капсулой. Для обеспечения достаточно высокой скорости погружения градиент температуры между поверхностью капсулы и вязкой средой (раствором каменной соли) необходимо поддерживать в диапазоне от 3°C до 10°C.When the fuel capsule is in saline (brine), the rock salt is effectively dissolved by intensive heating of the solution. The immersion of fuel capsules occurs when the following conditions are met: the average density of the capsule with the radionuclides filling it must exceed the density of the rocks located under the capsule; the melting point of the refractory material from which the capsule's hermetic shell is made must exceed the melting temperature of the rocks located under the capsule. To ensure a sufficiently high immersion rate, the temperature gradient between the surface of the capsule and a viscous medium (rock salt solution) must be maintained in the range from 3 ° C to 10 ° C.

Предполагается, что при реализации известного способа захоронения PAO с помощью тепловыделяющих капсул с радионуклидами, обладающими высокой активностью, капсулы могут погружаться с начальной глубины 1÷1,5 км на глубину до 5 км в течение одного года. Однако, несмотря на достаточно высокую прогнозируемую скорость погружения капсул, при осуществлении данного метода невозможно производить безопасное захоронение долгоживущих PAO, обладающих низкой активностью. Такого рода PAO, включая долгоживущие изотопы трансурановых элементов, нарабатываемые в процессе облучения ядерного топлива на атомных электростанциях, относятся к наиболее опасным радиотоксичным нуклидам.It is assumed that when implementing the known method for the disposal of PAO using heat-generating capsules with high activity radionuclides, the capsules can be immersed from an initial depth of 1 ÷ 1.5 km to a depth of 5 km for one year. However, despite the rather high predicted rate of capsule immersion, it is impossible to safely bury long-lived PAOs with low activity when implementing this method. PAOs of this kind, including the long-lived isotopes of transuranium elements produced during the irradiation of nuclear fuel at nuclear power plants, are among the most dangerous radiotoxic nuclides.

Исходя из условий радиационной безопасности, продолжительность изолированного от окружающей среды хранения долгоживущих радионуклидов, к числу которых относятся изотопы трансурановых элементов (миноров), должна быть не менее десяти тысяч лет. В таблице №1 приведены сведения о периоде полураспада T1/2 и наработке основных долгоживущих изотопов трансурановых элементов (миноров) в течение одного года при трехгодичном цикле облучения в ядерном реакторе типа ВВЭР-1000 (после выдержки в течение шести месяцев). Следует отметить, что захоронению подлежат все образующиеся долгоживущие изотопы трансурановых элементов, за исключением изотопов плутония.Based on the radiation safety conditions, the duration of storage of long-lived radionuclides isolated from the environment, which include isotopes of transuranic elements (minors), should be at least ten thousand years. Table 1 shows the half-life of T 1/2 and the life of the main long-lived isotopes of transuranic elements (minors) for one year during a three-year irradiation cycle in a VVER-1000 type nuclear reactor (after holding for six months). It should be noted that all generated long-lived isotopes of transuranium elements are subject to burial, with the exception of plutonium isotopes.

Таблица №1Table number 1 Изотопы трансурановых элементовIsotopes of transuranic elements T1/2, годыT 1/2 years Наработка, кг в годOperating time, kg per year 237Np 237 np 2.1·106 2.110 6 11eleven 238Pu 238 Pu 8888 3.43.4 239Pu 239 Pu 2,4·104 2.4 · 10 4 147147 240Pu 240 Pu 6,6·103 6.6 · 10 3 5858 241Pu 241 Pu 1313 4040 241Am 241 Am 4,6·102 4.6 · 10 2 1.81.8 243Am 243 Am 8·103 8 · 10 3 3.23.2 244Cm 244 Cm 18eighteen 1.21.2 Остальные изотопыOther isotopes -- <0.07<0.07

К числу долгоживущих радионуклидов, подлежащих захоронению, относятся также следующие долгоживущие продукты деления, образующиеся при облучении ядерного топлива: 151Sm, 99Тс, 121mSn, 93Zr, 126Sn, 79Se, 135Cs, 107Pd, 129I, 166Ho, 108Ag, 158Tb, 94Nb. В таблице №2 приведены сведения о периоде полураспада T1/2 для перечисленных радионуклидов.Long-lived radionuclides to be disposed of include the following long-lived fission products resulting from nuclear fuel irradiation: 151 Sm, 99 Tc, 121m Sn, 93 Zr, 126 Sn, 79 Se, 135 Cs, 107 Pd, 129 I, 166 Ho , 108 Ag, 158 Tb, 94 Nb. Table No. 2 shows the half-life of T 1/2 for the listed radionuclides.

Таблица №2Table number 2 РадионуклидRadionuclide T1/2, годыT 1/2 years РадионуклидRadionuclide T1/2, годыT 1/2 years 151Sm 151 Sm 9090 107Pd 107 pd 6,5·106 6.510 6 99Tc 99 Tc 2,1·105 2.110 5 129I 129 I 1,6·107 1.610 7 121mSn 121m Sn 5252 166Ho 166 Ho 1,2·103 1,2 · 10 3 91Zr 91 Zr 1,5·106 1.5 · 10 6 108Ag 108 Ag 127127 126Sn 126 Sn 105 May 10 158Tb 158 Tb 180180 79Se 79 Se 6,5·104 6.510 4 94Nb 94 Nb 2·104 2 · 10 4 135Cs 135 cs 2,3·106 2,310 6

Необходимо отметить, что в известных методах захоронения PAO не учтены вопросы радиационной безопасности, связанные с возможностью разрушения герметичной оболочки капсул (контейнеров), заполненных PAO, вследствие термоупругих деформаций, вызванных неоднородным нагревом тепловыделяющих капсул. При учете данного аспекта безопасности процесса захоронения долгоживущих PAO требуется ограничение размера тепловыделяющих капсул.It should be noted that the known methods for the disposal of PAO do not take into account radiation safety issues associated with the possibility of destruction of the sealed shell of capsules (containers) filled with PAO due to thermoelastic deformations caused by inhomogeneous heating of the fuel capsules. When considering this safety aspect of the burial process of long-lived PAOs, a limitation on the size of the fuel capsules is required.

Для обеспечения надежного захоронения долгоживущих радионуклидов теоретически применим метод сампогружения капсул, содержащих PAO, в глубинные слои литосферы Земли. Однако, из-за малой активности изотопов трансурановых элементов (миноров), тепловыделение капсулы оказывается недостаточным для проплавления вмещающих геологических пород, в которые погружается капсула. Наибольшей плотностью мощности объемного тепловыделения среди приведенных в таблице №1 изотопов трансурановых элементов обладает изотоп Кюрия: 244Cm. При заполнении всего внутреннего объема сферической капсулы радиусом Rmin=10 см данным изотопом максимально достигаемая величина плотности мощности объемного тепловыделения составит лишь 1,2 Вт/см3. Относительная концентрация изотопа 244Cm в общем количестве наработанных изотопов трансурановых элементов составляет лишь 0,07. При достаточно низком уровне тепловыделения нарабатываемых долгоживущих изотопов и ограниченном размере капсулы практически невозможно обеспечить приемлемую скорость погружения тепловыделяющей капсулы в глубинные слои литосферы: на глубину не менее 10 км в течение 8÷10 лет.To ensure reliable burial of long-lived radionuclides, the method of self-immersion of capsules containing PAO into the deep layers of the Earth's lithosphere is theoretically applicable. However, due to the low activity of isotopes of transuranic elements (minors), the heat release of the capsule is insufficient to melt the enclosing geological rocks into which the capsule is immersed. The highest power density of volumetric heat release among the isotopes of transuranium elements shown in table No. 1 is the Curia isotope: 244 Cm. When filling the entire internal volume of a spherical capsule with a radius of R min = 10 cm with this isotope, the maximum achievable power density of the volumetric heat release will be only 1.2 W / cm 3 . The relative concentration of the 244 Cm isotope in the total number of produced isotopes of transuranic elements is only 0.07. With a sufficiently low level of heat generation of the generated long-lived isotopes and a limited capsule size, it is almost impossible to provide an acceptable rate of immersion of the fuel capsule in the deep layers of the lithosphere: to a depth of at least 10 km for 8 ÷ 10 years.

