Способ очистки жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к технологиям обработки материалов с радиоактивным загрязнением и может быть использовано при очистке жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ очистки жидких радиоактивных отходов включает подачу жидких радиоактивных отходов в емкость, внесение в указанную емкость сорбентов, перемешивание жидких радиоактивных отходов и сорбентов в емкости, отделение отработанного сорбента от раствора, отличающийся тем, что сорбент вносят в емкость в упаковке, выполненной из растворимых в водной среде материалов. Изобретение позволяет снизить дозовую нагрузку на обслуживающий персонал в процессе очистки жидких радиоактивных отходов, упростить технологию очистки жидких радиоактивных отходов, повысить надежность и безопасность процесса очистки жидких радиоактивных отходов. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

 

Изобретение относится к технологиям обработки материалов с радиоактивным загрязнением и может быть использовано при очистке жидких радиоактивных отходов (ЖРО), накопленных и образующихся при эксплуатации АЭС и других объектов ядерного цикла.

Известен способ очистки жидких радиоактивных отходов (патент № RU 2560837 от 19.11.2013), предусматривающий дозированное введение в кубовый остаток жидких радиоактивных отходов перекиси водорода, обработку кубового остатка ультрафиолетовым излучением ксеноновой лампы, микрофильтрацию с отделением шлама, содержащего радиоактивный кобальт, железо, марганец, и сорбцию для удаления радиоактивного цезия, а кубовый остаток жидких радиоактивных отходов предварительно фильтруют на сетчатом фильтрующем материале, затем озонируют в контактной камере противоточного типа, а обработку ультрафиолетовым излучением ксеноновой лампы осуществляют импульсами длительностью 10500 мкс, при этом используют ультрафиолетовое излучение сплошного спектра с интегральной плотностью излучения на поверхности ксеноновой лампы в спектральном диапазоне 190300 нм не менее 1⋅107 Вт/м2, а сорбцию осуществляют на ферроцианидных или ионоселективных сорбентах.

Известен способ обезвреживания жидких радиоактивных отходов (патент № RU 2189650 от 26.09.2000), включающий подготовку исходного раствора жидких радиоактивных отходов, в том числе корректировку его pH до величины 8-12, сорбцию радионуклидов на природном сорбенте путем выдержки природного сорбента в подготовленном растворе жидких радиоактивных отходов с предварительным отбором фракции природного сорбента, отличающийся тем, что в подготавливаемом растворе жидких радиоактивных отходов создают солесодержание суммы неорганических и органических веществ не более 25 г/л, отбирают фракцию природного сорбента с размером частиц не менее 0,1 мкм, отделение полученного в результате сорбции радиоактивного сорбента от раствора осуществляют фильтрованием под давлением через ультра- или микропористый мембранный фильтр с плазмохимическим покрытием при перепаде давления раствора на фильтре не менее 4 атм, а радиоактивный сорбент сбрасывают с плазмохимического покрытия и направляют на переработку.

В качестве прототипа рассмотрим способ переработки ЖРО, описанный в патенте на полезную модель № RU 40817 от 22.04.2004, включающий подачу сорбента в узел очистки ЖРО, подачу ЖРО на очистку, отделение очищенных ЖРО от сорбента. Для осуществления описанного способа используют линию очистки жидких радиоактивных отходов, включающую средства подачи и удаления ЖРО, средства подачи, перемещения и удаления сорбента, средства контроля и управления, отличающаяся тем, что средства подачи ЖРО выполнены в виде штуцера ввода ЖРО, размещенного в верхней части перемещающей трубы, средства удаления ЖРО выполнены в виде узла слива, средства подачи, перемещения и удаления сорбента выполнены в виде подающей трубы с расположенным в ней шнеком и установленного в верхней части подающей трубы бункера запаса свежего сорбента, последовательно размещенного с подающей трубой узла очистки ЖРО, включающего перемещающую трубу с расположенным в ней шнеком, сообщающейся с перемещающей трубой в верхней части и расположенной к ней под углом трубы узла сброса отработанного сорбента, размещаемого под нижней частью трубы узла сброса, контейнера для удаления отработанного сорбента, при этом бункер запаса свежего сорбента, перемещающая труба, труба узла сброса отработанного сорбента ориентированы преимущественно в вертикальном направлении, обеспечивающем возможность перемещения ЖРО и сорбента под воздействием сил гравитации и/или механического воздействия.

