UA82581C2 - Method for deactivation of liquid radioactive wastes (variants) - Google Patents

Method for deactivation of liquid radioactive wastes (variants) Download PDF

Info

Publication number
UA82581C2
UA82581C2 UAA200607226A UAA200607226A UA82581C2 UA 82581 C2 UA82581 C2 UA 82581C2 UA A200607226 A UAA200607226 A UA A200607226A UA A200607226 A UAA200607226 A UA A200607226A UA 82581 C2 UA82581 C2 UA 82581C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
water
ions
radionuclides
boric acid
sorbent
Prior art date
Application number
UAA200607226A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Алексей Григорьевич Котвицкий
Александр Дмитриевич Подольцев
Максим Викторович Гаченко
Original Assignee
Фос Интернешонал С.А.
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 Фос Интернешонал С.А. filed Critical Фос Интернешонал С.А.
Priority to UAA200607226A priority Critical patent/UA82581C2/en
Priority to PCT/UA2006/000048 priority patent/WO2008002282A1/en
Publication of UA82581C2 publication Critical patent/UA82581C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/12Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/223Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material containing metals, e.g. organo-metallic compounds, coordination complexes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3204Inorganic carriers, supports or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3234Inorganic material layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3234Inorganic material layers
    • B01J20/3236Inorganic material layers containing metal, other than zeolites, e.g. oxides, hydroxides, sulphides or salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3244Non-macromolecular compounds
    • B01J20/3265Non-macromolecular compounds with an organic functional group containing a metal, e.g. a metal affinity ligand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/42Materials comprising a mixture of inorganic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Method for deactivation of liquid radioactive wastes includes two main stages, in particular:(a) sorption of ions of radioactive cesium with Cs-selective sorbent at temperature not higher that point of water boiling during time enough for decrease of concentration of radionuclides of cesium to level lower that LPC.(b) separation of ions of radioactive cobalt and other metals as dispersion deposit of insoluble in water carbonates and / or hydrated oxides of metals of type МеОnНО.Deposit is formed by inclusion to PPV of source of carbonate-ions with simultaneous thermal (at temperature lower than boiling point of water), mechanical and electromagnetic treatment of alkaline mix in through induction heater, in body of which there is installed at least one short-circuit electro-conductive heating element that can vibrate mechanically in varying electromagnetic field.In different variants of implementation of the invention those stages can be performed in different order.For selective extraction of cesium it is desirable to use sorbent on basis of sodium-cobalt gexacyanoferate KCo[Fe(CN)], that is fixed on granulated silica-gel as carrier.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до процесів дезактивації рідких середовищ, що містять радіоактивні ізотопи металів і 2 до складу сорбенту для селективного вилучення цезію.The invention relates to the processes of deactivation of liquid media containing radioactive isotopes of metals and 2 to the composition of the sorbent for the selective extraction of cesium.

Такі процеси і сорбенти можуть бути використані: - для вилучення довготривалих радіоактивних ізотопів цезію, кобальту, стронцію тощо з рідких радіоактивних відходів (далі РРВ), які звичайно виникають як побічні продукти роботи систем охолодження енергетичних (і, у меншій мірі, експериментальних) ядерних реакторів, 70 - для перетворення вилучених ізотопів і інших негорючих токсичних домішок в компактні тверді радіоактивні відходи (далі ТРВ), придатні для надійного поховання, і - для вилучення борної кислоти з кислих РРВ з метою її повторного використання.Such processes and sorbents can be used: - for the extraction of long-lived radioactive isotopes of cesium, cobalt, strontium, etc. from liquid radioactive waste (hereinafter RWW), which usually arise as by-products of the cooling systems of power (and, to a lesser extent, experimental) nuclear reactors , 70 - for the conversion of extracted isotopes and other non-combustible toxic impurities into compact solid radioactive waste (hereafter TRW), suitable for reliable burial, and - for the extraction of boric acid from acidic RWW for the purpose of its reuse.

Типові РРВ експериментальних ядерних реакторів з водяним охолодженням активної зони звичайно містять воду з домішками радіоактивних продуктів розкладу ядерного палива і корозії металевих деталей системи 72 охолодження.Typical RRV of experimental nuclear reactors with water cooling of the core usually contain water with impurities of radioactive products of nuclear fuel decomposition and corrosion of metal parts of the cooling system 72.

Типові РРВ атомних електростанцій (далі АЕС) є водними розчинами борної кислоти з домішками вказаних радіоактивних ізотопів і деяких інших речовин типу хлоридів натрію і калію і сульфатів і/або нітратів залізаTypical RRV of nuclear power plants (hereinafter NPP) are aqueous solutions of boric acid with impurities of the specified radioactive isotopes and some other substances such as sodium and potassium chlorides and iron sulfates and/or nitrates

ІКадіоспетівігу іп МисіІеаг Ромег Кеасіогг (1996) пер//млум пар. едишорепроок/М100156/пїті).ICadiospetivigu ip MysiIeag Romeg Keasiogg (1996) trans//mlum par. edyshoreprook/M100156/piti).

Стосовно РРВ АЕС прийнято розрізняти: - "вихідні (особливо, кислі) РРВ", які періодично відбирають безпосередньо з системи охолодження активної зони довільного атомного реактора, і - "плав", тобто умовно тверді радіоактивні відходи у вигляді суміші кристалічної борної кислоти (НзВОз-пНоО), концентрованих домішок радіоактивних ізотопів і баластних речовин.With regard to nuclear power plant waste, it is customary to distinguish: - "source (especially acidic) waste water", which is periodically taken directly from the cooling system of the active zone of an arbitrary nuclear reactor, and - "melt", that is, conditionally solid radioactive waste in the form of a mixture of crystalline boric acid (НзВОз- pNoO), concentrated impurities of radioactive isotopes and ballast substances.

В США вихідні РРВ використовують, як правило, для змочування цементу і виготовлення бетонних блоків, які с ховають разом з включеними до складу бетону радіоактивними ізотопами. Го)In the United States, RRV weekends are used, as a rule, for wetting cement and making concrete blocks, which are hidden together with the radioactive isotopes included in the concrete. Go)

Проте навіть бетон не є абсолютно надійним вмістищем ТРВ, які отримані, як вказано вище. Тому території, виділені під їх поховання, повинні знаходитися під охороною і систематичним контролем радіаційної обстановки.However, even concrete is not an absolutely reliable container for TRVs, which are obtained as indicated above. Therefore, the territories allocated for their burial must be under protection and systematic control of the radiation situation.

Плав одержують випаровуванням надлишку незв'язаної води з вихідних РРВ.The float is obtained by evaporating the excess of unbound water from the original RRV.

Цей процес застосовують на АЕС, побудованих за радянськими проектами. Наприклад, сольовий плав АЕС, -- 3о оснащених радянськими реакторами типу ВВЕР-1000, за даними інституту "Атомпроект" (Росія) має такий со усереднений склад (з урахуванням основних інгредієнтів): ю борати 400-60Окг/м З (25-3795 мас.) Га іони Мах, Кк 300-400кг/м З (19-2596 мас.)This process is used at nuclear power plants built according to Soviet designs. For example, the brine of nuclear power plants equipped with Soviet reactors of the VVER-1000 type, according to the data of the Atomproekt Institute (Russia), has the following average composition (taking into account the main ingredients): borates 400-60Okg/m Z (25-3795 wt.) Ha ions Mach, Kk 300-400kg/m Z (19-2596 wt.)

Зо ! (ге) іони МОЗ- 280-34Окг/м З (17-2196 мас.) іоннзо42- 50-7Бкг/м З (3,5-595 мас.)Zo! (ge) MOH ions - 280-34Okg/m З (17-2196 wt.) ionnzo42 - 50-7Bkg/m З (3.5-595 wt.)

Іони СІ- 2Б-ЗОкг/м З (1,6-296 мас.) вода кристалізаційна 155-БАБкг/м З (10-3496 мас.) « - с Звичайно такий плав містить радіонукліди 13"Св в концентрації порядку 10 "Бк/кг, Св - порядку 10 "Бк/кг "з і Осо - порядку 107 і більш Бк/кг та аналітично визначні домішки нерадіоактивних іонів Ге", Ге", Мп", Ма?", " Саг» мі25, Суг" у/або деяких інших металів.Ions SI- 2B-ZOkg/m З (1.6-296 wt.) water of crystallization 155-BABkg/m З (10-3496 wt.) « - s Usually, such melt contains radionuclides of 13"Sv in a concentration of the order of 10 "Bk /kg, Sv - of the order of 10 "Bq/kg" with and Oso - of the order of 107 and more Bq/kg and analytically significant impurities of non-radioactive ions He, He", Mp", Ma?", "Sag" mi25, Sug" in /or some other metals.

Готовий плав зберігають в корозійностійких металевих контейнерах, які у принципі придатні для перевезення по залізних або автомобільних дорогах з дотриманням правил радіаційної безпеки. со Проте на багатьох АЕС надмірні запаси плаву сталі джерелом загрози для персоналу і навколишнього т природного середовища. Тому бажано: - по-перше, виключити накопичення свіжого плаву шляхом очищення вихідних РРВ від радіоактивних 1 домішок до рівня нижче ГДК, повернення борної кислоти в системи охолодження ядерних реакторів і поховання со 20 тільки компактних ТРВ і баластних домішок, і - по-друге, розчиняти раніше накопичений плав у воді, а потім очищати і дезактивувати регенеровані таким "а чином РРВ.The finished float is stored in corrosion-resistant metal containers, which in principle are suitable for transportation on railways or roads in compliance with radiation safety rules. However, at many NPPs, excessive liquid reserves have become a source of threat to personnel and the environment. Therefore, it is desirable: - firstly, to exclude the accumulation of fresh water by cleaning the original RRV from radioactive 1 impurities to a level below the MPC, returning boric acid to the cooling systems of nuclear reactors and burying CO 20 only compact TRVs and ballast impurities, and - secondly, dissolve the previously accumulated float in water, and then clean and deactivate the regenerated RRV in this way.

