RU2645737C1 - Method of immobilization of liquid high-salt radioactive waste - Google Patents
Method of immobilization of liquid high-salt radioactive waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645737C1 RU2645737C1 RU2017119592A RU2017119592A RU2645737C1 RU 2645737 C1 RU2645737 C1 RU 2645737C1 RU 2017119592 A RU2017119592 A RU 2017119592A RU 2017119592 A RU2017119592 A RU 2017119592A RU 2645737 C1 RU2645737 C1 RU 2645737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lrw
- solution
- waste
- mixture
- potassium
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к обращению с жидкими радиоактивными отходами (ЖРО) с целью их последующего длительного хранения и/или захоронения.The invention relates to the field of nuclear energy, in particular to the management of liquid radioactive waste (LRW) for the purpose of their subsequent long-term storage and / or disposal.
Развитие атомной энергетики РФ невозможно без решения проблемы обращения с ЖРО, образующимися при функционировании ядерного топливного цикла, при выводе из эксплуатации ядерно- и радиационно-опасных объектов, а также накопленными предприятиями атомной отрасли при выполнении оборонных программ. В зависимости от вида и радиотоксичности ЖРО для их кондиционирования разработаны различные способы. При этом продолжается поиск эффективных матричных материалов для кондиционирования ЖРО, оптимальных с точки зрения физико-химической стабильности получаемых компаундов и возможности использования для расширившейся номенклатуры ЖРО. Показатели качества компаундов для иммобилизации ЖРО (прежде всего водоустойчивость, радиационная и механическая устойчивость) должны отвечать действующим требованиям НП-019-15 [НП-019-15. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии. Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности].The development of the nuclear energy industry of the Russian Federation is impossible without solving the problem of handling LRW generated during the functioning of the nuclear fuel cycle, during decommissioning of nuclear and radiation hazardous facilities, as well as accumulated nuclear industry enterprises during defense programs. Various methods have been developed for their conditioning, depending on the type and radiotoxicity of LRW. At the same time, the search continues for effective matrix materials for LRW conditioning, which are optimal from the point of view of the physicochemical stability of the resulting compounds and the possibility of using them for the expanded LRW range. The quality indicators of the compounds for LRW immobilization (primarily water resistance, radiation and mechanical stability) must meet the applicable requirements of NP-019-15 [NP-019-15. Federal rules and regulations in the field of atomic energy use. Collection, processing, storage and conditioning of liquid radioactive waste. Safety requirements].
Наиболее опасными для человека и окружающей среды являются полученные в результате переработки отработавшего ядерного топлива ЖРО высокого и среднего уровня активности, содержащие высокотоксичные долгоживущие актиниды, а также радионуклиды - продукты деления ядерного топлива (цезий, стронций, технеций и др.). Пример такого вида отходов - сильнокислые высокосолевые ЖРО среднего уровня активности, содержащие азотную и серную кислоты, а также в большом количестве ионы аммония и железа. В настоящее время в России в стадии реализации находится концепция, которая предусматривает кондиционирование ЖРО среднего уровня активности при полном исключении их сбросов в открытые гидросистемы. В качестве матриц для иммобилизации таких отходов можно рассматривать высокотемпературные (стекло, керамика) и низкотемпературные материалы (цемент, низкотемпературные кристаллические матрицы).The most hazardous for humans and the environment are LRW of high and medium activity levels resulting from the reprocessing of spent nuclear fuel containing highly toxic long-lived actinides, as well as radionuclides - fission products of nuclear fuel (cesium, strontium, technetium, etc.). An example of this type of waste is highly acidic high-salt LRW of an average level of activity containing nitric and sulfuric acids, as well as large quantities of ammonium and iron ions. Currently, a concept is underway in Russia that provides for the conditioning of LRW of an average level of activity with the complete exclusion of their discharges into open hydraulic systems. High-temperature (glass, ceramics) and low-temperature materials (cement, low-temperature crystalline matrices) can be considered as matrices for immobilizing such waste.
Высокотемпературная технология иммобилизации ЖРО в стеклоподобные компаунды (остекловывание) является в настоящее время единственной доведенной до промышленной стадии технологией обращения с ЖРО высокого уровня активности [Дмитриев С.А., Стефановский С.В. Обращение с радиоактивными отходами. М.: Изд. центр РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2000, 125 с.]. В большинстве стран мира (Франция, США, Великобритания, Германия, Япония, Индия, Южная Корея) для иммобилизации ЖРО высокого уровня активности используют натрий-боросиликатное стекло.The high-temperature technology for immobilizing LRW into glass-like compounds (vitrification) is currently the only technology brought to the industrial stage for handling LRW with a high level of activity [Dmitriev S.A., Stefanovsky S.V. Radioactive waste management. M .: Publishing. Center RCTU them. DI. Mendeleev. 2000, 125 p.]. In most countries of the world (France, USA, Great Britain, Germany, Japan, India, South Korea), sodium borosilicate glass is used to immobilize high level activity LRW.
В известном способе предлагается проводить остекловывание отходов, включая радиоактивные отходы, при 1050-1250°C, но обычно процессы остекловывания производят при температуре порядка 1400°C [США 6258994, С03С 3/064, 2001.07.10].In the known method, it is proposed to carry out vitrification of waste, including radioactive waste, at 1050-1250 ° C, but usually vitrification processes are performed at a temperature of about 1400 ° C [US 6258994,
Недостаток способа - при высоких температурах около 1000-1200°C существует опасность попадания в окружающую среду содержащихся в высокосолевых ЖРО радиоактивных изотопов летучих при высоких температурах элементов, например, цезия и технеция.The disadvantage of this method is that at high temperatures of about 1000-1200 ° C there is a risk of the radioactive isotopes of volatile elements at high temperatures contained in high salt LRW, for example, cesium and technetium.
В России на ФГУП «ПО «Маяк» с 1986 г. для иммобилизации ЖРО применяют технологию остекловывания в электрической ванной печи прямого нагрева типа ЭП-500 с получением стекла на натрий-алюмо-фосфатной основе [Фосфатные стекла с радиоактивными отходами. Под ред. А.А. Вашмана и А.С. Полякова. М.: ЦНИИАтоминформ, 1997. - 172 с.].Since 1986, FSUE Mayak PA has been using vitrification technology to immobilize LRW in a direct-heating electric bath furnace of the EP-500 type to produce glass on a sodium-aluminum phosphate basis [Phosphate glasses with radioactive waste. Ed. A.A. Vashman and A.S. Polyakova. M.: Central Research Institute of Atominform, 1997. - 172 p.].