Недостатком описанных технических решений является необходимость использования специального оборудования для подачи сорбента в жидкие радиоактивные отходы, а именно: шнеки, дозаторы, средства подачи сорбента, узлы хранения, трубопроводы и др. Сложное и дорогостоящее оборудование требует периодического обслуживания и ремонта: промывки возможного засорения трубопроводов подачи сорбентов, узлов загрузки сорбента и др. Увеличение времени нахождения в зоне радиоактивного облучения для периодического или аварийного обслуживания повышает дозовые нагрузки на обслуживающий оборудование персонал.

Задачей заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение дозовой нагрузки на обслуживающий персонал в процессе очистки жидких радиоактивных отходов, упрощение технологии очистки жидких радиоактивных отходов, повышение надежности и безопасности процесса очистки жидких радиоактивных отходов.

Для достижения указанного технического результата предлагается способ очистки жидких радиоактивных отходов, включающий подачу жидких радиоактивных отходов в емкость, внесение в указанную емкость сорбентов, перемешивание жидких радиоактивных отходов и сорбентов в емкости, отделение отработанного сорбента от раствора, причем сорбент вносят в емкость в упаковке, выполненной из растворимых в водной среде материалов.

Упаковка может быть выполнена из водорастворимой полимерной пленки, в частности из поливинилового спирта. Отделение отработанного сорбента от раствора может быть осуществлено путем фильтрации суспензии, состоящей из сорбента и раствора, через емкость, снабженную на выходе, по крайней мере, одним фильтрующим элементом, при этом раствор может быть отправлен на доочистку, а отработанный сорбент перемещен в емкость, находящуюся в защитном бетонном блоке, и отправлен на цементирование. Указанные бетонные блоки являются конечным результатом обработки ЖРО и могут быть отправлены на захоронение или быть использованы как конструкционные материалы для строительства хранилищ. Таким образом, при реализации способа исключается сложное в эксплуатации и требующее специального обслуживания оборудование для загрузки сорбента, используемое в известных способах, что позволяет существенно повысить степень радиационной защиты обслуживающего персонала в процессе переработки жидких радиоактивных отходов.

Примеры реализации

Пример 1. Заявляемым способом произведена переработка ЖРО состава:

общее солесодержание - 228 г/л; pH 10,9;

удельная активность стронция-90 - 4,2⋅104 Бк/л;

удельная активность кобальта-60 - 1,5⋅104 Бк/л.

В бак закачали 12 м3 ЖРО указанного состава и внесли в него при перемешивании сначала 30 кг сухого порошка селективного сорбента на основе двуокиси марганца, помещенного в упаковку из поливинилового спирта, а затем 30 кг сухого порошка сорбента на основе сульфида меди, также помещенного в упаковку из поливинилового спирта. Размер частиц порошков сорбентов не превышал 0,5 мм. После растворения упаковки и 3-часового перемешивания ЖРО подали в емкость с двумя фильтрами-элементами, размер пор которых составлял 0,4 и 0,1 мм, а после него отделенный от порошковых сорбентов раствор профильтровали через емкость, содержащую 50 кг гранулированного селективного сорбента на основе двуокиси марганца. Суммарная удельная активность изотопов, оставшаяся в ЖРО составляла не более 10 Бк/л.

Пример 2. Заявляемым способом были переработаны ЖРО состава:

Борная кислота 10 г/л, pH 4;

Cs -137 - 5,2⋅106 Бк/л; Со-60 - 3,1⋅104 Бк/л;

Ag-110 - 8,1⋅103 Бк/л; Sr-90 - 1,9⋅105 Бк/л.

В бак, содержащий 10 м3 ЖРО, внесли последовательно при перемешивании по 20 кг селективных сорбентов в виде сухих порошков (с размером частиц менее 0,3 мм), помещенных в упаковку из поливинилового спирта, состав сорбентов: ферроцианид меди, фосфат магния, гидроксид циркония.

После растворения упаковки и 5-часового перемешивания ЖРО прокачали через две емкости с размером пор фильтров-элементов 0,2 мм у первого и 0,1 мм у второго, после чего раствор профильтровали через три последовательно соединенные емкости, содержащие по 60 л механической смеси селективных сорбентов с размером гранул 3 мм.

Механическая смесь состояла из однородно перемешанных сорбентов:

20 л ферроцианида меди,

20 л фосфата магния,

20 л гидроксида циркония.

Суммарная удельная активность изотопов в очищенных ЖРО составляла не более 10 Бк/л.