За традицією для очищення вихідних і регенерованих РРВ використовують сорбенти, які після вичерпання сорбційної ємності, як правило, термічно обробляють (зокрема, обпалюють і переплавляють в ТРВ) і піддають 22 похованню. о Найпомітніші успіхи на цьому напрямку досягнуті в розробці іонообмінних сорбентів на основі таких комплексних координаційних сполук, як: ко - гексаціаноферат калію-нікелю, одержуваний (як правило, багатократним) просоченням силікагелю розчинами Мі(МО»з)» і КАБе(СМ)5 (Мітига еї аї. Зеїесіме гетома! севзішт їйїот Підніу сопсепігабгей зоаійт 60 піша пеціга! зоішіопв роїаззішт пісКе! Пехасуапогегтайе(ІІ)-Іоадей взійса деів// Зоїмепі Ехігасіоп апаAccording to tradition, sorbents are used for cleaning the original and regenerated solid waste, which, after the sorption capacity is exhausted, are usually thermally treated (in particular, incinerated and remelted in solid waste) and buried. o The most notable successes in this direction have been achieved in the development of ion-exchange sorbents based on such complex coordination compounds as: potassium-nickel co-hexacyanoferrate, obtained by (as a rule, multiple) impregnation of silica gel with solutions of Mi(MO»z)» and KABe(SM)5 (Mitiga ei ai. Zeyesime getoma! sevzisht iliyot Pidniu sopsepigabgei zoaiit 60 pisha pecsiga! zoishiopv roiazzisht pisKe! Pehasuapogegtae(II)-Ioadei vziysa deiv// Zoimepi Ehigasiop apa

Іоп Ехспапде. Мої. 17; Іввце 2; РВО, Магсі 1999); - гексаціаноферати перехідних металів або гідроксид п'ятивалентної сурми на гранульованих полімерних, зокрема, фенолоформальдегідних, носіях (У. Магрий, А. Віеміс7, В. Вапйо Сотрозйе іоп ехспапдегв:Iop Ekhspapde. My. 17; Ivvce 2; RVO, Magsi 1999); - hexacyanoferrates of transition metals or pentavalent antimony hydroxide on granular polymer, in particular, phenolformaldehyde, carriers (U. Magriy, A. Viemis7, V. Vapyo Sotrozye iop ekspapdegv:

Ргозресіїме писіеаг арріїсайопв// доигпа! Кадіоапа|уїіса! апа Мисіеаг Спетівігу. Мої. 183, Мо. 1, рр.27-32). бо Проте іонообмінні сорбенти такого типу дозволяють виділяти з водних розчинів тільки радіоактивні ізотопи цезію.Rgozresiime pisieag arriisayopv// doigpa! Kadioapa|uiisa! apa Mysieag Spetivig. My. 183, Mo. 1, pp. 27-32). However, ion-exchange sorbents of this type make it possible to isolate only radioactive isotopes of cesium from aqueous solutions.

Тому для дезактивації РРВ АЕС, в яких, як правило, разом присутні ізотопи "Св і 137С8 лужного металу цезію і 99Со разом з іонами інших металів, необхідні складніші процеси і засоби.Therefore, more complex processes and means are required for the deactivation of nuclear power plants, in which, as a rule, isotopes "Sv and 137С8 of the alkali metal cesium and 99Со together with ions of other metals are present together.

Наприклад, відоме концентрування б0Со і 73485 з застосуванням цетилпіридинійхлориду, відділення концентрату флотацією і сорбцію вказаних іонів гексаціанофератом (ІІ) кобальту (І) (М. Аі2, 5.0. ВепеїгFor example, the known concentration of B0Co and 73485 using cetylpyridinium chloride, separation of the concentrate by flotation and sorption of the specified ions with hexacyanoferrate (II) of cobalt (I) (M. Ai2, 5.0. Vepeig

Кетома! 99Сбо апа "Св їот гадіоасіме ргосезв мазі мафег Поїайоп | доцгпа! Рааіоапауіса! апа МисіеагKetoma! 99Sbo apa "St.

Спетівігу. 1995, Мої. 191, Мо.1, рр.53-66).Spitiwig 1995, My. 191, Mo. 1, pp. 53-66).

На жаль, вміст радіонуклідів цезію і кобальту навіть в регенерованих з плаву РРВ настільки малий, що їх 70 сумісне виділення флотацією і подальшою сорбцією зручно лише в лабораторних умовах, а в промисловості бажане їх роздільне вилучення.Unfortunately, the content of radionuclides of cesium and cobalt, even in the recovered from the floating PRW, is so small that their 70 simultaneous separation by flotation and subsequent sorption is convenient only in laboratory conditions, while their separate extraction is desirable in industry.

Природно, що для цього потрібні специфічні засоби.Naturally, this requires specific means.

Так, відомий спосіб дезактивації рідких радіоактивних відходів, який найближчий до пропонованого далі способу (ЗгароЇїсв 520Ке, Субгду Раїгау, І аз2і6 М/еізег ОемеІортепі зеїІесіїме собраїї апа саезіцт гетомаї! їот 72 емарогайг сопсепіга(ез РМУБ. Ракз І Кадіоспітіса Асіа, Мої. 91, 2003 Мое3, рр.229-232). Цей спосіб передбачає: - випаровування води з низькоконцентрованих РРВ до отримання придатних для тривалого зберігання концентрованих розчинів (в яких істотно підвищена концентрація таких радіонуклідів, як Св, 197Св і осо), - вилучення радіоактивного цезію з вказаного концентрованого розчину з використанням Св-селективного сорбенту на основі такого іонообмінного матеріалу, як гексаціаноферат (ІІ) калію-нікелю, - вилучення радіоактивного кобальту з вказаного концентрованого розчину активованим вугіллям, - переробку відпрацьованих сорбентів в компактні ТРВ для поховання.Thus, there is a known method of liquid radioactive waste deactivation, which is closest to the method proposed below (ZgaroYisv 520Ke, Subgdu Raigau, I az2i6 M/eizeg OemeIortepi zeiIesiime sobraii apa saezitst hetomai! iot 72 emarogaig sopsepiga (ez RMUB. Rakz I Kadiospitisa Asia, Moi. 91 , 2003 Moe3, pp. 229-232). This method involves: - evaporation of water from low-concentration RRV to obtain concentrated solutions suitable for long-term storage (in which the concentration of such radionuclides as Sv, 197Sv and oso is significantly increased), - extraction of radioactive cesium from the specified concentrated solution using an SS-selective sorbent based on such an ion-exchange material as potassium-nickel hexacyanoferrate (II), - extraction of radioactive cobalt from the specified concentrated solution with activated carbon, - processing of spent sorbents into compact TRVs for burial.

Технологічна лінія для здійснення описаного способу включає: - щонайменше одне джерело вихідних РРВ (яким звичайно служить буферний збірник рідині, яку відбирають з системи охолодження активної зони ядерного реактора), с 29 - щонайменше одне джерело концентрованих РРВ (яким може служити або безпосередньо випарний апарат, (3 підключений до вказаного збірника вихідних РРВ, або танк для зберігання раніше концентрованих РРВ, на виході якого встановлений апарат з мішалкою для розчинення плаву), - щонайменше один адсорбер, заповнений Сз-селективним сорбентом (який, зокрема, підключений до джерела концентрованих РРВ), -- - щонайменше один апарат для виділення радіоактивного кобальту й інших іонів металів (а саме, адсорбер, с заповнений активованим вугіллям), який підключений до адсорбера, що заповнений Свз-селективним сорбентом, - засоби перекачування вихідних і концентрованих РРВ і текучих проміжних і побічних продуктів їх очищення і юю - засоби переробки відпрацьованих сорбентів в компактні ТРВ для поховання. счThe technological line for the implementation of the described method includes: - at least one source of initial RRV (which usually serves as a buffer collector for the liquid that is taken from the cooling system of the active zone of a nuclear reactor), c 29 - at least one source of concentrated RRV (which can be served either directly by the evaporation apparatus, (3 is connected to the indicated collector of source RRV, or a tank for storing previously concentrated RRV, at the outlet of which an apparatus with a stirrer for dissolving the melt is installed), - at least one adsorber filled with C3-selective sorbent (which, in particular, is connected to the source of concentrated RRV) , -- - at least one device for the isolation of radioactive cobalt and other metal ions (namely, an adsorber filled with activated carbon), which is connected to an adsorber filled with a Cvz-selective sorbent, - means of pumping initial and concentrated RRV and liquid intermediate and by-products of their cleaning and yuyu - means of processing spent sorbents into compact ones TRV for burial. high school

Проте цей процес і відомі засоби для його здійснення вкрай не економічний через витрати тепла наHowever, this process and the known means for its implementation are extremely uneconomical due to heat consumption

Зо випаровування води при підготовці вихідних РРВ до дезактивації. Мало того, описаний процес не забезпечує со ефективне очищення навіть концентрованих РРВ, отриманих розчиненням плаву, бо сорбційна ємність гексаціаноферату калію-нікелю залежить від присутності в рідкому середовищі таких іонів металів, як Ее 7,From the evaporation of water during the preparation of the outgoing RRV for decontamination. Not only that, the described process does not provide efficient cleaning of even concentrated RRVs obtained by dissolution of melt, because the sorption capacity of potassium-nickel hexacyanoferrate depends on the presence in the liquid medium of such metal ions as Ee 7,

БеЗя, Мп2", Ма", Са?", Со", Мі2", Суи?", а активоване вугілля у принципі не селективне як сорбент. Спроби «5 20 ослабити негативний вплив вказаних іонів на сорбцію іонів цезію введенням в РРВ таких комплексоутворювачів, З7З як цитрат-іони, оксалат-іони і ЕДТА, помітно ускладнює процес. І, нарешті, відомий процес не передбачає с виділення борної кислоти як цінного побічного продукту. :з» В основу винаходу покладена задача зміною засобів, умов і порядку виділення довготривалих радіоактивних ізотопів з низькоконцентрованих водних розчинів створити такий спосіб і такий сорбент, які забезпечували б ефективну дезактивацію як вихідних РРВ, так і кислих РРВ, отриманих розчиненням плаву. со Ця задача в першому варіанті вирішена тим, що спосіб дезактивації РРВ передбачає: - відбір порції вихідних РРВ для дезактивації, іо) - введення у відібрану порцію вихідних РРВ джерела карбонат-іонів до досягнення лужної реакції, одночасну термічну, механічну і електромагнітну обробку суміші в індукційному нагрівачі, в корпусі якого й 50 встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно (се) вібрувати в змінному електромагнітному полі, ще - відділення радіонукліда кобальту і інших металевих домішок у вигляді дисперсного осаду нерозчинних у воді карбонатів і/або гідратованих оксидів металів типу МеуОу пНос, що випав в результаті вказаної обробки, - введення маткового розчину, що залишився після відділення вказаного осаду, в контакт з Св-селективним сорбентом на час, достатній для зниження концентрації радіонуклідів цезію до рівня нижче ГДК, - переробку відпрацьованого сорбенту і вказаного вище осаду МехОу пН2оО в компактні ТРВ для подальшого (Ф. поховання. з Поєднання таких процесів, як формування дисперсного осаду радіоактивного кобальту і інших металів в індукційному нагрівачі при температурі нижче за точку кипіння води при обробці довільних РРВ і сорбція бор радіоактивних ізотопів лужного металу цезію, дозволяє, як буде показане далі в прикладах: - по-перше, надійно знижувати вміст радіонуклідів в РРВ до рівнів нижче ГДК і, - по-друге, практично виключити заростання внутрішніх поверхонь апаратів радіоактивними осадами.BeZya, Mp2", Ma", Sa?", So", Mi2", Suy?", and activated carbon is in principle not selective as a sorbent. Attempts to weaken the negative influence of these ions on the sorption of cesium ions by introducing complexing agents such as citrate ions, oxalate ions, and EDTA into the RRV significantly complicate the process. And, finally, the known process does not involve the release of boric acid as a valuable by-product. :z" The invention is based on the task of changing the means, conditions and order of isolation of long-lived radioactive isotopes from low-concentration aqueous solutions to create such a method and such a sorbent that would ensure effective deactivation of both the original RRV and acidic RRV obtained by dissolving the melt. This problem in the first version is solved by the fact that the method of decontamination of RRV involves: - selection of a portion of the initial RRV for deactivation, io) - introduction of a source of carbonate ions into the selected portion of the initial RRV until an alkaline reaction is reached, simultaneous thermal, mechanical and electromagnetic treatment of the mixture in induction heater, in the body of which at least one short-circuited electrically conductive heating element is installed, capable of mechanically (se) vibrating in an alternating electromagnetic field, also - the separation of cobalt radionuclide and other metal impurities in the form of a dispersed precipitate of water-insoluble carbonates and/or hydrated metal oxides of the MeuOu pNos type, which fell out as a result of the specified processing, - introduction of the mother liquor remaining after the separation of the specified sediment into contact with the S-selective sorbent for a time sufficient to reduce the concentration of cesium radionuclides to a level below the MPC, - processing of the spent sorbent and the specified above MechOu pH2oO sediment in compact TRVs for p further (F. burial. The combination of such processes as the formation of a dispersed deposit of radioactive cobalt and other metals in an induction heater at a temperature below the boiling point of water during the treatment of arbitrary RRV and boron sorption of radioactive isotopes of the alkali metal cesium allows, as will be shown later in the examples: - first , to reliably reduce the content of radionuclides in RRV to levels below the MPC and, secondly, to practically exclude the overgrowth of the internal surfaces of the devices with radioactive sediments.