Известный способ остекловывания ЖРО включает их флюсование ортофосфорной кислотой, нейтрализацию полученного стеклообразующего раствора этилендиамином и подачу стеклообразующего раствора в плавитель. При этом нейтрализацию стеклообразующего раствора проводят до достижения значений рН от 7 до 9 [RU 2293385, G21F 9/16, 10.02.2007].A known method of vitrification of LRW involves fluxing them with phosphoric acid, neutralizing the resulting glass-forming solution with ethylene diamine, and supplying the glass-forming solution to the melter. In this case, the neutralization of the glass-forming solution is carried out until the pH reaches from 7 to 9 [RU 2293385, G21F 9/16, 02/10/2007].
Недостатки данного способа в том, что в переработку не могут быть вовлечены ЖРО, содержащие в большом количестве коррозионно-активные компоненты, прежде всего сульфат-ионы и железо, так как получение расплавов с компонентами таких ЖРО может привести к выходу из строя молибденовых электродов электропечи, а также к нарушению гомогенности и последующей девитрификации стеклоподобных компаундов.The disadvantages of this method are that LRW containing large amounts of corrosive components, primarily sulfate ions and iron, cannot be involved in processing, since the production of melts with components of such LRW can lead to failure of the molybdenum electrodes of the electric furnace, as well as a violation of homogeneity and subsequent devitrification of glass-like compounds.
Как альтернатива стеклу, для иммобилизации радионуклидов ЖРО предложены различные высокотемпературные минералоподобные кристаллические (керамические) материалы, в том числе на основе синтетических аналогов природных фосфатных минералов (например, монацит, апатит) [Radioactive Waste Forms for the Future. Eds. Lutze W. and Ewing R.C. Amsterdam: Elsevier, 1988. - 688 p.].As an alternative to glass, various high-temperature mineral-like crystalline (ceramic) materials have been proposed for the immobilization of LRW radionuclides, including those based on synthetic analogues of natural phosphate minerals (for example, monazite, apatite) [Radioactive Waste Forms for the Future. Eds. Lutze W. and Ewing R.C. Amsterdam: Elsevier, 1988. - 688 p.].
Например, в известном способе отверждения ЖРО высокого уровня активности предложено переводить отходы в гелеобразное состояние при введении в растворы отходов вводят соли циркония, железа и глицерин до концентрации их в растворах соответственно не менее 0,12, 0,6 и 0,23 моль/л. Полученную смесь выдерживают в течение не менее 2,5 часов с последующим добавлением в смесь раствора однозамещенного фосфата калия в фосфорной кислоте до мольного соотношения компонентов Zr:Fe:K:PO4=1:3:2:5-8, высушивают, прокаливают полученный полимерный гель цирконилфосфата соответственно при 70-90°C и 300-400°C и проводят плавление полученных гранул при 980-1000°C [RU 2293385, G21F 9/16, 10.02.2007].For example, in the known method for curing LRW of a high level of activity, it is proposed to transfer the waste into a gel state, when zirconium, iron and glycerol are introduced into the waste solutions to their concentration in solutions of at least 0.12, 0.6 and 0.23 mol / l, respectively . The resulting mixture was kept for at least 2.5 hours, followed by the addition of a solution of monosubstituted potassium phosphate in phosphoric acid to a molar ratio of the components Zr: Fe: K: PO4 = 1: 3: 2: 5-8, dried, and calcined the obtained polymer zirconylphosphate gel, respectively, at 70-90 ° C and 300-400 ° C and the obtained granules are melted at 980-1000 ° C [RU 2293385, G21F 9/16, 02/10/2007].
Известный способ иммобилизации ЖРО в фосфатную керамику включает концентрирование радиоактивного раствора, смешивание его с фосфатной матрицей и дальнейшую термическую обработку. Отходы, сконцентрированные до уровня ЖРО высокого уровня активности, после смешивания с аморфным фосфатом циркония прокаливают до получения керамического спека. Спек капсулируют в стекло-кристаллические компаунды. Все стадии процесса проводят в едином реакционном сосуде при температурах, не превышающих 1000°C. Изобретение позволяет получить устойчивые минералоподобные фосфатные формы (коснарит [Na,Cs,Sr,Ln)(Zr,An,Fe)2(PO4)3], монацит [(Ln,An)PO4]) [RU 2432631, G21F 9/16, 27.10.2011].A known method of immobilizing LRW into phosphate ceramics involves concentrating a radioactive solution, mixing it with a phosphate matrix and further heat treatment. Waste concentrated to the level of LRW with a high level of activity, after mixing with amorphous zirconium phosphate, is calcined to obtain a ceramic cake. Speck is encapsulated in glass-crystalline compounds. All stages of the process are carried out in a single reaction vessel at temperatures not exceeding 1000 ° C. EFFECT: invention enables to obtain stable mineral-like phosphate forms (cosnarite [Na, Cs, Sr, Ln) (Zr, An, Fe) 2 (PO 4 ) 3 ], monazite [(Ln, An) PO 4 ]) [RU 2432631, G21F 9 / 16, 10.27.2011].
Предложенные в этих способах керамические материалы обладают высокой физико-химической стабильностью, превосходящую устойчивость стекла, однако указанные способы иммобилизации ЖРО в керамику имеют общие существенные недостатки, заключенные в необходимости тщательного соблюдения состава шихты по причине возможных различий в кратности концентрирования ЖРО для последующего отверждения, а также реализация способов требует разработки и внедрения несуществующих в настоящее время в промышленности новых технологий, прежде всего кальцинации ЖРО и газоочистки.The ceramic materials proposed in these methods have high physicochemical stability that is superior to that of glass, however, these methods of immobilizing LRW into ceramics have common significant drawbacks consisting in the need to carefully observe the composition of the charge due to possible differences in the multiplicity of concentration of LRW for subsequent curing, as well as the implementation of the methods requires the development and implementation of new technologies that currently do not exist in the industry, primarily calcine LRW and gas treatment plants.
Основной недостаток известных высокотемпературных способов иммобилизации ЖРО (остекловывание и включение в керамический материал) состоит в том, что способы требуют создания или закупки специальных дорогостоящих массивных плавителей, ликвидация которых после окончания срока эксплуатации представляет большую радиоэкологическую проблему и в настоящее время не осуществляется.The main disadvantage of the known high-temperature methods for LRW immobilization (vitrification and incorporation into ceramic material) is that the methods require the creation or purchase of special expensive massive melters, the elimination of which after the end of their service life poses a great radioecological problem and is not currently carried out.
