СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ К УТИЛИЗАЦИИ Российский патент 1998 года по МПК G21F9/04 

Изобретение относится к области обработки жидких радиоактивных отходов, образующих при регенерации облученного ядерного топлива, а именно к способам подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации.

Известен способ подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации (патент Бельгии N 795739, кл. C 21 F 9/04, опубл. 18.06.72. По известному способу жидкие радиоактивные отходы накапливают и далее утилизируют методом отверждения. Комплексообразователи в отходы не вводят.

Недостатками известного способа являются малая химическая, радиационная и термическая устойчивость жидких радиоактивных отходов, что приводит к образованию осадка в отходах при их накоплении.

Указанные недостатки частично устраняются в известном способе подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации (Балукова В.Д., Косарева И.М., Каймин Е.П. и др. Отчет ИФХ РАН. Исх. N 12105-2115, 1944- М.:1977, с. 1, 15, 16). В известном способе жидкие радиоактивные отходы обрабатывают комплексообразователем - методом Ереванского завода химических реактивов (ОЕЗ) и далее нейтрализуют раствором гидроксида натрия до значения pH 2-3. Недостатком известного способа является недостаточно высокая химическая, радиационная и термическая устойчивость отходов.

Цель изобретения - повышение химический, радиационной и термической устойчивости жидких радиоактивных отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем обработку жидких радиоактивных отходов комплексообразователем с последующей нейтрализацией раствором гидроксида натрия, в качестве комплексообразователя используют отходы производства капролактама в объемном соотноше6ии к жидким реактивным отходам 0,5- 2,0:1, а нейтрализацию проводят до значения pH 2-5.

Положительный эффект способа обусловлен химическими свойствами карбоновых кислот различного состава, содержащихся в отходах производства капролактама, и наличием синергического эффекта от взаимодействия карбоновых кислот с составляющими радиоактивных отходов, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Примеры. Испытания известного и предлагаемого способа проводили в лабораторных условиях.

Раствор радиоактивных отходов имел следующий состав, г/л:
Азотная кислота - 94
Железо (III) - 2.0
Хром (III) - 1,0
Марганец (II) - 0,8
Никель - 0,5
Бета-активные нуклиды, ГБк/д - 42,4
Гамма-активные нуклиды, ГБк/л - 29,3
Для обработки жидких радиоактивных отходов по известному способу использовали отходы Ереванского завода химических реактивов (ОЕЗ) состава, мас.%
Изомеры винной кислоты - 93 - 95
Малеиновая кислота - 5 - 7
Обработку жидких радиоактивных отходов по заявляемому способу проводили отходами производства капролактама (ОПК) состава, мас.%:
Щавелевая кислота - 0,07 - 2,17
Малоновая и янтарная кислоты - 0,04 - 8,28
Глутаровая кислота - 0,07 - 12,14
Адипиновая кислота - 0,04 - 17,59
Муравьиная и уксусная кислоты - 0,2 - 1,5
Пропионовая кислота - 0,8 - 4,0
Масляная кислота - до 0,03
Валериановая кислота - 0,002 - 0,008
Капроновая кислота - 0,014 - 0,11
Каприловая кислота - 0,006 - 0,347
Каприновая кислота - до 0,01
Для осуществления примеров использовали порции жидких радиоактивных отходов объемом по 30 мл. По известному способу в раствор вводили ОЕЗ при объемном соотношении к отходам 1:2, по заявляемому ОПК при объемном соотношении 0,3 - 2,3. Далее жидкие радиоактивные отходы после обработки ОЕЗ и ОПК нейтрализовали раствором гидроксида натрия до значений pH 1,6 - 5,5.

Температура растворов при выполнении примеров по химической и радиационной устойчивости составляла (21 ± 1)^oC, по термической устойчивости (70 ± 1)^oC.

Результаты выполнения примеров приведены в табл. 1 - 3.

Результаты выполнения примеров, приведенных в табл. 1 - 3, показывают, что применение ОПК в качестве комплексообразователя обеспечивает повышение химической, реакционной и термической устойчивости жидких радиоактивных отходов при подготовке к утилизации. В заявляемых пределах отходы, обработанные ОПК и нейтрализованные раствором гидроксида натрия, химически устойчивы (сохраняют гомогенность) до 720 ч., радиационно устойчивы до величины поглощенной дозы 0,8 МГр, термически устойчивы при температуре (70±1)^oC до 40 ч. По известному способу эти показатели значительно ниже и составляют соответственно 120 ч. , 0,20 МГр и 20 ч. При образовании осадков наблюдается значительное снижение гамма-бета-активности в растворе за счет соосаждения и сорбции радионуклидов.

Заявляемый способ применим для подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации с предварительным накоплением и выдержкой для снижения уровня активности с последующим отверждением или удалением.

Повышение устойчивости жидких радиоактивных отходов при обработке ОПК обеспечивает возможность безопасного накопления и хранения отходов. За счет предотвращения образования осадка не происходит неконтролируемого накопления гамма- и бета-активных радионуклидов, что повышает безопасность процессов обращения с радиоактивными отходами.

Использование: при обработке жидких радиоактивных отходов, образующихся при регенерации облученного ядерного топлива. Способ включает обработку жидких радиоактивных отходов отходами производства капролактама при следующем объемном соотношении: отходы производства капролактама 0,5-2,0; жидкие радиоактивные отходы 1,0. Затем проводят нейтрализацию раствором гидроксида натрия до рН 2-5. Полученный раствор имеет высокую химическую, радиационную и термическую устойчивость. 3 табл.

Способ подготовки жидких радиоактивных отходов к утилизации, включающий обработку жидких радиоактивных отходов комплексообразователем с последующей нейтрализацией раствором гидроксида натрия, отличающийся тем, что в качестве комплексообразователя используют отходы производства капролактама при следующем соотношении, об.%:
Отходы производства капролактама - 0,5 - 2,0
Жидкие радиоактивные отходы - 1
а нейтрализацию проводят до рН 2 - 5.