Поставлена задача вирішена також тим, що другий варіант способу дезактивації РРВ передбачає: - відбір порції кислих вихідних РРВ АЕС, що містять борну кислоту, продукти корозії системи охолодження б5 енергетичного ядерного реактора і щонайменше такі радіонукліди, як "З/Св, 134Св і б0Со, - введення відібраної порції РРВ у контакт з Св-селективним сорбентом при температурі не більш б02С на час, достатній для зниження концентрації радіонуклідів цезію до рівня нижче ГДК, - введення джерела карбонат-іонів в практично очищені від радіонуклідів. 7378 і 1348 рідкі радіоактивні відходи до досягнення лужної реакції, - одночасну термічну, механічну і електромагнітну обробку суміші в індукційному нагрівачі, в корпусі якого встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі відділення радіонукліда кобальту і інших металевих домішок у вигляді дисперсного осаду нерозчинних у воді карбонатів і/або гідратованих оксидів металів типуThe task is also solved by the fact that the second variant of the method of decontamination of nuclear reactors involves: - selection of a portion of acidic source nuclear reactors containing boric acid, corrosion products of the B5 cooling system of a power nuclear reactor and at least such radionuclides as "Z/Sv, 134Sv and б0Со, - introduction of a selected portion of RRV into contact with a Сv-selective sorbent at a temperature of no more than б02С for a time sufficient to reduce the concentration of cesium radionuclides to a level below the MPC, - introduction of a source of carbonate ions into practically cleaned of radionuclides. 7378 and 1348 liquid radioactive waste to achieving an alkaline reaction, - simultaneous thermal, mechanical and electromagnetic treatment of the mixture in an induction heater, in the body of which at least one short-circuited conductive heating element is installed, capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field, separating cobalt radionuclide and other metal impurities in the form of a dispersed precipitate of water-insoluble carbonates and/or hydrated of metal oxides of the type

МехОу пн2о, що випав в результаті вказаної обробки, - часткове упарювання практично дезактивованого маткового розчину до отримання концентрованого розчину борної кислоти з домішками мінеральних солей, - охолодження вказаного розчину до випадання осаду борної кислоти, - відділення практично дезактивованого осаду борної кислоти для подальшої утилізації, - випаровування маткового розчину під вакуумом до отримання практично дезактивованої сухої суміші солей і - переробку відпрацьованого сорбенту і вказаного вище осаду МехОу пНоО в компактні ТРВ для подальшого поховання.MechOu pn2o, which fell out as a result of the indicated treatment, - partial evaporation of the practically deactivated mother liquor to obtain a concentrated solution of boric acid with impurities of mineral salts, - cooling of the indicated solution until the precipitate of boric acid precipitates, - separation of the practically deactivated precipitate of boric acid for further utilization, - evaporation of the mother liquor under vacuum to obtain an almost deactivated dry mixture of salts and - processing of the spent sorbent and the above-mentioned sediment of MechOu pNoO in compact TRVs for further burial.

Це дозволяє істотно скоротити витрати енергії на дезактивацію РРВ і отримати практично дезактивовану борну кислоту як цінний побічний продукт.This makes it possible to significantly reduce energy costs for the decontamination of RRV and to obtain practically deactivated boric acid as a valuable by-product.

Поставлена задача вирішена також тим, що третій варіант способу дезактивації РРВ передбачає: - відбір порції плаву, - регенерацію рідких радіоактивних відходів розчиненням відібраної порції плаву в підкисленій воді в режимі циркуляції через проточний індукційний нагрівач, що підтримує температуру нижче за точку кипіння води, - охолодження отриманого розчину до випадання осаду борної кислоти, що практично очищений від радіонукліда 9Со і містить домішку радіонуклідів 737Св і 134Св, з. - відділення осаду борної кислоти, його відмивання від зазначених домішок в замкнутому контурі з ге) осадженням радіонуклідів 137Св і 1345 на Свз-селективному сорбенті і сушка відмитого осаду до постійної маси, - введення джерела карбонат-іонів в надосадкову рідину, що залишилася після відділення осаду борної кислоти, до досягнення лужної реакції, - одночасну термічну, механічну і електромагнітну обробку суміші в індукційному нагрівані, в корпусі (87 якого встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний с механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі, - відділення радіонукліда кобальту і інших металевих домішок у вигляді дисперсного осаду нерозчинних у юю воді карбонатів і/або гідратованих оксидів металів типу МеуОу пН.О, що випав в результаті вказаної обробки, с - щонайменше двократне розбавлення маткового розчину, що залишився після відділення вказаного осаду, - введення отриманого розбавленого розчину в контакт з Св-селективним сорбентом при температурі нижче со за точку кипіння води на час, достатній для зниження кількості радіонуклідів цезію до рівня нижче гранично допустимої концентрації, - випаровування очищеного від радіонуклідів цезію розчину під вакуумом до отримання практично « дезактивованої сухої суміші солей і З с 70 - переробку відпрацьованого сорбенту і вказаного вище осаду МехОу пНоО в компактні тверді радіоактивні відходи для подальшого поховання. :з» Це дозволяє ефективно переробляти запаси плаву в компактні придатні для надійного поховання ТРВ, а очищену воду повертати в технологічний цикл. 415 Перша додаткова відмінність для цього варіанту способу полягає в тому, що воду, отриману випаровуванням со дезактивованого розчину солей, використовують для розчинення наступних порцій плаву, або для розбавлення фільтрату. Це зменшує потребу в свіжій воді при масовій дезактивації РРВ. іо) Наступна додаткова відмінність полягає в тому, що очищений від радіонуклідів цезію розчин перед випаровуванням під вакуумом прогрівають протягом не менше двох годин при температурі нижче за точку й 50 кипіння води в індукційному нагрівачі, в корпусі якого встановлений щонайменше один короткозамкнений (се) електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі. Це ще дозволяє перевести в нерозчинну у воді форму залишки іонів заліза, алюмінію й інших металів, які є продуктами корозії систем охолодження енергетичних ядерних реакторів.The task is also solved by the fact that the third variant of the method of decontamination of RRV provides for: - selection of a portion of melt, - regeneration of liquid radioactive waste by dissolving the selected portion of melt in acidified water in circulation mode through a flow induction heater that maintains a temperature below the boiling point of water, - cooling of the obtained solution until the precipitation of boric acid, which is practically purified from radionuclide 9Co and contains an admixture of radionuclides 737Sv and 134Sv, with. - separation of the boric acid precipitate, its washing from the specified impurities in a closed loop with ge) deposition of radionuclides 137Cv and 1345 on a Cvz-selective sorbent and drying of the washed precipitate to a constant mass, - introduction of a source of carbonate ions into the supernatant liquid remaining after the separation of the precipitate boric acid, until the alkaline reaction is reached, - simultaneous thermal, mechanical and electromagnetic treatment of the mixture in induction heating, in the case (87 of which at least one short-circuited electrically conductive heating element capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field is installed, - separation of cobalt radionuclide and other metal impurity in the form of a dispersed precipitate of carbonates and/or hydrated metal oxides insoluble in hot water of the MeuOu pH.O type, which fell out as a result of the specified treatment, c - at least a two-fold dilution of the mother liquor remaining after the separation of the specified precipitate, - introduction of the obtained diluted solution into contact with St. selective so rbent at a temperature lower than the boiling point of water for a time sufficient to reduce the number of cesium radionuclides to a level below the maximum permissible concentration, - evaporation of a solution purified from cesium radionuclides under vacuum to obtain an almost "deactivated dry mixture of salts and Z c 70 - processing of the spent sorbent and the above-mentioned MechOu pNoO sediment into compact solid radioactive waste for further burial. :z» This allows for efficient processing of floating reserves into compact solid waste suitable for reliable burial, and purified water to be returned to the technological cycle. 415 The first additional difference for this version of the method is that the water obtained by evaporation of the deactivated salt solution is used to dissolve the following portions of the melt, or to dilute the filtrate. This reduces the need for fresh water during mass decontamination of RRV. io) The next additional difference is that the solution purified from cesium radionuclides, before evaporation under vacuum, is heated for at least two hours at a temperature below the boiling point of water in an induction heater, in the body of which at least one short-circuited (se) conductive heating element is installed an element capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field. This also makes it possible to transform the remains of iron, aluminum and other metal ions, which are corrosion products of the cooling systems of power nuclear reactors, into a water-insoluble form.

Додаткова відмінність для кожного з описаних варіантів процесу дезактивації РРВ полягає в тому, що св Джерело карбонат-іонів вибрано з групи, що складається з гідрокарбонату натрію, карбонату натрію, гідрокарбонату літію, карбонату літію і карбонату калію. Це дозволяє використовувати різні доступні засобиAn additional difference for each of the described variants of the RRV deactivation process is that the source of carbonate ions is selected from the group consisting of sodium bicarbonate, sodium carbonate, lithium bicarbonate, lithium carbonate and potassium carbonate. This allows you to use various available tools

ГФ) насичення РРВ карбонат-іонами. т І, нарешті, задача вирішена тим, що сорбентом для селективного вилучення цезію служить іонообмінний матеріал на основі гексаціаноферату калію-кобальту КоСо|Бе(СМ)5|, який закріплений на носії у вигляді бор гранульованого силікагелю.HF) saturation of RRV with carbonate ions. And, finally, the problem is solved by the fact that the sorbent for selective extraction of cesium serves as an ion-exchange material based on potassium-cobalt hexacyanoferrate KoCo|Be(СМ)5|, which is fixed on a carrier in the form of boron granulated silica gel.

Такий сорбент має високу сорбційну ємність, яка практично не залежить від присутності в РРВ іонів кобальту й інших металів.Such a sorbent has a high sorption capacity, which practically does not depend on the presence of cobalt ions and other metals in the PRV.