Увеличение размеров капсулы также не приводит к желаемому результату, поскольку поверхностная плотность мощности тепловыделения капсулы также оказывается недостаточной для равномерного проплавления вмещающих геологических пород на стационарном режиме погружения тепловыделяющей капсулы в глубинные слои литосферы.An increase in the size of the capsule also does not lead to the desired result, since the surface density of the power of the heat release of the capsule is also insufficient for uniform penetration of the host geological rocks in the stationary mode of immersion of the heat-generating capsule in the deep layers of the lithosphere.

Следует отметить, что эффективная реализация известного способа захоронения PAO обеспечивается только в определенном виде вмещающих пород, а именно - в пластах каменной соли. Для всех описанных выше аналогов характерно решение технической задачи, связанной с увеличением тепловыделения в капсулах, помещаемых в скважину, но предлагаемые средства решения данной задачи достаточно сложны при их реализации. На большой глубине (более 5 км) не представляется возможным контролировать процессы проплавления вмещающих пород при использовании растворителей и термитных смесей, а также прогнозировать поведение всей сложной системы контейнеров и капсул, содержащих радиотоксичные нуклиды.It should be noted that the effective implementation of the known method for the disposal of PAO is provided only in a certain form of host rocks, namely, in rock salt formations. All of the analogues described above are characterized by a solution to the technical problem associated with an increase in heat dissipation in capsules placed in the well, but the proposed means for solving this problem are rather complicated in their implementation. At great depths (more than 5 km), it is not possible to control the penetration of host rocks using solvents and thermite mixtures, as well as to predict the behavior of the entire complex system of containers and capsules containing radiotoxic nuclides.

Изобретение направлено на обеспечение условий для захоронения долгоживущих радионуклидов, в том числе долгоживущих изотопов трансурановых элементов, в глубинных слоях литосферы Земли при высокой скорости погружения капсул, содержащих PAO, во вмещающих геологических породах. Вместе с тем ставится задача по исключению из состава системы захоронения PAO дополнительных технических (химических) средств, таких как термитные смеси и растворители, которые обеспечивают дополнительное тепловыделение для расплавления и растворения вмещающих геологических пород.The invention is aimed at providing conditions for the burial of long-lived radionuclides, including long-lived isotopes of transuranic elements, in the deep layers of the Earth's lithosphere at a high speed of immersion of capsules containing PAO in the host geological rocks. At the same time, the task is to eliminate from the composition of the PAO disposal system additional technical (chemical) means, such as thermite mixtures and solvents, which provide additional heat for the melting and dissolution of the host geological rocks.

Решение перечисленных выше задач позволяет осуществлять с относительно высокой скоростью захоронение всего спектра PAO, накапливающихся в процессе облучения реакторного топлива, включая долгоживущие радионуклиды. Захоронение PAO производится в мантии Земли, где происходит безвозвратное растворение радиотоксиных нуклидов. В целом изобретение направлено на снижение опасности радиоактивного заражения окружающей среды и повышение эффективности очищения биосферы от долгоживущих PAO, включая долгоживущие изотопы трансурановых элементов.The solution of the above problems allows the burial of the entire spectrum of PAO accumulated during the irradiation of reactor fuel, including long-lived radionuclides, with relatively high speed. PAO is buried in the mantle of the Earth, where the irreversible dissolution of radiotoxic nuclides takes place. In general, the invention is aimed at reducing the risk of radioactive contamination of the environment and increasing the efficiency of cleaning the biosphere from long-lived PAOs, including long-lived isotopes of transuranic elements.

Данные технические результаты достигаются при осуществлении способа захоронения PAO, который заключается в погружении, по меньшей мере, одной тепловыделяющей капсулы с герметичной оболочкой, в полости которой находятся радионуклиды, в скважину, образованную в геологических формациях. В качестве возможных сред для захоронения долгоживущих PAO могут использоваться гранитоидные или базальтовые массивы, а также другие кристаллические породы, туфы, соли и глины.These technical results are achieved by implementing the method of disposal of PAO, which consists in immersing at least one fuel capsule with a sealed shell, in the cavity of which there are radionuclides, in a well formed in geological formations. Granitoid or basalt massifs, as well as other crystalline rocks, tuffs, salts and clays, can be used as possible media for burial of long-lived PAOs.

Для осуществления способа используется капсула, средняя плотность которой с заполняющими ее радионуклидами превышает плотность геологических пород, расположенных под капсулой. Температура плавления тугоплавкого материала, из которого выполнена герметичная оболочка капсулы, должна превышать температуру плавления геологических пород, расположенных под капсулой. В соответствии с предметом изобретения радионуклиды, заполняющие капсулу, представляют собой смесь, которая содержит, по крайней мере, один долгоживущий радионуклид, например изотоп трансурановых элементов, и, по крайней мере, один из следующих высокоактивных изотопов: 90Sr, 137Cs. Последнее из упомянутых условий предполагает возможность использования смеси высокоактивных изотопов 90Sr и 137Cs. Период полураспада данных изотопов составляет ~30 лет. Энерговыделение при одном акте деления: для изотопа 90Sr - 2,82 МэВ, для изотопа 137Cs - 1,176 МэВ.To implement the method, a capsule is used, the average density of which with the radionuclides filling it exceeds the density of geological rocks located under the capsule. The melting temperature of the refractory material from which the capsule is sealed must be higher than the melting temperature of the geological rocks located under the capsule. According to a subject of the invention, the capsule-filling radionuclides are a mixture that contains at least one long-lived radionuclide, for example, an isotope of transuranium elements, and at least one of the following highly active isotopes: 90 Sr, 137 Cs. The last of these conditions suggests the possibility of using a mixture of highly active 90 Sr and 137 Cs isotopes. The half-life of these isotopes is ~ 30 years. Energy release during one fission event: for the 90 Sr isotope - 2.82 MeV, for the 137 Cs isotope - 1.176 MeV.

Добавление высокоактивных изотопов 90Sr и 137Cs в смесь PAO, содержащую долгоживущие изотопы, позволяет более чем на порядок увеличить суммарную плотность мощности объемного тепловыделения PAO, находящихся в тепловыделяющей капсуле. Количественный состав смеси радионуклидов выбирают из следующего условия: мощность тепловыделения смеси радионуклидов должна превышать тепловую мощность, необходимую для расплавления геологических пород, расположенных под капсулой.The addition of highly active 90 Sr and 137 Cs isotopes to a PAO mixture containing long-lived isotopes makes it possible to increase the total power density of the volumetric heat release of PAO contained in the heat-generating capsule by more than an order of magnitude. The quantitative composition of the mixture of radionuclides is selected from the following conditions: the heat dissipation rate of the mixture of radionuclides must exceed the thermal power necessary for the melting of geological rocks located under the capsule.