Для иммобилизации ЖРО среднего и низкого уровня активности рассматриваются низкотемпературные способы цементирования [Козлов П.В., Горбунова О.А. Цементирование как метод иммобилизации радиоактивных отходов. - Озерск: РИЦ ВРБ ФГУП «ПО Маяк», 2011. - 144 с.]. Основное связующее вещество, используемое в промышленной технологии цементирования ЖРО низкого уровня активности - портландцемент, состоящий из трех- и двухкальциевого силикатов, алюмоферритов кальция и трехкальциевого алюмината [Баженов Ю.М. Технология бетона: Учебник. М.: Изд-во АСВ, 2003. - 500 с.].To immobilize LRW of medium and low activity levels, low-temperature cementing methods are considered [Kozlov PV, Gorbunova OA Cementation as a method of immobilization of radioactive waste. - Ozersk: RIC VRB FSUE “PO Mayak”, 2011. - 144 p.]. The main binder used in industrial low-activity LRW cementing technology is Portland cement, consisting of tri- and dicalcium silicates, calcium aluminoferrites and tricalcium aluminate [Bazhenov Yu.M. Concrete Technology: A Textbook. M .: DIA Publishing House, 2003. - 500 p.].
Например, в известном способе кондиционирование ЖРО проводят цементированием с использованием электромагнитной обработки в вихревом слое с ферромагнитными телами вращения и последующим отверждением продукта. ЖРО последовательно подвергают электромагнитной обработке в вихревом слое и смешиванию с портландцементом при раствороцементном отношении не менее 0,6. По данному способу возможно отверждать ЖРО с общим солесодержанием до 500 г/дм3 [RU 2516235, G21F 9/16, 20.05.2014].For example, in the known method, the conditioning of LRW is carried out by cementing using electromagnetic processing in a vortex layer with ferromagnetic bodies of revolution and subsequent curing of the product. LRW is subsequently subjected to electromagnetic processing in a vortex layer and mixing with Portland cement at a mortar-cement ratio of at least 0.6. According to this method, it is possible to cure LRW with a total salt content of up to 500 g / dm 3 [RU 2516235, G21F 9/16, 05.20.2014].
Недостатком технологии цементирования для задач обращения с ЖРО среднего уровня активности является использование в качестве основы дорогостоящего портландцемента, являющегося гидравлическим вяжущим веществом с долгим набором прочности и обладающим недостаточной физико-химической устойчивостью для обеспечения иммобилизации долгоживущих актинидов. При этом затворение портландцементом возможно растворов ЖРО с минеральным составом обычно не более 500-600 г/дм3.A disadvantage of cementing technology for the treatment of LRW with an average level of activity is the use of expensive Portland cement as a basis, which is a hydraulic binder with a long set of strength and insufficient physical and chemical stability to ensure the immobilization of long-lived actinides. Moreover, mixing Portland cement is possible LRW solutions with a mineral composition is usually not more than 500-600 g / DM 3 .
Следует особо отметить, аммонийсодержащие ЖРО не могут быть иммобилизованы путем цементирования по причине того, что процесс цементирования ЖРО происходит в щелочной области рН>11, что приводит к образованию и выделению токсичного аммиака. При этом согласно п. 41 НП-019-15 «на отверждение ЖРО путем включения радиоактивных веществ, содержащихся в них, в цементный матричный материал с получением цементного компаунда (цементирование) запрещается направлять ЖРО, содержащие вещества, взаимодействующие с цементом с образованием токсичных веществ».It should be specially noted that ammonium-containing LRW cannot be immobilized by cementing due to the fact that the process of cementing LRW occurs in the alkaline region of pH> 11, which leads to the formation and release of toxic ammonia. Moreover, according to paragraph 41 of NP-019-15, “it is forbidden to send LRW containing substances that interact with cement to form toxic substances” to cure LRW by incorporating the radioactive substances contained in them into a cement matrix material to produce a cement compound (cementing) ” .
Эффективность иммобилизации ЖРО сложного состава может быть достигнута при использовании низкотемпературной кристаллической магний-калий-фосфатной (МКФ) матрицы - синтетического аналога природного фосфатного минерала струвит [Винокуров С.Е., Куляко Ю.М., Мясоедов Б.Ф. Иммобилизация радиоактивных отходов в магний-калий-фосфатных матрицах. Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №3. С. 81-88].The effectiveness of immobilizing LRW of complex composition can be achieved by using a low-temperature crystalline magnesium-potassium phosphate (MKF) matrix, a synthetic analogue of the natural phosphate mineral struvite [Vinokurov S.E., Kulyako Yu.M., Myasoedov B.F. Immobilization of radioactive waste in magnesium-potassium phosphate matrices. Russian chemical journal. 2010.T. LIV.
Известен способ стабилизации уран- и плутонийсодержащих материалов в МКФ матрице, включающий регулирование рН ядерных материалов до рН не ниже 5 добавлением прокаленного MgO и оксида алюминия, к обработанному таким образом ядерному материалу добавляют связующее, содержащее MgO и KH2PO4 в количестве не менее 20 масс. %, из которых 15 масс. % является оксидом магния, с образованием суспензии, и дополнительное введение MgO в количестве свыше стехиометрического - до 45 масс. % от суммы ядерного материала и связующего в зависимости от состава ядерного материала. Иногда в ходе процесса стабилизации добавляют борат или борную кислоту для регулирования скорости реакции и дополнительный наполнитель - летучую золу или оксид четырехвалентного металла - для придания высокой стабильности формам отходов. Смесь отверждается в течение 1-24 часов. Конечным продуктом являются отходы в виде связанных с фосфатами радиоактивных материалов, инкапсулированных в матрицу MgKPO4⋅6H2O [РФ №2307411, G21F 9/04, 2007.09.27].A known method of stabilizing uranium and plutonium-containing materials in an MKF matrix, comprising adjusting the pH of nuclear materials to a pH of at least 5 by adding calcined MgO and aluminum oxide, to the nuclear material thus treated add a binder containing at least 20 MgO and KH 2 PO 4 mass %, of which 15 mass. % is magnesium oxide, with the formation of a suspension, and additional introduction of MgO in an amount in excess of stoichiometric - up to 45 mass. % of the amount of nuclear material and a binder depending on the composition of the nuclear material. Sometimes, during the stabilization process, borate or boric acid is added to control the reaction rate and an additional filler — fly ash or tetravalent metal oxide — to give high stability to the waste forms. The mixture is cured within 1-24 hours. The final product is waste in the form of phosphate-bound radioactive materials encapsulated in a MgKPO 4 ⋅ 6H 2 O matrix [RF No. 2307411, G21F 9/04, 2007.09.27].
Недостаток этого способа в том, что способ непригоден для стабилизации высокосолевых ЖРО с минерализацией не менее 600 г/дм3, содержащих остатки урана, плутоний, а также трансплутониевые элементы, цезий, стронций, технеций и другие продукты деления и коррозии.The disadvantage of this method is that the method is unsuitable for stabilization of high salt LRW with a mineralization of at least 600 g / dm 3 containing residues of uranium, plutonium, as well as transplutonium elements, cesium, strontium, technetium and other fission and corrosion products.
Кроме того, уровень рН не ниже 5 не является приемлемым для обращения с ЖРО, содержащими ионы аммония, и может привести к выделению токсичного аммиака.In addition, a pH level of at least 5 is not acceptable for the treatment of LRW containing ammonium ions, and can lead to the release of toxic ammonia.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ иммобилизации жидких высокосолевых радиоактивных отходов (ЖРО) в фосфатном компаунде, включающий регулирование уровня рН отходов, введение в полученный раствор последовательно при непрерывном перемешивании ионов двухвалентного никеля и ферроцианида калия и последующее отверждение полученной смеси путем добавления связующих реагентов дигидроортофосфата калия и оксида магния [RU №2381580, G21F 9/16, 10.02.2010].Closest to the claimed method is a method of immobilizing liquid high salt radioactive waste (LRW) in a phosphate compound, including adjusting the pH of the waste, introducing into the resulting solution successively with continuous mixing of divalent nickel ions and potassium ferrocyanide and subsequent curing of the mixture by adding potassium dihydroorthophosphate binders and magnesium oxide [RU No. 2381580, G21F 9/16, 02/10/2010].
Способ стабилизации предназначен для жидких щелочных высокосолевых ВАО с минерализацией до 750 г/дм3.The stabilization method is intended for liquid alkaline high-salt HLW with a salinity of up to 750 g / dm 3 .
Способ включает регулирование рН отходов до значений рН=8-9 путем добавления ортофосфорной кислоты, введение последовательно ионообменной смолы АВ-17 с СТ форме, ионов двухвалентного никеля и ферроцианида калия, последних в количестве соответственно 0,2-0,4 и 0,3-0,6 масс. %, и сульфида натрия, полученную смесь отверждают путем добавления связующих - дигидрофосфата калия и подготовленного при прокаливании оксида магния в стехиометрическом соотношении в расчете на количество воды отверждаемой смеси с избытком оксида магния 5-10 масс. %, с получением МКФ компаунда на основе MgKPO4⋅6H2O.The method includes adjusting the pH of the waste to pH = 8-9 by adding phosphoric acid, introducing the AB-17 ion exchange resin with the CT form in series, divalent nickel ions and potassium ferrocyanide, the latter in amounts of 0.2-0.4 and 0.3, respectively -0.6 mass. %, and sodium sulfide, the resulting mixture is cured by adding binders - potassium dihydrogen phosphate and prepared by calcining magnesium oxide in a stoichiometric ratio based on the amount of water of the cured mixture with an excess of magnesium oxide 5-10 mass. %, with obtaining MKF compound based on MgKPO 4 ⋅ 6H 2 O.
Недостаток способа состоит в том, что способ неприменим для сильнокислых ЖРО с высоким содержанием ионов аммония. Кроме того, при рН=8-9 суспензии ЖРО с высоким содержанием железа содержат осадок гидроксида железа с соосажденными элементами отходов, что может препятствовать качественному перемешиванию смеси и таким образом приводить к недостаточной гомогенизации компаундов и неравномерности компаундов по основным компонентам и радионуклидам.The disadvantage of this method is that the method is not applicable for strongly acid LRW with a high content of ammonium ions. In addition, at pH = 8–9, high iron-containing LRW suspensions contain a precipitate of iron hydroxide with coprecipitated waste elements, which can interfere with high-quality mixing of the mixture and thus lead to insufficient homogenization of the compounds and the uneven composition of the main components and radionuclides.
Задачей изобретения является разработка способа иммобилизации кислых высокосолевых аммоний- и железосодержащих ЖРО среднего уровня активности, содержащих актиниды (прежде всего, плутоний и трансплутониевые элементы), а также продукты деления ядерного топлива (в том числе изотопы цезия и стронция).The objective of the invention is to develop a method of immobilization of acidic high-salt ammonium and iron LRW of medium activity level containing actinides (primarily plutonium and transplutonium elements), as well as nuclear fuel fission products (including cesium and strontium isotopes).
Поставленная задача решается способом иммобилизации жидких высокосолевых радиоактивных отходов (ЖРО) в фосфатном компаунде, включающем регулирование уровня рН отходов, введение в полученный раствор последовательно при непрерывном перемешивании ионов двухвалентного никеля и ферроцианида калия и последующее отверждение полученной смеси путем добавления связующих реагентов дигидроортофосфата калия и оксида магния, в котором регулирование уровня рН отходов проводят до значений рН=1,8-2,2 путем добавления водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 550-650 г/дм3, после введения ионов никеля и ферроцианида калия добавляют порошок борной кислоты.The problem is solved by the method of immobilization of liquid high-salt radioactive waste (LRW) in a phosphate compound, including adjusting the pH level of the waste, introducing divalent nickel and potassium ferrocyanide ions into the resulting solution successively with continuous mixing of the mixture by adding potassium dihydroorthophosphate binder reagents and oxide in which the regulation of the pH of the waste is carried out to pH = 1.8-2.2 by adding an aqueous solution of sodium hydroxide At a concentration of 550-650 g / dm 3 , boron acid powder is added after the introduction of nickel ions and potassium ferrocyanide.
Преимущественно ионы никеля в количестве 0,3-0,4% от массы исходного раствора ЖРО вносят в составе раствора нитрата никеля, ферроцианид калия добавляют в количестве 2-3% от массы исходного раствора ЖРО, а после введения ионов никеля и ферроцианида калия вносят порошок борной кислоты в количестве 3-4% от массы исходного раствора ЖРО.Mostly nickel ions in the amount of 0.3-0.4% by weight of the initial LRW solution are added as part of the nickel nitrate solution, potassium ferrocyanide is added in an amount of 2-3% by weight of the initial LRW solution, and after the introduction of nickel ions and potassium ferrocyanide, powder is added boric acid in an amount of 3-4% by weight of the initial LRW solution.
Целесообразно порошок дигидроортофосфата калия предварительно измельчать до размера частиц в интервале 0,15-0,25 мм, а предварительную подготовку оксида магния проводить путем прокаливания при 1300-1400°C в течение не менее 3 часов.It is advisable to pre-grind the potassium dihydroorthophosphate powder to a particle size in the range of 0.15-0.25 mm, and pre-prepare magnesium oxide by calcining at 1300-1400 ° C for at least 3 hours.
Целесообразно перемешивание смеси на всех стадиях проводить механической мешалкой со скоростью 110-130 об/мин, а при достижении температуры полученной смеси 48-52°C прекращать перемешивание и оставлять смесь для отверждения в реакционной емкости или контейнерах.It is advisable to mix the mixture at all stages with a mechanical stirrer at a speed of 110-130 rpm, and when the temperature of the resulting mixture reaches 48-52 ° C, stop mixing and leave the mixture to cure in the reaction vessel or containers.
Целесообразно для набора прочности полученный фосфатный компаунд выдерживают не менее 12 суток, а при проведении иммобилизации ЖРО в контейнерах объемом до 200 л для гомогенизации смеси использовать потерянную мешалку с возможностью вертикального перемещения.It is advisable to obtain strength obtained phosphate compound can withstand at least 12 days, and when carrying out the immobilization of LRW in containers up to 200 l in order to homogenize the mixture to use the lost mixer with the possibility of vertical movement.
На фиг. 1 представлена дифрактограмма MgO, подготовленного путем прокаливания при 1300°C в течение 3 часов.In FIG. 1 shows a diffraction pattern of MgO prepared by calcining at 1300 ° C for 3 hours.
На фиг. 2 - дифрактограмма образца МКФ компаунда после иммобилизации раствора-имитатора ЖРО.In FIG. 2 is a diffraction pattern of a sample of the MKF compound after immobilization of a solution simulating LRW.
В предложенном способе используется низкотемпературная МКФ матрицы, образующейся согласно экзотермической реакции (1) при комнатной температуре в растворе ЖРО после его нейтрализации раствором гидроксида натрия до уровня рН=2,0±0,2The proposed method uses a low-temperature MKF matrix formed according to the exothermic reaction (1) at room temperature in a LRW solution after it is neutralized with a sodium hydroxide solution to a pH = 2.0 ± 0.2
Данный уровень кислотности полученного раствора ЖРО не приводит к выделению токсичного аммиака, а также препятствует выпадению железосодержащего осадка вследствие недопущения протекания реакции гидролиза по катиону железа(III).This level of acidity of the resulting LRW solution does not lead to the release of toxic ammonia, and also prevents the precipitation of an iron-containing precipitate due to the prevention of hydrolysis by the iron (III) cation.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
Проводят нейтрализацию исходного кислого раствора ЖРО до рН=1,8-2,2 введением под слой раствора отходов раствора гидроксида натрия при непрерывном перемешивании со скоростью до 120 об/мин. Эффективная нейтрализация кислого раствора ЖРО достигается при использовании раствора гидроксида натрия с концентрацией 550-650 г/дм3.The initial acid solution of LRW is neutralized to pH = 1.8-2.2 by introducing a solution of sodium hydroxide under a layer of the waste solution with continuous stirring at a speed of up to 120 rpm. Effective neutralization of the acid solution of LRW is achieved using a solution of sodium hydroxide with a concentration of 550-650 g / DM 3 .
Повышение эффективности иммобилизации цезия как наиболее мобильного компонента ЖРО в МКФ матрице проводят при переводе элемента в малорастворимое состояние в виде его труднорастворимых смешанных ферроцианидов. Захват малых количеств цезия обусловливается меньшей растворимостью смешанных железистосинеродистых солей этого катиона и катионов тяжелых металлов, в частности малорастворимой смешанной соли состава Cs2Ni[Fe(CN)6].The increase in the efficiency of immobilization of cesium as the most mobile component of LRW in the MKF matrix is carried out when the element is converted to a sparingly soluble state in the form of its sparingly soluble mixed ferrocyanides. The capture of small amounts of cesium is due to the lower solubility of the mixed iron-synergy salts of this cation and heavy metal cations, in particular, the sparingly soluble mixed salt of the composition Cs 2 Ni [Fe (CN) 6 ].
В полученный нейтрализованный раствор ЖРО вносят ионы никеля в степени окисления 2+ и ферроцианид калия в количестве 0,3-0,4 и 2-3% от массы исходного раствора ЖРО, соответственно, с последующим перемешиванием смеси со скоростью 110-132 об/мин в течение 30 минут. Целесообразно вводить ионы никеля в виде растворимых солей (нитрат или сульфат никеля), а ферроцианид калия - в виде кристаллогидрата K4[Fe(CN)6]⋅3H2O.Nickel ions in the oxidation state of 2+ and potassium ferrocyanide in the amount of 0.3-0.4 and 2-3% of the mass of the initial LRW solution, respectively, followed by stirring the mixture at a speed of 110-132 rpm are added to the resulting neutralized LRW solution; within 30 minutes. It is advisable to introduce nickel ions in the form of soluble salts (nickel nitrate or sulfate), and potassium ferrocyanide in the form of crystalline hydrate K 4 [Fe (CN) 6 ] ⋅ 3H 2 O.
В подготовленном растворе ЖРО растворяют порошок дигидроортофосфата калия KН2РО4 в количестве 98-102 масс. % от стехиометрического количества KН2РО4 относительно количества воды в растворе ЖРО согласно реакции (1), при перемешивании со скоростью около 120 об/мин в течение 30 минут. Эффективное растворение связующего достигается предварительным измельчением порошкообразного реагента до размера частиц 0,15-0,25 мм.In the prepared LRW solution, the potassium dihydroorthophosphate powder KH 2 PO 4 is dissolved in an amount of 98-102 mass. % of the stoichiometric amount of KH 2 PO 4 relative to the amount of water in the LRW solution according to reaction (1), with stirring at a speed of about 120 rpm for 30 minutes. Effective dissolution of the binder is achieved by preliminary grinding the powdered reagent to a particle size of 0.15-0.25 mm.
После этого в раствор добавляют и растворяют порошок борной кислоты для регулирования скорости реакции (1) в количестве 3-4% от массы исходного раствора ЖРО (что составит не более 1,5% от массы компаунда) при перемешивании в течение 10 минут.After that, boric acid powder is added and dissolved in the solution to control the reaction rate (1) in an amount of 3-4% by weight of the initial LRW solution (which will be no more than 1.5% by weight of the compound) with stirring for 10 minutes.
Далее в полученный раствор ЖРО при непрерывном перемешивании со скоростью около 120 об/мин постепенно вносят порошкообразный оксид магния MgO, в количестве 105-110 масс.% от стехиометрического количества MgO относительно количества воды в растворе ЖРО согласно реакции (1) (или 33,4±0,1% от количества внесенного KH2PO4), и перемешивают полученную смесь в течение не менее 20 минут. Предварительную подготовку используемого порошка MgO проводят путем его прокаливания при 1300-1400°C в течение не менее 3 часов.Next, in the resulting LRW solution with continuous stirring at a speed of about 120 rpm, powdered magnesium oxide MgO is gradually added in an amount of 105-110 wt.% Of the stoichiometric amount of MgO relative to the amount of water in the LRW solution according to reaction (1) (or 33.4 ± 0.1% of the amount introduced KH 2 PO 4 ), and the resulting mixture is stirred for at least 20 minutes. Preliminary preparation of the MgO powder used is carried out by calcining it at 1300-1400 ° C for at least 3 hours.
Приготовленную смесь оставляют для отверждения в реакционной емкости или переносят в контейнеры. Время выдержки полученных образцов для набора прочности - не менее 12 суток.The prepared mixture is left to cure in a reaction vessel or transferred to containers. The exposure time of the obtained samples for curing is not less than 12 days.