Додаткова відмінність полягає в тому, що вказаний іонообмінний матеріал і вказаний носій узятий в наступному співвідношенні (в 9о по масі): бо гексаціаноферат калію-кобальту 20-40 гранульований силікагель 60-80An additional difference is that the indicated ion-exchange material and the indicated carrier are taken in the following ratio (in 9% by mass): for potassium-cobalt hexacyanoferrate 20-40 granular silica gel 60-80

Цей сорбент зручно одержувати описаним далі способом.It is convenient to obtain this sorbent by the method described below.

Фахівцю зрозуміло, що при виборі конкретних втілень винаходу можливі довільні комбінації вказаних 9 додаткових відмінностей з основним винахідницьким задумом і що описані нижче переважні приклади його втілення жодним чином не обмежують обсяг прав.It is clear to a specialist that when choosing specific embodiments of the invention, arbitrary combinations of the specified 9 additional differences with the main inventive concept are possible and that the preferred examples of its embodiment described below do not limit the scope of rights in any way.

Далі суть винаходу пояснюється докладним описом: - способу виготовлення і складу Сз-селективного сорбенту (далі ФЦ-М) - способу дезактивації РРВ в загальному вигляді з коротким описом апаратури і прикладами здійснення то способу дезактивації РРВ, які розрізняються за походженням і хімічним складом.Next, the essence of the invention is explained by a detailed description of: - the method of manufacturing and the composition of the C3-selective sorbent (hereinafter FC-M) - the general method of decontamination of RRV with a brief description of the equipment and examples of implementation of the method of RRV deactivation, which differ in origin and chemical composition.

Виготовлення іонообмінного Сз-селективного сорбенту ФЦ-М.Production of ion-exchange C3-selective sorbent FC-M.

Для виготовлення сорбенту в лабораторних умовах були використані: а) такі реактиви, як: 75 - крупно гранульований силікагель - шестиводний хлорид кобальту СоСі»бНо0 густиною 1,92г/см" жовта кров'яна сіль К ДЕе(СМ)в| густиною 1,85г/см З - З9о водний розчин аміаку МН» і - О.1М розчин азотної кислоти НМО»; і б) такий посуд, як стакани "ВОМЕХ ємністю" 5,Ол і 0,2л.To manufacture the sorbent in laboratory conditions, the following reagents were used: a) reagents such as: 75 - coarsely granulated silica gel - cobalt hexahydrate CoSi»bNo0 with a density of 1.92 g/cm" yellow blood salt K DEe(SM)v| with a density of 1, 85g/cm C - C9o aqueous solution of ammonia MH" and - O.1M solution of nitric acid NMO"; and b) dishes such as "VOMEH" glasses with a capacity of 5.00 ml and 0.2 l.

В стакан ємністю 5,0л вносили гранули силікагелю до рівня близько 2,5л, заливали їх 395 розчином аміаку до рівня, який приблизно на 1см перевищував рівень твердої фази, і витримували суміш під кришкою протягом однієї години. Потім розчин аміаку зливали, а гранули відмивали дистильованою водою до зникнення запаху аміаку. До вологих гранул при інтенсивному перемішуванні додали З38Ог хлориду кобальту. Після його с рівномірного розподілу по всьому об'єму суміш витримували протягом 24 годин, відмивали від залишку хлориду кобальту, що не прореагував, і невеликими порціями при інтенсивному перемішуванні вносили 370г жовтій о кров'яній солі. Суміш витримували протягом 24 годин, відмивали від залишку жовтої кров'яної солі, що не прореагував, заливали гранули О0,1М розчином азотної кислоти, витримували ЗО хвилин і відмивали їх дистильованою водою. - зо Продукт сушили на фільтрувальному папері при кімнатній температурі на повітрі.In a glass with a capacity of 5.0 liters, silica gel granules were introduced to a level of about 2.5 liters, they were poured with 395% ammonia solution to a level that exceeded the level of the solid phase by about 1 cm, and the mixture was kept covered for one hour. Then the ammonia solution was drained, and the granules were washed with distilled water until the smell of ammonia disappeared. 38Og of cobalt chloride was added to the wet granules with intensive mixing. After its uniform distribution over the entire volume, the mixture was kept for 24 hours, washed from the remaining unreacted cobalt chloride, and 370 g of yellow blood salt was added in small portions with intensive stirring. The mixture was kept for 24 hours, washed from the remaining unreacted yellow blood salt, the granules were poured with a 0.1M solution of nitric acid, kept for 30 minutes and washed with distilled water. - z The product was dried on filter paper at room temperature in air.

Отримані таким чином окремі лабораторні партії сорбенту ФЦ-М відповідали даним, наведеним в таблиці 1. (ге)Separate laboratory batches of FC-M sorbent obtained in this way corresponded to the data given in Table 1. (ge)

Таблиця 1 оTable 1 o

Допустимий склад іонообмінного Св-селективного сорбенту ФЦ-М сч з соAdmissible composition of the ion-exchange С-selective sorbent FC-М сч with со

Незалежно від конкретного складу окремих партій сорбент ФЦ-М, призначений для селективного вилучення « с 40 |онів Св" з розбавлених розчинів, має такі показники: - п розмір гранул основної фракції 0,1-0,5 ,» ммексплуатаційний діапазон рН 1-12 допустима домішка фонових іонів до 200г/л (сумарно Масі«Ккеї) максимально допустима температура експлуатації 15026 со з Сорбент ФЦ-М рекомендується зберігати в герметичній тарі (наприклад, в поліетиленових мішках) при температурі 18-2596. 1 Для експериментів по очищенню вихідних і регенерованих РРВ від іонів радіоактивних ізотопів Се" сорбенти со 20 різних партій змішували і одержували продукт з усередненою теоретичною обмінною ємністю не нижче 1,7г-екв/г (по іонах К"). -ь В загальному вигляді спосіб дезактивації РРВ передбачає дві основні стадії виділення радіонуклідів, а саме: (а) сорбцію іонів цезію Свз-селективним сорбентом при температурі не вище за точку кипіння води протягом часу, достатнього для зниження концентрації радіонуклідів цезію до рівня нижче ГДК і 59 (б) виділення іонів радіоактивного кобальту й інших металів у вигляді дисперсного осаду нерозчинних уRegardless of the specific composition of individual batches, the FC-M sorbent, intended for the selective extraction of "c 40 |ons of Sv" from diluted solutions, has the following parameters: - n size of the granules of the main fraction 0.1-0.5,» mmoperating range pH 1- 12 admissible admixture of background ions up to 200 g/l (total of Masi'Kkeyi) maximum permissible operating temperature 15026 so with Sorbent FC-M it is recommended to store it in a sealed container (for example, in polyethylene bags) at a temperature of 18-2596. 1 For experiments on weekend cleaning and regenerated PPV from the ions of radioactive Ce isotopes, sorbents from 20 different batches were mixed and a product with an averaged theoretical exchange capacity of not less than 1.7 g-equiv/g (by K ions) was obtained. In general, the method of PPV deactivation involves two main stages of radionuclide release, namely: (a) sorption of cesium ions by a Cvz-selective sorbent at a temperature not higher than the boiling point of water for a time sufficient to reduce the concentration of cesium radionuclides to level below the MPC and 59 (b) release of ions of radioactive cobalt and other metals in the form of a dispersed precipitate insoluble in

ГФ) воді карбонатів і/або гідратованих оксидів металів типа МехОу пН2оО, який формують: - введенням в РРВ джерела карбонат-іонів і дні - одночасною термічною, механічною (при температурі нижче температури кипіння води) і електромагнітною во обробкою лужної суміші в індукційному нагрівачі в корпусі якого встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі.HF) in water of carbonates and/or hydrated metal oxides of the MechOu pH2oO type, which are formed: - by introducing a source of carbonate ions into the RRV and bottom - by simultaneous thermal, mechanical (at a temperature below the boiling point of water) and electromagnetic processing of the alkaline mixture in an induction heater in the body of which is equipped with at least one short-circuited electrically conductive heating element capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field.

В різних варіантах здійснення винаходу ці стадії можуть бути виконані в прямому (тобто так, як вказано вище) або в зворотному порядку.In various embodiments of the invention, these stages can be performed in a direct (that is, as indicated above) or in reverse order.

Природно, що кожна порція відпрацьованого сорбенту ще до вичерпання сорбційної ємності повинна бути б5 виведена з процесу і перероблена (звичайно нагрівом до температури не нижче 20022) в компактні тверді радіоактивні відходи.It is natural that each portion of spent sorbent should be removed from the process and processed (usually by heating to a temperature not lower than 20022) into compact solid radioactive waste even before the sorption capacity is exhausted.

Аналогічно поступають зі згаданим вище осадом карбонатів і/або гідратованих оксидів металів після його відділення від маткового розчину.The above-mentioned precipitate of carbonates and/or hydrated metal oxides is treated similarly after its separation from the mother liquor.

Для екстракції радіоіїзотопів цезію у всіх варіантах здійснення винаходу переважно використовувати описаний вище сорбент ФЦ-М.For the extraction of cesium radioisotopes in all variants of the invention, it is preferable to use the above-described FC-M sorbent.

Джерело карбонат-іонів звичайно вибрано з групи, що складається з гідрокарбонату натрію, карбонату натрію, гідрокарбонату літію, карбонату літію і карбонату калію. З них більш бажані карбонат натрію (з погляду доступності на ринку) і карбонат літію (з погляду зниження перешкод для сорбції радіонуклідів цезію). 70 Для нагріву РРВ і інших плинних середовищ на будь-яких стадіях процесу повинні бути використані переважно проточні індукційні нагрівачі згідно з попереднім винаходом, який відомий з Міжнародної публікаціїThe source of carbonate ions is usually selected from the group consisting of sodium bicarbonate, sodium carbonate, lithium bicarbonate, lithium carbonate, and potassium carbonate. Among them, sodium carbonate (from the point of view of availability on the market) and lithium carbonate (from the point of view of reducing obstacles to the sorption of cesium radionuclides) are more desirable. 70 For heating RRV and other liquid media at any stages of the process, flow induction heaters should be used mainly according to the previous invention, which is known from the International publication

МО 2006/006946 А1 від 19 січня 2006 Міжнародної заявки РСТ/ОА2004/000068 і з патенту України Мо75778.MO 2006/006946 A1 dated January 19, 2006 of the international application PCT/OA2004/000068 and from the patent of Ukraine Mo75778.

Кожний такий нагрівач має щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі.Each such heater has at least one short-circuited conductive heating element capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field.

Відповідно, при одночасній термічній, механічній і електромагнітній обробці суспензій усередині будь-якого такого індукційного нагрівача практично виключено заростання його поверхонь осадами солей.Accordingly, with simultaneous thermal, mechanical and electromagnetic treatment of suspensions inside any such induction heater, it is practically impossible to overgrow its surfaces with salt deposits.

