Региональное информационное агентство
поиск по статьям и новостям

Ученые ТПУ предлагают извлекать палладий, родий и рутений из отработавшего ядерного топлива

09.11.2017, 10:21      Новости Томска

Ученые кафедры технической физики Томского политехнического университета предложили новый метод переработки отработавшего ядерного топлива ОЯТ, который позволит, во-первых, снизить энергозатраты, а, во-вторых, поможет извлекать из отходов ценные и благородные металлы — палладий, родий и рутений.

Проблема нехватки объемов для хранения ОЯТ является актуальной для всех стран, развивающих атомную энергетику. Так, по оценкам исследователей, сегодня в России на площадках АЭС и в хранилищах радиохимических заводов размещено около 16 000 тонн ОЯТ. При этом ежегодный прирост хранящегося топлива достигает 850 тонн.

Добавим, существует два основных варианта обращения с ОЯТ: хранение и переработка. Первый способ, который бывает двух типов: сухое хранение (в вентилируемых помещениях) и влажное (под водой) — является более дешевым. Однако переработка, хоть и предполагает серьезные денежные и энергозатраты, является более современным и экологичным способом обращения.

По словам ассистента кафедры технической физики Ивана Новоселова , в Томском политехе предложили модернизировать существующий способ переработки ОЯТ. Стандартный процесс предполагает фрагментирование ОЯТ, растворение в азотной кислоте, экстракционное извлечение из раствора урана и плутония и производство на их основе MOX-топлива для АЭС. Оставшиеся без урана и плутония отходы переработки ОЯТ (ОП ОЯТ) представляют собой водно-солевые растворы высокой активности, включающие целый ряд радиоактивных продуктов деления изотопа уран-235 (платиноиды, РЗЭ) и других металлов. По действующей технологии эти отходы выпаривают, добавляют химические реагенты (силикаты, фосфаты, бораты и другие) и направляют на операцию остекловывания с последующим захоронением в виде «брикетов». Однако у существующего способа есть ряд недостатков.

«ОП ОЯТ в отличие от радиоактивных отходов несут в себе определенную ценность — то, что входит в его состав, может быть востребовано в будущем. "Брикеты", которые получаются в процессе остекловывания, конечно, занимают меньший объем и не содержат уран и плутоний, однако содержат изотопы очень ценных металлов платиновой группы — палладия, родия и рутения, которые являются продуктами деления. Но проблема в том, что из "брикетов" их потом просто не извлечь», — говорит он.

Доцент кафедры технической физики Александр Каренгин добавляет, что ученые ТПУ предлагают использовать низкотемпературную плазму для иммобилизации отходов переработки ОЯТ. Причем технология политехников позволяет не только встроиться в уже существующий процесс переработки, но и удешевить его.

«Основой технологии переработки ОЯТ на радиохимических заводах является PUREX-процесс, в котором экстракцию урана и плутония из водно-солевых растворов осуществляют трибутилфосфатом (ТБФ) с использованием различных органических разбавителей (керосин, очищенные углеводороды и другие), которые под действием радиоактивного облучения с течением времени теряют свою эффективность и превращаются в горючие отходы переработки ОЯТ (ГОП ОЯТ). Нами разработан процесс совместной плазменной иммобилизации горючих и негорючих отходов переработки ОЯТ в воздушной плазме в расплавах хлоридов металлов (натрий, калий), стойких к радиационному облучению. В итоге получается горючая композиция, которая обрабатывается в воздушной плазме при температуре не менее 1 200 °С. На выходе мы получаем своеобразный расплав, который собирается в специальные емкости, затвердевает и отправляется на хранение.

По прошествии необходимого времени из субстанции можно будет извлечь химическими способами металлы платиновой группы. Для сравнения: с одной тонны ОЯТ образуется до 2 килограммов рутения, до 1,5 килограмма палладия и до 0,5 килограмма родия»,

— поясняет политехник.

Отметим, к несомненному достоинству технологии ученых Томского политеха относится уменьшение стоимости за счет сокращения количества операций, объема емкостного оборудования, затрат на химические реагенты и электроэнергию. Исследования с использованием плазменного комплекса ведутся в ТПУ с 2013 года. Работы подкреплены госзаданием «Наука», федеральной целевой программой. При этом плазменный комплекс, созданный в вузе, может быть использован для выполнения различных заданий.