Наиболее эффективно использование заявленного способа может быть при проведении отверждения ЖРО в цилиндрических контейнерах объемом до 200 л с использованием потерянной мешалки с возможностью вертикального перемещения для гомогенизации смеси связующих агентов и раствора ЖРО.The most effective use of the claimed method can be during the curing of LRW in cylindrical containers with a volume of up to 200 l using a lost mixer with the possibility of vertical movement to homogenize a mixture of binding agents and a solution of LRW.
Пример 1Example 1
Раствор-имитатор раствора ЖРО среднего уровня активности объемом 1,0 дм3 и плотностью 1,37 г/см3, содержащий азотную (здесь и далее в скобках - формула, чистота и стандарт использованных реагентов для приготовления раствора) (HNO3, хч, ГОСТ 4461-77) и серную (H2SO4, хч, ГОСТ 4204-77) кислоты в количестве 300 и 150 г/дм3, соответственно, а также нитрат аммония (NH4NO3, хч, ГОСТ 22867-77), нитрат железа (Fe(NO3)3⋅9H2O, хч, ТУ 6-09-02-553-96), нитрат цезия (CsNO3, хч, ТУ 6-09-437-83) и нитрат стронция (Sr(NO3)2, чда, ГОСТ 2820-73) в количествах 250, 65, 13 и 10 г/дм3, соответственно, нейтрализуют до рН=2,0 при подаче под слой водного раствора гидроксида натрия (NaOH, хч, ГОСТ 4328-77) с концентрацией 600 г/дм3. Перемешивание смеси на всех стадиях проводят механической мешалкой на скорости 120 об/мин.A solution simulating LRW solution of an average level of activity with a volume of 1.0 dm 3 and a density of 1.37 g / cm 3 containing nitrogen (hereinafter in parentheses is the formula, purity and standard of the reagents used to prepare the solution) (HNO 3 , hch, GOST 4461-77) and sulfuric (H 2 SO 4 , hh, GOST 4204-77) acids in the amount of 300 and 150 g / dm 3 , respectively, as well as ammonium nitrate (NH 4 NO 3 , hh, GOST 22867-77) , iron nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ⋅ 9H 2 O, hch, TU 6-09-02-553-96), cesium nitrate (CsNO 3 , hch, TU 6-09-437-83) and strontium nitrate ( Sr (NO 3 ) 2 , bhd, GOST 2820-73) in amounts of 250, 65, 13 and 10 g / dm 3 , respectively, neutralized to pH = 2.0 when applied under a layer of an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH, chemically pure, GOST 4328-77) with a concentration of 600 g / dm 3 . Mixing the mixture at all stages is carried out with a mechanical stirrer at a speed of 120 rpm.
Предварительную подготовку используемого как затвердитель порошка оксида магния MgO проводят путем его прокаливания при 1300°C в течение 3 часов в высокотемпературной лабораторной камерной электропечи сопротивления. В результате прокаливания удельная поверхность оксида магния снижается в 5 раз до уровня 6,6 г/м2. Полученные рентгенодифракционные данные (фиг. 1) однозначно показывают, что в результате получен кристаллический MgO, структура которого соответствует периклазу.The preliminary preparation of MgO powder used as a hardener is carried out by calcining it at 1300 ° C for 3 hours in a high-temperature laboratory resistance electric furnace. As a result of calcination, the specific surface of magnesium oxide is reduced by 5 times to a level of 6.6 g / m 2 . The obtained x-ray diffraction data (Fig. 1) unambiguously show that the result is crystalline MgO, the structure of which corresponds to periclase.
В полученный нейтрализованный раствор с плотностью 1,34 г/см3 и минерализацией 980 г/дм3 вносят порошкообразные реагенты при непрерывном перемешивании в количествах и порядке введения согласно таблицы 1.In the obtained neutralized solution with a density of 1.34 g / cm 3 and mineralization of 980 g / dm 3, powdered reagents are added with continuous stirring in the quantities and order of administration according to table 1.
Полученную смесь при достижении ее температуры 50°C помещают в тефлоновые формы для схватывания смеси. Часть смеси помещают в герметичный контейнер для определения возможного содержания аммиака в выделяющейся газовой фазе при твердении компаундов. Время выдержки полученных образцов МКФ компаундов с иммобилизованным раствором-имитатором ЖРО - 15 суток. Не вошедший в состав компаунда раствор ЖРО отсутствовал.When the mixture reaches 50 ° C, it is placed in Teflon molds to set the mixture. Part of the mixture is placed in a sealed container to determine the possible ammonia content in the evolving gas phase during hardening of the compounds. The exposure time of the obtained samples of MKF compounds with an immobilized solution-simulator of LRW is 15 days. LRW solution not included in the compound was absent.
Полученную при твердении компаундов газовую смесь пропускают через водный раствор 0,01 н серной кислоты. Установлено, что содержание аммиака в растворе согласно ГОСТ 33045-2014 ниже предела обнаружения (менее 0,1 мг/дм3).The gas mixture obtained by hardening the compounds is passed through an aqueous solution of 0.01 n sulfuric acid. It was found that the ammonia content in the solution according to GOST 33045-2014 is below the detection limit (less than 0.1 mg / dm 3 ).
Получены образцы МКФ компаундов, содержащие соли нейтрализованного раствора-имитатора ЖРО в количестве 20,8 масс. %, с плотностью 1,8±0,1 г/см3 и механической прочностью на сжатие 15,7±3,7 МПа.Samples of MKF compounds containing salts of a neutralized solution-simulator of LRW in the amount of 20.8 masses were obtained. %, with a density of 1.8 ± 0.1 g / cm 3 and mechanical compressive strength of 15.7 ± 3.7 MPa.
Установлено постоянство механической прочности на сжатие полученных МКФ компаундов до и после их облучения компаундов ускоренными электронами, поглощенная доза составляет 1,1⋅106 Гр.The constancy of the mechanical compressive strength of the obtained MFC compounds was established before and after their irradiation of the compounds with accelerated electrons, the absorbed dose is 1.1 × 10 6 Gy.
Показано, что прочность на сжатие полученных МКФ компаундов после 30 циклов замораживания и оттаивания (-40…+40°C), а также после 90-дневного погружения в воду составляет значения более 5 МПа.It was shown that the compressive strength of the obtained MFC compounds after 30 freezing and thawing cycles (-40 ... + 40 ° C), as well as after 90 days of immersion in water, is more than 5 MPa.
