Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.
Скачать (прямая ссылка):
с образованием хлорида америция, но это происходит с намного меньшей скоростью, чем протекает соответствующая реакция с плутонием.) После охлаждения на металлическом плутонии образуется тонкая корка из хлорида америция и некоторой части хлорида плутония
подщелачивают до pH 10 и выше. При этих условиях актиноиды осаждаются, и их можно удалить простой фильтрацией. На этом этапе активность щелочных жидких отходов составляет около IO-3 Ки/л и их направляют на установку ТА-50 для дальнейшей переработки. Однако в настоящее время разра-
батывается процесс экстракционной хроматографии, который должен заменить процессы щелочных осаждения и фильтрации.
В результате недавно проведенных научно-исследовательских работ появилась технология вакуумной перегонки солей хлоридов натрия и калия при
повышенной температуре. При перегонке происходит непосредственное отделение остаточного плутония от соли без использования водного процесса (используемый для восстановления плутония при ПВО хлорид кальция из-за малой летучести не перегоняется). Как отмечается во вставке “Перегон-
Number 26 2000 Los Alamos Science
445
Видение переработки плутония, безопасной для окружающей среды
Таблица I. Приблизительное количество твердых отходов, нарабатывавшихся ежегодно на площадке ТА-55
Категория
Объем (м3) Масса (кг)
Контейнеры объемом 55 галлонов
ансурановые отходы Горючие Металл Цемент
Фильтры, стекло, графит Перчатки со свинцовым покрытием
ізкоактивньїе отходы
22 2600 100
31 14600 84
13 18000 65
5 1000 24
3 2500 13
200-500
Таблица II. Приблизительное количество жидких отходов, нарабатывавшихся ежегодно на площадке ТА-55
Категория
Объем (л)
Предельная активность (KviIn)
Общая активность (Ки)
4,5 ¦ 10_3
6-10“5
5-10“7
<45
<3
<0,4
Щелочные 10000
Кислотные 50000
Промышленные 730000
ка солей” на с. 451, в маломасштабных испытаниях получен дистиллят соли с уровнями загрязнения ниже пороговых значений низкоактивных отходов. При использовании этого процесса в большом масштабе на площадке ТА-55 соль будут либо сбрасывать как низкоактивные отходы (при стоимости их захоронения, сравнимой с трансурановыми отходами), либо рециклировать в пирохимические операции.
Образование отходов на площадке ТА-55
При обработке азотной кислотой и пирохимической обработке образуются радиоактивные отходы в виде загрязненных реактивов и перерабатывающего оборудования. Ho и при обычной реализации программ, описанных на с. 440-442, образуются низкоактивные и трансурановые отходы, поскольку загрязняются почти все объекты, соприкасающиеся с плутонием. Например, воздух, проходящий через перчаточные боксы из нержавеющей стали, необходимо фильтровать через особо высокоэффективные воздушные фильтры, которые после этого оказываются загрязненными плутонием. Загрязняются все инструменты, используемые внутри перчаточных боксов, а также и сами перчаточные боксы и перчатки со свинцовым покрытием. Ветошь, используемая для протирки оборудования, пластмассовые контей-
неры, в которые помещаются детали или устройства, колбы, трубки и ленты - все это в процессе использования загрязняется.
В табл. I приведено приблизительное количество твердых отходов, нарабатывавшихся ежегодно на площадке ТА-55 в течение 90-х годов. За это время каждый год образовывалось около 40000 кг твердых трансурановых отходов. Металлические объекты и цемент (который стабилизирует остатки выпаривания) составляют всего лишь часть массы отходов, а именно, около 60% объема отходов. Горючие материалы, такие как пластмасса, ветошь, резина и органические жидкости, составляют около 30% объема. Твердые трансурановые и низкоактивные отходы хранятся на площадке ТА-54 в Лос-Аламосе. Низкоактивные отходы захоранивают на месте, а трансурановые отходы хранят до тех пор, пока их можно будет отправить в хранилище отходов ОЗИО, которое находится на юге штата Нью-Мексико.
В табл. II приведено приблизительное ежегодное количество жидких отходов. Хотя доминируют промышленные жидкие отходы, полная радиоактивность материалов в этой категории отходов значительно меньше кюри. В то же время небольшой объем щелочных жидких отходов после обработки соляной кислотой содержит около 90% радионуклидов в потоке жидких отходов.
Решение задачи 90%: единая программа обращения с отходами
Нами разработаны или разрабатываются в настоящее время новые технологии, такие как гидротермальная переработка, усиленный пиролиз и электрохимическая очистка, позволяющие резко сократить объемы горючих и металлических отходов. Это высоконадежные технологии, с их помощью можно перерабатывать разнообразные матрицы отходов и получать минимальное количество вторичных отходов. В большинстве случаев используемое при этом оборудование достаточно компактно, чтобы его можно было разместить в имеющихся системах перчаточных боксов или в установках без их существенных изменений. Для очистки потоков жидких отходов мы рассчитываем использовать фильтрацию полимеров™ и повторный цикл обработки азотной кислотой.