Предложенное изобретение позволяет снизить дозовую нагрузку на обслуживающий персонал в процессе очистки жидких радиоактивных отходов и существенно упростить процесс очистки жидких радиоактивных отходов.

1. Способ очистки жидких радиоактивных отходов, включающий подачу жидких радиоактивных отходов в емкость, внесение в указанную емкость сорбентов, перемешивание жидких радиоактивных отходов и сорбентов в емкости, отделение отработанного сорбента от раствора, отличающийся тем, что сорбент вносят в емкость в упаковке, выполненной из растворимых в водной среде материалов.

2. Способ очистки жидких радиоактивных отходов по п. 1, отличающийся тем, что упаковка выполнена из поливинилового спирта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средству дезактивации радиоактивного углеродсодержащего материала, в частности графита. Предложенный способ включает инжекцию водяного пара в указанный материал одновременно с первой термической обработкой, осуществляемой путем обжига материала при температуре в интервале от 1200 до 1500°С.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, может быть использовано для переработки радиоактивных отходов путем их иммобилизации. Способ остекловывания радиоактивного шлака включает его смешение с флюсующей добавкой, кальцинацию, нагрев смеси до температуры плавления, выдержку при этой температуре для гомогенизации и последующую кристаллизацию путем охлаждения расплава для получения химически и радиационно-устойчивой стеклокерамики, в качестве флюсующей добавки к кальцинированному шлаку используют тетраборат натрия (Na2B4O7) при следующем соотношении компонентов, масс.

Изобретение относится к экологии, в частности к защите окружающей среды, и может найти применение при восстановлении плодородия и снижении радиоактивности почв. Способ ремедиации радиоактивных почв включает посев радиоаккумулирующих растений, природное минеральное сырье.

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано для испытаний оборудования в технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

Изобретение относится к фильтровальному устройству для фильтрации содержащего радиоактивные аэрозоли и газообразный радиоактивный йод газового потока. Фильтровальное устройство для фильтрации газового потока содержит закрытый герметично для текучей среды корпус, по меньшей мере, с одним входом для неочищенного газа, одним выходом для очищенного газа и одним содержащим фильтрующую среду фильтрующим элементом, который расположен в корпусе так, что подлежащий фильтрации газовый поток попадает от одного входа для неочищенного газа в выход для очищенного газа только через фильтрующий элемент.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, направлено на сохранение природных ресурсов и защиту среды обитания человека, изобретение может быть использовано для локализации радиоактивных отходов, в частности донных отложений, загрязненных радионуклидами.

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано для получения порошка диоксида урана, идущего на изготовление керамических таблеток уранового оксидного ядерного топлива.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и касается, в частности, вопросов обращения с жидкими радиоактивными отходами, образующимися при работе атомных электростанций.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) к захоронению. Способ подготовки твердой фазы жидких радиоактивных отходов к захоронению включает разделение жидких радиоактивных отходов на жидкую и твердую фазы.