Установлено, что основу МКФ компаундов составляет кристаллическая фосфатная фаза, рентгенодифракционные данные которой соответствуют природному минералу струвит MgNH4PO4⋅6H2O (фиг. 2). В составе компаунда также присутствуют следующие кристаллические фазы: нитер KNO3, нитратин NH4NO3, а также частично не вступившие в реакцию (1) связующее KH2PO4 и затвердитель MgO, введенный в избытке до 10% от стехиометрии реакции (1).It has been established that the basis of the MFC compounds is the crystalline phosphate phase, the X-ray diffraction data of which correspond to the natural mineral struvite MgNH 4 PO 4 ⋅ 6H 2 O (Fig. 2). The composition also contains the following crystalline phases: Niter KNO 3 , nitratine NH 4 NO 3 , as well as partially unreacted (1) binder KH 2 PO 4 and hardener MgO, introduced in excess of up to 10% of reaction stoichiometry (1) .
Таким образом, установлена эффективность предлагаемого способа иммобилизации кислых высокосолевых аммоний- и железосодержащих ЖРО (на примере имитатора). Показатели качества полученного МКФ компаунда (механическая прочность, радиационная устойчивость, устойчивость к термическим циклам, водостойкость) соответствуют требованиям НП-019-15 к цементному компаунду.Thus, the effectiveness of the proposed method for the immobilization of acidic high-salt ammonium and iron-containing LRW was established (by the example of a simulator). The quality indicators of the obtained MKF compound (mechanical strength, radiation resistance, resistance to thermal cycles, water resistance) comply with the requirements of NP-019-15 for the cement compound.
Пример 2Example 2
По заявляемому способу проведена иммобилизация раствора-имитатора ЖРО объемом 20 см3, содержащего радионуклиды Cs-137 и Sr-90. Химический состав раствора, соотношение реагентов и условия иммобилизации соответствовали указанным в Примере 1.According to the claimed method, the immobilization of a solution of a simulator LRW with a volume of 20 cm 3 containing radionuclides Cs-137 and Sr-90. The chemical composition of the solution, the ratio of reagents and immobilization conditions corresponded to those indicated in Example 1.
Данные об удельной активности радионуклидов в полученном МКФ компаунде, а также о водоустойчивости образцов МКФ компаундов по отношению к выщелачиванию радионуклидов, определенные согласно ГОСТ Р 52126-2003, приведены в таблице 2.Data on the specific activity of radionuclides in the obtained MKF compound, as well as on the water resistance of samples of MKF compounds with respect to the leaching of radionuclides, determined according to GOST R 52126-2003, are shown in table 2.
Таким образом, установлено, что МКФ компаунд имеет высокую водоустойчивость к выщелачиванию продуктов деления ядерного топлива: интегральная скорость выщелачивания на 28 сутки контакта образцов МКФ компаундов с водой составляет для Cs-137 и Sr-90 - 4,1⋅10-4 и 4,7⋅10-5 г/(см2⋅сутки), соответственно, что значительно ниже допустимого предела скорость выщелачивания этих радионуклидов согласно НП-019-15 для цементных компаундов - не более 1⋅10-3 г/(см2⋅сутки).Thus, it was found that the MKF compound has high water resistance to leaching of fission products of nuclear fuel: the integral leach rate on the 28th day of contact of samples of MKF compounds with water is 4.1–10 -4 and 4 for Cs-137 and Sr-90, 7⋅10 -5 g / (cm 2 days), respectively, which is significantly lower than the permissible limit, the leaching rate of these radionuclides according to NP-019-15 for cement compounds is not more than 1⋅10 -3 g / (cm 2 days) .
Пример 3Example 3
По заявляемому способу проведена иммобилизация раствора-имитатора ЖРО объемом 20 см3, содержащего долгоживущие актиниды Pu-239 и Am-241. Химический состав раствора, соотношение реагентов и условия иммобилизации соответствовали указанным в Примере 1.According to the claimed method, the immobilization of a solution of a simulator of LRW with a volume of 20 cm 3 containing long-lived actinides Pu-239 and Am-241 was carried out. The chemical composition of the solution, the ratio of reagents and immobilization conditions corresponded to those indicated in Example 1.
Данные об удельной активности актинидов в полученном МКФ компаунде, а также о водоустойчивости образцов МКФ компаундов по отношению к выщелачиванию актинидов, определенные согласно ГОСТ Р 52126-2003, приведены в таблице 3.Data on the specific activity of actinides in the obtained MKF compound, as well as on the water resistance of samples of MKF compounds with respect to leaching of actinides, determined according to GOST R 52126-2003, are shown in table 3.
Таким образом установлено, что МКФ компаунд имеет высокую водоустойчивость к выщелачиванию актинидов: интегральная скорость выщелачивания на 28 сутки контакта образцов МКФ компаундов с водой составляет для Pu-239 и Am-241 - 8,1⋅10-6 и 6,3⋅10-6 г/(см2⋅сутки), соответственно, что приближается к требованиям НП-019-15 к стеклоподобным компаундам - не более 1⋅10-7 г/(см2⋅сутки) для Pu-239.Thus, it was found that the MFC compound has high water resistance to actinide leaching: the integral leaching rate on the 28th day of contact of the MFC compound samples with water is 8.1 810 -6 and 6.3⋅10 - for Pu-239 and Am-241 6 g / (cm 2 day), respectively, which approaches the requirements of NP-019-15 for glass-like compounds - no more than 1 10 -7 g / (cm 2 day) for Pu-239.
