Реклама на сайте|Обратная связь Четверг, 29 июня, 08:35
Регистрация на сайте
Авторизация
+ Добавить Новость
Город Online
Стадион «Труд» онлайн Реконструкция спортплощадки ДЮСШ онлайн Егоза Егоза Егоза Егоза Проспект карла макса ДК Маяк ДК Маяк Площадь им.Броховича Нептун Нептун Нептун
Акция «Техника безопасности»
Расписание автотранспорта
Архив новостей

Показать/скрыть

Июнь 2017 (291)
Май 2017 (242)
Апрель 2017 (261)
Март 2017 (280)
Февраль 2017 (243)
Январь 2017 (230)
Студия визуальных решений «Ника»
| Новости » Про Маяк

Никто не делал этого до нас

Госкорпорация «Росатом» реализует в отрасли амбициозный проект «Прорыв». Он направлен на создание новой технологии с замкнутым ядерным топливным циклом, решение проблем отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и радиоактивных отходов (РАО).

По мнению руководства Госкорпорации «Росатом», результатом «Прорыва» должно стать создание конкурентоспособного продукта, обеспечивающего лидерство российских технологий в мировой атомной энергетике. Современный замкнутый ядерный топливный цикл, выражаясь научным языком, должен включать в качестве одной из основных стадию селективного извлечения трансплутониевых элементов из высокоактивных отходов (ВАО) для их превращения в оксиды с последующей трансмутацией до стабильных нуклидов в ядерном реакторе на быстрых нейтронах. Основными трансплутониевыми элементами, которые необходимо извлечь из ВАО и отделить от редкоземельных элементов, являются америций (Am) и кюрий (Cm). Кроме того, необходимо разделить америций и кюрий, что является

сложнейшей технологической задачей фракционирования ВАО в виду их равных зарядов (+3) и очень близких химических свойств.

«Ад» и «бред» 

В основе любого прорыва лежит идея. Научная концепция выделения из отработавшего ядерного топлива америция и

кюрия с их последующим разделением была разработана ещё несколько десятилетий назад, в начале 50-х годов прошлого столетия. Американские физикиядерщики при разделении америция и кюрия в лабораторных условиях столкнулись с большими трудностями. И это

они хотели отразить в первоначальных названиях элементов «пандемониум» и «делириум», что в переводе с латыни означает «ад» и «бред».

В прошлом году на «Маяке» были проведены успешные промышленные испытания технологии выделения и разделения америция и кюрия из растворов от переработки отработавшего ядерного топлива реакторов типа ВВЭР. Подчеркнём, что в условиях действующего производства разделение америция и кюрия было проведено впервые в мире. Но этому предшествовала большая и сложная работа коллективов учёных Института физической химии и электрохимии РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, Радиевого института им. В.Г. Хлопина и специалистов ПО «Маяк».

Америций и кюрий входят в список самых дорогих веществ в мире, их используют в особо важных областях ядерных технологий,

в том числе в промышленности и медицине. В мире спрос на кюрий многократно превышает предложение. Получение достаточных количеств кюрия способно решить проблему производства компактных и чрезвычайно мощных космических реакторов, самолётов с ядерными двигателями. И к этой мечте человечество уверенно приближается, причём не без участия ПО «Маяк». В 90-е годы на предприятии также пытались выделить способом экстракции эти металлы, но тогда результаты оказались намного ниже ожиданий.

Кюрий превращается…

В природе ни америций, ни кюрий не встречаются, эти элементы получаются только в реакторах при облучении ядерного топлива. При переработке ОЯТ эти радиоактивные элементы остаются в рафинатах, то есть в отходах, которые подлежат остекловыванию с последующим длительным хранением. И это мировая практика. Но из-за больших периодов полураспада и высокой радиотоксичности

америция и кюрия даже в остеклованном виде отходы переработки ОЯТ будут представлять опасность в течение нескольких тысяч лет. Выделение америция и кюрия при переработке ОЯТ существенно снизило бы опасность для окружающей среды, а их разделение с получением чистой фракции америция позволило бы вовлечь его в топливный цикл, включив в состав регенерированного топлива, с целью выжигания в реакторах на быстрых нейтронах. Кюрий же должен быть отделён от америция, помещён на выдержку, а после

примерно 70 лет выдержки за счёт распада он превращается в плутоний, то есть может быть также возвращён в топливный цикл.