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

Изобретение относится к области разделения жидких сред. Выпарная установка для концентрирования жидких растворов содержит, по меньшей мере, одну ступень выпаривания, включающую барабан с приводом вращения, трубкой подачи исходного раствора в его внутреннюю полость, трубкой отвода упаренного раствора и приспособлением для очистки его внутренней поверхности. Установка снабжена паровым компрессором, выход которого соединен трубопроводом с греющей паровой рубашкой барабана первой ступени выпаривания, а вход компрессора соединен трубопроводом с внутренней полостью барабана одноступенчатой установки или с внутренней полостью барабана последней ступени выпаривания. Греющая рубашка каждой ступени соединена трубопроводом с внутренней полостью барабана предыдущей ступени. Количество ступеней выбирается из условия превышения дополнительной генерации пара при переходе сжатого в компрессоре пара из перегретого состояния в насыщенное состояние над суммарной разностью расходов конденсируемого и генерируемого пара в барабанах всех ступеней выпаривания. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты при обеспечении непрерывной работы. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к атомной промышленности в части консервации емкостей-хранилищ радиоактивных отходов. Способ консервации остатков радиоактивных отходов в емкостях-хранилищах включает заполнение емкости-хранилища бетоном с использованием штатных технологических отверстий и пробуренных скважин, в которых установлены вертикально перемещаемые бетоноводы, через которые в емкость-хранилище укладывают бетон-консервант последовательными слоями и откачку жидких радиоактивных отходов. Скважины бурят по периферии емкости-хранилища, по которым сначала укладывают бетон-консервант с образованием вокруг всасывающего патрубка насоса впадины и вытеснением в нее с периферии имеющихся в емкости-хранилище жидких радиоактивных отходов, откачку которых осуществляют периодически по мере уменьшения площади впадины и возрастания уровня жидких радиоактивных отходов в ней. После откачки во впадину через штатное технологическое отверстие, расположенное над впадиной, подают цементный раствор. Изобретение позволяет уменьшить объем жидких радиоактивных отходов, отверждаемых в емкости. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) атомных станций (АЭС), в частности к технологии обращения с высокоактивным рафинатом экстракционного цикла переработки продукта кислотного растворения ОЯТ на стадии его концентрирования перед утилизацией путем отверждения. Способ упаривания высокоактивного рафината от переработки отработавшего ядерного топлива, в котором процесс упаривания азотнокислого рафината осуществляют в присутствии в кубовом растворе аминокислоты или аминокислоты и гидроксикарбоновой кислоты. Изобретение позволяет увеличить кратность упаривания высокоактивного рафината. 11 з.п. ф-лы, 6 пр.
Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла и может быть использовано в процессе переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ переработки жидких радиоактивных отходов включает отделение от жидкой фазы шламов, коллоидов и взвешенных частиц, удаление из жидкой фазы радионуклидов с применением селективных сорбентов и отверждение отработанных сорбентов и шламов. Переработку жидких радиоактивных отходов производят путем их перемешивания с селективным сорбентом в емкости с последующим отведением из емкости через фильтр-элемент раствора, очищенного от радионуклидов, шламов, коллоидов и взвешенных частиц. Емкость снабжена по крайней мере одним фильтр-элементом. Отверждение содержимого емкости осуществляют путем введения отверждающих материалов. Причем перед отверждением сорбента внутри емкости стадии закачивания ЖРО в упомянутую емкость, перемешивания с сорбентом и отведения очищенного раствора ЖРО в упомянутую емкость, перемешивания с сорбентом и отведения очищенного раствора проводятся несколько раз. Изобретение позволяет повысить радиационную защиту обслуживающего персонала в процессе производства. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области компактификации жидких радиоактивных отходов (ЖРО) с целью их последующего безопасного хранения или утилизации. Система СВЧ обработки жидких радиоактивных отходов непосредственно в стальных контейнерах с их последующей герметизацией с целью долгосрочного безопасного хранения содержит СВЧ генератор, крышку с входным патрубком и сменный контейнер, образующие резонатор, волноводный тракт, соединяющий СВЧ генератор и резонатор, ЕН-тюнер, включенный в волноводный тракт, и блок автоподстройки, отличается тем, что к крышке резонатора присоединен ряд подвижных волноводных плунжеров, в волноводный тракт включены два направленных ответвителя с обеих сторон от ЕН-тюнера, в волноводный тракт включен циркулятор с волноводной нагрузкой между ЕН-тюнером и СВЧ генератором, крышка резонатора снабжена дросселем для присоединения к контейнеру. Изобретение обеспечивает возможность частотной подстройки резонатора, защиту СВЧ генератора за счет его защиты от отраженной мощности с помощью циркулятора. 1 ил.

Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов, в частности радиоактивных ионообменных смол (ИОС). Устройство для кондиционирования радиоактивных ИОС состоит из контейнера для отверждения ИОС с датчиком контроля заполнения, емкости пульпы ИОС, снабженной трубопроводом загрузки пульпы ИОС и трубопроводом транспортировки пульпы ИОС. Устройство включает аппарат обезвоживания и дозировки, снабженный трубопроводом возврата пульпы ИОС, переливной трубой пульпы ИОС, систему рециркуляции, трубопровода возврата рециркуляционной жидкости с запорной арматурой; виброплощадку, контейнер для отверждения ИОС снабжен патрубком заполнения и распределения пульпы ИОС, верхней сеткой, образующей верхнюю дренажную полость, и нижней сеткой, а также трубным смесителем полимерного связующего с патрубком для подачи полимерной смолы, патрубком для подачи отвердителя и перфорированной насадкой для увеличения гомогенности и подачи готового полимерного связующего; трубопровод транспортировки пульпы ИОС снабжен насосом-дозатором для управления транспортировкой пульпы ИОС. Изобретение позволяет повысить качество конечного продукта. 1 ил.

