Способ ликвидации жидких радиоактивных отходов

Авторы патента:

G21F9/16 - фиксация в устойчивой твердой среде

Владельцы патента RU 2601415:

Ефимочкин Анатолий Павлович (RU)

Изобретение относится к области атомной энергетики, системе безопасности АЭС. Подготавливают два участка земли - рабочий и семенной, на рабочем участке высевают быстрорастущие растения. Растения обильно поливают радиоактивной водой, разбавленной до значения радиоактивности, не угнетающей рост растений. После достижения растениями высоты 50-60 см их скашивают. Почву распахивают, боронуют, корни вместе с наземными растениями собирают, сушат и сжигают в печах. После снижения объема, получаемого из бункеров газа, остатки твердых радиоактивных отходов извлекают из бункеров и остекловывают. На семенном участке выращивают, поливая чистой водой, быстрорастущие растения для получения посевного фонда. После ликвидации всего объема радиоактивной воды почву с рабочего участка обжигают и остекловывают. Изобретение позволяет ускорить процесс ликвидации больших объемов радиоактивной воды, уменьшить количество персонала, работающего по очистке воды. 1 ил.

Заявленный способ относится к атомной энергетике, системе безопасности АЭС и, в частности, может быть использован для ликвидации радиоактивной воды из реакторной зоны, больших объемов воды при авариях ан АЭС, слива после мытья технических средств и служащих, работавших в зоне распространения радиоактивных элементов.

Известна проблема утечки радиоактивной воды из хранилищ японской атомной электростанции Фукусами после аварии. Объем радиоактивной воды продолжает увеличиваться. Ежедневно количество радиоактивной воды на АЭС Фукусами-1 увеличивается примерно на 300 тонн. При этом потоки радиоактивной воды продолжают стекать в Тихий океан, заражая не только японские прибрежные воды и территории, но и перемещаются к берегам российского Дальнего Востока, заражая и отравляя прибрежные флору и фауну.

Известен способ очистки воды от радиоактивных отходов, например, путем коагуляции с использованием квасцов, или глины, или кальцинированной соды, или сульфата железа, или фосфатов (см. http://www.mrkvant.com.ua/radiation/12).

Однако этот наиболее эффективный способ коагулирования является длительным, требует большого объема коагулянтов, таких как: квасцы, глина, кальцинированная сода, сульфат железа, фосфаты и участия большого количества обслуживающих операции операторов.

Целью настоящего изобретении является достижение технического результата по ускорению ликвидации больших объемов радиоактивной воды, упрощению и удешевлению технологического процесса, а также сокращению персонала - ликвидаторов последствий аварии.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагается подготовить два участка земли - рабочий и семенной, на рабочем участке высевать быстрорастущие растения, например бамбук, растения обильно поливать радиоактивной водой, разбавленной до значения радиоактивности, не угнетающей рост растений. После достижения растениями высоты 50-60 см их следует скашивать, почву распахивать, бороновать, корни вместе с наземными растениями собирать, сушить и сжигать в печах. При этом дым из печей предлагается пропускать через водяной клапан, значение радиоактивности выходящего дыма измерять и в случае превышения значения радиоактивности безопасного уровня направлять дым на повторную доочистку в последующие водяные клапаны. Кроме того, значение радиоактивности воды водяного клапана следует измерять и в случае превышения безопасного уровня использовать воду вместе с первичной радиоактивной водой. В печах предлагается использовать, например, газ, получаемый из бункеров анаэробного хранения твердых бытовых и/или радиоактивных отходов, после снижения объема газа из бункеров остатки твердых радиоактивных отходов предлагается извлекать из бункеров и остекловывать. На семенном участке предлагается выращивать, поливая чистой водой, быстрорастущие растения для получения посевного фонда, молодые растения или семена соответственно предлагается укоренять или высевать на рабочем участке. После ликвидации всего объема радиоактивной воды почву с рабочего участка следует обжигать и остекловывать.

