Синрок
Synroc , чемодан «синтетического камня», представляет собой средство безопасного хранения радиоактивных отходов . Впервые он был разработан в 1978 году группой под руководством профессора Теда Рингвуда из Австралийского национального университета , а дальнейшие исследования проводились в сотрудничестве с ANSTO в исследовательских лабораториях в Лукас-Хайтс .
Производство
[ редактировать ]Synroc состоит из трёх титанатных минералов — голландита , цирконолита и перовскита — плюс рутила и небольшого количества металлического сплава . Они объединяются в суспензию, к которой добавляется часть высокоактивных жидких ядерных отходов . Смесь сушат и прокаливают при 750 ° C (1380 ° F) для получения порошка.
Затем порошок сжимается в процессе, известном как горячее изостатическое прессование (HIP), при котором он сжимается в сильфонном контейнере из нержавеющей стали при температуре 1150–1200 ° C (2100–2190 ° F).
В результате получается цилиндр из твердого, плотного черного синтетического камня.
Сравнения
[ редактировать ]При хранении в жидкой форме ядерные отходы могут попасть в окружающую среду и водные пути и нанести обширный ущерб. В твердом состоянии эти риски значительно сведены к минимуму.
В отличие от боросиликатного стекла , которое является аморфным , Synroc представляет собой керамику которой включены радиоактивные отходы , в кристаллическую структуру . Природные породы могут хранить радиоактивные материалы в течение длительного времени. Цель Synroc — имитировать это, преобразовывая жидкость в кристаллическую структуру и используя ее для хранения радиоактивных отходов. Стеклянные композиционные материалы (GCM) на основе Synroc сочетают в себе технологическую и химическую гибкость стекла с превосходной химической стойкостью керамики и позволяют обеспечить более высокую нагрузку на отходы. [1] [2]
Для иммобилизации различных типов отходов могут быть разработаны различные типы форм отходов Synroc (соотношения компонентов минералов, конкретные давления и температуры HIP и т. д.). Только цирконолит и перовскит могут содержать актиниды. Точные пропорции основных фаз варьируются в зависимости от состава ВАО. Например, Synroc-C рассчитан на содержание около 20% по массе прокаленных ВАО и состоит примерно из (% по массе): 30 – голландита; 30 – цирконолит; 20 – перовскит и 20 – оксиды титана и другие фазы. Иммобилизация оружейного плутония или трансурановых отходов вместо объемных ВАО может существенно изменить фазовый состав Synroc на преимущественно керамику на основе цирконолита или пирохлора. Исходный предшественник для производства Synroc-C содержит ~57% по массе TiO 2 и 2% по массе металлического Ti. Металлический титан обеспечивает восстановительные условия во время синтеза керамики и помогает уменьшить улетучивание радиоактивного цезия. [3]
Synroc не является методом утилизации. [4] Synroc все еще необходимо хранить. Несмотря на то, что отходы удерживаются в твердой решетке и предотвращаются от распространения, они все равно радиоактивны и могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Synroc является лучшим методом хранения ядерных отходов, поскольку он сводит к минимуму выщелачивание . [5]
Производственное использование
[ редактировать ]В 1997 году Synroc был испытан на реальных ВАО с использованием технологии, разработанной совместно ANSTO и Аргоннской национальной лабораторией Министерства энергетики США. [1] В январе 2010 года Министерство энергетики США выбрало горячее изостатическое прессование (HIP) для переработки отходов в Национальной лаборатории Айдахо . [6]
В апреле 2008 года Battelle Energy Alliance подписал контракт с ANSTO, чтобы продемонстрировать преимущества Synroc в переработке отходов, которыми управляет Batelle в рамках своего контракта на управление Национальной лабораторией Айдахо . [7]
Компания Synroc была выбрана в апреле 2005 года для многомиллионного «демонстрационного» контракта на уничтожение 5 т (5,5 коротких тонн) загрязненных плутонием отходов на заводе British Nuclear Fuel в Селлафилде , на северо-западном побережье Англии .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Синрок – Всемирная ядерная ассоциация» . www.world-nuclear.org .
- ^ МЫ Ли, М. И. Оджован, К. М. Янцен. Обращение с радиоактивными отходами и очистка загрязненных территорий: процессы, технологии и международный опыт, Вудхед, Кембридж, 924 стр. (2013). www.woodheadpublishing.com/9780857094353
- ^ Б.Е. Бураков, М.И. Оджован, В.Е. Ли. Кристаллические материалы для иммобилизации актинидов, Imperial College Press, Лондон, 198 стр. (2010). «Кристаллические материалы для иммобилизации актинидов» . Архивировано из оригинала 9 марта 2012 г. Проверено 16 октября 2010 г.
- ^ Рон Кэмерон, руководитель оперативного отдела ANSTO. Период полураспада отходов. «Спросите и эксперт, атомная энергетика» . Австралийская радиовещательная корпорация . 27 октября 2005 г.
- ^ Э. Р. Вэнс, DJ Грегг и Д. Т. Чавара, ANSTO. «Прошлые и настоящие применения Synroc» (PDF) .
- ^ Министерство энергетики США (4 января 2010 г.), Федеральный реестр (отрывок) (PDF) , том. 75/1, стр. 137–140 , получено 5 мая 2010 г.
- ^ «Присуждение контракта на демонстрацию HIP ANSTO Inc» (PDF) (пресс-релиз). АНСТО. 1 апреля 2008 года . Проверено 5 мая 2010 г.