Нейтрализовать радиацию

Interfax-Russia.ru — Томские ученые разрабатывают новую технологию дезактивации радиационно опасных объектов. Вместо пил предлагают использовать электричество.

Фото ТПУ

Специалисты Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) создали новую технологию снятия поверхностного слоя радиационно загрязненного бетона со строительных конструкций объектов атомной энергетики, которые выводятся из эксплуатации.

"Для проекта мы адаптируем разработанную ранее установку электроимпульсного резания горных пород и бетона в воде. В частности, создаем оптимальную электродную систему в конфигурации, необходимой для эффективного снятия слоя бетона определенной площади и глубины", — сообщил руководитель проекта, научный сотрудник научно-производственной лаборатории импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий ТПУ Артем Юдин.

Эта система, по словам ученого, станет частью устройства, предназначенного для дезактивации конструкций. Пока же специалисты создали прототип электродной системы и исследовали ее возможности в условиях лаборатории.

"Мы провели предварительные испытания решения в горизонтальном исполнении, когда электродная система накладывается на образец сверху. Полученные данные говорят о принципиальной возможности и перспективности такого подхода. На следующем этапе будет разрабатываться электродный узел, который способен производить снятие слоя с поверхности стен — то есть работать в вертикальном положении", — пояснил другой научный сотрудник научно-производственной лаборатории импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий ТПУ Михаил Журков.

Следующий этап — этап опытно-конструкторских работ (ОКР).

"То есть НИР (научно-исследовательская работа — ИФ) уже практически завершена. Эффект мы понимаем. Далее нужно уже в инженерном плане проработать все узлы, сделать эту установку, чтобы она была надежной, работала 24/7 и так далее. После завершения этого этапа можно будет говорить о перспективах и возможностях (установки – ИФ)", — пояснил Interfax-Russia.ru Артем Юдин.

В настоящее время, по данным пресс-службы вуза, для удаления радиоактивного загрязнения строительных конструкций применяются традиционные механические методы ("зараженную" поверхность просто срезают/спиливают), дезактивация струей газа или абразивный обдув. В результате образуются вторичные радиоактивные отходы и пыль, содержащая радиоактивные вещества, которые также требуется кондиционировать — приводить к критериям приемлемости для захоронения. Новая технология, во-первых, безопасна, во-вторых, более эффективна и экономически выгодна.

"С точки зрения экономии ресурсов выгода здесь очевидна, потому что в качестве инструмента используется возобновляемый инструмент — электрический разряд. Разряд возникает в момент подачи электрического импульса от специального генератора. Этот электрический импульс преобразуется в механическое воздействие, в результате от поверхности отрывается ("зараженный" — ИФ) материал и так повторяется многократно. То есть мы инструменты не заменяем. Электроды, конечно, тоже изнашиваются, но куда в меньшей степени, чем механический инструмент", — пояснил собеседник Interfax-Russia.ru.

Ученые предполагают, что заказчиками таких установок могут стать российские и зарубежные компании, занимающиеся работами по выводу из эксплуатации ядерных объектов.

"По миру проблема вывода из эксплуатации таких объектов нарастает. Если сейчас на месте атомной станции можно организовать зону отчуждения, высадить деревья и фактически вывести часть земли из экономического оборота, то в скором времени сделать так будет уже сложно. А в странах с высокой плотностью населения, например, Европе или Японии — практически невозможно", — сказал эксперт.

Тем временем, ученые Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН Сибирского федерального университета (СФУ, г. Красноярск) разработали способ получения композитных цирконий-анальцимовых сорбентов, способных связывать изотопы цезия и стронция. Сырьем для нового материала послужила угольная зола. Устойчивые к внешним воздействиям матрицы на основе таких сорбентов можно использовать для последующего захоронения радиоактивных отходов в минералоподобной форме.

Результаты исследования опубликованы в журнале Chimica Techno Acta.

"В результате ряда преобразований мы впервые получили из присутствующих в угольной золе ценосфер композитные частицы, в состав которых входят цеолит типа анальцим и гидратированный диоксид циркония, связывающие цезий и стронций из раствора. Также мы определили условия, в которых формируются композитные частицы с повышенной сорбционной способностью, и условия их кристаллизации в устойчивую минералоподобную матрицу", — сообщила ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН Татьяна Верещагина.

По ее словам, ученые использовали растворы нерадиоактивных изотопов, которые близки по своим свойствам к отходам ядерной промышленности.

"На следующем этапе необходимо проверить эффективность полученных композитов на растворах с радиоактивными изотопами этих химических элементов", — добавила химик.

По данным пресс-службы КНЦ, полученные результаты — это часть комплексной работы красноярских химиков по разработке технологий обращения с радиоактивными отходами с использованием микросферических компонентов зольных отходов тепловой энергетики. Ранее, используя алюмосиликатные микросферы, они показали возможность отверждения жидких радиоактивных отходов, содержащих цезий и стронций, в одностадийном автоклавном процессе. Шаг за шагом исследователи приближаются к решению задачи по эффективной переработке больших объемов радиоактивных отходов.

"Развитие атомной энергетики невозможно без разработки технологий переработки радиоактивных отходов. Один из широко распространенных способов удаления опасных соединений из растворов — использование неорганических ионообменных материалов. Такие материалы, по сути, осаждают на свою поверхность радионуклиды и переводят их из растворенной в твердую форму. Это уменьшает объем отходов и делает возможным их последующее захоронение", — отметили в научном центре.

Вместе с тем, два новых метода обращения с радиоактивными отходами на основе сорбентов предложили ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ, Владивосток) и белорусского Института общей и неорганической химии (ИОНХ НАН Белоруссии).

"Разработки позволят эффективней очищать загрязненные воды и перерабатывать опасные твердые ядерные материалы. Это снизит риски от негативных последствий при обращении с опасными отходами или возможных внештатных аварийных ситуаций на объектах атомной промышленности", — сообщила пресс-служба вуза.

Кроме того, одна из новых методик в будущем позволит создавать качественную радиоизотопную продукцию, которая пригодится в медицине и космической отрасли.

По данным ДВФУ, первая технология обращения с радиоактивными отходами основывается на управлении специальным композитным сорбентом при помощи магнита. При попадании в воду вещество впитывает в себя радионуклиды. Потом при помощи управляемых магнитов из раствора извлекают радиоактивные компоненты. Благодаря этому очистка радиационно загрязненной воды проходит эффективно.

При этом сорбент также должен обеспечить безопасность при обращении с отработанными формами и последующем захоронении. Магнитные свойства каркасных алюмосиликатов, которые используются в этой технологии, позволяют достичь этого результата.

Кроме того, приморские и белорусские специалисты разработали сорбент, который также собирает радионуклиды в себе. Потом при разогревании этот сорбент становится твердым — керамическим.

"Такая керамика способна обеспечить безопасное захоронение радиоактивных отходов или будет представлять основу радиоизотопных изделий в виде источников ионизирующего излучения", — говорится в сообщении вуза.

Полученный материал можно использовать в медицине, космической отрасли и в промышленности. В частности, его можно использовать при строительстве рентгеновского аппарата, аппаратов для лучевой терапии, а также для создания источников электроэнергии — "ядерных батареек".