Изобретение поясняется графическими материалами.

На Фиг. 1 представлена конструкция водяного клапана.

Водяной клапан содержит:

1 - сосуд, разделенный на две части;

2 - нижнюю водяную часть сосуда;

3 - верхнюю газовую часть сосуда.

Способ реализуется следующим образом.

Вблизи контейнеров хранения радиоактивной воды подготавливают два участка земли - рабочий и семенной. На рабочем участке высевают быстрорастущие растения, например бамбук, диктиофору, овес, бобовые растения, грибы и др. Наиболее приемлемым является бамбук. Например, такой его вид, как листоколосник съедобный, за сутки вырастает до 70-75 см в высоту. Другим примером быстрорастущих растений является диктиофора. Этот тропический гриб растет со скоростью 5 мм в минуту.

Растения обильно поливают радиоактивной водой, разбавленной до значения радиоактивности, не угнетающей рост растений. После достижения растениями определенной высоты их скашивают. Момент скашивания определяется видом используемых растений. Для бамбука высота должна быть 50-60 см, после чего почву распахивают, боронуют, корни вместе с наземными растениями собирают и сушат. Для этого используют известные сельскохозяйственные машины. Собранную растительную массу сжигают в печах, дым из которых пропускают через водяной клапан, а значение радиоактивности выходящего дыма измеряют и в случае превышения значения безопасного уровня направляют на повторную доочистку в последующие водяные клапаны. В печах используют, например, газ, получаемый из бункеров анаэробного хранения твердых бытовых и/или радиоактивных отходов, после снижения объема, получаемого из бункеров газа, остатки твердых радиоактивных отходов извлекают из бункеров и остекловывают.

На семенном участке выращивают, поливая чистой водой, быстрорастущие растения для получения посевного фонда. Молодые растения или семена соответственно укореняют или высевают на рабочем участке. После ликвидации всего объема радиоактивной воды почву с рабочего участка обжигают и остекловывают.

Предложенный способ позволяет ускорить процесс ликвидации больших объемов радиоактивной воды, упростить, удешевить его за счет использования естественного процесса выращивания растений, а также значительно сократить количество персонала, участвующего в операциях очистки.

Заявленный способ является новым, ранее неизвестным, что говорит о его соответствии критерию патентоспособности - новизна.

Предложенный способ может быть реализован специалистами биологами и химиками, вооруженными известными техническими средствами, что говорит о его соответствии критерию патентоспособности - промышленная применимость.

Способ ликвидации жидких радиоактивных отходов, отличающийся тем, что подготавливают два участка земли - рабочий и семенной, на рабочем участке высевают быстрорастущие растения, например бамбук, растения обильно поливают радиоактивной водой, разбавленной до значения радиоактивности, не угнетающей рост растений, после достижения растениями высоты 50-60 см их скашивают, почву распахивают, боронуют, корни вместе с наземными растениями собирают, сушат и сжигают в печах, например, в которых используют газ, получаемый из бункеров анаэробного хранения твердых бытовых и/или радиоактивных отходов, после снижения объема, получаемого из бункеров газа, остатки твердых радиоактивных отходов извлекают из бункеров и остекловывают, на семенном участке выращивают, поливая чистой водой, быстрорастущие растения для получения посевного фонда, полученные молодые растения или семена соответственно укореняют или высевают на рабочем участке, после ликвидации всего объема радиоактивной воды почву с рабочего участка обжигают и остекловывают.

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования низко- и среднеактивных отработанных ионообменных смол (ИОС).

Способ отверждения тритийсодержащего нефтяного масла // 2589040

Заявленное изобретение относится к способу отверждения тритийсодержащих нефтяных масел, из которых невозможно выделить радиоактивные вещества методом фильтрования.