Для відділення дисперсного осаду типу Ме хОу'пНоО можуть бути використані доступні на ринку швидкісні центрифуги, а переважно - фільтри з періодичним скиданням осаду (наприклад, під дією ультразвуку).High-speed centrifuges available on the market can be used to separate dispersed sediment of the MexOu'pNoO type, and preferably - filters with periodic reset of the sediment (for example, under the influence of ultrasound).

Для отримання, накопичення і поховання ТРВ доцільно використовувати контейнери-випарники, які виготовлені з шарів неіржавіючої сталі і збідненого урану, що чергуються, і здатні зберігати механічну міцність і форму при багатократному нагріві зовнішньої оболонки до температури більше 25096.For receiving, accumulating and burying RW, it is advisable to use vaporizer containers, which are made of alternating layers of stainless steel and depleted uranium, and are able to maintain mechanical strength and shape when the outer shell is repeatedly heated to a temperature of more than 25096.

Кожний такий контейнер розрахований на накопичення і поховання 20кг ТРО. 1. Приклад дезактивації РРВ експериментального ядерного реактора.Each such container is designed for the accumulation and burial of 20 kg of solid waste. 1. An example of decontamination of an experimental nuclear reactor.

Для очищення рідких радіоактивних відходів експериментального ядерного реактора ВВР-М (Інститут се ядерних досліджень, Україна) була зібрана експериментальна установка, що включала: - збірник РРВ ємністю 180л; і9) - проточний індукційний нагрівач, в корпусі якого встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі; - швидкісну центрифугу на 17 ООбоб/хв.; ч-: - бак-накопичувач ємністю ЗООл; - дві сорбційні колонки ємністю Ол кожна, заповнені сорбентом ФЦ-М; со - проміжний збірник очищеної води ємністю 7Ол. ююTo clean up liquid radioactive waste of the VVR-M experimental nuclear reactor (Institute of Nuclear Research, Ukraine), an experimental installation was assembled, which included: - a 180-liter waste collector; i9) - a flow induction heater, in the case of which at least one short-circuited electrically conductive heating element is installed, capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field; - high-speed centrifuge at 17 OObob/min.; h-: - storage tank with a capacity of ZOOl; - two sorption columns with a capacity of Ol each, filled with FC-M sorbent; so - an intermediate collector of purified water with a capacity of 7Ol. i am

Вихідні РРВ мали рН менше 5, містили (в окремих порціях) 30-4Омг/л іонів заліза і 30-4Омг/л іонів алюмінію і, за даними гамма-спектроскопічного аналізу, були забруднені (в середньому) радіонуклідами Со в см концентрації 2,03-107г/л (8,5.10ЗБк/л) і 137Св в концентрації 5.59-10Уг/л (1,8-109Бк/л). сThe initial RRV had a pH of less than 5, contained (in individual portions) 30-4Omg/l of iron ions and 30-4Omg/l of aluminum ions and, according to gamma spectroscopic analysis, were contaminated (on average) with radionuclides of Co in a cm concentration of 2, 03-107g/l (8.5.10ZBq/l) and 137Sv in a concentration of 5.59-10Ug/l (1.8-109Bq/l). with

Після кожного чергового заповнення збірника РРВ до рівня 150л в нього вносили при перемішуванні гідрокарбонат натрію або карбонат натрію до досягнення рН більше 8 (але не більше 11).After each successive filling of the RRV collection to the level of 150 l, sodium hydrogen carbonate or sodium carbonate was introduced into it with stirring until the pH was greater than 8 (but not more than 11).

Отриману суміш прокачували в режимі циркуляції з витратою приблизно 2л/мін через індукційний нагрівач « при температурі в інтервалі від 46 до 6б092С до появи тонкодисперсних пластівців карбонатів і гідратованих оксидів б0Сбо, заліза і алюмінію. Ці пластівці виникали внаслідок одночасної термічної, механічної і т с електромагнітної обробки суміші і не відкладалися на внутрішніх поверхнях індукційного нагрівача.The resulting mixture was pumped in the circulation mode with a flow rate of approximately 2 l/min through an induction heater at a temperature in the range from 46 to 6092C until the appearance of finely dispersed flakes of carbonates and hydrated oxides of boron, iron and aluminum. These flakes arose as a result of simultaneous thermal, mechanical, and electromagnetic treatment of the mixture and were not deposited on the inner surfaces of the induction heater.

Із» Далі суспензію подавали в центрифугу, в якій відділяли тверду фазу, що містить концентрований радіонуклід осо, залізо і алюміній. Накопичений радіоактивний осад витягли і після вакуумної сушки передали на поховання. со що Теплий матковий розчин зливали у вказаний бак-накопичувач ємністю ЗбОл і звідти поступово прокачували через вказані сорбційні колонки, заповнені сорбентом ФЦ-М для поглинання радіонукліда 137Св., ко Очищену воду зливали у вказаний проміжний збірник ємністю 7Ол, звідки відбирали проби для визначення сл залишкового вмісту радіонуклідів методом гамма-спектроскопії. При позитивних результатах воду зливали в 50 каналізацію без розбавлення, оскільки залишкова активність бо складала не більше 2,39Бк/л, а "З'Св - не со більше 4,67Бк/л. щкч Описаний спосіб був використаний для очищення від Со і З'Св 1050л РРВ. 2. Приклади дезактивації РРВ, що містять борну кислоту.From" Next, the suspension was fed into a centrifuge, in which the solid phase containing the concentrated radionuclide os, iron and aluminum was separated. The accumulated radioactive sediment was removed and, after vacuum drying, sent for burial. so that the Warm mother liquor was poured into the indicated storage tank with a capacity of ZbOl and from there it was gradually pumped through the indicated sorption columns filled with FC-M sorbent for absorption of the radionuclide 137Sv. to Purified water was poured into the indicated intermediate collector with a capacity of 7Ol, from where samples were taken for determination of sl residual content of radionuclides by gamma spectroscopy. With positive results, the water was poured into the 50 sewer without dilution, since the residual activity was no more than 2.39 Bq/l, and "Z'Sv" was no more than 4.67 Bq/l. shkch The described method was used for cleaning from Co and 1050 liters of PPE 2. Examples of decontamination of PPE containing boric acid.

Приклад 2.1. Дезактивація вихідних РРВ АЕС, що містять радіонукліди і борну кислоту в кількості не менше 5Б г/л.Example 2.1. Deactivation of the initial nuclear power plants containing radionuclides and boric acid in an amount of at least 5B g/l.

Для дезактивації узяли 1,75мМ З кислих вихідних РРВ АЕС, які мали рН близько 5 і містили 27г/л борної іФ) кислоти, 42,Зг/л іонів натрію, 10,1г/л іонів калію, 0О,Ог/л іонів хлору, 17,50г/л сульфат-іонів, 34,8г/л ко нітрат-іонів і 1,1г/л карбонат-іонів. За даними гамма-спектрометричного аналізу в розчині були присутні такі радіонукліди, як 737Св на рівні 1,2:109Бк/л, 734Св - 2,02.10"Бк/л і Со - 4,56-.109Бк/л. бо Дезактивацію провели у вказаній нижче апаратурі.For deactivation, 1.75mM of the acidic initial RRV of the NPP was taken, which had a pH of about 5 and contained 27g/l of boric acid, 42.3g/l of sodium ions, 10.1g/l of potassium ions, and 0Og/l of chlorine ions. , 17.50g/l of sulfate ions, 34.8g/l of nitrate ions and 1.1g/l of carbonate ions. According to gamma spectrometric analysis, such radionuclides were present in the solution as 737Sv at the level of 1.2:109Bq/l, 734Sv - 2.02.10"Bq/l and Co - 4.56-.109Bq/l. Because deactivation was carried out in the equipment listed below.

На першому етапі відібрану порцію РРВ протягом 9Охв. однократно пропустили з витратою близько 2О0л/хв. через шість нагрітих до температури не більш 609С сорбційних колонок, що містили сумарно 9бкгAt the first stage, a portion of RRV was selected within 9 hours. once passed with a consumption of about 2O0l/min. through six sorption columns heated to a temperature of no more than 609C, containing a total of 9bkg

Св-селективного сорбенту ФЦ-М. На виході з колонок частково дезактивовані РРВ містили 4,ОБк/л 137Св8, менше вв О,6бБк/л. 134Св і 4,2.106Бк/л Со, З урахуванням сорбційної ємності сорбенту ФЦ-М встановлено, що вказані 9бкг достатні для дезактивації З000м РРВ.St-selective sorbent FC-M. At the exit from the columns, partially deactivated RRV contained 4.OBq/l of 137Sv8, less than 0.6bBq/l. 134Sv and 4.2.106Bq/l of CO. Taking into account the sorption capacity of the FC-M sorbent, it was established that the indicated 9bkg are sufficient for the deactivation of 3000m of RRV.

Практично очищений від радіонуклідів цезію розчин, в якому залишилися борна кислота і вказані вище катіони і аніони, перекачали в бак-змішувач ємністю 2,Б5м3.The solution practically purified from cesium radionuclides, in which boric acid and the above-mentioned cations and anions remained, was pumped into a mixing tank with a capacity of 2.B5m3.

В цей бак-змішувач при інтенсивному перемішуванні протягом 12хв. внесли бкг кальцинованої соди (Ма»СоОз).Into this mixing tank with intensive stirring for 12 minutes. bkg of soda ash (Ma»SoOz) were introduced.

Лужний розчин, що мав рН 59, прокачували Через проточний індукційний нагрівач, оснащений короткозамкненими електропровідними нагрівальними елементами, які здатні механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі, протягом 5Охв. в режимі циркуляції з витратою приблизно 15л/хв. при температурі не вище 602С. Таким чином всі компоненти розчину пройшли сумісну термічну, механічну і електромагнітну обробку в змінному електромагнітному полі. Обробку розчину припинили після його помутніння внаслідок формування 70 тонкодисперсних частинок нерозчинних у воді карбонатів і/або гідратованих оксидів типу МехОупНьО в основному таких металів, як залізо і кобальт.The alkaline solution, which had a pH of 59, was pumped through a flow-through induction heater equipped with short-circuited conductive heating elements capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field for 5 Ohv. in the circulation mode with a consumption of approximately 15 l/min. at a temperature not higher than 602C. Thus, all components of the solution underwent compatible thermal, mechanical and electromagnetic treatment in an alternating electromagnetic field. Treatment of the solution was stopped after it became turbid due to the formation of 70 finely dispersed particles of water-insoluble carbonates and/or hydrated oxides of the MechOupNiO type, mainly of such metals as iron and cobalt.

Отриману суспензію пропустили Через фільтр з середнім розміром отворів не більше мкм. У міру накопичення осад періодично скидали в проміжний приймач, а фільтрат зливали в збірник ємністю бм3.The resulting suspension was passed through a filter with an average hole size of no more than microns. As the sediment accumulated, it was periodically dumped into an intermediate receiver, and the filtrate was poured into a collection tank with a capacity of BM3.