Дополнительное тепловыделение, с целью оптимизации процесса расплавления геологических пород на начальном участке погружения, может быть достигнуто за счет включения в состав смеси PAO высокоактивного изотопа 60Co. Период полураспада данного изотопа не превышает 5 лет, однако энерговыделение при одном акте деления радионуклида составляет ~1,5 МэВ, что соответствует мощности тепловыделения ~1,6·10-21 Вт/атом.Additional heat generation, in order to optimize the process of melting of geological rocks at the initial site of immersion, can be achieved by incorporating the highly active 60 Co. isotope into the PAO mixture. The half-life of this isotope does not exceed 5 years, but the energy release during one act of fission of the radionuclide is ~ 1.5 MeV, which corresponds to a heat release power of ~ 1.6 · 10 -21 W / atom.

В качестве долгоживущих изотопов трансурановых элементов могут использоваться, в частности, следующие изотопы: 237Np, 241Am, 243Am, 242Cm, 244Cm. Долгоживущий радионуклид может быть также выбран из следующего ряда изотопов: 151Sm, 99Tc, 2lmSn, 93Zr, 126Sn, 79Se, 135Cs, l07Pd, 129I, l66Ho, 108Ag, 158Tb, 94Nb.As long-lived isotopes of transuranium elements, in particular, the following isotopes can be used: 237 Np, 241 Am, 243 Am, 242 Cm, 244 Cm. A long-lived radionuclide can also be selected from the following series of isotopes: 151 Sm, 99 Tc, 2lm Sn, 93 Zr, 126 Sn, 79 Se, 135 Cs, l07 Pd, 129 I, l66 Ho, 108 Ag, 158 Tb, 94 Nb.

Капсула, в которую помещают подлежащие захоронению PAO, выполняется преимущественно сферической формы. В предпочтительных вариантах выполнения диаметр капсулы не превышает 15 см и составляет ~10 см.The capsule in which the PAO to be buried is placed is preferably spherical in shape. In preferred embodiments, the diameter of the capsule does not exceed 15 cm and is ~ 10 cm.

Путем введения в состав низкоактивных радионуклидов дополнительных высокоактивных радионуклидов удовлетворяющих изложенным ниже требованиям, обеспечивается необходимое для проплавления вмещающих геологических пород тепловыделение в течение всего процесса погружения капсулы до входа в мантию Земли. После этого происходит растворение в мантии радионуклидов, заполняющих капсулу. Изменяя содержание в смеси PAO высокоактивных нуклидов можно заранее устанавливать уровень тепловыделения капсулы и, следовательно, скорость перемещения (погружения) капсулы в слоях литосферы. Процесс самопогружения капсул при реализации способа становится легко прогнозируемым при условии наличия информации о виде и характере геологических пород, расположенных вдоль расчетной траектории движения капсулы.By introducing additional highly active radionuclides into the composition of low-level radionuclides that satisfy the requirements set forth below, the heat necessary for the penetration of the host geological rocks is provided throughout the process of immersion of the capsule before entering the Earth’s mantle. After this, the radionuclides filling the capsule dissolve in the mantle. By changing the content of highly active nuclides in the PAO mixture, one can pre-set the level of heat release of the capsule and, consequently, the speed of movement (immersion) of the capsule in the layers of the lithosphere. The process of self-immersion of capsules during the implementation of the method becomes easily predictable provided that there is information about the type and nature of geological rocks located along the calculated trajectory of the capsule.

Осуществление способа захоронения PAO связано с выполнением ряда существенных условий. Во-первых, необходимо, чтобы в процессе деления радионуклидов температура поверхности капсулы превосходила температуру плавления окружающей среды, т.е. температуру плавления геологических пород, расположенных под капсулой. Данное условие характеризуется следующим математическим выражением:The implementation of the method of disposal of PAO associated with the fulfillment of a number of essential conditions. First, it is necessary that in the process of fission of radionuclides the surface temperature of the capsule exceed the melting point of the environment, i.e. the melting point of geological rocks located under the capsule. This condition is characterized by the following mathematical expression:

q R 2 > 3 k Δ T , ( 1 )

Figure 00000001
q R 2 > 3 k Δ T , ( one )
Figure 00000001

где q - плотность мощности объемного тепловыделения внутри капсулы, R - радиус капсулы сферической формы, k - теплопроводность геологической породы, ΔT=Тпл0, Тпл - температура плавления геологической породы, T0 - начальная (до контакта с тепловыделяющей капсулой) температура геологической породы.where q is the power density of the volumetric heat release inside the capsule, R is the radius of the capsule of a spherical shape, k is the thermal conductivity of the geological rock, ΔT = T pl -T 0 , T pl is the melting temperature of the geological rock, T 0 is the initial (before contact with the heat-generating capsule) geological rock temperature.

При заданном значении R указанное условие обеспечивается за счет подбора состава смеси радионуклидов в полости оболочки. Увеличение плотности мощности q объемного тепловыделения достигается за счет увеличения содержания в смеси PAO высокоактивных радионуклидов.For a given value of R, this condition is ensured by selecting the composition of the mixture of radionuclides in the shell cavity. An increase in the power density q of volumetric heat release is achieved by increasing the content of highly active radionuclides in the PAO mixture.

Во-вторых, необходимо обеспечить непрерывное погружение капсулы в расплаве геологических пород. Капсула, вытесняя под действием силы тяжести расплав, должна опускаться на дно каверны. Для этого средняя плотность капсулы с заполняющими ее радионуклидами должна превышать плотность геологических пород, расположенных под капсулой. Скорость V погружения капсулы при выполнении условия (1) можно оценить в соответствии со следующим соотношением:Secondly, it is necessary to ensure continuous immersion of the capsule in the melt of geological rocks. The capsule, displacing the melt by gravity, should sink to the bottom of the cavity. For this, the average density of the capsule with the radionuclides filling it must exceed the density of the geological rocks located under the capsule. Capsule immersion speed V under condition (1) can be estimated in accordance with the following ratio:

V q R H 0 , ( 2 )

Figure 00000002
V q R H 0 , ( 2 )
Figure 00000002

где H0=ρ(λ+cΔT) - количество энергии, необходимое для расплавления единицы объема геологической породы, расположенной под капсулой; ρ, λ, c - плотность, удельная теплота плавления и теплоемкость геологической породы, соответственно; R - радиус сферической капсулы.where H 0 = ρ (λ + cΔT) is the amount of energy needed to melt a unit volume of geological rock located under the capsule; ρ, λ, c - density, specific heat of fusion and heat capacity of geological rock, respectively; R is the radius of the spherical capsule.

Одним из существенных условий является условие обеспечения прочности (герметичности) капсулы при погружении ее на заданную глубину до растворения PAO в мантии Земли. Данное условие характеризует требование радиационной безопасности в процессе осуществления способа. Для выполнения указанного требования необходимо, чтобы термоупругие напряжения, возникающие в результате неоднородных термических деформаций в капсуле при ее нагреве в процессе деления радионуклидов, не превосходили величину предела прочности оболочки.One of the essential conditions is the condition for ensuring the strength (tightness) of the capsule when it is immersed to a predetermined depth until the PAO dissolves in the Earth’s mantle. This condition characterizes the radiation safety requirement during the implementation of the method. To fulfill this requirement, it is necessary that the thermoelastic stresses resulting from inhomogeneous thermal deformations in the capsule during its heating during the fission of radionuclides do not exceed the value of the tensile strength of the shell.

При однородном тепловыделении в объеме капсулы перепад температуры δT между центральной и периферической частью капсулы составляет:With uniform heat release in the capsule volume, the temperature difference δT between the central and peripheral parts of the capsule is:

δ T q R 2 6 k 0 , ( 3 )

Figure 00000003
δ T q R 2 6 k 0 , ( 3 )
Figure 00000003

где k0 - теплопроводность ядра капсулы.where k 0 is the thermal conductivity of the capsule core.

