SU1222123A1 - Способ переработки радиоактивных отходов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам переработки радиоактивных отходов « низкого и среднего уровней активности (до 10 Ки/л) и может быть исполь- , зовано при подготовке порошкообразных и гранулированнь1Х радиоактивных материалов к захоронению или контролируемому хранению.

Целью изобретени   вл етс  повы- ю ение водоустойчивости и радиационной безопасности при хранении радиоактивных отходов.

Способ позвол ет заключить в мо- нолитш.е твердые компаунды радиоак- 15 тивные высококип щие продукть радио- иза органического теплоносител - замедлител  и радиоактивные сыпучие отхода.

Жидкие высококип щие (ВК) продук- 20 ты радиолиза, представл ющие собой остатки от дистилл ции органического теплокоситеп -замедпител   дерного реактора и содержащие около 10-15% этого теплоносител , используют в качестве органического св зук цего.

Процесс дистилл ции части тегото- носител  осзтцествл етс  дл  того, чтобы поддерживать концентрацию БК- продуктов в 1-м контуре  дерного

реактора на заданном уровне, ВК-про- дукты  вл ютс  радиоактивными, поскольку содержат радиоактивные нуклиды продуктов коррозии конструкционных материалов 1-го контура, 35

В качестве сыпучих радиоактивных отходов (наполнител ) используют, например, отработавшие в 1-м контуре с органическим теплоносителем неорганические минеральные или син- 40 тетические гранулированные или дробленые сорбенты.

Чтобы обеспечивать смачивание всего объема наполнител  жидкими ВК-продуктами, массова  дол  напол- 45 ни тел  не должна превышать 60%„ В то же врем  она не должна быть и менее 40%, поскольку получаемый компаунд будет иметь повышенную в зкость ,, 5Q

Врем  сушки смеси зависит от веичины отношени  площади ее поверхности к объему (S/V), а также от температуры о При S/V 0,3 и температуре ISO c врем  термообработ-55 КИ составл ет 4 ч, а при 220 С - 2ч. При ,12 температурах 180 220 С врем  термообработки значи- : тельно больше и составл ет 16 н 12ч

соответственно. Процесс получени  компаунда при более низких S/V будет более продолжительным и, следовательно , нецелесообразным. Аналогичный результат будет получен и при использовании температур ниже 180 С. Сокращени  времени сушки смеси можно было бы достигнуть путем использовани  более высоких, чем 220°С, температур , но при этом смесь может вспыхнуть и начать интенсивно гореть.

После сушки смеси при 180-220 С ВК-продукты радиолиза органического теплоносител  в полученном продукте подвергают термическому разрушению (пиролизу) при 400-600 С в течение 0,5-12 ч, в результате которого образуетс  углерод. Этот углерод покрывает тонким слоем поверхность сьшучих радиоактивных отходов, а также поверхность их пор, дела  ее гидрофобной, т,е, не смачиваемой водой . Повторное смешивание обработанных таким образом сыпучих радиоактивных отходов с ВК-продуктами радиолиза при указанных соотйошени х S/V и услови х и последукмца  сушка, смеси при температуре 180-220°С в течение 2-16 ч. позвол ет получить монолитный компаунд, обладающий высокой водоустойчивостью в сочетании с дос таточной терютческой и механической прочностью. По своим характеристикам такой компаунд удовлетвор ет всем требовани м, предъ вл емым к аналогичным компаундам, получаемым с помощью других органических св зующих

При температурах ниже 400 С термическое разрушение (пиролиз) ВК-про- дуктов радиолиза с образованием углерода происходит очень медленно, С заметной скоростью пиролиз зтих продуктов протекает при температурах вьппе 400°С, Использование температур вьш1е 600 С нецелесообразно, поскольку продукт пиролиза - углерод - в атмосфере воздуха начинает сгорать до дву-. окиси углерода, что приводит к медленному разрушению углеродной пленки на поверхности сыпучих радиоактивных отходов и потере гидрофобных свойств Кроме того, использование более высоких , .чем , температур невыгодно экономически,

Шролиз нескольких граммов ВК-про Дуктов при 400-600 С заканчиваетс  за 0,5 ч Однако дл  пиролиза больших масс ВК-продуктов в смеси их с

сыпучими радиоактивными отходами, когда необходимо прогреть до одинаковой температуры весь объем смеси, врем  увеличиваетс  до 124 Смеши- вание компонентов, сушку и охлажде- ние смеси производ т на воздухе,