Всього отримали близько 3З,1л осаду у вигляді мазеподібної суспензії, яка містила 17,9г гідратованого оксиду заліза і 8,90-1077г карбонату бСо, Цю суспензію перенесли в контейнер-випарник для накопичення і подальшого поховання ТРВ. Зокрема, з вказаного об'єму суспензії отримали 19,98г ТРВ.In total, we received about 33.1 liters of sediment in the form of an ointment-like suspension, which contained 17.9 g of hydrated iron oxide and 8.90-1077 g of carbonate bSo. This suspension was transferred to a container-evaporator for accumulation and further burial of TRV. In particular, 19.98 g of TRV were obtained from the indicated volume of suspension.

Пари води були сконденсовані і злиті в згаданий вище бак-змішувач.The water vapor was condensed and poured into the mixer tank mentioned above.

Практично дезактивований фільтрат, що містив фонові кількості радіонуклідів (а саме: 4,3Бк/л 137Св, близько 9,5Бк/л 13485 і близько 2,4Бк/л 90Со) скинули в бак-випарник ємністю 2мУ, підключений до водокільцевого вакуум-насосу продуктивністю З5м3/ч, підкислили до рН «5 і упарили під вакуумом при залишковому тиску не вище 4Омм.рт.ст. (5Змбар) до отримання З50л розчину з концентрацією борної кислоти 150Гг/л.The practically deactivated filtrate containing background amounts of radionuclides (namely: 4.3Bq/l 137Sv, about 9.5Bq/l 13485 and about 2.4Bq/l 90Co) was dumped into a 2mU evaporator tank connected to a water ring vacuum pump with a productivity of 35 m3/h, acidified to pH 5 and evaporated under vacuum at a residual pressure of no higher than 4 ΩmHg. (5 Zmbar) to obtain 350 l of a solution with a concentration of boric acid of 150 g/l.

Цей розчин подали в кристалізатор ємністю 2,5мУ, де після охолодження до температури 10 «С більша частина борної кислоти (Збкг з розрахунку на суху речовину) випала в осад, який був практично повністю Ге очищений від радіонуклідів 99Со і 1348 і містив близько 65Бк/кг 73'Св, що істотно нижче ГДК. Цей осад був о досушений і переданий на склад.This solution was fed into a crystallizer with a capacity of 2.5 mU, where, after cooling to a temperature of 10 °C, most of the boric acid (Zbkg based on dry matter) precipitated, which was almost completely purified from radionuclides 99Co and 1348 and contained about 65Bq/ kg 73'Sv, which is significantly lower than the MPC. This sediment was dried and transferred to the warehouse.

Матковий розчин випарували під вакуумом і отримали суху суміш солей в кількості 185,45кг, яку передали на зберігання. Ця порція суміші містила 9,ООкг борної кислоти, 63,5Окг іонів натрію, 15,0Окг іонів калію, 1,35кг іонів хлору, 43,75кг сульфат-іонів, 52,20кг нітратіонів, 1,65кг карбонат-іонів і домішки "З"Св, З4Свіб0Со на рівні (/Ж7 менше ГДК, які встановлені "Нормами радіаційної безпеки України" для кожного з цих радіонуклідів. соThe mother liquor was evaporated under vacuum and a dry mixture of salts was obtained in the amount of 185.45 kg, which was transferred to storage. This portion of the mixture contained 9.OOkg of boric acid, 63.5Okg of sodium ions, 15.0Okg of potassium ions, 1.35kg of chlorine ions, 43.75kg of sulfate ions, 52.20kg of nitrate ions, 1.65kg of carbonate ions and impurities "Z "Sv, З4Svib0Со at the level (/Ж7 less than the MPC, which are established by the "Radiation Safety Norms of Ukraine" for each of these radionuclides. со

Воду, отриману в ході експерименту в кількості близько 1,5м7, злили в загальнозаводську каналізацію.The water obtained during the experiment in the amount of about 1.5 m7 was poured into the general factory sewer.

Приклад 2.2. Дезактивація Збокг плаву, отриманого випаровуванням хімічно не зв'язаної води з вихідних РРВ оExample 2.2. Deactivation of Zbokg water obtained by evaporation of chemically unbound water from the original RRV

Запорізької АЕС (Україна). сZaporizhzhia NPP (Ukraine). with

Ця порція плаву містила 111,6бкг борної кислоти (Н зВО»з), 80,28кг іонів натрію, 19,8кг іонів калію, 0,009кгThis portion of the float contained 111.6 bkg of boric acid (H zVO»z), 80.28 kg of sodium ions, 19.8 kg of potassium ions, 0.009 kg

Зо іонів заліза, 1,8кг іонів хлору, 34,2кг сульфат-іонів, 64,Окг нітрат-іонів і воду кристалізації - до Збокг. соFrom iron ions, 1.8 kg of chlorine ions, 34.2 kg of sulfate ions, 64.0 kg of nitrate ions and water of crystallization - up to Zbokg. co

За даними гамма-спектрометричного аналізу в плаві були присутні такі радіонукліди, як З7Сз на рівні 5,18.109Бк (1,439 10"Бк/кг), Св - 8,6810 "Бк (2,41 .109УБк/кг) і Со - 1,9610 "Бк (5,44 107 Бк/кг).According to gamma spectrometric analysis, such radionuclides were present in the water as C7C3 at the level of 5.18.109Bq (1.439 10"Bq/kg), Sv - 8.6810 "Bq (2.41.109UBq/kg) and Co - 1 ,9610 "Bq (5.44 107 Bq/kg).

Для дезактивації використовували вказану нижче апаратуру. «The following equipment was used for decontamination. "

Вказані ЗбОкг плаву протягом 50хв. розчинили в 700л 0,01956 водного розчину азотної кислоти в режимі -о с циркуляції з витратою 15л/мін через проточний індукційний нагрівач, який підтримував температуру близько 902 при споживаній потужності не більше 20кВт. ;з» Отриманий розчин мав рН не більше 5 і містив 159,00г/л борної кислоти, 114,7Ог/л іонів натрію, 28,30г/л іонів калію, 2,57г/л іонів хлору, 48,85г/л сульфат-іонів і 94 ,42г/л нітрат-іонів.The indicated ZbOkg swim for 50 minutes. was dissolved in 700 l of 0.01956 aqueous solution of nitric acid in the -o s circulation mode with a flow rate of 15 l/min through a flow induction heater, which maintained a temperature of about 902 with a power consumption of no more than 20 kW. The resulting solution had a pH of no more than 5 and contained 159.00 g/l boric acid, 114.7 g/l sodium ions, 28.30 g/l potassium ions, 2.57 g/l chlorine ions, 48.85 g/l sulfate - ions and 94.42 g/l of nitrate ions.

Цей розчин злили в проміжний теплоізольований бак ємністю 2м3, де підтримували температуру не нижче о 60гС, а потім перекачували в кристалізатор ємністю 2,5м"У, де після охолодження до температури 102С більша ко частина (8бкг) борної кислоти випала в осад, який був практично чистий від радіонукліда Со, але містив помітну домішку "З"Св і "Св, о Далі вологий осад борної кислоти перенесли в пристрій для відмивання, а кислу надосадкову рідину, яка со 50 мала рН близько 5 і містила іони Ма", К", СІ", 80,2, МОз і радіонукліди "Св, 13'Св і б0Сбо, перекачали в газ бак-змішувач.This solution was poured into an intermediate heat-insulated tank with a capacity of 2 m3, where the temperature was maintained at no lower than 60 °C, and then pumped into a crystallizer with a capacity of 2.5 m"U, where, after cooling to a temperature of 102 °C, most of the boric acid (8 bkg) fell into a precipitate, which was practically free from the radionuclide Co, but contained a noticeable admixture of "Z"Cv and "Cv, o". Next, the wet precipitate of boric acid was transferred to a device for washing, and the acidic supernatant liquid, which at CO 50 had a pH of about 5 and contained ions of Ma, K" , SI", 80.2, MOz and radionuclides "Sv, 13'Sv and b0Sbo, were pumped into the gas tank-mixer.

В пристрої, що складався з двох проточних судин ємністю ЗООл і 100л відповідно, п'яти заповнених сорбентом ФЦ-М сорбційних колонок, що обігріваються, ємністю 1бл кожна і насоса, борну кислоту промили 5Б 13-ма літрами технічної води.In the device, which consisted of two flow vessels with a capacity of ZOOl and 100 l, respectively, five heated sorption columns filled with FC-M sorbent, each with a capacity of 1bl and a pump, boric acid was washed with 5B of 13 liters of technical water.

Цю воду в режимі циркуляції з витратою приблизно 5бл/хв. триразово пропустили через вказані колонки приThis water is in the circulation mode with a consumption of approximately 5bl/min. passed three times through the indicated columns at

ГФ) температурі біля 602С. т Відмиту борну кислоту вилучили і висушили до постійної маси в кількості 85кг. За даними радіологічного дослідження цей побічний продукт був хімічно чистий і містив іони 7З/Св в концентрації 60-7ОБк/кг, тоді як 60 домішки радіонуклідів 134Св і 9Со практично були відсутні. Тому регенерована таким чином борна кислота може бути допущена для вільного продажу на ринку хімікатів.HF) at a temperature of about 602C. t The washed boric acid was removed and dried to a constant mass in the amount of 85 kg. According to radiological research, this by-product was chemically pure and contained 7Z/Sv ions in a concentration of 60-7OBk/kg, while 60 impurities of radionuclides 134Sv and 9Co were practically absent. Therefore, boric acid regenerated in this way can be admitted for free sale on the chemical market.

Промивна вода може бути використана багато разів до насичення її такою кількістю іонів калію, що може перешкоджати ефективній сорбції радіонуклідів 148 і 137С5, а потім злита в згаданий вище бак-змішувач і об'єднана з надосадковою рідиною з кристалізатора борної кислоти. 65 В надосадкову рідину, що знаходилася в баку-змішувачі, при перемішуванні протягом 15 хвилин ввели близько двох кілограмів кальцинованої соди Ма»СО»з і довели рН до 9. Отриманий лужний розчин обробили протягом 5Охв. в режимі циркуляції з витратою приблизно 15л/хв. в індукційному нагрівані при температурі не вище 602 до слабого помутніння. Це свідчило про випадання нерозчинних у воді карбонатів і/або гідратованих оксидів типу МехОуу пН2оО в основному таких металів, як залізо і кобальт.The washing water can be used many times until it is saturated with such an amount of potassium ions that it can interfere with the effective sorption of radionuclides 148 and 137С5, and then it is poured into the mixer tank mentioned above and combined with the supernatant liquid from the boric acid crystallizer. 65 About two kilograms of caustic soda Ma»CO»z were introduced into the supernatant liquid in the mixing tank with stirring for 15 minutes and the pH was brought to 9. The resulting alkaline solution was treated for 5 hours. in the circulation mode with a consumption of approximately 15 l/min. in induction heating at a temperature not higher than 602 to a slight cloudiness. This testified to precipitation of water-insoluble carbonates and/or hydrated oxides of the MechOuu pH2oO type, mainly of such metals as iron and cobalt.

Отриману суспензію пропустили через фільтр з середнім розміром отворів не більше мкм. У міру накопичення осідань періодично скидали в проміжний приймач, а фільтрат зливали в збірник ємністю бм3.The resulting suspension was passed through a filter with an average pore size of no more than microns. As the sediments accumulated, they were periodically dumped into an intermediate receiver, and the filtrate was poured into a collector with a capacity of BM3.