Заявляемый способ позволяет:The inventive method allows you to:
- иммобилизовать высокосолевые ЖРО с высоким содержанием азотной и серной кислот (по крайней мере до 300 и 150 г/дм3, соответственно), ионов аммония (до 60 г/дм3) и железа (до 15 г/дм3), которые нецелесообразно включать в стеклоподобные, керамические или цементные компаунды;- to immobilize high-salt LRW with a high content of nitric and sulfuric acids (at least up to 300 and 150 g / dm 3 , respectively), ammonium ions (up to 60 g / dm 3 ) and iron (up to 15 g / dm 3 ), which are impractical include in glass-like, ceramic or cement compounds;
- иммобилизовать нейтрализованные до рН=2,0±0,2 высокосолевые растворы ЖРО с минерализацией по крайней мере до 980 г/дм3 при наполнении компаундов по солям ЖРО по крайней мере до 20,8 масс. %;- to immobilize high-salt LRW solutions neutralized to pH = 2.0 ± 0.2 with a mineralization of at least 980 g / dm 3 when filling compounds with LRW salts to at least 20.8 mass. %;
- отверждать ЖРО в виде раствора, что гарантирует гомогенность полученных компаундов и равномерность распределения основных компонентов и радионуклидов по объему компаунда;- cure LRW in the form of a solution, which guarantees the homogeneity of the obtained compounds and the uniform distribution of the main components and radionuclides in the volume of the compound;
- избежать выпадения железосодержащего осадка, который может забивать трубопровод для передачи полученного раствора ЖРО в узел его отверждения и приводить к необходимости периодической промывки трубопровода от осадка;- to avoid precipitation of iron-containing sludge, which can clog the pipeline to transfer the resulting LRW solution to its curing unit and lead to the need for periodic washing of the pipeline from the sediment;
- получать МКФ компаунды при комнатной температуре без необходимости создания дорогостоящих высокотемпературных плавителей, вывод из эксплуатации которых после окончания срока службы представляет радиоэкологическую проблему;- receive MKF compounds at room temperature without the need to create expensive high-temperature melters, decommissioning of which after the end of their service life poses a radioecological problem;
- иммобилизовать ЖРО, содержащие как продукты деления ядерного топлива, в том числе Cs-137 и Sr-90 с периодом полураспада около 30 лет, так и долгоживущие актиниды, в том числе Pu-239 и Am-241;- immobilize LRW containing both fission products of nuclear fuel, including Cs-137 and Sr-90 with a half-life of about 30 years, and long-lived actinides, including Pu-239 and Am-241;
- иммобилизовать ЖРО, содержащие летучие радионуклиды, в том числе изотопы цезия, йода, технеция;- immobilize LRW containing volatile radionuclides, including isotopes of cesium, iodine, technetium;
- иммобилизовать ЖРО в МКФ компаунд, основные показатели качества которого (водоустойчивость, механическая прочность, радиационная устойчивость, устойчивость к термическим циклам, водостойкость, объем не вошедших в компаунд ЖРО) соответствуют показателям качества цементного компаунда согласно НП-019-15;- immobilize LRW into the ICF compound, the main quality indicators of which (water resistance, mechanical strength, radiation resistance, resistance to thermal cycles, water resistance, the volume of those not included in LRW compound) correspond to the quality indicators of the cement compound according to NP-019-15;
- иммобилизовать ЖРО в МКФ компаунд на основе кристаллической матрицы - синтетического аналога природного минерала струвит MgNH4PO4⋅6H2O, обладающего высокой физико-химической стабильностью в геологической среде;- immobilize LRW in the ICF compound based on a crystalline matrix - a synthetic analogue of the natural mineral struvite MgNH 4 PO 4 ⋅ 6H 2 O, which has high physical and chemical stability in the geological environment;
- вследствие близости способов иммобилизовать ЖРО с использованием применяемого при цементировании отходов оборудования;- due to the proximity of methods to immobilize LRW using equipment used in cementing waste;
- использовать при иммобилизации ЖРО как небольшие контейнеры, так и крупные приповерхностные хранилища наливного типа.- use both small containers and large near-surface bulk storage facilities when immobilizing LRW.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119592A RU2645737C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method of immobilization of liquid high-salt radioactive waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119592A RU2645737C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method of immobilization of liquid high-salt radioactive waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645737C1 true RU2645737C1 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=61568279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119592A RU2645737C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method of immobilization of liquid high-salt radioactive waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645737C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU519969A1 (en) * | 1975-04-04 | 1978-01-30 | Предприятие П/Я Р-6575 | Method of hardening aqueous radioactive waste |
| FR2624768A1 (en) * | 1987-12-16 | 1989-06-23 | Sgn Soc Gen Tech Now | METHOD FOR IMMOBILIZING ION EXCHANGE RESINS FROM RADIOACTIVE PROCESSING CENTERS |
| US5645518A (en) * | 1995-01-31 | 1997-07-08 | The University Of Chicago | Method for stabilizing low-level mixed wastes at room temperature |
| RU2253162C2 (en) * | 2003-04-24 | 2005-05-27 | ФГУП "Производственное объединение "Маяк" | Method for localizing spent ion-exchange resins |
| RU2381580C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-02-10 | Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) | Method of stabilising highly saline high-activity wastes |
-
2017
- 2017-06-05 RU RU2017119592A patent/RU2645737C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU519969A1 (en) * | 1975-04-04 | 1978-01-30 | Предприятие П/Я Р-6575 | Method of hardening aqueous radioactive waste |
| FR2624768A1 (en) * | 1987-12-16 | 1989-06-23 | Sgn Soc Gen Tech Now | METHOD FOR IMMOBILIZING ION EXCHANGE RESINS FROM RADIOACTIVE PROCESSING CENTERS |
| US5645518A (en) * | 1995-01-31 | 1997-07-08 | The University Of Chicago | Method for stabilizing low-level mixed wastes at room temperature |
| RU2253162C2 (en) * | 2003-04-24 | 2005-05-27 | ФГУП "Производственное объединение "Маяк" | Method for localizing spent ion-exchange resins |
| RU2381580C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-02-10 | Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) | Method of stabilising highly saline high-activity wastes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singh et al. | Inorganic waste forms for efficient immobilization of radionuclides | |
| Wagh et al. | Experimental study on cesium immobilization in struvite structures | |
| Koťátková et al. | Concrete and cement composites used for radioactive waste deposition | |
| Vinokurov et al. | Magnesium potassium phosphate compound for radioactive waste immobilization: phase composition, structure, and physicochemical and hydrolytic durability | |
| US3988258A (en) | Radwaste disposal by incorporation in matrix | |
| US4297304A (en) | Method for solidifying aqueous radioactive wastes for non-contaminating storage | |
| JP2912393B2 (en) | Radioactive waste treatment method | |
| US7745679B2 (en) | Method of waste stabilization with dewatered chemically bonded phosphate ceramics | |
| Rakhimova | Recent advances in alternative cementitious materials for nuclear waste immobilization: A review | |
| Kononenko et al. | Immobilization of NPP evaporator bottom high salt-bearing liquid radioactive waste into struvite-based phosphate matrices | |
| Li et al. | Review on selection and experiment method of commonly studied simulated radionuclides in researches of nuclear waste solidification | |
| Bykov et al. | Radiolysis of the magnesium phosphate cement on γ-irradiation | |
| RU2381580C1 (en) | Method of stabilising highly saline high-activity wastes | |
| Mulyutin et al. | Sorption of Cs, Sr, U, and Pu radionuclides on natural and modified clays | |
| RU2645737C1 (en) | Method of immobilization of liquid high-salt radioactive waste | |
| Yang et al. | Effect of Fe2O3 on the Immobilization of High‐Level Waste with Magnesium Potassium Phosphate Ceramic | |
| Kim et al. | Assessment of structural stability and leaching characteristics of phosphate-based geopolymer waste form containing radioactive spent ion exchange resins | |
| US4482481A (en) | Method of preparing nuclear wastes for tansportation and interim storage | |
| Ishida et al. | Leaching behavior of crystalline phosphate waste forms | |
| Mast et al. | The use of alkali activated materials in nuclear industry | |
| JP4129237B2 (en) | Glass for solidifying radioactive waste | |
| RU2518501C2 (en) | Conditioning of liquid radioactive wastes | |
| RU2727711C1 (en) | Conditioning method of tritium-containing water | |
| JP6664639B2 (en) | Radiation shield | |
| Ferrand et al. | Matrices for waste streams immobilization |