Пример 1.В емкость диаметром 12,5 см внос т при комнатной температуре жидкие ВК-продукты радиоли- за дитолилметана (ДТМ) массой 0,5 кг Затем в эту же емкость внос т 0,33 кг (40%) отработавшего в 1-м контуре атомной станции теплоснабжени  (ATCгранулированного сорбента А-4 (экстру датдиометром 1,5 мм), изготовленного из глины 4-го сло  Дашуковского месторождени  Черкасской области Содержимое нагревают до 180°с, перемешивают и вьщерживают при этой температуре в течение 16 ч. Повышают температуру до 500 С и вьщерживают при этой температуре в течение 2ч, после чего полученный продукт охлаждают в произвольном режиме, добавл ют к нему 0,5 кг (60%) жидких ВК-продуктов ра- диолиза ДТМ, перемешивают до получени  однородной по всему объему массы нагревают до температуры 180°С, выдерживают при этой температуре в течение 16 ч и охлаждают до образовани  твердого монолитного компаунда,

Пример2, В емкость диаметром 12,5 см внос т при комнатной температуре жидкие ВК-продукты радиоли- за ДТМ массой 0.,5 кг. Затем в эту же емкость внос т 0,75 кг (60%) отработавшего в 1-м контуре ACT-1 гранулированного сорбента А-4 (экструдат диаметром 1,5 мм) Содержимое нагревают до 220°С,- перемешивают и выдерживают при этой температуре в течение 12 ч. Повьшгают температуру до и выдерживают при этой те:М

Составитель Е,Захарова Редактор О,Орловска  Техред И.Попович

Заказ 776Тираж 395Подписное

ВНЮШИ Государственного комитета СССР

ПО делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб, д,4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г,Ужгород, ул,Проектна ,4

о

5

0

пературе в течение 2ч, после чего полученный продукт охлаждают в произвольном режиме, добавл ют к нему 0,5 кг (40%) жидких ВК-продуктов радиолиза ДТМ, перемешивают до получени  однородной по объему массы, нагревают до температуры 220 С, выдерживают при этой температуре в течение 12 ч и охлаждают до образовани  твердого монолитного компаунда.

Пример 3, В емкость диаметром 17,5 см внос т при комнатной температуре жидкие ВК-продукты радио-: лиза ДТМ массой 0,5 кг (50%), Затем в эту же емкость внос т 0,5 кг отработавшего в. 1-м контуре АСТ-1 гранулированного сорбента А-4 (экструдат диаметром 1,5 мм), Соде;ржимое нагревают до 220 С, перемешивают и выдерживают при этой температуре в течение 2ч, Повышают температуту до 500 С и вьздерживают при этой темпера- туре в течение 2ч, после чего полученный продукт охлаждают в произвольном режиме, добавл ют к нему 0,5 кг (50%) жидких ВК-продуктов радиолиза ДТМ, перемешивают до получени  однородной по объему массы, нагревают до температуры , вьщерживают при этой температуре в течение 2 ч и охлаждают до образовани  твердого монолитного компаунда

Компаунды, полученные предлагаемым способом, имеют следующие показатели г

Скорость выщелачивани , характер - зующа  его водоустойчивость, 1,1 «10

Температура вспьш1ки 257 С, Температура разм гчени  около , Химическое взаимодействие св зующего с наполнителем не обнаружено.

Корректор М,Пожо

Claims (2)

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ .РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, включающий смешивание радиоактивных сыпучих отходов с органическим связующим, сушку, охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения водоус тойчивости и радиационной безопасности при хранении радиоактивных отходов, в качестве органического связующего используют радиоактивные высококипящие продукты радиолиза органического теплоносителя - замедлителя, которые смешивают с массовой долей от 40 до 60% с радиоактивными сыпу чими отходами, смесь сушат в течение
2. 2-16 ч при температуре 180-220°С, разлагают органическое связующее в смеси пиролитически до углерода в течение 0,5-12 ч' при температуре 400-600°С, охлаждают, после чего образовавшийся продукт снова смешивают с новой порцией органического связующего с массовой долей от 40 до 60%, смесь сушат в течение 2 16 ч при температуре 180-220 С и охлаждают до образования монолитного компаунда.

   ю ю ю ьо со

   1222123-