Способ локализации радиоактивных загрязнений // 2586072

Изобретение относится к способу локализации радиоактивных загрязнений, например, в зоне захоронения радиоактивных отходов, и может быть использовано для очистки грунтовых вод от растворенного в них радиоактивного радия-226 (226Ra).

Содопированное оксидами гадолиния и самария алюмоборосиликатное стекло с повышенной радиационной стойкостью // 2566084

Изобретение относится к области иммобилизации и хранения ядерных отходов. Предложена композиция содопированного оксидами самария и гадолиния алюмоборосиликатного стекла с повышенной радиационной стойкостью для иммобилизации и хранения радиоактивных отходов, состоящая из (молярные проценты): SiO2 62-65, В2О3 16-17, Al2O3 4-5, Na2O 12-13, ZrO2 1,7-1,9 и оксидов самария и гадолиния в концентрациях (молярные проценты): Sm2O3 0,15 и Gd2O3 0,15.

Способ иммобилизации радионуклидов из жидких радиоактивных отходов // 2560407

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к обезвреживанию жидких радиоактивных отходов, и может быть реализовано при утилизации радиоактивных отходов методом отверждения в стабильные твердые матрицы.

Способ очистки жидкостей, содержащих радионуклиды, и устройство для его осуществления // 2550367

Заявленная группа изобретений относится к средствам переработки жидких радиоактивных отходов. В заявленном способе в загрязненную жидкость частично погружают один конец капиллярно-пористого элемента, на другом конце которого путем пропускания электрического тока создают зону выпаривания, с транспортировкой в нее загрязненной жидкости за счет капиллярных свойств пористого материала.

Способ переработки жидких органических радиоактивных отходов // 2544008

Изобретение относится к способу переработки жидких органических радиоактивных отходов и их изоляции от окружающей среды. В заявленном способе отверждение жидких органических отходов осуществляется путем их смешения с полимерным материалом и последующей обработкой.

Способ переработки жидких радиоактивных отходов // 2537391

Изобретение относится средствам охраны окружающей среды, а именно к способам переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО), предусматривающим их иммобилизацию в кристаллический материал, и может быть использовано на предприятиях атомной энергетики и химико-металлургических производств.

Состав для отверждения жидких радиоактивных отходов // 2529496

Изобретение относится к области кондиционирования жидких радиоактивных отходов методом цементирования, а именно к составу для отверждения жидких радиоактивных отходов, состоящему из портландцемента и природной минеральной добавки.

Алюмоборосиликатное стекло для изоляции радиоактивных жидких эфлюентов и способ обработки радиоактивных жидких эфлюентов // 2523715

Изобретение относится к алюмоборосиликатным стеклам для изоляции радиоактивных жидких эфлюентов средней активности. Предложен качественный и количественный состав алюмосиликатного стекла, стеклообразующая добавка для его получения и способ обработки радиоактивного жидкого эфлюента средней активности с использованием предложенной стеклообразующей добавки, приводящий к получению указанного алюмоборосиликатного стекла.

Способ обработки жидких радиоактивных отходов // 2601448

Изобретение относится к области атомной энергетики, системе безопасности АЭС. Создают два участка земли, первый - рабочий, второй - семенной, на которых высевают и выращивают аккумулирующие в большем объеме радиоактивные частицы растения. Растения на семенном участке поливают чистой водой. Растения на рабочем участке, который обильно поливают радиоактивной водой, после достижения растениями на рабочем участке высоты 50-60 см скашивают, почву распахивают, боронуют, корни вместе с наземными растениями собирают, сушат и сжигают в печах. Золу из печей остекловывают. Дым из печей пропускают через водяной клапан. Воду водяного клапана используют так же, как и первичную радиоактивную воду. В печах используют газ. После снижения объема получаемого из бункеров газа остатки отходов извлекают. После полной ликвидации радиоактивной воды обжигают и остекловывают. Изобретение позволяет упростить, удешевить и ускорить технологический процесс ликвидации радиоактивной воды. 1 ил.

Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов // 2604876

Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и предназначено для использования в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных расходов и пульп. Предложена композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов, состоящая из портландцемента и природных алюмосиликатных материалов (бетонита, вермикулита, каолина). В качестве пластификатора используют суперпластификатор С-3. В композицию добавляются использованные ртутные лампы, предварительно измельченные в промышленных установках. Технический результат - утилизация высокотоксичных изделий и повышение радиационной защиты.

Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов // 2610901

Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и предназначено для использования в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных расходов и пульп. Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов состоит из портландцемента и природных алюмосиликатных материалов (бентонита, вермикулита, каолина, клинонтилолита). В качестве активной минеральной добавки используют графит, являющийся отходом производства в атомной промышленности. В качестве пластификатора - суперпластификатор С-3. В композиции выдержаны определенные соотношения компонентов. Изобретение позволяет снизить стоимость композиции и утилизации отходов, образующихся в атомной промышленности.

Способ очистки жидкости, содержащей радионуклиды, и устройство для его осуществления // 2616447

Группа изобретений относится к атомной и радиохимической промышленности. Способ очистки жидкости, загрязненной радионуклидами, включает размещение в загрязненной жидкости как минимум по одному элементу из разных пористых материалов - гидрофильному и гидрофобному, один конец которых частично погружают в загрязненную жидкость, а на других путем пропускания электрического тока создают зону выпаривания, в которую транспортируют загрязненную жидкость за счет капиллярных свойств пористого материала, и где путем нагрева жидкости до кипения осуществляют компактирование загрязнений. Воду транспортируют по элементу из гидрофильного материала, а органическую составляющую - по элементу из гидрофобного материала. Компактирование осуществляют последовательным нагревом до полного выпаривания воды, затем - до полного выпаривания органической составляющей или наоборот. Образовавшийся пар конденсируют с получением очищенной жидкости. Способ реализуется с помощью устройства для очистки жидкости. Группа изобретений позволяет повысить эффективность переработки жидкости, содержащей радионуклиды. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Способ кондиционирования воды или водного раствора, содержащих тритий // 2623999

Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано для обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Заявляется способ кондиционирования воды или водного раствора, содержащих тритий, включающий перемешивание воды или водного раствора, содержащих тритий, и отвердителя в контейнере при его вращении. Воду или водный раствор, содержащие тритий, предварительно локализуют в стеклянной герметичной ампуле, которую помещают в контейнер с отвердителем и элементами для разрушения ампулы, контейнер герметизируют и осуществляют его вращение до разрушения ампулы и перемешивания образовавшейся смеси с последующей выдержкой до полного отверждения. Изобретение позволяет обеспечить безопасность при отверждении ЖРО, содержащих тритий, снизить трудоемкость и затраты на проведение работ. 3 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ переработки жидких радиоактивных отходов // 2624825

Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла. Способ очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) включает операции их термической обработки, очистку ЖРО проводят в два этапа. В рабочий резервуар с помощью насоса помещают ЖРО из первой емкости и штамм грибов из второй емкости. Соотношение ЖРО и штаммов грибов выбирают в пропорции 1 к 15, с помощью мотора-редуктора в рабочем резервуаре производят смешивание ЖРО и штаммов грибов со скоростью 5 об/мин, далее с помощью газовой горелки, находящейся под днищем рабочего резервуара, производят его постепенный разогрев сначала до 30°С, выдерживая температуру в течение 12 часов. Производят выпаривание получившейся смеси с помощью дальнейшего разогревания рабочего резервуара до температуры 538°С. Выпаривание проводят до момента, когда в рабочем резервуаре с помощью датчика уровня фиксируют 2/3 от начального уровня раствора. Изобретение позволяет сократить объем жидких радиоактивных отходов и уменьшить уровень их радиоактивности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка для отверждения жидких радиоактивных отходов // 2626385