Вследствие неоднородных тепловых граничных условий на поверхности капсулы, при опускании капсулы в расплаве геологических пород, максимальное значение температуры смещается относительно центра капсулы. Данное явление, в свою очередь, приводит к возникновению неоднородного распределения термоупругих растягивающих напряжений в оболочке капсулы. Величина термоупругих напряжений а оценивается в соответствии со следующим соотношением:Due to inhomogeneous thermal boundary conditions on the surface of the capsule, when the capsule is lowered in the melt of geological rocks, the maximum temperature is shifted relative to the center of the capsule. This phenomenon, in turn, leads to the appearance of an inhomogeneous distribution of thermoelastic tensile stresses in the capsule shell. The value of thermoelastic stresses a is estimated in accordance with the following ratio:

σ 0,5 α E δ T , ( 4 )

Figure 00000004
σ 0.5 α E δ T , ( four )
Figure 00000004

где α и E - коэффициент теплового расширения и модуль Юнга материала содержимого капсулы соответственно.where α and E are the coefficient of thermal expansion and Young's modulus of the material of the contents of the capsule, respectively.

Для обеспечения герметичности капсул в процессе их погружения до требуемой глубины величина напряжений σ не должна превосходить предел прочности оболочки σB. Данное условие характеризуется следующим соотношением:To ensure the tightness of the capsules during their immersion to the required depth, the stress value σ should not exceed the tensile strength of the shell σ B. This condition is characterized by the following ratio:

q R 2 6 k δ T max , ( 5 )

Figure 00000005
q R 2 6 k δ T max , ( 5 )
Figure 00000005

где δTmax≅2σB/αE.where δT max ≅2σ B / αE.

Другим важным условием для осуществления способа является выбор периода полураспада высокоактивных изотопов, помещаемых в капсулу вместе с долгоживущими изотопами трансурановых элементов. Исходя из того, что капсула с PAO должна опуститься на глубину L для надежной изоляции PAO в глубинных слоях литосферы, период T1/2 полураспада высокоактивных радионуклидов, обеспечивающих требуемый уровень плотности мощности q объемного тепловыделения в капсуле, должен быть не менее времени t0 опускания капсулы на глубину L. Данное условие выражается следующим соотношением:Another important condition for the implementation of the method is the selection of the half-life of highly active isotopes placed in a capsule together with long-lived isotopes of transuranic elements. Based on the fact that the capsule with PAO must descend to a depth L for reliable isolation of PAO in the deep layers of the lithosphere, the period T 1/2 of the half-life of highly active radionuclides providing the required level of power density q volumetric heat release in the capsule must be at least t0 lowering capsules to a depth of L. This condition is expressed by the following ratio:

T 1 / 2 t 0 = L / V , ( 6 )

Figure 00000006
T one / 2 t 0 = L / V , ( 6 )
Figure 00000006

Кроме того, необходимо учитывать дополнительные условия, обеспечивающие возможность осуществления способа. К таким условиям, в частности, относится ограничение продолжительности t0 процесса захоронения PAO. Данное ограничение связано с обеспечением радиационной безопасности вблизи от скважины, в которую погружаются капсулы. Для обеспечения радиационной безопасности оболочка капсулы должна обладать достаточным запасом коррозионной стойкости в активной среде расплавленных геологических пород.In addition, it is necessary to take into account additional conditions that enable the implementation of the method. Such conditions, in particular, include the limitation of the duration t 0 of the PAO disposal process. This limitation is associated with ensuring radiation safety near the well into which the capsules are immersed. To ensure radiation safety, the capsule shell must have a sufficient margin of corrosion resistance in the active medium of molten geological rocks.

Из условий радиационной безопасности также следует ограничение размера капсул. Тепловыделяющие капсулы должны иметь небольшой размер, чтобы снизить выбросы радионуклидов в окружающую среду при возможном разрушении оболочки капсулы. Вместе с тем размер капсул должен быть ограничен, принимая во внимание, что создание скважины большого диаметра (более 20 см) связано с дополнительными материальными затратами, а транспортировка тепловыделяющих капсул относительно большого размера к месту захоронения увеличивает риск радиационной опасности. С другой стороны, при слишком малых размерах капсул интенсивность тепловыделения, которая определяется скоростью деления радионуклидов и энергией, выделяемой при одном акте деления, может оказаться недостаточной для расплавления вмещающей геологической породы (см. условие (1)).From radiation safety conditions, capsule size limitation also follows. The fuel capsules should be small in size to reduce the release of radionuclides into the environment with possible destruction of the capsule shell. At the same time, the size of the capsules should be limited, taking into account that the creation of a large-diameter well (more than 20 cm) is associated with additional material costs, and the transportation of relatively large-sized fuel capsules to the burial site increases the risk of radiation hazard. On the other hand, if capsules are too small, the heat release intensity, which is determined by the rate of fission of radionuclides and the energy released during one act of fission, may not be sufficient to melt the host geological rock (see condition (1)).

Для оценки выполнимости условий (1)÷(6) и дополнительных условий можно принять следующие значения исходных параметров: L=30 км, t0=30 лет, Vmin=1 км/год. Обобщенные условия для выбора высокоактивных изотопов и их содержания в смеси PAO, заполняющих объем капсулы, можно представить в следующем виде:To assess the feasibility of conditions (1) ÷ (6) and additional conditions, the following values of the initial parameters can be accepted: L = 30 km, t 0 = 30 years, V min = 1 km / year. Generalized conditions for the selection of highly active isotopes and their content in a PAO mixture filling the capsule volume can be represented as follows:

R R max 6 κ δ T max H 0 V min , ( 7 )

Figure 00000007
R R max 6 κ δ T max H 0 V min , ( 7 )
Figure 00000007

q R min H 0 V min R max , ( 8 )

Figure 00000008
q R min H 0 V min R max , ( 8 )
Figure 00000008

Соотношения (7) и (8) определяют условия выбора необходимых параметров для захоронения PAO, содержащих долгоживущие изотопы трансурановых элементов, в глубоких слоях литосферы. В результате проведенного анализа было установлено, что указанные выше условия (7) и (8) выполняются при использовании в качестве PAO, подлежащих захоронению, смеси радионуклидов, включающей долгоживущие изотопы трансурановых элементов и, по крайней мере, один из высокоактивных изотопов: 90Sr или/и 137Cs.Relations (7) and (8) determine the conditions for choosing the necessary parameters for the disposal of PAO containing long-lived isotopes of transuranic elements in deep layers of the lithosphere. As a result of the analysis, it was found that the above conditions (7) and (8) are fulfilled when using as a PAO to be buried a mixture of radionuclides, including long-lived isotopes of transuranium elements and at least one of the highly active isotopes: 90 Sr or / and 137 Cs.

Количественное содержание выбранных высокоактивных изотопов в смеси радионуклидов, заполняющих капсулу, выбирают из следующего условия: мощность объемного тепловыделения смеси радионуклидов должна превышать тепловую мощность, необходимую для расплавления геологических пород, расположенных под капсулой. В частности, количественное содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов, заполняющих капсулу, может выбираться из условия: qmin≥1,2 Вт/см3, где qmin - минимальная плотность мощности объемного тепловыделения смеси радионуклидов в течение 10 лет после погружения капсулы.The quantitative content of the selected highly active isotopes in the mixture of radionuclides filling the capsule is selected from the following condition: the volumetric heat release rate of the mixture of radionuclides should exceed the thermal power needed to melt the geological rocks located under the capsule. In particular, the quantitative content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides filling the capsule can be selected from the condition: q min ≥1.2 W / cm 3 , where q min is the minimum power density of the volumetric heat release of the mixture of radionuclides within 10 years after immersion of the capsule.

