О. В. Михайлов, В. М. Безмилов
Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, вул. Кірова, 36а, Чорнобиль, 07270, Україна
DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.23.3.4
Анотація
Наведено огляд світового досвіду кондиціювання радіоактивних відходів (РАВ) у частині організаційних та методичних підходів застосування цього методу переробки РАВ, узагальнених у документах Міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ), у різних аналітичних матеріалах і наукових публікаціях. На підставі аналізу доступних інформаційних матеріалів установлено, що в різних країнах із розвинутим ядерним паливним циклом кондиціювання є невід’ємною частиною системи комплексного поводження з РАВ, яка включає операції, у процесі яких вони мають бути переведені у форму, що забезпечує їхню стабільну хімічну, термічну й радіаційну стійкість для подальшого їхнього транспортування, зберігання та захоронення. Перелік РАВ, що утворюються під час експлуатації АЕС і належать до кондиціювання, об’єднує різноманітні матеріали, що розрізняються за формою, концентрацією активності нуклідів та видом забруднення. Рівні питомої активності нуклідів у складі РАВ варіюються від дуже низьких до надзвичайно високих, притаманних відпрацьованому ядерному паливу, яке потребує забезпечення умов їхньої підкритичності під час виконання технологічних операції. Зроблено висновок, що найбільш відпрацьованим методом кондиціювання РАВ у промислових масштабах є іммобілізація, що реалізується в трансформації відходів у тверду форму за допомогою процесів їхнього затвердіння після включення в будь-яку матрицю або включення в герметичні оболонки. Радіоактивні компоненти можуть бути іммобілізовані в матеріал матриці на основі бітуму, полімерів, цементу, скла, кераміки і склокераміки за допомогою двох основних процесів: зв’язування їх у матеріал на атомному рівні (хімічне включення) або фізичне оточення та ізоляція (інкапсуляція).
Ключові слова: АЕС, радіоактивні відходи, МАГАТЕ, кондиціювання, іммобілізація, форма відходів, матричні матеріали
Список використаної літератури
1. Енергетична стратегія України на період до 2035 року «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність» [Схвалено розпорядженням Кабінету Міністрів України від 21 квітня 2023 р. № 373-р]. Режим доступу: https://www.nas.gov.ua/siaz/Ways_of_development_of_Ukrainian_science/article/15036.3.012.pdf)
2. Снятие с эксплуатации ядерных энергетических установок / А. В. Носовский, В. Н. Васильченко, А. А. Ключников, Я. В. Ященко; под ред. А. В. Носовского. — Киев : Техника, 2005. — 288 с.
3. Енергія для розвитку України. Нефінансовий звіт 2020. — Київ: ДП «НАЕК “Енергоатом”», 2020. — 162 с. — Режим доступу: https://old.energoatom.com.ua/parts/pdf-file/nonfinpeport2020.pdf).
4. Ольховик Ю. О. Сольовий плав як визначальний чинник розвитку системи кондиціонування рідких радіоактивних відходів // Ядерна енергетика та довкілля. — 2022. — Вип. 24 (2). — C. 37–42.
doi.org/10.31717/2311-8253.22.2.4.
5. Политика и стратегии обращения с радиоактивными отходами. NW-G-1.1. — Вена : МАГАТЭ, 2012. — 96 с.
6. Технологические и организационные аспекты обращения с радиоактивными отходами. IAEATCS-27. — Вена : МАГАТЭ, 2005. — 230 с.
7. Selection of technical solution for the management of radioactive waste. IAEA-TECDOC-1817. Vienna : IAEA, 2017. — 114 p.
8. Обращение с радиоактивными отходами высокого уровня активности перед их захоронением. Руководство по безопасности. WS-G-2.6. — Вена : МАГАТЭ, 2005. — 80 с.
9. Терминология, используемая в области ядерной безопасности и радиационной защиты. Глоссарий МАГАТЭ по вопросам безопасности. — Вена : МАГАТЭ, 2007. — 303 с.
10. Применение концепций исключения, изъятия и освобождения от контроля. Руководство по безопасности № RS-G-1.7. — Вена : МАГАТЭ, 2006. — 47 с.
11. Classification of radioactive waste. General safety guide. IAEA Safety Standard No. GSG-1. — Vienna : IAEA, 2009. — 68 р.
12. Классификация радиоактивных отходов. Общее руководство по безопасности GSG-1. — Вена: МАГАТЭ, 2014. — 75 с.
13. Handbook of advanced radioactive waste conditioning technologies No. 12 / ed. by M. I. Ojovan. — Cambridge : Woodhead Publishing Limited, 2011. — 512 p.
14. Conditioning of low- and intermediate-level radioactive wastes. Technical Report No. 222. — Vienna : IAEA, 1983. — 201 p.
15. Improved cement solidification of low and intermediate level radioactive wastes. Technical Report No. 350. — Vienna : IAEA, 1993. — 121 p.
16. Immobilization of low and intermediate level radioactive wastes with polymers. Technical Report No. 289. — Vienna : IAEA, 1988. — 115 p.
