Объемы ядерных отходов могут быть снижены на 90 процентов
Исследователи инженерного факультета Университета Шеффилда (Великобритания) доказали, что смешивание содержащих плутоний отходов с доменный шлаком и превращение конечного продукта в стекло уменьшает размер отходов на 85-95%. Этот способ позволяет также эффективно изолировать радиоактивный плутоний, что ведет к образованию стабильного конечного продукта. Этот метод применим также к обработке значительных объемов смешанных отходов, образовавшихся в результате окончательной дезактивации поврежденной ядерной установки Фукусимы.
«Общий объем содержащих плутоний отходов от ядерных работ и от вывода из эксплуатации ядерных установок достигает в Соединенном Королевстве 31 000 м2 – таким количеством отходов можно заполнить часовую башню Биг-Бена семь раз, - говорит ведущий исследователь проекта, профессор Нейл Хьятт (Neil Hyatt). – Предлагаемый нами процесс позволит снизить объем отходов таким образом, что все они могли бы легко поместиться в одной башне Биг-Бена».
Современный метод обработки непрессуемых плутониевых отходов предполагает инкапсуляцию с помощью цемента, в результате чего общий размер отходов увеличивается. Хьятт говорит: «Если мы сможем уменьшить размеры отходов для хранения и захоронения, мы сможем снизить и расходы на эти операции. Предлагаемый нами процесс также стабилизирует плутоний с помощью материала, более стойкого к коррозии, что повысит безопасность обработки и улучшит общественное мнение о геологическом захоронении отходов».
Несмотря на то, что геологическое захоронение является конечной стадией нейтрализации высокорадиоактивных отходов, в Соединенном Королевстве не было установлено ни одного официального места захоронения.
Содержащие плутоний отходы являются особым видом высокорадиоактивных отходов, связанным с производством плутония. При работе с ними необходимы фильтры, средства индивидуальной защиты (СИЗ), а при выводе из эксплуатации объектов, связанных с обработкой плутония, выделяются металлы и камни. Используя церий вместо плутония, ученые Университета Шеффилда смешали содержащие плутоний отходы с доменным шлаком, широкодоступным побочным продуктом производства стали, и нагрели их таким образом, чтобы материал превратился в стекло в результате процесса витрификации.
Основная задача исследования, спонсируемого Sellafield Ltd и Исследовательским советом инженерных и физических наук, заключалась в поиске доказательства того, что обработку различных отходов производства можно осуществлять при помощи одного процесса и одной добавки, что обеспечивает низкую стоимость такой технологии.
«Известно, что церий ведет себя схожим с плутонием образом, поэтому с его помощью можно эффективно и безопасно разрабатывать данную технику, - объясняет профессор Хьятт. – Посредством нашего метода образуется цельный и стабильный продукт обработки, поскольку тепловая обработка уничтожает все пластмассовые и органические материалы. В этом его преимущество, поскольку предугадать, как разрушение органических и пластмассовых материалов повлияет на поведение плутония под землей, довольно сложно».
На данный момент профессор Хьятт занят оптимизацией процесса витрификацией для полноценной демонстрации своего метода. Он также планирует дальнейшие опыты с плутонием небольших размеров.
С научной статье можно ознакомиться здесь.
По материалам пресс-релиза Университета.
Иван Штепа nauka21vek.ru