Следует отметить, что высокоактивные изотопы, в том числе: 90Sr, 137Cs и 60Co, нарабатываются в процессе облучения ядерного топлива и наряду с долгоживущими радионуклидами являются крайне радиотоксичными компонентами PAO. Вследствие этого используемые высокоактивные изотопы также подлежат надежной изоляции от биосферы. При использовании данного технического решения не требуются дополнительные технические средства для интенсификации тепловыделения вблизи капсулы и растворения вмещающих геологических пород.It should be noted that highly active isotopes, including 90 Sr, 137 Cs and 60 Co, are produced in the process of nuclear fuel irradiation and, along with long-lived radionuclides, are extremely radiotoxic components of PAO. As a consequence, the highly active isotopes used are also subject to reliable isolation from the biosphere. When using this technical solution, additional technical means are not required to intensify heat generation near the capsule and dissolve the host geological rocks.

Осуществление способа захоронения PAO с достижением перечисленных выше технических результатов обеспечивается с помощью тепловыделяющей капсулы, заполненной PAO, которые подлежат захоронению. Герметичная оболочка капсулы выполняется из тугоплавкого материала (сплава металлов или керамики). Согласно изобретению, в качестве радионуклидов, заполняющих полость оболочки, использована смесь, содержащая, по крайней мере, один долгоживущий радионуклид, например долгоживущий изотоп трансурановых элементов, и, по крайней мере, один из следующих высокоактивных изотопов: 90Sr, 137Cs.The implementation of the method of disposal of PAO with the achievement of the above technical results is provided by means of a fuel capsule filled with PAO, which are to be disposed of. The sealed capsule shell is made of a refractory material (alloy of metals or ceramics). According to the invention, a mixture containing at least one long-lived radionuclide, for example, a long-lived isotope of transuranic elements, and at least one of the following highly active isotopes: 90 Sr, 137 Cs, are used as radionuclides filling the shell cavity.

Тепловыделяющая капсула может включать в свой состав теплопроводящую матрицу, которая размещается в полости герметичной оболочки. Матрица заполняется радионуклидами. Смесь радионуклидов может включать в свой состав, по меньшей мере, один из следующих долгоживущих изотопов трансурановых элементов: 237Np, 241Am, 243Am, 242Cm, 244Cm. В качестве долгоживущих радионуклидов могут также использоваться следующие продукты деления ядерного топлива: 151Sm, 99Tc, 121mSn, 93Zr, 126Sn, 79Se, 135Cs, 107Pd, 129I, 166Ho, 108Ag, 158Tb, 94Nb. Смесь радионуклидов может включать в свой состав высокоактивный изотоп 60Co.The heat-generating capsule may include a heat-conducting matrix, which is located in the cavity of the sealed enclosure. The matrix is filled with radionuclides. A mixture of radionuclides can include at least one of the following long-lived isotopes of transuranic elements: 237 Np, 241 Am, 243 Am, 242 Cm, 244 Cm. The following fission products of nuclear fuel can also be used as long-lived radionuclides: 151 Sm, 99 Tc, 121m Sn, 93 Zr, 126 Sn, 79 Se, 135 Cs, 107 Pd, 129 I, 166 Ho, 108 Ag, 158 Tb, 94 Nb. The mixture of radionuclides may include the highly active isotope 60 Co.

Теплопроводящая матрица может быть выполнена из пенокорунда. В этом случае массовое содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов составляет не менее 75%. В другом варианте выполнения капсулы теплопроводящая матрица выполняется из пористой нержавеющей стали. Массовое содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов в данном варианте выполнения капсулы составляет не менее 25%.The heat-conducting matrix can be made of foam corundum. In this case, the mass content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides is at least 75%. In another embodiment of the capsule, the heat-conducting matrix is made of porous stainless steel. The mass content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides in this embodiment of the capsule is at least 25%.

Тепловыделяющая капсула в предпочтительных вариантах выполнения имеет форму сферы, диаметр которой не превышает 15 см.The fuel capsule in preferred embodiments has a sphere shape whose diameter does not exceed 15 cm.

Далее группа изобретений поясняется описанием конкретных примеров реализации способа захоронения PAO с помощью тепловыделяющих капсул, предназначенных для осуществления способа. На поясняющем чертеже (фиг.1) схематично изображен разрез тепловыделяющей капсулы.Further, the group of inventions is illustrated by a description of specific examples of the implementation of the method of disposal of PAO using fuel capsules intended for the implementation of the method. In the explanatory drawing (figure 1) schematically shows a section of a fuel capsule.

Сферическая капсула содержит герметичную оболочку 1, выполненную из тугоплавкого сплава вольфрама, температура плавления которого превышает температуру плавления базальтовых пород (1500÷1700 K). В полости оболочки 1 расположена теплопроводящая матрица 2, заполненная смесью радионуклидов. В состав смеси входят долгоживущие низкоактивные радионуклиды, к числу которых относятся следующие изотопы трансурановых элементов: 237Np, 241 Am, 243Am, 242Cm, 244Cm. В качестве долгоживущих радионуклидов могут использоваться также следующие продукты деления ядерного топлива: 151Sm, 99Tc, 121mSn, 93Zr, 126Sn, 79Se, 135Cs, 107Pd, 129I, 166Ho, 108Ag, 158Tb, 94Nb.The spherical capsule contains an airtight shell 1 made of a refractory tungsten alloy, the melting temperature of which exceeds the melting temperature of basalt rocks (1500 ÷ 1700 K). In the cavity of the shell 1 is a heat-conducting matrix 2 filled with a mixture of radionuclides. The composition of the mixture includes long-lived low-activity radionuclides, which include the following isotopes of transuranic elements: 237 Np, 241 Am, 243 Am, 242 Cm, 244 Cm. The following nuclear fission products can also be used as long-lived radionuclides: 151 Sm, 99 Tc, 121m Sn, 93 Zr, 126 Sn, 79 Se, 135 Cs, 107 Pd, 129 I, 166 Ho, 108 Ag, 158 Tb, 94 Nb.

Смесь радионуклидов содержит также, по меньшей мере, один высокоактивный изотоп: 90Sr или 137Cs. Данные изотопы обеспечивают высокую плотность мощности объемного тепловыделения в течение времени погружения капсулы в мантию Земли (до 30 лет). Для оптимизации процесса проплавления геологических пород на начальном участке погружения капсулы в состав смеси радионуклидов включается изотоп 60Со, обеспечивающий высокий уровень тепловыделения в течение первых пяти лет погружения капсулы.The mixture of radionuclides also contains at least one highly active isotope: 90 Sr or 137 Cs. These isotopes provide a high power density of the volumetric heat during the time of immersion of the capsule in the mantle of the Earth (up to 30 years). To optimize the process of penetration of geological rocks at the initial site of capsule immersion, a 60 Co isotope is included in the mixture of radionuclides, which provides a high level of heat release during the first five years of capsule immersion.

Средняя плотность капсулы превышает 3 г/см3. Температура на поверхности капсулы составляет не менее 2200 K. Количественный состав смеси радионуклидов выбирают из следующего условия: мощность объемного тепловыделения смеси радионуклидов должна превышать тепловую мощность, необходимую для расплавления геологических пород, расположенных под капсулой.The average density of the capsule exceeds 3 g / cm 3 . The temperature on the surface of the capsule is at least 2200 K. The quantitative composition of the radionuclide mixture is selected from the following condition: the volumetric heat release power of the radionuclide mixture must exceed the thermal power required for the melting of geological rocks located under the capsule.

