Ультразвуковая + электро-химическая обработка

Введение

В процессе эксплуатации и вывода из эксплуатации атомных станций (АС), а также прочих ядерно и радиационно-опасных объектов (ЯРОО) неизбежно возникают радиоактивные отходы (РАО). К примеру, при работе типичного легководного реактора АС мощностью 1000 МВт в результате радиоактивного загрязнения поверхностей оборудования, трубопроводов, арматуры, а также в случае возможных аварий и ремонта образуется около 260 м³/год металлических РАО. Основная их доля относится к категории очень низкоактивных и низкоактивных РАО.
В рамках вывода из эксплуатации ЯРОО происходит особенно интенсивное образование РАО, в том числе имеющих металлическую природу. Например, при снятии с эксплуатации одного блока с реактором типа ВВЭР образуется 4200 тонн очень низкоактивных и низкоактивных, и 1700 тонн среднеактивных металлических РАО. Это основное и вспомогательное оборудование, трубопроводы, арматура, КИП, инструмент и различные технологические приспособления, имеющие поверхностное загрязнение активированными продуктами коррозии и продуктами деления урана.
Согласно федеральному закону «Об обращении с радиоактивными отходами…» эти РАО в конечном итоге должны быть захоронены, причем производитель РАО несет затраты на их приведение в соответствие с критериями приемлемости и перевозку к пункту хранения, указанному национальным оператором. При этом затраты на подготовку отходов и их окончательную изоляцию могут оказаться весьма значительнымиПрименение экономичного, технологичного и безопасного способа глубокой дезактивации металла способно значительно снизить расходы на окончательную изоляцию РАО за счет снижения объема и/или снижения класса захораниваемых отходов. Логика подсказывает, что этот способ должен за разумно короткое время обеспечивать высокую эффективность удаления радиоактивных веществ при условии образования минимального количества вторичных РАО, легко поддающихся кондиционированию. В противном случае проще и выгоднее направлять на окончательную изоляцию непосредственно исходные металлические РАО.
Проведенные предприятием «Александра-Плюс» лабораторные и опытно-промышленные испытания показали, что ультразвуковая дезактивация позволяет достигнуть на порядок более высоких коэффициентов дезактивации по сравнению с традиционными методами, значительно сократить время обработки, снизить концентрацию и температуру дезактивирующего раствора.
В 2014—2015 годах представителями СПбГТИ(ТУ) на различных производственных площадках была проведена научно-исследовательская работа (с применением оборудования компании «Александра-Плюс»), направленная на углубленное изучение совмещенной электрохимической и ультразвуковой (ЭХ+УЗ) дезактивации. В ходе работы было выполнено экспериментальное моделирование физико-химических процессов дезактивации радиоактивно загрязненного металла электрохимическим методом с одновременным воздействием ультразвуковых колебаний, проведен ряд химических анализов и радиометрических измерений, разработаны основы технологии дезактивации образующихся жидких РАО (отработавших растворов и промывных вод). Результаты экспериментов в очередной раз подтвердили преимущества совмещения электрохимической и ультразвуковой обработки. Выявлен резкий рост коэффициента дезактивации, высокая скорость процесса, максимально полное удаление поверхностного загрязнения, экономическая эффективность.

Список источников

1. Акатов А. А. и др. Глубокая дезактивация металла с применением ультразвука и электрохимических реакций //Актуальные вопросы ядернохимических технологий и экологической безопасности. – 2016. – С. 57-60.
2. Белый М. Д. и др. Технологии и оборудование для дезактивации металлических РАО //Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. – 2016. – №. 3. – С. 30-39.
3. Кулагина Т. А., Шеленкова В. В. Способы дезактивации поверхностей с радиоактивным загрязнением // Журнал СФУ. Техника и технологии. 2017. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-dezaktivatsii-poverhnostey-sradioaktivnym-zagryazneniem (дата обращения: 19.06.2025).
4. Лебедев Н. М., Грот А. Н., Кукушкина А. А. , Васильев А. П. Акатов А. А. Перспективные методы дезактивации с применением ультразвука / Лебедев Н. М., Грот А. Н., Кукушкина А. А. , Васильев А. П. Акатов А. А. [Электронный ресурс] // alexplus.ru : [сайт]. — URL: Перспективные методы дезактивации с применением ультразвука :: Александра-Плюс(дата обращения: 19.06.2025).
5. Лебедев Н. М., Арефьева А. Н. ,Васильев А. П., Пименов А. О.,Доильницын В. А., Акатов А. А. Технология ультразвуковой и электрохимической дезактивации металлических РАО / Лебедев Н. М., Арефьева А. Н. ,Васильев А. П., Пименов А. О.,Доильницын В. А., Акатов А. А. [Электронный ресурс] // alexplus.ru : [сайт]. — URL: Технология ультразвуковой и электрохимической дезактивации металлических РАО :: Александра-Плюс (дата обращения: 19.06.2025).
6. Лебедев Н. М. и др. Способ переработки металлов, содержащих прочнофиксированные поверхностные радиоактивные загрязнения. – 2017.