Точный расчёт и научный эксперимент

Под научным руководством специалистов Радиевого института совместно с учёными ЦЗЛ ПО «Маяк» была разработана экстракционная технология совместного выделения америция и кюрия из ВАО с использованием тетраоктилдиамидадигликолевой кислоты (ТОДГА). Проведенные на ПО «Маяк» стендовые испытания на модельных растворах подтвердили работоспособность данной технологии. Степень

извлечения америция составила 99,9%, а коэффициент очистки америция от редкоземельных элементов превысил 100.

Следующим этапом стали опытные операции в цехе №3 радиохимического завода ПО «Маяк», научное руководство которых осуществлял один из специалистов Института физической химии и электрохимии РАН доктор химических наук Олег Харитонов.

Радиевый институт разработал научные подходы к реализации данной технологии, — говорит Юрий Ворошилов, руководитель группы технологической лаборатории ЦЗЛ. — После этого экспериментальные работы были проведены на промышленной сорбционно-хроматографической установке. Разделение на фракции америция и кюрия происходило на каскаде хроматографических колонн. На данной установке при определённых условиях выделили индивидуальные концентраты кюрия и америция. Результат — фракция америция весом в 65 граммов и фракция кюрия в 9 граммов.

Наверное, нет смысла подробно описывать все химические реакции, происходящие на разных этапах этой сложной технологии. Будет достаточно сказать, что путь к успеху был непростым и лежал через тщательное научное исследование проблемы.

В 2015 году к работе в рамках программы «Прорыв» присоединились учёные МГУ. Доктор химических наук, профессор, член-корреспондент РАН Степан Калмыков с группой учёных, которые также были привлечены к проекту «Прорыв», предложили апробировать в условиях «Маяка» теоретические результаты своих исследований по выделению и разделению америция и кюрия.

Командой МГУ были первоначально смоделированы, а затем синтезированы специальные экстрагенты, которые обладают селективными экстракционными свойствами в отношении америция и кюрия, — объясняет руководитель технологической лаборатории ЦЗЛ, кандидат химических наук Александр Машкин. — С использованием синтезированного экстрагента, а также специально вводимой добавки достигается достаточно высокий коэффициент разделения пары Am/Cm. То есть предложенная система позволяет эффективно экстрагировать один из элементов, при этом второй элемент экстрагируется в значительно меньшей степени, что и позволяет в конечном итоге разделить эти элементы с очень близкими химическими свойствами.

Учёными МГУ данные положения были проверены на имитационных растворах и с использованием микроконцентраций америция. Задача «маяковцев» состояла в том, чтобы на весовых количествах америция и кюрия проверить истинность их научных расчётов. Проведённые на «Маяке» работы показали, что при определённом подборе условий можно добиться очень значительного результата по разделению америция и кюрия.

Достигнут результат, свидетельствующий о том, что в изученных условиях коэффициент разделения пары Am/Cm может достигать величины 6,8.

Всё только начинается

На последнем совещании в Росатоме, которое проводил заместитель директора Дирекции по ЯОК — директор департамента промышленности ядерных боеприпасов Андрей Егоров, была дана высокая оценка работе учёных и специалистов ПО «Маяк» по извлечению трансплутониевых элементов из высокоактивных отходов. На повестке дня — продолжение исследований по этой теме. Госкорпорация заинтересована в промышленных технологиях экстракционного/сорбционного разделения актинидов. Необходимо будет провести дополнительные исследования в укрупнённом и опытно-промышленном масштабе по разделению америция и кюрия. Эти работы

будут выполнены в 2017–2019 годах.

Светлана СЫРОМОЛОТОВА

http://www.po-mayak.ru

Ключевые теги: Росатом, ПО Маяк.

Нашли ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter, и мы всё исправим!
-0+

Комментарии (1)

Гость,

Амбициозный проект, и очень перспективный, причем представляющий ценность не только для нашей страны, но и для всего мирового сообщества.

Добавить комментарий

Обратите внимание, что комментарии проходят предварительную модерацию. Мы не публикуем сообщения, содержащие мат, сниженную лексику и оскорбления (даже в случае замены букв точками, тире и любыми иными символами). Не допускаются сообщения, призывающие к межнациональной и социальной розни.
 
Представьтесь, пожалуйста:
 
b
i
u
s
|
left
center
right
|
emo
color
|
hide
quote
translit
Код:
Включите эту картинку для отображения кода безопасности
Введите код: