Сетевое издание ENERGOSMI (ЭНЕРГОСМИ). Номер свидетельства СМИ ЭЛ № ФС 77 — 63300.

Исследователи из компании «ИнноПлазмаТех» (Санкт-Петербург) предложили ионно-плазменную технологию для дезактивации облученного реакторного графита и переработки отработанного ядерного топлива. Новый подход не только в десятки раз дешевле использующихся сегодня радиохимических методов, но и обеспечивает разделение входящих в состав топлива компонентов. Результаты опубликованы в журнале «Ядерная физика и инжиниринг».

Одним из элементов атомных реакторов является графитовая кладка, которая используется в качестве замедлителя нейтронов. При эксплуатации таких реакторов образуется облученный графит, для которого пока что нет оптимальной технологии дезактивации. Наибольшую опасность в облученном графите представляет углерод-14 — вещество с полураспадом в 5700 лет, которое является продуктом нейтронного облучения азота-14 из азотно-гелиевой смеси. Графит-14 осаждается на поверхности графитовых блоков, откуда он затем извлекается для безопасного захоронения.

Свой метод извлечения гарфита-14 предложили специалисты компании «ИнноПлазмаТех», специализирующейся на дезактивации ядерных энергетических установок. Суть метода сводится к тому, что облученный графитовый блок размещается в камере, заполненной аргоновой плазмой, после чего углерод-14 удаляется с поверхности графита с помощью распыления ионов аргона. Одновременно с этим происходит прогрев графитового блока плазмой до температуры 1700 градусов Цельсия, в результате другие радионуклиды перемещаются из графита на поверхность, с которой они также удаляются распылением.

Новая — ионно-плазменная — технология позволяет избежать образования вторичных ядерных отходов и не нарушить целостности графитовых блоков. При этом ее принципы применимы для переработки ядерного топлива. Для этого таблетки отработанного ядерного топлива размещаются в разделительной трубе, оснащенной цилиндрическими вкладышами. Через трубу пропускают инертный газ аргон и с его помощью проводят плазменное разделение отработанной топливной таблетки. Температура поверхности трубы не является равномерной — от 2600 градусов Цельсия в месте, где расположена таблетка, до комнатной на другом конце.

Благодаря градиенту температур и различиям в давлении насыщенных паров разные химические элементы «осаждаются» на разных участках разделительной трубы (съемных вкладышах), поэтому их удается разделить с точностью не менее 99 %.  Извлечение вкладышей позволяет получить уже разделенные компоненты ядерного топлива. В их числе — уран и плутоний, которые могут использоваться повторно, и стронций для «долгоиграющих» бета-вольтаических батарей.

«Предложенный подход позволит на порядок сократить расходы на вывод из эксплуатации уран-графитовых реакторов и в десятки раз удешевить переработку отработанного ядерного топлива, а также сделать ее более экологичной. Следующим этапом развития ионно-плазменной технологии станет решение ряда научных и конструкторских задач: разработка и создание прототипа устройства и проведение работ в условиях, приближенных к реальным, на объектах ядерной энергетики», — цитирует Российский научный фонд кандидата физико-математических наук Анну Петровскую.

Читайте Insider

Журнал о кабельном бизнесе

Слушайте Kabel.FM

Первое кабельное радио!

Рекомендации по теме

Более 120 МВА дополнительной трансформаторной мощности ввели энергетики в Подмосковье с начала года
Томские ученые создали электропроводящие полимеры для работы при экстремальных температурах
Обновление ассортимента измерительных трансформаторов тока от бренда EKF
Проект заботливой адаптации сотрудников компании «Электрорешения» (бренда EKF) отмечен главной отраслевой премией в России и СНГ InterComm2025
CHINT в России расширяет сотрудничество с «ВсеИнструменты.ру»
Сахалинэнерго продолжает обновление электросетевого комплекса Сахалина
BYD Qin L 2026: 2148 км на одной волне
«Подводную» майнинг-ферму обнаружили энергетики в Махачкале
В НГТУ НЭТИ разработали инновационный метод релейной защиты от витковых замыканий в обмотке статора синхронного генератора