17. Bituminization Processes to Condition Radioactive Wastes. Technical Report No. 352. — Vienna : IAEA, 1993. — 96 p.
18. Radioactive waste management and contaminated site clean-up: Processes, technologies and international experience / ed. by W. Lee, M. Ojovan, C. Jantzen. —
Cambridge : Woodhead Publishing Limited, 2013. — 912 p.
19. Forms Technology and Performance: Final Report. Committee on Waste Forms Technology and Performance. National Research Council. Washington : National Academies Press, 2011. — 340 p.
20. An introduction to nuclear waste immobilisation. 3rd edition / M. I. Ojovan, W. E. Lee, S. N. Kalmykov. — Amsterdam : Elsevier, 2019. — 512 p.
21. Immobilisation of radioactive waste in glasses, glass composite materials and ceramics / W. E. Lee, M. I. Ojovan, M. C. Stennett, N. C. Hyatt // Advances in Applied Ceramics. — 2006. — Vol. 105 (1). — P. 3–12.
22. Ojovan M. I. Glassy wasteforms for nuclear waste immobilisation / M. I. Ojovan, W. E. Lee // Metallurgical and Materials Transactions A. — 2011. — Vol. 42A. — P. 837–851. — doi.org/10.1007/s11661–010–0525–7.
23. Burakov B. E. Crystalline materials for actinide immobilisation / B. E. Burakov, M. I. Ojovan, W. E. Lee. — London : Imperial College Press, 2010. — 198 p.
24. Donald I. W. The immobilization of high level radioactive wastes using ceramics and glasses. Review / I. W. Donald, B. L. Metcalfe, R. N. J. Taylor // J. Mat. Science. — 1997. — Vol. 32. — P. 5851–5887.
25. Cementitious materials for nuclear waste immobilization / A. R. O. Rahman, R. Z. Rahimov, N. R. Rahimova, M. I. Ojovan. — Chichester : Wiley, 2015. — 258 p.
26. Современные методы получения матричных материалов для иммобилизации радиоактивных отходов / Д. Г. Демянюк, О. Ю. Долматов, Д. С. Исаченко [и др.] // Изв. высш. учеб. заведений. — 2013. — Т. 56, № 4/2. — С. 124–128.
27. Materials for Nuclear Waste Immobilization / ed. by M. I. Ojovan, N. C. Hyatt. — 2019. — Basel : MDPI. — 220 p. — doi.org/10.3390/books978-3-03921-847-9.
28. Glasses for immobilization of low and intermediate level radioactive waste / N. P. Laverov, B. I. Omel’yanenko, S. V. Yudintsev, [et al.] // Geology of Ore Deposits, 2013. — Vol. 55, No. 2. — P. 71–95.
29. Модификация состава алюмофосфатных стекол с имитаторами ВАО для повышения их устойчивости. 1. Влияние модификаторов на вязкость и кристаллизационную способность расплавов / П. В. Козлов, М. Б. Ремизов, К. В. Мартынов [и др.] // Вопросы радиационной безопасности. — 2019. — № 1. — С. 3–15.
30. Кононенко О. А. Иммобилизация кубовых остатков АЭС в алюминатные и гипсоалюминатные матрицы / О. А. Кононенко, А. Д. Алиев, Ю. С. Павлов [и др.] // Вопросы радиационной безопасности. — 2016. — Вып. 4 (84). — С. 46–56.
31. Похитонов Ю. А. Перспективы полимерных материалов для ЖРО / Ю. А. Похитонов // Радиоактивные отходы. — 2019. — Вып. 3 (8). — С. 53–60. — doi.org/10.25283/2587-9707-2019-3-53-60.
32. Похитонов Ю. А. Применение полимеров в процессах иммобилизации жидких органических радиоактивных отходов / Ю. А. Похитонов // Радиоактивные отходы. — 2019. — Вып. 4 (9). — С. 91–100. — doi.org/10.25283/2587-9707-2019-4-91-100.
33. Immobilization of radioactive waste in cement: Iodine binding by cementitious materials under highly alkaline conditions / R. Druteikienė, J. Šapolaitė, Ž. Ežerinskis, [et al.] // Lith. J. Phys. — 2015. — Vol. 55, No. 1. — P. 54–62.
34. Glasses, glass-ceramics and ceramics for immobilization of highly radioactive nuclear wastes / ed. by D. Caurant. — Paris: Nova Science Publishers, 2009. — 445 p.
35. Wang Li. Ceramics for high level radioactive waste solidification / Li Wang, T. Liang // Journal of Advanced Ceramics. — 2012. — Vol. 1 (3). — P. 194–203. — doi.org/10.1007/s40145–012–0019–8.
36. Design of spent fuel storage facilities. Safety Series No. 116. — Vienna : IAEA, 1994. — 50 p.
37. Operation of spent fuel storage facilities. Safety Series No. 117. — Vienna : IAEA, 1994. — 68 p.
38. Safety assessment for spent fuel storage facilities. Safety Series No. 118. — Vienna : IAEA, 1994. — 84 p.
39. Коновалов Э. Е. Кондиционирование высокоактивных отходов реакторного графита с использованием самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / Э. Е. Коновалов, В. С. Наумов, А. И. Ластов // Известия вузов. Ядерная энергетика. — 2014. — № 4. — С. 82–9
Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Ядерна енергетика та довкілля», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.
Всі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.