proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[04/10/2007]     Не сливайте жидкие отходы!

Поводом для подготовки этого материала стали наши беседы с Кононовым Александром Николаевичем. Это умный, интересный собеседник и активный сторонник внедрения фторидных технологий в процесс очистки урана и плутония от радиоактивных отходов. Теоретически фторидные технологии вроде бы способны избавить атомщиков от серьезных проблем, однако даже среди радиохимиков есть как сторонники, так и противники, причем все они выдвигают весомые и убедительные аргументы в обоснование своей позиции.

Почему, казалось бы, рациональная идея не внедряется в практику? Большие затраты? Есть более совершенные технологии? Мешают стереотипы?

Выделение и очистка урана и плутония от продуктов деления (ПД)  в радиохимическом производстве России производятся в основном водным методом на основе Пурэкс-процесса. При этом образуется большое количество жидких радиоактивных отходов, причем их объемы возрастают по мере роста количества АЭС. Судьба этих ЖРО – эта тема вообще одна из любимых у экологов и критиков атомных технологий. Поэтому необходимо совершенствование методов переработки ОЯТ для уменьшения и даже исключения образования ЖРО при проведении технологических операций.

При этом существует и альтернативный метод, который давно используется на сублиматных заводах. В его основе газофторидная технология. Конечно, для целей переработки ОЯТ действующие на сублиматных заводах установки ГФТ требуют доработки конструкций отдельных аппаратов и их компоновки для использования в условиях высоких радиационных полей и повышенной ядерной опасности с последующей отработкой технологии в реальных условиях, на реальном сырье. Все это возможно, но требуется  еще и создание опытно-промышленной установки.

Применение ГФТ позволяет достичь высоких коэффициентов очистки и полностью исключает образование жидких технологических отходов. Основные преимущества ГФТ :

• отсутствие технологических ЖРО:
• малый объем ТРО ( < 0,1 м3 / т ОЯТ );
• высокая производительность;
• процесс отработан на действующих производствах;
• компактность технологической схемы;
• малые объемы и количество оборудования;
• легко автоматизируется;
• малое число обслуживающего персонала
• обеспечивает высокий уровень ядерной безопасности процесса.

Важнейшим и принципиальнейшим преимуществом ГФ метода является отсутствие технологических ЖРО. Все процессы в ГФТ протекают в газовой фазе.

Суть процесса заключается в том, что на стадии высокотемпературного фторировання (около 1200 град C) компоненты ОЯТ образуют соединения (фториды) различной степени летучести - легколетучие, умереннолетучие, труднолетучие. Очистка гексафторидов U и Ри, входящих в группу умереннолетучих соединений, происходит за счет разницы температур сублимации образующихся веществ при фторировании и последующей десублимации при охлаждении, фильтрации, переконденсации реакционных газов, а также в ходе взаимодействия с материалом сорбентов NaF и MgF2 двумя путями:

• поглощение фторидов ПД за счет сорбции на фтористых сорбентах на основе NaF и MgF2:
• выделение UF6 из газового потока за счет сорбции - десорбции на NaF.

Разделение урана и плутония производится за счет большей термической устойчивости гексафторида урана по сравнению с гексафторидом плутония. Основными отходами технологии являются твердые радиоактивные отходы. К ним относятся:

• «огарки» трехстадийного фторирования исходного облученного топлива;
• отработанные сорбенты;
• пыль металлокерамических фильтров.  

Наличие такого небольшого количества ТРО (< 0,1м3 / т ОЯТ) объясняется тем, что по ходу технологического процесса все вещества, содержащиеся в исходном продукте, претерпевают в ходе химических реакций лишь фазовые превращения, добавление новых веществ (реагентов) не происходит. 

Высокая производительность ГФТ обусловлена тем, что скорость технологического процесса определяется химическими превращениями, которые в газовой фазе протекают с большой скоростью, и нет необходимости в проведении дополнительных операций выдержки или доводки технологических продуктов. Производительность действующих сублиматных заводов (АЭХК, СХК ), аппараты которых могут быть использованы в качестве прототипов оборудования установки для регенерации ОЯТ на основе ГФТ, составляет тысячи тонн в год.

На этих заводах накоплен большой опыт эксплуатации технологического оборудования с применением фтора, процесс хорошо отработан. Протекание процессов в газофторидной технологии подразумевает компактную технологическую схему, которая включает операции фторирования исходного порошка ОЯТ, фторирование огарков головного факельного реактора, а также аффинажные операции сорбционной очистки UF6, операции переконденсации для урановой и уран-плутониевой ветки, операции пирогидролиза, переработку отходов технологии. Конечными продуктами схемы являются очищенный UF6, направляемый на изотопное обогащение и смесь оксидов урана и плутония, идущая на изготовление смешанного топлива.