Всього було отримано близько Зл осаду у вигляді суспензії, яка містила 18г гідрато-ваного оксиду заліза і 8,92:107г карбонату Со. Цю суспензію перенесли в контейнер-випарник для накопичення і подальшого поховання ТРВ. Зокрема, з вказаного об'єму суспензії було отримане 20,00г ТРВ. Пари води були сконденсовані 70 і злиті в згаданий вище збірник.In total, about 3 ml of sediment was obtained in the form of a suspension, which contained 18 g of hydrated iron oxide and 8.92:107 g of CO carbonate. This suspension was transferred to a container-evaporator for accumulation and further burial of TRV. In particular, 20.00 g of TRV was obtained from the indicated volume of suspension. Water vapor was condensed 70 and merged into the collection mentioned above.

Рідину в збірнику розбавили технічною водою в 2,5 рази і отримали розчин, який мав рН менше 9 і містив 14,6г/л. НьзВО»з, 47,1г/л іонів натрію, 11,Зг/л іонів калію, 1,0Зг/л іонів хлору, 19,5г/л. сульфат-іонів, 37,8г/л нітрат-іонів і 1,6г/л карбонат-іонів з домішкою радіонуклідів 137Св і 134Св,The liquid in the collection was diluted 2.5 times with technical water and a solution was obtained that had a pH of less than 9 and contained 14.6 g/l. NzVO»z, 47.1g/l of sodium ions, 11.Zg/l of potassium ions, 1.0Zg/l of chlorine ions, 19.5g/l. sulfate ions, 37.8 g/l of nitrate ions and 1.6 g/l of carbonate ions with an admixture of radionuclides 137Sv and 134Sv,

Розбавлений розчин протягом 9Охв. однократно пропустили з витратою близько 2О0л/хв. через шість нагрітих 19 до температури не більш 602С колонок, що містять сумарно 9бкг Свз-селективного сорбенту ФЦ-М. На виході розчин містив "З/Св - 8,37Бк/л і Со - 8,38Бк/л, а "Св не визначався. З урахуванням сорбційної ємності сорбенту ФЦ-М встановлено, що вказані 9бкг достатні для дезактивації 50т плаву.Diluted solution within 9 hours. once passed with a consumption of about 2O0l/min. through six heated 19 to a temperature of no more than 602C columns, containing a total of 9bkg of SS-selective sorbent FC-M. At the exit, the solution contained "Z/Sv - 8.37Bq/l and So - 8.38Bq/l, and "Sv was not determined. Taking into account the sorption capacity of the FC-M sorbent, it was established that the indicated 9 bkg are sufficient for the deactivation of 50 tons of float.

Практично дезактивований розчин об'ємом близько 1,75м3 прогрівали протягом 2 годин 25 хвилин до ор Температури не вище 7022 в режимі рециркуляції через індукційний нагрівач, а потім скидали в бак-випарник ємністю 2м3, підключений до водокільцевого вакуум-насосу продуктивністю З5м3/ч, і остаточно випаровували воду при залишковому тиску не вище 4Омм.рт.ст. (5Змбар), випускаючи основну частину водяної пари в конденсатор через сепаратор солей.A practically deactivated solution with a volume of about 1.75 m3 was heated for 2 hours and 25 minutes to a temperature of no higher than 7022 in recirculation mode through an induction heater, and then discharged into an evaporator tank with a capacity of 2 m3, connected to a water ring vacuum pump with a capacity of 35 m3/h. and the water was finally evaporated at a residual pressure of no higher than 4 OmmHg. (5Zmbar), releasing the main part of water vapor into the condenser through the salt separator.

Воду, отриману в кількості 1,52м?, можна використовувати для розчинення наступних порцій плаву, або для Га розбавлення фільтрату. Воду, отриману в ході експерименту, злили в загальнозаводську каналізацію.The water obtained in the amount of 1.52 m? can be used to dissolve the following portions of the melt, or to dilute the filtrate. The water obtained in the course of the experiment was poured into the general plant sewer.

Суху суміш солей в кількості 225кг передали на зберігання. Ця порція суміші містила 25,00кг борної о кислоти, 80,28кг іонів натрію, 19,8Окг іонів калію, 1,8Окг іонів хлору, 34,20Окг сульфат-іонів, б4кг нітрат-іонів, 1,32кг карбонат-іонів і домішка "З/Св, 134Сбв і б0бо на рівні менше ГДК для кожного їх цих радіонуклідів. чиThe dry mixture of salts in the amount of 225 kg was transferred to storage. This portion of the mixture contained 25.00 kg of boric acid, 80.28 kg of sodium ions, 19.8 kg of potassium ions, 1.8 kg of chlorine ions, 34.20 kg of sulfate ions, 4 kg of nitrate ions, 1.32 kg of carbonate ions and an admixture " Z/Sv, 134Sbv and b0bo at a level less than the MPC for each of these radionuclides.

Згідно з Нормами радіаційної безпеки України (НРБУ-97) допустима сумарна активність води по кобальту і со цезію, яку можна скидати в дренажну систему, не повинна перевищувати 87Бк/л.According to the Radiation Safety Standards of Ukraine (NRBU-97), the permissible total activity of water for cobalt and cesium, which can be discharged into the drainage system, should not exceed 87 Bq/l.

Активність твердих матеріалів 1-го класу не повинна бути більше 37ОБк/кг. Такі матеріали можна М використовувати для всіх видів будівельних робіт без обмежень.The activity of solid materials of the 1st class should not be more than 37OBk/kg. Such materials can be used for all types of construction work without restrictions.

Активність матеріалів 2-го класу повинна бути не менше 37ОБк/кг, але не більш або рівна 740ОБк/кг. Такі см матеріали можуть бути використані: (се) а) для промислового будівництва; б) для будівництва доріг.The activity of materials of the 2nd class must be at least 37 OBq/kg, but not more than or equal to 740 OBq/kg. Such cm materials can be used: (se) a) for industrial construction; b) for road construction.

Активність матеріалів 3-го класу може перевищувати 740ОБк/кг, але повинна бути не більш або рівна « 1350Бк/кг. Такі матеріали використовують: а) за межами населених пунктів: для будівництва підземних споруд, покритих шаром землі товщиною більше й с О,5м, де виключено тривале перебування людей (менше половини робочого дня); ч б) за межами населених пунктів: для будівництва доріг, для будівництва гребель, для будівництва інших ,» об'єктів з малим часом перебування людей. (ЗБІРНИК важливих офіційних матеріалів з санітарних і протиепідемічних питань. Відання офіційне у дев'яти томах. Том 7, Частина 1 - Київ: Міністерство охорони здоров'я України, 1998, с.153-271). (ее) Як видно з наведених прикладів, будь-які продукти дезактивації довільних РРВ запропонованим способом т мають радіоактивність нижче за саму нижню межу, встановлену НРБУ. і-йThe activity of materials of the 3rd class may exceed 740 OBq/kg, but must not be more than or equal to 1350 Bq/kg. Such materials are used: a) outside settlements: for the construction of underground structures covered with a layer of earth more than 0.5 m thick, where long-term stay of people (less than half of the working day) is excluded; h b) outside the population centers: for the construction of roads, for the construction of dams, for the construction of other objects with a short stay of people. (COLLECTION of important official materials on sanitary and anti-epidemic issues. Official publication in nine volumes. Volume 7, Part 1 - Kyiv: Ministry of Health of Ukraine, 1998, p. 153-271). (ee) As can be seen from the examples given, any products of decontamination of arbitrary RRV by the proposed method t have radioactivity lower than the lowest limit established by NRBU. i-th

Claims (1)