Тепловыделяющую капсулу помещают в скважину, пробуренную в базальтовых породах, на глубину 1500 м. За счет высокого суммарного уровня тепловыделения в капсуле, обеспечиваемого за счет включения в состав смеси радионуклидов высокоактивных изотопов 90Sr и/или 137Cs, достигается высокая скорость погружения капсулы во вмещающих геологических породах. Глубина погружения тепловыделяющей капсулы в течение первых десяти лет может составлять более 10 км относительно начального уровня погружения в скважину капсулы.The heat-release capsule is placed in a well drilled in basalt rocks to a depth of 1,500 m. Due to the high total level of heat release in the capsule, which is ensured by the inclusion of highly active 90 Sr and / or 137 Cs isotopes in the mixture, a high rate of immersion of the capsule into geological formations. The depth of immersion of the fuel capsule during the first ten years may be more than 10 km relative to the initial level of immersion in the capsule well.

Пример №1Example No. 1

В качестве теплопроводящей матрицы капсулы использовалась матрица, выполненная из пористой нержавеющей стали. Насыщение матрицы радионуклидами проводилось до плотности 3 г/см3. Для выбранного типа базальтовых пород количество энергии Н0, которое необходимо для расплавления единицы объема геологической породы, расположенной под капсулой, составляет ~6·109 Дж/м3. Минимальная скорость Vmin погружения тепловыделяющей капсулы во вмещающих геологических породах выбирается равной 1 км/год. Допустимая величина максимального перепада температуры δTmax между центральной и периферической частью капсулы выбиралась из условия обеспечения прочности и герметичности капсулы в течение времени погружения на заданную глубину: δTmax=200 K. Расчет проводился при следующих исходных данных: α≅10-5K-1, σB/E≅10-3. Теплопроводность системы «сталь-оксиды радионуклидов» составляла 20 Вт/м·K.As a heat-conducting matrix of the capsule, a matrix made of porous stainless steel was used. The saturation of the matrix with radionuclides was carried out to a density of 3 g / cm 3 . For the selected type of basaltic rocks, the amount of energy Н 0 , which is necessary for melting a unit volume of geological rock located under the capsule, is ~ 6 · 10 9 J / m 3 . The minimum immersion speed V min of the fuel capsule in the host geological formations is chosen equal to 1 km / year. The permissible maximum temperature difference δT max between the central and peripheral parts of the capsule was selected from the condition of ensuring the strength and tightness of the capsule during immersion to a given depth: δT max = 200 K. The calculation was carried out with the following initial data: α≅10 -5 K -1 , σ B / E≅10 -3 . The thermal conductivity of the steel-oxide-radionuclide system was 20 W / m · K.

Из приведенных выше математических зависимостей (1)÷(8) следует, что при максимальном радиусе сферической капсулы Rmax=12 см минимальная плотность мощности объемного тепловыделения qmin смеси радионуклидов в течение 10 лет после погружения капсулы в скважину должна составлять ~1,7 Вт/см3. Данный уровень плотности мощности объемного тепловыделения обеспечивается за счет следующего выбора количественного состава смеси радионуклидов. Общее массовое содержание в смеси PAO долгоживущих изотопов трансурановых элементов: 237Np, 241Am, 243Am, 242Cm, 244Cm в пропорции, соответствующей наработке указанных изотопов при облучении ядерного топлива в реакторе, должно составлять 75%. Массовое содержание в смеси PAO высокоактивного изотопа 90Sr должно составлять 25%.From the above mathematical dependencies (1) ÷ (8), it follows that with a maximum radius of a spherical capsule R max = 12 cm, the minimum power density of volumetric heat release q min of a mixture of radionuclides within 10 years after immersion of the capsule in the well should be ~ 1.7 W / cm 3 . This level of volumetric heat release power density is ensured by the next choice of the quantitative composition of the mixture of radionuclides. The total mass content in the PAO mixture of long-lived isotopes of transuranic elements: 237 Np, 241 Am, 243 Am, 242 Cm, 244 Cm in a proportion corresponding to the production of these isotopes during irradiation of nuclear fuel in the reactor should be 75%. The mass content of the highly active 90 Sr isotope in the PAO mixture should be 25%.

Таким образом, при выбранных размере тепловыделяющей капсулы, материале теплопроводящей матрицы и количественном содержании в смеси PAO долгоживущих низкоактивных радионуклидов и высокоактивных радионуклидов скорость погружения тепловыделяющей капсулы в скважине будет не менее 1 км/год. При данной скорости погружении капсулы обеспечивается надежное и безопасное захоронение высокотоксичных PAO в мантии Земли в течении не более 30 лет.Thus, with the selected size of the heat-generating capsule, the material of the heat-conducting matrix, and the quantitative content of long-lived low-activity radionuclides and highly active radionuclides in the PAO mixture, the rate of immersion of the heat-generating capsule in the well will be at least 1 km / year. At this capsule immersion speed, reliable and safe disposal of highly toxic PAO in the Earth's mantle is ensured for no more than 30 years.

Пример №2Example No. 2

В качестве теплопроводящей матрицы 2 использовалась матрица, выполненная из пенокорунда. Применяя аналогичные исходные данные с учетом выбранного материала матрицы, в результате проведенного расчета установлено, что при максимальном радиусе сферической капсулы Rmax=4 см минимальная плотность мощности объемного тепловыделения qmin смеси радионуклидов в течение 10 лет после погружения капсулы в скважину должна составлять: qmin≅5 Вт/см3.As a heat-conducting matrix 2, a matrix made of foam corundum was used. Using the same initial data taking into account the selected matrix material, it was established as a result of the calculation that, with a maximum radius of a spherical capsule R max = 4 cm, the minimum power density of volumetric heat release q min of a mixture of radionuclides within 10 years after immersion of the capsule in the well should be: q min ≅5 W / cm 3 .

Данный уровень плотности мощности объемного тепловыделения обеспечивается за счет следующего выбора количественного состава смеси радионуклидов: общее массовое содержание в смеси PAO долгоживущих изотопов трансурановых элементов: 237Np, 241Am, 243Am, 242Cm, 244Cm в пропорции, соответствующей наработке указанных изотопов при облучении ядерного топлива в реакторе, равно 25%; массовое содержание в смеси PAO высокоактивного изотопа 90Sr выбирается равным 75%.This level of volumetric heat release power density is ensured by the following choice of the quantitative composition of the radionuclide mixture: total mass content of long-lived transuranium elements isotopes in the PAO mixture: 237 Np, 241 Am, 243 Am, 242 Cm, 244 Cm in the proportion corresponding to the production of these isotopes during irradiation nuclear fuel in the reactor is equal to 25%; the mass content of the highly active 90 Sr isotope in the PAO mixture is chosen equal to 75%.

В рассматриваемом примере осуществления изобретения скорость погружения тепловыделяющей капсулы в скважине также составляет не менее 1 км/год. (при выбранном размере тепловыделяющей капсулы, материале теплопроводящей матрицы и количественном содержании в смеси PAO долгоживущих низкоактивных радионуклидов и высокоактивных радионуклидов) При такой скорости погружения и обеспечении требуемых прочностных характеристик капсулы осуществляется надежное и безопасное захоронение высокотоксичных радионуклидов в мантии Земли. Процесс захоронения PAO занимает не более 30 лет.In this example embodiment, the immersion rate of the fuel capsule in the well is also at least 1 km / year. (with the selected size of the heat-generating capsule, the material of the heat-conducting matrix and the quantitative content of long-lived low-activity radionuclides and highly-active radionuclides in the PAO mixture) With this speed of immersion and the required strength characteristics of the capsule, reliable and safe disposal of highly toxic radionuclides in the Earth's mantle is carried out. The PAO burial process takes no more than 30 years.