О небольшом числе единиц оборудования, малых его размерах можно судить на основе предварительного анализа возможной, технологической  схемы завода РТ-2  с использованием ГФТ. Общее количество технологического оборудования можно оценить величиной 150-200 единиц при среднем объёме аппаратов 1 м3, в то время как на действующих радиохимических заводах различных стран число аппаратов превышает тысячу единиц.

В пользу ГФТ говорит также то, что обеспечивается контроль и управление небольшим количеством технологических параметров, основными из которых являются давление, температура и расход.   В связи с этим процесс легко автоматизируется и, следовательно, количество персонала, необходимого для управления технологическим процессом будет гораздо меньше, чем при существующих методах. В аппаратах газофторидной технологии ядерная безопасность существенно выше по сравнению с аппаратами водных технологий не только благодаря отсутствию воды, но и вследствие малой плотности газообразных сред в большинстве аппаратов. В  точках процесса, где возможно накопление продукта с делящими средами, необходимо предусматривать аппараты с безопасной геометрией. Таким образом, применение ГФТ позволяет сократить капитальные и эксплуатационные затраты, а также решить ряд технологических вопросов при получении товарных продуктов и обращению с образующимися РАО, где главное-отсутствие ЖРО.

Предлагаю обсудить эту проблему в рамках нашего сайта, поскольку тема «Методы регенерации облученного топлива» пожалуй, одна из  актуальнейших в атомной отрасли.

(При подготовке материала использовалась статья А.Н.Кононова и С.А. Макеева «О перспективах применения газофторидной технологии для переработки ОЯТ»)

Гл. редактор О.В.Двойников

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Безопасность и чрезвычайные ситуации
· Новость от proatom


Самая читаемая статья: Безопасность и чрезвычайные ситуации:
Стратегия обеспечения энергетической безопасности России

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4.8
Ответов: 5


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 15 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 04/10/2007
Сегодня на каждую тонну ОЯТ образуется: около 5 м куб. высокоактивных отходов (на спецоборудовании они переводятся в стеклообразную массу), примерно 50 м куб. среднеактивных (котрые по прежнему сливаются в озеро Карачай), и примерно 2500 м куб. низкоактивных (которые напрвлятся в Теченский каскад водоемов). Кроме этого в гораздо больших объемах образуются нетехнологические отходы, которые сливаются туда же. Ветеран


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 05/10/2007
Экологические преимущества фторидной технологии очевидны. По-моему, она не внедряется по коммерческим причинам: "нет денег". Закрывать налаженное производство и строить новые цеха - не рентабельно. Однако грядущая необходимость расширения переработки топлива делает эту, принципиально апробированную технологию безальтернативной по отношению к водным.
Отмечу ещё одно экологическое преимущество фторидной технологии. Она может стать безотходной, так как позволяет очень компактно и, главное, избирательно накапливать продукты деления. Собранные на сорбентах эти бывшие радиоактивные отходы должны направляться (с табличкой: "Здесь лежит цезий") на склад, где хранится до момента коммерческого востребования. При сегодняшнем состоянии исчерпания всех ресурсов это будут десятки лет, не больше сотен. Хранилище называется СМАК - сырьевые материалы атомного комплекса. (Поляков)


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 05/10/2007
ГФтехнологии для переработки ОЯТ и разделения изотопов Pu потерпели полный крах при испутании опытных установок на СХК, НИИАР, ВНИИХТ, Свердловск.
У других хватило мужество не испытывать судьбу. Весь мир отказался от разработок ГФтехнологий.
Автор плохо знаком с недостатками ГФТ и выдает желаемое за действительное.
Е.А.Филиппов


[ Ответить на это ]


[Без темы] (Всего: 0)
от Гость на 24/10/2007
Какую чушь вы несете. ГФТ прекрасно себя показала на разделительных предприятиях. Сейчас японцы проводят масштабные исследования по внедрению ГФТ на своих производствах. Школьник


[
Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 05/10/2007
Вот эти фразы: "• малый объем ТРО ( < 0,1 м куб/ т ОЯТ );"
и это: "Наличие такого небольшого количества ТРО (< 0,1м3 / т ОЯТ)"
Путают — сравниваются куб. метры и тонны...
Обычно так поступают, когда хотят "навести тень на плетень"...
Ну прямо эколога Яблокова на Вас надо напустить, честное слово... :-)
Из текста этой статьи да и из общих соображений ясно, что ТРО ОЯТ могут отличаются по плотности в разы. Вспомните двугорбую кривую выхода элементов при делении тяжелых ядер.
Поэтому, для четкой, однозначной  и одноразмерной адекватности сравнения, предлагаю сопоставлять ТРО и ОЯТ — в кубических метрах. Почему это было не сделано сразу? Ведь это замечание по плечу даже школьнику! :-)


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 05/10/2007
Принимаю замечания всех специалистов и прошу только об одном: давайте больше конкретики. Сарказм и эмоции оставим журналистам, хотелось бы видеть больше конкретных 
обоснованных замечаний, построенных на основе личного
опыта и знаний. Очень нужна объективная критика ГФТ. Может быть она, действительно, поставит точку в этой полемике. А может быть даст толчок ее развитию. С уважением, Двойников