Изобретение относится к методам отверждения жидких радиоактивных отходов. Установка для отверждения жидких радиоактивных отходов содержит контейнер с перемешивающей мешалкой, узлы подачи ЖРО и наполнителя. Контейнер соединен с узлом подачи ЖРО трубопроводом, с узлом подачи наполнителя через винтовой питатель. Контейнер соединен дополнительно установленным винтовым питателем с термостатированной технологической емкостью, в крышке которой размещен патрубок ввода раствора наполнителя, преимущественно диатомита, патрубок ввода излучателя подключаемой ультразвуковой станции и патрубок вывода газа и паров жидкости. В полости дополнительной емкости смонтирован двухрежимный ТЭН, внутри нее установлен съемный поддон. В верхней газовой части конденсатора подключены ферроцианидные или аэрозольные фильтры, а в его нижней части - вентиль для отвода конденсата жидкости. Изобретение позволяет заменить цемент на диспергированный диатомит, обладающий высокими параметрами связующего материала. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ кондиционирования воды, содержащей тритий // 2627690

Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано для снижения класса опасности жидких радиоактивных отходов (ЖРО), в том числе высокоактивных отходов (ВАО). Способ кондиционирования воды, содержащей тритий, заключается в соединении ее с предварительно приготовленной смесью порошков прокаленного оксида магния (MgO) и калия фосфорнокислого l-замещенного (KН2РO4), перемешивании до получения однородной суспензии, выдерживании ее до полного отверждения, при этом все компоненты берутся в стехиометрическом соотношении. Размер частиц окиси магния не превышает 100 мкм, а размер частиц калия фосфорнокислого l-замещенного (KН2РО4) не превышает 400 мкм. Изобретение позволяет получить плотную, однородную массу без визуально заметных трещин и отслоений, характеризуется высоким содержанием химически связанной тритиевой воды. 1 з.п. ф-лы.

Способ глубинного захоронения облученного графита уран-графитовых ядерных реакторов // 2632801

Изобретение относится к способам обращения с радиоактивными отходами и может быть использовано для утилизации облученного графита. Cпособ глубинного захоронения облученного графита уран-графитовых ядерных реакторов включает предварительную подготовку отходов к глубинному захоронению, выбор тектонически устойчивых участков земной коры. В выбранных участках земной коры бурят скважину на глубину до 3500 м и одновременно проводят обсадку и цементаж затрубного пространства. В нижней части ствола скважины выполняют перфорацию. Область перфорации отсекают пакером. Облученный графит измельчают механическим способом до образования графитовых частиц размером менее 0,05 мм. Подготавливают смесь размельченного графита (до 250 г/л), бентонита (до 100 г/л) и пропанта (до 20 г/л) в воде. Выполняют гидроразрыв подготовленного пласта, не снижая давления в скважину, изоляцию отходов, затворение и установку цементного стакана. Последующие операции выполняют подъемом участков гидроразрыва вверх по скважине до глубины 1000 м. Изобретение позволяет проводить утилизацию облученного ядерного графита путем надежной изоляции в тектонически устойчивых пластах земной коры. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ ликвидации аварии при разливе радиоактивных растворов // 2632924

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к области эксплуатации объектов по переработке радиоактивных материалов. Способ ликвидации аварии при разливе радиоактивных растворов, включающий нанесение на место разлива полимерсодержащей композиции, обеспечивающей поглощение пролитой жидкости, сушку полученной смеси и ее удаление с обрабатываемой поверхности. Полимерсодержащую композицию, способную поглощать водные органические растворы или их смеси, наносят в виде порошка или влажного геля и в ее состав предварительно вводят дезактивирующие вещества. Изобретение позволяет удалить с поверхности пролитой радиоактивной жидкости с одновременной очисткой поверхности, загрязненной в результате аварии. 5 з.п. ф-лы, 5 пр., 4 табл.