Проведенные расчеты подтверждают возможность увеличения скорости проплавления вмещающих пород и, соответственно, скорости погружения тепловыделяющей капсулы в литосфере Земли при условии сохранения герметичности капсулы. Следует отметить, что для осуществления способа захоронения долгоживущих PAO не требуется применение дополнительных средств, обеспечивающих расплавление вмещающих пород. Изобретение позволяет проводить захоронение всего спектра PAO, накапливающихся в процессе облучения реакторного топлива, включая долгоживущие радионуклиды. В этом случае снижается опасность радиоактивного заражения окружающей среды и повышается эффективность очищения биосферы от долгоживущих PAO, в том числе от долгоживущих изотопов трансурановых элементов.The performed calculations confirm the possibility of increasing the penetration rate of the host rocks and, accordingly, the rate of immersion of the fuel capsule in the Earth's lithosphere, provided that the capsule is leakproof. It should be noted that for the implementation of the method of burial of long-lived PAO, the use of additional means that ensure the melting of the host rocks is not required. The invention allows for the disposal of the entire spectrum of PAO accumulated during the irradiation of reactor fuel, including long-lived radionuclides. In this case, the risk of radioactive contamination of the environment is reduced and the efficiency of cleaning the biosphere from long-lived PAOs, including long-lived isotopes of transuranic elements, is increased.

Описанный выше пример осуществления изобретения основан на использовании конкретных материалов, из которых выполняется тепловыделяющая капсула, радионуклидов, входящих в состав РАО, которые подлежат захоронению. Однако возможно использование и других материалов, удовлетворяющих существенным условиям, включенным в формулу изобретения. В качестве долгоживущих радионуклидов, подлежащих захоронению, могут использоваться различные радиоактивные изотопы, образующиеся при облучении ядерных топлива и других делящихся материалов. В качестве высокоактивных радионуклидов может применяться смесь изотопов 90Sr и 137Cs.The above-described embodiment of the invention is based on the use of specific materials from which the fuel capsule is made, radionuclides that are part of the RAW, which are to be disposed of. However, you can use other materials that satisfy the essential conditions included in the claims. As long-lived radionuclides to be disposed of, various radioactive isotopes produced during the irradiation of nuclear fuel and other fissile materials can be used. A mixture of 90 Sr and 137 Cs isotopes can be used as highly active radionuclides.

Изобретение может найти применение для захоронения широкого спектра PAO, образующихся при облучении ядерного топлива и других делящихся материалов в различных устройствах и приборах, в первую очередь в энергетических ядерных реакторах, а также в медицинских приборах и устройствах.The invention may find application for the disposal of a wide range of PAOs formed during the irradiation of nuclear fuel and other fissile materials in various devices and devices, primarily in nuclear power reactors, as well as in medical devices and devices.

Claims (20)

1. Способ захоронения радиоактивных отходов, включающий погружение, по меньшей мере, одной тепловыделяющей капсулы с герметичной оболочкой, в полости которой находятся радионуклиды, в скважину, образованную в геологических формациях, при этом используют капсулу, средняя плотность которой с заполняющими ее радионуклидами превышает плотность геологических пород, расположенных под капсулой, температура плавления тугоплавкого материала, из которого выполнена герметичная оболочка капсулы, превышает температуру плавления геологических пород, расположенных под капсулой, отличающийся тем, что в качестве радионуклидов, заполняющих капсулу, используют смесь, содержащую, по крайней мере, один долгоживущий радионуклид и, по крайней мере, один из следующих высокоактивных изотопов: 90Sr, 137Cs, причем количественный состав смеси радионуклидов выбирают таким, что мощность объемного тепловыделения смеси радионуклидов превышает тепловую мощность, необходимую для расплавления геологических пород, расположенных под капсулой.1. A method for the disposal of radioactive waste, including immersing at least one fuel capsule with a sealed shell, in the cavity of which there are radionuclides, in a well formed in geological formations, using a capsule, the average density of which with its filling radionuclides exceeds the density of geological rocks located under the capsule, the melting temperature of the refractory material of which the capsule is sealed exceeds the melting temperature of geological genus arranged under the capsule, characterized in that as radionuclides, filling a capsule, a mixture containing at least one long-lived radionuclide and at least one of the following high-isotopes: 90 Sr, 137 Cs, and quantitative composition radionuclide mixtures are selected such that the volumetric heat release power of the radionuclide mixture exceeds the thermal power needed to melt the geological rocks located under the capsule. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количественное содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов, заполняющих капсулу, выбирают из условия qmin≥1,2 Вт/см3, где qmin - минимальная плотность мощности объемного тепловыделения смеси радионуклидов в течение 10 лет после погружения капсулы в скважину.2. The method according to claim 1, characterized in that the quantitative content of a highly active isotope in the mixture of radionuclides filling the capsule is selected from the condition q min ≥1.2 W / cm 3 , where q min is the minimum power density of volumetric heat release of the mixture of radionuclides during 10 years after immersion of the capsule in the well. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве долгоживущего радионуклида используют долгоживущий изотоп трансурановых элементов.3. The method according to claim 1, characterized in that a long-lived isotope of transuranic elements is used as a long-lived radionuclide. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют долгоживущий изотоп трансурановых элементов, выбранный из следующего ряда: 237Np, 241Am, 243Am, 242Cm, 244Cm.4. The method according to claim 3, characterized in that they use a long-lived isotope of transuranic elements selected from the following series: 237 Np, 241 Am, 243 Am, 242 Cm, 244 Cm. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве долгоживущего радионуклида используют изотоп, выбранный из следующего ряда: 151Sm, 99Тс, 121mSn, 93Zr, 126Sn, 79Se, 135Cs, 107Pd, 129I, 166Ho, 108Ag, 158Tb, 94Nb.5. The method according to claim 1, characterized in that as a long-lived radionuclide use an isotope selected from the following series: 151 Sm, 99 Tc, 121m Sn, 93 Zr, 126 Sn, 79 Se, 135 Cs, 107 Pd, 129 I , 166 Ho, 108 Ag, 158 Tb, 94 Nb. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь радионуклидов дополнительно включает в свой состав высокоактивный изотоп 60Co.6. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of radionuclides further includes a highly active isotope 60 Co. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют капсулу с теплопроводящей матрицей, в которую помещают радионуклиды.7. The method according to claim 1, characterized in that they use a capsule with a heat-conducting matrix in which radionuclides are placed. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что теплопроводяшую матрицу выполняют из пенокорунда, при этом массовое содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов составляет не менее 75%.8. The method according to claim 7, characterized in that the heat-conducting matrix is made of foam corundum, while the mass content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides is at least 75%. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что теплопроводящую матрицу выполняют из пористой нержавеющей стали, при этом массовое содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов составляет не менее 25%.9. The method according to claim 7, characterized in that the heat-conducting matrix is made of porous stainless steel, while the mass content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides is at least 25%. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют капсулу сферической формы, диаметр которой не превышает 15 см.10. The method according to claim 1, characterized in that they use a capsule of a spherical shape, the diameter of which does not exceed 15 cm 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что погружение тепловыделяющих капсул производят в скважину, образованную в геологических формациях, включающих, по меньшей мере, один из следующих видов геологических пород: кристаллические породы, туфы, соли, глины.11. The method according to claim 1, characterized in that the immersion of the fuel capsules is produced in a well formed in geological formations, including at least one of the following types of geological rocks: crystalline rocks, tuffs, salts, clay. 12. Тепловыделяющая капсула для захоронения радиоактивных отходов, содержащая герметичную оболочку, выполненную из тугоплавкого материала, при этом полость оболочки заполнена радионуклидами, отличающаяся тем, что в качестве радионуклидов, заполняющих полость оболочки, использована смесь, содержащая, по крайней мере, один долгоживущий радионуклид и, по крайней мере, один из следующих высокоактивных изотопов: 90Sr, 137Cs.12. A fuel capsule for the disposal of radioactive waste containing an airtight shell made of refractory material, while the cavity of the shell is filled with radionuclides, characterized in that as a radionuclide filling the cavity of the shell, a mixture containing at least one long-lived radionuclide and at least one of the following highly active isotopes: 90 Sr, 137 Cs. 13. Капсула по п.12, отличающаяся тем, что в качестве долгоживущего радионуклида выбран долгоживущий изотоп трансурановых элементов.13. The capsule of claim 12, wherein a long-lived isotope of transuranic elements is selected as a long-lived radionuclide. 14. Капсула по п.13, отличающаяся тем, что долгоживущий изотоп трансурановых элементов выбран из следующего ряда: 237Np, 241Am, 243Am, 242Cm, 244Cm.14. The capsule of claim 13, wherein the long-lived isotope of transuranic elements is selected from the following series: 237 Np, 241 Am, 243 Am, 242 Cm, 244 Cm. 15. Капсула по п.12, отличающаяся тем, что в качестве долгоживущего радионуклида выбран изотоп из следующего ряда: 151Sm, 99Тс, 121mSn, 93Zr, 126Sn, 79Se, 135Cs, 107Pd, 129I, 166Ho, 108Ag, 158Tb, 94Nb.15. The capsule according to claim 12, characterized in that an isotope from the following series is selected as a long-lived radionuclide: 151 Sm, 99 Tc, 121 mSn, 93 Zr, 126 Sn, 79 Se, 135 Cs, 107 Pd, 129 I, 166 Ho, 108 Ag, 158 Tb, 94 Nb. 16. Капсула по п.12, отличающаяся тем, что смесь радионуклидов дополнительно содержит высокоактивный изотоп 60Co.16. The capsule of claim 12, wherein the radionuclide mixture further comprises a highly active isotope 60 Co. 17. Капсула по п.12, отличающаяся тем, что включает в свой состав теплопроводящую матрицу, расположенную в полости герметичной оболочки и заполненную радионуклидами.17. The capsule according to item 12, characterized in that it includes a heat-conducting matrix located in the cavity of the hermetic shell and filled with radionuclides. 18. Капсула по п.17, отличающаяся тем, что теплопроводящая матрица выполнена из пенокорунда, при этом массовое содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов составляет не менее 75%.18. The capsule according to claim 17, characterized in that the heat-conducting matrix is made of foam corundum, while the mass content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides is at least 75%. 19. Капсула по п.17, отличающаяся тем, что теплопроводящая матрица выполнена из пористой нержавеющей стали, при этом массовое содержание высокоактивного изотопа в смеси радионуклидов составляет не менее 25%.19. The capsule according to claim 17, characterized in that the heat-conducting matrix is made of porous stainless steel, while the mass content of the highly active isotope in the mixture of radionuclides is at least 25%. 20. Капсула по п.12, отличающаяся тем, что выполнена в форме сферы, диаметр которой не превышает 15 см. 20. The capsule according to item 12, characterized in that it is made in the form of a sphere, the diameter of which does not exceed 15 cm
RU2012134053/07A 2012-08-09 2012-08-09 Radioactive waste disposal method and heat-dissipating capsule for realising said method RU2510540C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134053/07A RU2510540C1 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Radioactive waste disposal method and heat-dissipating capsule for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134053/07A RU2510540C1 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Radioactive waste disposal method and heat-dissipating capsule for realising said method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2510540C1 true RU2510540C1 (en) 2014-03-27