«На этой же установке можно получать нанопорошки из ОЯТ. После экстракции урана и плутония в образующемся растворе остаются редкие элементы, например, иттрий или цирконий. После переработки в плазме можно получать нанопорошки оксидов данных элементов. Плазма сама по себе является очень универсальным инструментом, несмотря на то, что она достаточно хорошо исследована, наблюдать ее широкое применение в промышленности нам пока не приходится», — подчеркивает Иван Новоселов.

Политехниками уже проведена отработка лабораторной пробы на плазмохимическом комплексе. Эксперименты проводились не на реальном ОЯТ, но на моделях, которые полностью имитируют физико-химические свойства сырья. Кроме того, учеными ТПУ уже разработаны мобильный плазменный комплекс, который при необходимости можно модернизировать под нужды предприятия, и стационарная установка.

«Это многоцелевой комплекс, который можно использовать для решения различных задач. Мы готовы к тому, чтобы проводить работы с использованием ОЯТ, открыты для сотрудничества с предприятиями ядерной промышленности.

Возможно, предприятия подстегнет готовящийся указ президента РФ, по которому хранение ОЯТ станет экономически невыгодным. Поэтому компании будут заинтересованы в технологиях переработки», — подытожил Александр Каренгин, уточнив, что доклад, посвященный данной проблеме, был представлен на международной конференции «Изотопы: технологии, материалы и применение» , прошедшей в Томском политехе.

Источник: news.tpu.ru
 Читайте также:

Моноопера, мюзикл и спектакль-эскиз: томский культурный обзор

В Томском областном краеведческом музее на этой неделе подготовили «Театральные пятницы» - уникальный шанс познакомиться с миром прекрасного через синтез искусств: театра, музыки, танца и музейных экспозиций. А главными героями станут юные посетители. Они, рассматривая предмет..

Итоги II Предновогоднего турнира АО «Транснефть – Центральная Сибирь» по хоккею 2017 года

18 ноября 2017 года в ледовом дворце «Кристалл» во второй раз состоялся хоккейный предновогодний турнир среди сотрудников АО «Транснефть – Центральная Сибирь». В турнире приняли участие три коллектива из РНУ Парабели и Стрежевого, а также сборная Томска, составленная в основном и..

Объявлена аккредитация по фитнес-аэробике

Предлагаем к ознакомлению распоряжение от 23.11.2017 №47-р-с «Об объявлении государственной аккредитации». Согласно документу, объявлена аккредитация общественных организаций по виду спорта «фитнес-аэробика» для наделения их статусом региональной спортивной федерации. С..

Итоговый оргкомитет 15-го первенства мира по плаванию в ластах

Фото: Валерий Доронин 21 ноября в здании администрации Томской области состоялся итоговый оргкомитете 15-го первенства мира по плаванию в ластах, в рамках которого 80 человек, благодаря которым первенство состоялось и прошло на высочайшем уровне, стали обладателями благ..

В Стрежевом раздавили санкционные помидоры

В Стрежевом на городском полигоне твердых бытовых отходов уничтожили 5,7 килограмма томатов, выявленных сотрудниками Россельхознадзора, сообщила пресс-служба ведомства. Томаты свежие или охлажденные, включенные в перечень сельскохозяйственной продукции, сырья и продовол..

В Томске у здания мэрии прошел пикет штаба Навального

23 ноября активисты штаба Навального провели пикет у здания мэрии Томска. «Предвыборная кампания Путина — запрещать митинги Навального», с таким плакатом активисты штаба Навального пикетировали здание мэрии Томска Ранее мы писали о том, что последние три месяца представ..

Томич Илья Колесов завоевал бронзу на чемпионате России по жиму лежа

В городе Бердск Новосибирской области продолжается чемпионат России по пауэрлифтингу (жиму). Соревнования будут идти до 24 ноября. Томский спортсмен, мастер спорта России, Илья Колесов, выступая в весовой категории 74 килограмма, завоевал бронзовую медаль с результатом ..

Lexus сбил 12-летнюю девочку в центре Томска

Как сообщает прес-служба полиции, сегодня около 12 часов 45 минут на проспекте Ленина, 181 автомобилем Lexus JX300 под управлением 45-летнего водителя совершил наезд на пешехода. По предварительным данным, 12-летняя девочка переходила проезжую часть по нерегулируемому пешеходн..

Мнение редакции интернет сайта riasv.ru никогда не совпадает с мнением, высказанным в новостях.

Пользовательское соглашение   |   Контактная информация   |   Города
Copyright © 2014-2017 riasv.ru - региональное информационное агентство