Сравнение методов отверждения радиоактивных отходов

Сравнение методов отверждения радиоактивных отходов.

Как видно из рассмотрения характеристик различных связующих, каждое из них обладает определенными достоинствами и недостатками, которые в большей или меньшей степени проявляются в зависимости от условий применения, особенностей исходных продуктов, поступающих на отверждение и многих других факторов. Можно попытаться сравнить эти методы по некоторым определяющим показателям.

Ранее уже отмечалось, что радиационно отверждаемые ЭАК, могут быть использованы для связывания 50 по массе радиоактивных отходов, с удельной активностью 3.7109 3.71010 Бкл, то есть, среднеактивных отходов. Конкурентоспособность этого метода отверждения САО по сравнению с другими методами обусловлена достаточно высокими показателями химической и радиационной стойкости отвержденной композиции, механической прочности, а так же простотой метода.

Цементирование, заключение радиоактивные отходы в полимеры на основе полиэфирных и карбамидных смол эти методы так же просты по технологии. Однако они проигрывают ЭАК по своим характеристикам. Продукты отверждении цемента и карбамидных смол химически не стойки и требуют дополнительной изоляции. Низка так же радиационная стойкость цемента и степень наполнения его отходами. Кроме того, при цементировании происходит увеличение объема радиоактивных отходов. Технология заключения радиоактивных отходов в полиэфирную смолу так же осложняется необходимостью обезвоживания концентратов.

Стеклянная матрица, в которую предлагается заключать САО превосходит по своим физико-химическим характеристикам, связующие на основе ЭАК. Однако технология остекловывания куда более сложна и энергоемка. Кроме того, необходимо отметить термодинамическую неустойчивость стекла, а так же плохую совместимость его с сульфатами и хлоридами, которые содержатся в САО в значительном количестве. процесс битумирования так же более трудоемок и энергоемок чем технологии на основе ЭАК. Кроме того, при термообработке, что необходимо при битумировании, теряются летучие радионуклиды.

Этот факт требует принятия особых мер по обеспечению безопасности как обслуживающего персонала, так и окружающей среды. Это актуально и для остекловывания, при котором используют более высокие температуры, чем при битумировании. Радиационная стойкость битумов на порядок выше, чем у ЭАК. Пластичность битума требует затаривания.

Битумирование радиоактивных отходов может сопровождаться саморазогевом или возгоранием отходов. Технология включения радиоактивных отходов в ЭАК так же не лишена недостатков. Узкие границы применимости метода не позволяют использовать его для связывания отходов с удельной активностью менее 3,7109 Бк в этом случае процесс радиационного отверждения длится более месяца. Кроме того, композиция не дешева. Однако простота метода и физико-химические характеристики связующего позволяют экономить на стоимости электроэнергии и необходимости затаривания.

Сравнение различных методов иммобилизации РАО между собой. хахарктеристикастекломинералопо- добная стекло- керамикакерамика синрокбитумцементЭАКскорость выщела- чивания. гсм2сут 10-5 10-710 1010 1010- 1010 - 10Радиационная стойкость. Гр 1010 10 1010 101010Термическая стабильность 0С500 900 6501200 1500350250Теплопроводность Втмград0,8 1,51 30,3 210,1 0,30,1 0,20,1 2,5Предел прочности на сжатие Мпа260 500 150030 6080 240Плотность. кгм3 2500 300032004350 45001000 15001500 20001100 1300Степень включения РАО. 30 3510 2040 60 20 - 30 50Основные недостатки методаВозможно расстекловывание, образование пустот, возникновение термонапряжений сложность, энергоемкость. Высокая стоимость, трудоемкость операций. Высокая стоимость операций. Саморазогрев, горючесть, возможно расслоение, биокорро- зия пластичен.

Увеличение объема РАО, требуется обезвоживание подвержен эрозии пористость. Дороговизна композиции. 2, 3, 4, 5, 6. Заключение Сравнение с другими методами, которые широко используются или относятся к разряду перспективных, дает повод говорить о конкурентно способности метода связывания среднеактивнх отходов путем включения их в радиационно-отверждаемые эпоксиакриловые композиции.

Рассуждать о перспективах широкого промышленного внедрения метода, наверное преждевременно необходимы дальнейшие более детальные исследования. Но однако, в случае, когда требуется иммобилизация сравнительно небольших количеств радиоактивные отходы и невозможно применить уже хорошо освоенные методы битумирование и остекловывание вследствие сложности их аппаратурного оформления и энергоемкости связующее на основе эпоксиакриловой композиции может быть незаменимо.

Так в настоящее время в нашей стране обсуждается вопрос о строительстве атомных станций малой мощности для отдаленных бестопливных и труднодоступных районов Дальнего Востока и крайнего Севера. Эти станции характеризуются чрезвычайно малым количеством эксплуатационных радиоактивные отходы.

Эти отходы предполагается после кондиционирования хранить в пристанционных хранилищах, а затем вывозить на захоронения. Но так как на Севере на должны создаваться спецхранилища и могильники то применение эпоксиакриловых композиций для связывания радиоактивных отходов в подобных условиях становится очевидным.