Том 329 № 12 (2018)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2018/12/18

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОБЛУЧЕННОГО ГРАФИТА УРАН-ГРАФИТОВЫХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки эффективных методов дезактивации облученного графита уран-графитовых ядерных реакторов с целью снижения потенциальной опасности для дальнейшего захоронения. Цель: разработка метода электрохимической дезактивации графитовых радиоактивных отходов в химически агрессивных средах и определение оптимальных параметров ведения процесса. Методы: экспериментальные исследования процесса электрохимической обработки облученного графита в различных электролитах и при различных условиях. Результаты. Показана принципиальная возможность электрохимической обработки графитовых радиоактивных отходов. Представлена конструкция электролизера для проведения процесса обработки, и описана методика проведения эксперимента. Проанализированы электродные процессы, и определены факторы, влияющие на эффективность электрохимической дезактивации. Представлены зависимости скорости разрушения графитовых анодов от плотности тока и различных концентраций кислот. Определено, что наибольшая скорость разрушения электродов наблюдается в концентрированной азотной кислоте. Экспериментально были получены зависимости, отражающие степень очистки графитовых РАО по радионуклидам 60Co, 134+137Cs, 154Eu, 241Am в зависимости от состава электролита. Выявлено, что максимальная степень дезактивации облученного ядерного графита при плотности тока 0,01 А/см2и температуре электролита (16–20) °C достигается в азотной кислоте с добавлением 0,2 М NaF. Проведен сравнительный анализ результатов экспериментов химической и электрохимической обработки графитовых радиоактивных отходов. Показано, что электрохимическая дезактивация графита позволяет снизить активность графита по 60Со в 2–10 раз и по 137Cs в 7–100 раз. При этом в процессе дезактивации не образуется газообразных продуктов реакции, которые необходимо улавливать, создавая ещё большее количество вторичных радиоактивных отходов.

Ключевые слова:

Реакторный графит, электрохимическая обработка, радионуклид, уран-графитовый реактор, дезактивация.

Авторы:

Павлюк Александр Олегович (Alexander O. Pavliuk)

Беспала Евгений Владимирович (Evgeniy V. Bespala)

Котляревский Сергей Геннадьевич (Sergey G. Kotlyarevskiy)

Волкова Анна Генриховна (Anna G. Volkova)

Захарова Елена Васильевна (Elena V. Zakharova)

Скачать PDF