Изобретение относится к средствам защиты окружающей среды от последствий пожаров, осложненных радиационным фактором. Композиция для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором в качестве поверхностно-активного вещества содержит смесь анионоактивного, неионогенного и амфотерного поверхностно-активных веществ при следующих соотношениях компонентов, мас. %: Водный раствор поливинилового спирта (в пересчете на массовую долю сухого продукта) 3,0-7,0 Пластификатор 0,1-0,3 Поверхностно-активное вещество 11,0-29,0 Вода остальное Изобретение позволяет произвести пылеподавление и локализацию радиоактивных продуктов горения, образовавшихся после тушения пожара на поверхностях, в том числе и с повышенными температурами. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к ядерной физике, а именно к технологии переработки жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов включает подачу смеси жидких радиоактивных отходов и хлорида натрия в зону смешения плазмохимического реактора. Смесь жидких радиоактивных отходов диспергируют внутрь плазмохимического реактора путем подачи их на форсунки, расположенные в верхней части плазмохимического реактора, и одновременно с водоохлаждаемого медного электрода генерируют моноэлектродный высокочастотный факельный разряд, направленный вертикально вниз в плазмохимический реактор. При этом в качестве плазмообразующего газа используют атмосферный воздух. Обрабатывают смесь жидких радиоактивных отходов с хлоридом натрия в воздушно-плазменном потоке при массовом отношении смесь - воздух, равном 1:3, причем температуру в объеме плазмохимического реактора поддерживают не менее 800°C. Затем образующиеся продукты плазмохимической переработки в газовой фазе отводят и очищают в блоке очистки отходящих газов, а продукты плазмохимической переработки в конденсированной фазе в виде расплава хлорида натрия, включающего оксидные соединения металлов, осаждают с последующим извлечением из плазмохимического реактора. Изобретение позволяет уменьшить объем образующихся радиоактивных отходов. 1 ил.

Изобретение относится к мембране на подложке, к способу получению мембраны и способу выделению с помощью указанной мембраны твердых частиц и катионов металлов, более точно, к способу фильтрации твердых частиц и экстракции катионов металлов, в частности радиоактивных, содержащихся в жидкости. Мембрана на подложке содержит твердую пористую неорганическую фильтрационную мембрану, нанесенную на твердую пористую неорганическую подложку. Мембрана на подложке содержит наночастицы металлокоординационного полимера с CN-лигандами, содержащего катионы Mn+, где М есть переходный металл, и n равно 2 или 3; и анионы Alk+y[M'(CN)m]x-, где Alk означает щелочной металл, y равно 0, 1 или 2, М' означает переходный металл, x равно 3 или 4, и m равно 6 или 8. Указанные катионы Mn+ координационного полимера соединены металлоорганической или координационной связью с органической группой органической прививки, химически связанной с поверхностью фильтрационной мембраны, внутри пор фильтрационной мембраны и, возможно, внутри пор подложки. Способ выделения по меньшей мере одного катиона металла и твердых частиц из жидкой среды, в которой они находятся, с применением указанной мембраны на подложке, включает контакт потока жидкой среды с первой противоположной подложке стороной мембраны на подложке. Вторая часть потока жидкой среды, не прошедшая через мембрану на подложке, собирается на первой стороне мембраны и образовывает реагент, обогащенный твердыми частицами. Катион металла иммобилизован на поверхности твердой пористой неорганической фильтрационной мембраны, внутри пор мембраны и, возможно, внутри пор твердой пористой неорганической подложки. Изобретение позволяет с высокой эффективностью осуществить одновременно отделение твердых частиц и катионов металлов, в частности радиоактивных, содержащихся в жидкости. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 8 ил, 3 табл, 4 пр.

Изобретение относится к технологиям обработки материалов с радиоактивным загрязнением и может быть использовано при очистке жидких радиоактивных отходов. Способ очистки жидких радиоактивных отходов включает подачу жидких радиоактивных отходов в емкость, внесение в указанную емкость сорбентов, перемешивание жидких радиоактивных отходов и сорбентов в емкости, отделение отработанного сорбента от раствора, отличающийся тем, что сорбент вносят в емкость в упаковке, выполненной из растворимых в водной среде материалов. Изобретение позволяет снизить дозовую нагрузку на обслуживающий персонал в процессе очистки жидких радиоактивных отходов, упростить технологию очистки жидких радиоактивных отходов, повысить надежность и безопасность процесса очистки жидких радиоактивных отходов. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Наверх