Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии остекловывания высокоактивных отходов при переработке новых типов отработанного ядерного топлива

Докладчик: Мясоедов Борис Федорович

Должность: главный научный сотрудник ГЕОХИ РАН, академик РАН, доктор химических наук

Цель проекта:
Разработака стекломатериалов для иммобилизации высокоактивных отходов (ВАО), образующихся при обращении с ранее не перерабатываемым отработавшим ядерным топливом, а также отходов, находящихся в хранилищах исторических жидких ВАО ФГУП «ПО «Маяк». Изучение взаимосвязи структурных особенностей стекломатериалов, получаемых в процессе остекловывания ВАО, с их химической устойчивостью, механизма высокотемпературной кристаллизации расплавов с высоким содержанием меди, молибдена никеля, железа и сульфатов и механизма коррозии молибденовых электродов (и сплавов) в расплавах фосфатных стекол с высоким содержанием коррозионно-активных компонентов.

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе выполнения ПНИ будут получены следующие научно-технические результаты:
Отчет о ПНИ, содержащий: а) анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме; б) обоснование выбора направления исследований; в) описание фазового состава и структуры стекломатериалов, получаемых в процессе остекловывания имитаторов отходов; г) описание результатов определения химической устойчивости полученных стекломатериалов; д) описание механизма кристаллизации натрий-алюмофосфатных расплавов под влиянием меди, никеля, железа и сульфатов; е) описание форм нахождения меди, никеля, железа и сульфатов в натрий-алюмофосфатных расплавах и стеклах; ж) описание поведения меди, никеля, железа и сульфатов в фосфатных расплавах и стеклах; и) описание корреляции между фазовым составом, параметрами структурной сетки стекломатериалов, состоянием атомов/ ионов в их структуре и химической устойчивостью стекломатериалов; к) описание результатов коррозионных испытаний образцов молибденовых электродов в натрий-алюмофосфатных расплавах с высоким содержанием коррозионно-активных компонентов и анализа поверхности молибденовых электродов различными физико-химическими методами; л) обобщение и выводы по результатам НИР; м) рекомендации по использованию результатов НИР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
область применения планируемых результатов - обращение с радиоактивными отходами атомной энергетики
перспектива использования - ФГУП "ПО "Маяк"
разработка новых технических решений для иммобилизации ВАО различного состава и происхождения в стекломатериалы, пригодные для долговременного хранения радионуклидов

Текущие результаты проекта:
Подготовлен Аналитический обзор по методам остекловывания ВАО. Проведен патентный поиск с целью получения патентно-информационных данных по типу стекломатериалов, используемых для отверждения ВАО, и по способам их изготовления (отчетные документы: отчет о ПИ в соответствии с ГОСТ 15.011-96, п. 7.2, приложения А, Б, В, аннотации патентов и заявок). На основе анализа состава ВАО выбраны ориентировочные области составов стекол в системах Na2O-Al2O3-Fe2O3-P2O5, Na2O-Al2O3-Fe2O3-B2O3-P2O5 и Na2O-Al2O3-Fe2O3-В2O3-SiO2, удовлетворяющих по технологическим характеристикам и гидролитической устойчивости нормативным требованиям. Выбраны основные направления исследований. Синтезировано 60 образцов стекломатериалов (30 закаленных и 30 медленно охлажденных / отожженных) в окрестностях пирофосфатной области в системе Na2O-Al2O3-Fe2O3-P2O5, определен их фазовый состав, записаны ИК спектры и проведена их предварительная интерпретация. Начато изучение химической устойчивости полученных стекломатериалов в соответствии с российским (ГОСТ Р 52126-2003) и международным (тест PCT) стандартами.