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 05/10/2007
К недостаткам водных технологий можно добавить мертвое оеро Карачай , Теченский каскад водоемов, а также три монстра - выработавшие ресурс установки остекловывания. Это здания с становленными электропечями и застывшей высокоактивной стекломассой. Каждые 3-4 года будет появляться еще по такому же монстру, поскольку водная технология продолжается. 
Что с этим делать? Школьник


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 09/10/2007
1. Объем и активность ВАО (первичных) - практически не зависит от используемой технологии переработки, а определяется методом отверждения их. Объем вторичных технологических ВАО зависит от технологии, но если для гидрометаллургии эти объемы известны, то для ГФТ - вторичные отходы просчитаны только на бумаге, а объем нетехнологических отходов не просмотрен и на бумаге.
2. Кстати работы по ГФТ как велись в НИИАР так и ведутся.


[
Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 09/10/2007
Ну дак посмотрите, посчитайте. Кто же за вас, специалистов будет это делать? Или вам удобнее сливать отходы в землю?


[
Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 10/10/2007
Так для гидрометаллургии просчитано и все обновленные проекты предусматривают отверждения всех рао, в том числе не технологических (см. материалы например Global2007)? А почему авторы ГФТ этого не делают, вопрос к ним.


[
Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 05/10/2007
Из статьи непонятно куда исчезают все продукты деления? Можно подумать ОЯТ состоит только из урана и плутония.


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 08/10/2007
Может ли кто-нибудь прояснить, какова судьба экспериментальной ГФТ- установки "Конверсия", разработанной во ВНИИХТ для проверки процесса переработки ОЯТ на урановых продуктах с имитаторами плутония и продуктов деления? Есть ли какие-нибудь результаты? Школьник


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 08/10/2007
Наверное в Росатоме очень высока клановость в принятии решений по технологическому развитию. Возможно, и ГФТ - это результат такого подхода. Кстати, Курчатов в свое время был 
противником водных технологий, инициировал изучение 
безводных, но они остановились после смерти Курчатова. 
Ветеран


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 29/10/2007
Высказать свое мнение нас побудила реплика Е.Филипова, менторская по форме и противоречащая действительности  по сути. Все  операции фторидного способа переработки ОЯТ отработаны в лабораторных условиях, а большинство из них испытаны в составе пилотных установок. В каньоне радиохомического завода СХК прошла испытание на реальном сырье пилотная установка, показавшая правильность выбранных решений и обеспечившая очистку урана и плутония от осколочной активности на уровне 10exp.10-12. В НИИАРе на реальном сырье была успешно испытана  установка "Фрегат" , результаты работы которой признаны мировым сообществом. Более того, фторидный способ не требует захоронения долгоживущих актинидных элементов, сжигая их в нейтронном поле реактора, и минимизирует образование средне и слабоактивных растворов, поскольку не содержит радиационно нестойких водных растворов и органических экстрагентов.  ТЭО, выполненное НИПИЭТ - головной проектной организацией Росатома, показало многократное преимущество этой технологии в сравнении с водно-экстракционными методами по всем проанализированным показателям. В.К. Ежов, Н.М. Троценко.


[ Ответить на это ]


Re: Не сливайте жидкие отходы! (Всего: 0)
от Гость на 02/11/2007
Ввиду ограниченности запасов U-235 атомная энергетика не имеет будущего без вовлечения в топливный цикл U-238 и Th-232 и, как следствие, создания ядерных реакторов нового поколения на быстрых нейтронах (РБН), работающих в режиме воспроизводства делящихся материалов. Это более полувека тому назад понимал Э.Ферми.
Особенность переработки ОЯТ РБН диктуется большим содержанием продуктов деления, в десятки раз превосходящее их содержание в ОЯТ реакторов на тепловых нейтронах, и тем, что по экономическим требованиям время пребывания топлива вне реактора должно быть минимальным ( в лучшем случае, переработка без "охлаждения"). По этим причинам водно-экстракционную технологию нельзя уверенно рекомендовать для регенерации ОЯТ РБН.
Это понимали руководители СССР. Согласно Постановлению Правительства СССР были начаты работы в обоснование ЯТЦ РБН на основе "нетрадиционных технологий, использующих радиационностойкие среды с малым содержанием замедлителей нейтронов или без них".
На сегодняшний день единственной технологией, обепечивающей названные выше требования и готовой к промышленной реализации, является газофторидная технология. Недаром ЯТЦ Франции основан на применении этой технологии, недаром в Японии активно финансируются работы по фторидной технологии, а ученые КНР внимательно изучают российский опыт в этом направлении.
Мы считаем, что без стоительства РБН и  замкнутого ТЦ на основе фторидной технологии ядерная энергетика в России лишена будущего.   Ежов В.К., Троценко Н.М.  



[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.11 секунды
Рейтинг@Mail.ru