Family

ID=50343115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134053/07A RU2510540C1 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Radioactive waste disposal method and heat-dissipating capsule for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510540C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577517C1 (en) * 2015-03-10 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук Device for submersion in melting geological rocks
RU2592067C2 (en) * 2014-11-28 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Method for disposal of solid radioactive wastes
CZ308559B6 (en) * 2019-05-31 2020-11-25 Ăšstav struktury a mechaniky hornin AV ÄŚR, v.v.i. Container for deep storage of spent nuclear fuel and method of deep storage of spent nuclear fuel with this container

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3925992A (en) * 1973-06-14 1975-12-16 Svenska Entreprenad Sentab Method and reservoir for storing nuclear residues
EP0158514B1 (en) * 1984-04-07 1990-03-07 Hokuetsu Industries Co., Ltd. Screw rotors
RU2152093C1 (en) * 1999-11-12 2000-06-27 Некоммерческая организация социально-экономический фонд "Единение России" Radioactive material disposal method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3925992A (en) * 1973-06-14 1975-12-16 Svenska Entreprenad Sentab Method and reservoir for storing nuclear residues
EP0158514B1 (en) * 1984-04-07 1990-03-07 Hokuetsu Industries Co., Ltd. Screw rotors
RU2152093C1 (en) * 1999-11-12 2000-06-27 Некоммерческая организация социально-экономический фонд "Единение России" Radioactive material disposal method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592067C2 (en) * 2014-11-28 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Method for disposal of solid radioactive wastes
RU2577517C1 (en) * 2015-03-10 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук Device for submersion in melting geological rocks
CZ308559B6 (en) * 2019-05-31 2020-11-25 Ăšstav struktury a mechaniky hornin AV ÄŚR, v.v.i. Container for deep storage of spent nuclear fuel and method of deep storage of spent nuclear fuel with this container
WO2020239148A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 Ústav Struktury A Mechaniky Hornin Av Čr, V.V.I. Container for deep underground deposition of spent nuclear fuel and method of deep underground deposition of spent nuclear fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gibb A new scheme for the very deep geological disposal of high-level radioactive waste
Rechard et al. Evolution of repository and waste package designs for Yucca Mountain disposal system for spent nuclear fuel and high-level radioactive waste
Forsberg Rethinking high-level waste disposal: Separate disposal of high-heat radionuclides (90Sr and 137Cs)
Gibb et al. Deep borehole disposal of higher burn up spent nuclear fuels
EP3928331B1 (en) Hazardous material repository systems and methods
RU2510540C1 (en) Radioactive waste disposal method and heat-dissipating capsule for realising said method
Gibb et al. High-density support matrices: Key to the deep borehole disposal of spent nuclear fuel
Sizgek Three-dimensional thermal analysis of in-floor type nuclear waste repository for a ceramic waste form
Campbell et al. Exploding‐pusher‐tamper areal density measurement by neutron activation
RU2535199C1 (en) Device for submersion in melting geological rocks
RU2601288C1 (en) Radioisotope device for immersion into geological formations of the earth&#39;s crust
Rechard et al. Feasibility of Direct Disposal of Salt Waste from Electochemical Processing of Spent Nuclear Fuel
Arutunyan et al. A new approach to radioactive waste self-burial using high penetrating radiation
Ferry et al. Enhanced diffusion under alpha self-irradiation in spent nuclear fuel: Theoretical approaches
Ozhovan et al. Probing of the interior layers of the Earth with self-sinking capsules
Ojovan et al. Feasibility of very deep self-disposal for sealed radioactive sources
JP2015141175A (en) Debris recovery method
RU2152093C1 (en) Radioactive material disposal method
RU2577517C1 (en) Device for submersion in melting geological rocks
Sobolev et al. Disposal of Spent Sealed Radiation Sources in Borehole Repositories
Arutyunyan et al. Radwaste Self-Disposal in Geological Formations by Direct γ-Ray Heating of Rock
Cragnolino et al. An approach to the assessment of high-level radioactive waste containment. I: Waste package degradation
Dash et al. Fabrication of cesium-137 brachytherapy sources using vitrification technology
Avetisyan et al. Mathematical Process-Control Model of Radioactive Waste Disposal by Self-Immersion in Geological Rocks
Ojovan et al. Long-term safe storage and disposal of spent sealed radioactive sources in borehole type repositories