Формула винаходу соThe formula of the invention of - 1. Спосіб дезактивації рідких радіоактивних відходів (РРВ), що включає: відбір порції вихідних РРВ для дезактивації, введення у відібрану порцію вихідних РРВ джерела карбонат-іонів до досягнення лужної реакції, одночасну термічну, механічну і електромагнітну обробку суміші в індукційному нагрівачі, в корпусі якого встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно (Ф, вібрувати в змінному електромагнітному полі, Го) відділення радіонукліда кобальту і інших металевих домішок у вигляді дисперсного осаду нерозчинних у воді карбонатів і/або гідратованих оксидів металів типу МехОу пН2оО, що випав в результаті вказаної обробки, бо введення маточного розчину, що залишився після відділення вказаного осаду, в контакт з Св-селективним сорбентом на час, достатній для зниження концентрації радіонуклідів цезію до рівня нижче граничної допустимої концентрації (ГДК), переробку відпрацьованого сорбенту і вказаного вище осаду МехОупНоО в компактні тверді радіоактивні відходи (ТРВ) для подальшого поховання. бо 2. Спосіб дезактивації рідких радіоактивних відходів, що включає:- 1. The method of liquid radioactive waste (LRW) deactivation, which includes: selection of a portion of the initial RRV for deactivation, introduction of a source of carbonate ions into the selected portion of the initial RRV until an alkaline reaction is reached, simultaneous thermal, mechanical and electromagnetic treatment of the mixture in an induction heater, in the body of which is equipped with at least one short-circuited electrically conductive heating element capable of mechanically (F, vibrating in an alternating electromagnetic field, Go) separation of cobalt radionuclide and other metal impurities in the form of a dispersed precipitate of water-insoluble carbonates and/or hydrated metal oxides of the MechOu pH2oO type that fell as a result of the specified processing, because the introduction of the mother liquor remaining after the separation of the specified sediment into contact with the Сv-selective sorbent for a time sufficient to reduce the concentration of cesium radionuclides to a level below the maximum permissible concentration (MPC), processing of the spent sorbent and the above-mentioned sediment MechOupNoO in compact vol verdi radioactive waste (TRW) for further burial. bo 2. The method of liquid radioactive waste deactivation, which includes: відбір порції кислих вихідних РРВ атомної електростанції (АЕС), що містять борну кислоту, продукти корозії системи охолодження енергетичного ядерного реактора і щонайменше такі радіонукліди, як 1378, 13478 і бос, введення відібраної порції РРВ у контакт з Св-селективним сорбентом при температурі не більше 60 2С на час, достатній для зниження концентрації радіонуклідів цезію до рівня нижче ГДК, введення джерела карбонат-іонів в практично очищені від радіонуклідів "З/Св і 134С8 рідкі радіоактивні відходи до досягнення лужної реакції, одночасну термічну, механічну і електромагнітну обробку суміші в індукційному нагрівані, в корпусі якого 70 встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі, відділення радіонукліда кобальту і інших металевих домішок у вигляді дисперсного осаду нерозчинних у воді карбонатів і/або гідратованих оксидів металів типу МехОу пН2оО, що випав в результаті вказаної обробки, часткове упарювання практично дезактивованого маточного розчину до отримання концентрованого розчину борної кислоти з домішками мінеральних солей, охолодження вказаного розчину до випадання осаду борної кислоти, відділення практично дезактивованого осаду борної кислоти для подальшої утилізації, випаровування маточного розчину під вакуумом до отримання практично дезактивованої сухої суміші солей і переробку відпрацьованого сорбенту і вказаного вище осаду МехОу пНоО в компактні ТРВ для подальшого поховання.selection of a portion of the acidic source RRV of a nuclear power plant (NPP) containing boric acid, corrosion products of the cooling system of a power nuclear reactor and at least such radionuclides as 1378, 13478 and bos, introduction of the selected portion of RRV into contact with the SS-selective sorbent at a temperature of no more 60 2С for a time sufficient to reduce the concentration of cesium radionuclides to a level below the MPC, introduction of a source of carbonate ions into liquid radioactive waste practically purified from radionuclides Z/Sv and 134C8 until an alkaline reaction is reached, simultaneous thermal, mechanical and electromagnetic treatment of the mixture in an induction heated, in the housing of which at least one short-circuited conductive heating element capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field is installed in the housing 70, separation of cobalt radionuclide and other metal impurities in the form of a dispersed precipitate of water-insoluble carbonates and/or hydrated metal oxides of the MechOu pH2oO type, which fell into as a result of the specified processing partial evaporation of the practically deactivated mother liquor to obtain a concentrated solution of boric acid with impurities of mineral salts, cooling of the specified solution until the precipitation of boric acid precipitates, separation of the practically deactivated boric acid precipitate for further utilization, evaporation of the mother liquor under vacuum to obtain a practically deactivated dry mixture of salts and processing of the spent sorbent and the above-mentioned MechOu pNoO sediment into compact TRVs for further burial. 3. Спосіб дезактивації рідких радіоактивних відходів, що включає: відбір порції плаву, регенерацію рідких радіоактивних відходів розчиненням відібраної порції плаву в підкисленій воді в режимі циркуляції через проточний індукційний нагрівач, що підтримує температуру нижче за точку кипіння води, с 29 охолодження отриманого розчину до випадання осаду борної кислоти, що практично очищений від Ге) радіонукліда Со і містить домішку радіонуклідів "З/Св і Св, відділення осаду борної кислоти, його відмивання від зазначених домішок в замкнутому контурі з осадженням радіонуклідів 737Св і 134С5 на Св-селективному сорбенті і сушіння відмитого осаду до постійної маси, «- зо введення джерела карбонат-іонів в надосадову рідину, що залишилася після відділення осаду борної кислоти, до досягнення лужної реакції, с одночасну термічну, механічну і електромагнітну обробку суміші в індукційному нагрівачі, в корпусі якого ю встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі, с відділення радіонукліда кобальту і інших металевих домішок у вигляді дисперсного осаду нерозчинних у воді со карбонатів і/або гідратованих оксидів металів типу МехОу пНос, що випав в результаті вказаної обробки, щонайменше двократне розбавлення маточного розчину, що залишився після відділення вказаного осаду, введення отриманого розбавленого розчину в контакт з Св-селективним сорбентом при температурі нижче точки кипіння води на час, достатній для зниження кількості радіонуклідів цезію до рівня нижче гранично « допустимої концентрації, - с випаровування очищеного від радіонуклідів цезію розчину під вакуумом до отримання практично й дезактивованої сухої суміші солей і ,» переробку відпрацьованого сорбенту і вказаного вище осаду МехОупНоО в компактні тверді радіоактивні відходи для подальшого поховання.3. The method of liquid radioactive waste deactivation, which includes: selection of a portion of liquid radioactive waste, regeneration of liquid radioactive waste by dissolving the selected portion of liquid radioactive waste in acidified water in the circulation mode through a flow induction heater that maintains the temperature below the boiling point of water, with 29 cooling of the resulting solution until precipitation boric acid precipitate, which is practically purified from He) radionuclide Co and contains an admixture of radionuclides "Z/Sv and Sv, separation of the boric acid precipitate, its washing from the indicated impurities in a closed circuit with precipitation of radionuclides 737Sv and 134С5 on a Sv-selective sorbent and drying of the washed sediment to a constant mass, "- from the introduction of a source of carbonate ions into the supernatant liquid, which remained after the separation of the boric acid sediment, until the alkaline reaction is reached, from the simultaneous thermal, mechanical and electromagnetic treatment of the mixture in an induction heater, in the body of which at least one short-circuited conductive heating element, capable of mechanically vibrating in an alternating electromagnetic field, with the separation of cobalt radionuclide and other metal impurities in the form of a dispersed precipitate of water-insoluble carbonates and/or hydrated metal oxides of the MechOu pNos type that fell out as a result of the specified treatment, at least a two-fold dilution of the remaining mother solution after separation of the specified sediment, the introduction of the obtained diluted solution into contact with a C-selective sorbent at a temperature below the boiling point of water for a time sufficient to reduce the number of cesium radionuclides to a level below the maximum permissible concentration, - with evaporation of the solution purified from cesium radionuclides under vacuum to obtaining a practically deactivated dry mixture of salts and processing of the spent sorbent and the above-mentioned sediment of MechOupNoO into compact solid radioactive waste for further burial. 4. Спосіб за п. 3, в якому воду, отриману випаровуванням дезактивованого розчину солей, використовують (се) для розчинення наступних порцій плаву або для розбавлення фільтрату.4. The method according to claim 3, in which the water obtained by evaporation of the deactivated salt solution is used (se) to dissolve the following portions of the melt or to dilute the filtrate. 5. Спосіб за п. 3, в якому очищений від радіонуклідів цезію розчин перед випаровуванням під вакуумом о прогрівають протягом не менше двох годин при температурі нижче точки кипіння води в індукційному нагрівачі, в с корпусі якого встановлений щонайменше один короткозамкнений електропровідний нагрівальний елемент, здатний механічно вібрувати в змінному електромагнітному полі. со б. Спосіб за п. 1 або за п. 2, або за п. З, в якому джерело карбонат-іонів вибрано з групи, що ко ч складається з гідрокарбонату натрію, карбонату натрію, гідрокарбонату літію, карбонату літію і карбонату калію. Офіційний бюлетень "Промислова власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2008, М 8, 25.04.2008. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і о науки України. іо) бо б55. The method according to claim 3, in which the solution purified from cesium radionuclides, before evaporation under vacuum, is heated for at least two hours at a temperature below the boiling point of water in an induction heater, in the body of which at least one short-circuited electrically conductive heating element capable of mechanically vibrating is installed in an alternating electromagnetic field. with b. The method according to claim 1 or according to claim 2 or according to point 3, in which the source of carbonate ions is selected from the group consisting of sodium bicarbonate, sodium carbonate, lithium bicarbonate, lithium carbonate and potassium carbonate. Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2008, M 8, 25.04.2008. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. io) because b5
UAA200607226A 2006-06-29 2006-06-29 Method for deactivation of liquid radioactive wastes (variants) UA82581C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200607226A UA82581C2 (en) 2006-06-29 2006-06-29 Method for deactivation of liquid radioactive wastes (variants)
PCT/UA2006/000048 WO2008002282A1 (en) 2006-06-29 2006-07-28 METHOD FOR DECONTAMINATION OF LIQUID RADIOACTIVE WASTES (VARIANTS), AND Cs-SELECTIVE SORBENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200607226A UA82581C2 (en) 2006-06-29 2006-06-29 Method for deactivation of liquid radioactive wastes (variants)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA82581C2 true UA82581C2 (en) 2008-04-25

Family

ID=38330263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA200607226A UA82581C2 (en) 2006-06-29 2006-06-29 Method for deactivation of liquid radioactive wastes (variants)

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA82581C2 (en)
WO (1) WO2008002282A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10580542B2 (en) 2010-10-15 2020-03-03 Avantech, Inc. Concentrate treatment system
RU2541357C2 (en) 2010-10-15 2015-02-10 Диверсифайд Текнолоджиз Сервисез, Инк System for concentrate purification
US9283418B2 (en) 2010-10-15 2016-03-15 Avantech, Inc. Concentrate treatment system
WO2019220001A1 (en) * 2018-05-18 2019-11-21 Fortum Power And Heat Oy Method of treating liquid radioactive waste containing boron

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69105884T2 (en) * 1990-09-10 1995-05-04 Japan As Represented By Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology, Tokio/Tokyo Process for removing cesium from aqueous solutions with high nitric acid concentration.
FR2765812B1 (en) * 1997-07-09 1999-09-24 Commissariat Energie Atomique COMPOSITE SOLID MATERIAL FIXING MINERAL POLLUTANTS BASED ON HEXACYANOFERRATES AND FILM-LAYERED POLYMER, METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND METHOD FOR FIXING MINERAL POLLUTANTS USING THE SAME
FR2828819B1 (en) * 2001-08-22 2003-10-24 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR PREPARING A SOLID COMPOSITE MATERIAL BASED ON HEXACYANOFERRATES, AND PROCESS FOR FIXING MINERAL POLLUTANTS USING IT
UA75778C2 (en) * 2004-07-09 2006-05-15 Fos Internat S A A method for processing liquid media and an induction heater for realizing the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008002282A1 (en) 2008-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Harjula et al. Industrial scale removal of cesium with hexacyanoferrate exchanger—process development
Lehto et al. Separation of radioactive strontium from alkaline nuclear waste solutions with the highly effective ion exchanger SrTreat
CN108160048B (en) Large-scale preparation method of high-stability cesium removal adsorbent, and product and application thereof
Lehto et al. Selective separation of radionuclides from nuclear waste solutions with inorganic ion exchangers
CN107430897B (en) Method for treating radioactive waste liquid and application thereof
EP0575612B1 (en) Method for obtaining composite sorbents
US6214234B1 (en) Method for the removal of cesium from radioactive waste liquids
US4983302A (en) Complex preparation-process for decreasing the non-radioactive salt content of waste solutions of nuclear power stations
Harjula et al. Removal of radioactive cesium from nuclear waste solutions with the transition metal hexacyanoferrate ion exchanger CsTreat
UA82581C2 (en) Method for deactivation of liquid radioactive wastes (variants)
RU2467419C1 (en) Method of cleaning still residues of liquid radioactive wastes from radioactive cobalt and caesium
CN105617982B (en) In a kind of removal radioactive water110mInorganic adsorbent of Ag and preparation method thereof
CN105719718A (en) Method for removing colloidal nuclides 110mAg and 60Co/58Co in radioactive water
JPS6243519B2 (en)
JPS6341439B2 (en)
CN104379510A (en) Process for removal of radioactive contamination from wastewater
Rao et al. Copper ferrocyanide—polyurethane foam as a composite ion exchanger for removal of radioactive cesium
JPH08271692A (en) Processing method for radioactive waste liquid
Kawamura et al. Using copper hexacyanoferrate (II) impregnated zeolite for cesium removal from radioactive liquid waste
US20130105399A1 (en) Polymer-encapsulated liquid exchange media
RU2066493C1 (en) Method of atomic power stations liquid radioactive wastes treatment
RU2321909C1 (en) Method for recovering liquid radioactive waste (alternatives)
Pátzay et al. Radioactive wastewater treatment using selective ion exchangers
JPS63130137A (en) Composite adsorbent and its preparation
RU2330340C2 (en) Method of extracting radionuclides from water solutions