Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования радиоактивных отходов с высоким флюенсом наведенной активности.
Известна полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов (Н.А. Мещанский "Химически стойкие мастики, замазки и бетоны на основе термореактивных смол", Москва, 1968 г., с.26), которая содержит (мас. ч.):
Полиэфирная смола марки ПН-1 - 100
Нафтенат кобальта - 5-8
Гипериз - 2-4
Недостатком известной полимерной композиции является ограниченная область ее применения, а именно только в качестве матрицы для низкоактивных отходов. Известную композицию нельзя использовать для герметизации средне- и высокорадиоактивных отходов из-за ее недостаточной стойкости к излучению.
Известна полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов (а. с. СССР N 798071, МПК C 09 B 25/02, 1978 г.), которая содержит (мас. ч.):
Эпоксидная диановая смола - 100-120
Отвердитель аминного типа - 8-40
Минеральный наполнитель - 40-200
Модификатор фракции сланцевой смолы с температурой кипения 300-400oC - 40-100
Недостатком известной полимерной композиции является невозможность ее использования для герметизации средне- и высокорадиоактивных отходов, поскольку при наборе дозы свыше 2000 Мрад при одновременном воздействии воды с температурой 50±10oC набухание композиции возрастает до 6%, что приводит к изменению ее формостабильности и, следовательно, к разгерметизации.
Наиболее близкой к изобретению по совокупности существенных признаков является полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов (патент РФ N 1126588, МПК C 09 K 3/10, 1982 г.), которая содержит (мас. ч.):
Эпоксидная диановая смола - 100
Отвердитель аминного типа (полиэтиленполиамин) - 8-40
Минеральный наполнитель - 100-480
Сланцевый модификатор (сланцевый дистиллят полукоксования фракции с температурой кипения 300-400oC) - 40-100
Фурфурол - 120-200
Сланцевый модификатор имеет следующие показатели:
1. Плотность при 20oC - 1,02
2. Вязкость при 50oC, сСт - 36
3. Фракционный состав, об.%:
до 200oC выкипает - не более 3
до 360oC выкипает - не более 50
4. Содержание воды, %, - не более 1
5. Содержание технических примесей, %, - не более 0,5
Недостатком известной композиции является повышенное радиационное газовыделение, а также невозможность использовать ее для кондиционирования радиоактивных отходов при флюенсе наведенной активности свыше 4000 Мрад из-за снижения прочностных свойств и нарушения герметичности, что приводит к резкому увеличению скорости выщелачивания радиоактивного цезия.
Задачей настоящего изобретения является создание полимерной композиции, которая позволит надежно изолировать средне- и высокорадиоактивные отходы от окружающей среды за счет сохранения высокой водостойкости композиции при одновременном воздействии радиации и уменьшения радиационного газовыделения и скорости выщелачивания цезия - 137.
Данная техническая задача решается тем, что полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов, содержащая эпоксидную диановую смолу, фурфурол, полиэтиленполиамин и сланцевый модификатор, в качестве последнего включает сланцевое масло при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола - 100
Фурфурол - 70-100
Полиэтиленполиамин - 15-40
Сланцевое масло - 50-120
Наполнитель - 0-380
В качестве сланцевого масла используют смоляные продукты переработки горючих сланцев Ленинградской области, выпускаемые ООО "Завод "Сланцы" - сланцевое масло (C-1, C-2, C-З) по ТУ 38.109-80 (см. табл. 1).
По сравнению со сланцевым дистиллятом полукоксования, применяемым в известной полимерной композиции (патент РФ N 1126588), используемое в заявленной полимерной композиции сланцевое масло при прочих практически одинаковых показателях имеет примерно в 1,6-1,7 раза меньшую вязкость при 20oC (для сланцевого дистиллята - 33-34 с). Также сланцевое масло характеризуется примерно в 1,5 раза большим содержанием 5-метилрезорцина по сравнению со сланцевым дистиллятом (5-6%). Кроме того, использование сланцевого масла вместо сланцевого дистиллята позволило уменьшить содержание фурфурола и полиэтиленполиамина.
Полимерная композиция может использоваться как в виде связующего для иммобилизации твердых порошкообразных радиоактивных отходов (радиоактивные соли, золы, ионообменные смолы и др.), так и с включением различных наполнителей для герметизации радиоактивного оборудования, графитовых блоков и тепловыделяющих сборок. В качестве наполнителей могут быть использованы маршалит, цемент, сланцевая зола, кероген, порошкообразный графит, а также их смеси.
Примеры композиции (составы N 1-3) представлены в табл.2.
Составы приготовляют следующим образом.
Фурфурол, сланцевое масло и эпоксидную смолу в заданных количествах тщательно перемешивают до получения гомогенной массы. Затем при непрерывном перемешивании вводят полиэтиленполиамин и добавляют при необходимости наполнитель. Время приготовления композиции - 10-15 мин.
Основные свойства композиций приведены в табл. 3.
Как видно из табл. 3, предлагаемая композиция имеет преимущество перед известной. Так, радиационно-химический выход в интервале поглощенных доз 500-4000 Мрад почти в 2 раза меньше, а при дальнейшем облучении до 6000 Мрад отличается более чем в100 раз. Прочность известной композиции при дозах свыше 4000 Мрад резко падает вследствие деструкции и достигает значения 30 МПа при дозе 6000 Мрад, при этом скорость выщелачивания радиоактивного цезия увеличивается почти в 1000 раз.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗОЛИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ | 2003 |
|
RU2251561C1 |
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ФИКСАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ | 2007 |
|
RU2337118C1 |
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2001 |
|
RU2239643C2 |
Герметизирующая композиция | 1982 |
|
SU1126588A1 |
ПОЛИМЕРНЫЙ МАТРИЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ НИЗКО- И СРЕДНЕАКТИВНЫХ ОТРАБОТАННЫХ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ | 2014 |
|
RU2597916C2 |
ЦЕМЕНТНО-ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ СРЕДНЕАКТИВНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ | 2005 |
|
RU2295787C2 |
СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ ОТРАБОТАННЫХ РАДИОАКТИВНЫХ МАСЕЛ В ПОЛИМЕРНУЮ МАТРИЦУ | 2010 |
|
RU2443029C1 |
ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА | 2009 |
|
RU2413316C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ НОРМАЛИЗАЦИИ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ | 2003 |
|
RU2236054C1 |
СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ ХРАНИЛИЩ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ | 2005 |
|
RU2294571C1 |
Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования радиоактивных отходов с высоким флюенсом наведенной активности. Композиция включает, мас.ч.: эпоксидную диановую смолу 100, фурфурол 70-100 полиэтиленполиамин 15-40, сланцевое масло 50-120 и наполнитель 0-380. Радиационный химический выход в интервале поглощенных доз 500-4000 Мрад почти в 2 раза меньше, чем у известной композиции, скорость выщелачивания радиоактивного цезия увеличивается почти в 1000 раз. 3 табл.
Полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов, содержащая эпоксидную диановую смолу, фурфурол, полиэтиленполиамин, сланцевый модификатор и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве сланцевого модификатора она содержит сланцевое масло при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола - 100
Фурфурол - 70 - 100
Полиэтиленполиамин - 15 - 40
Сланцевое масло - 50 - 120
Наполнитель - 0 - 380
Герметизирующая композиция | 1982 |
|
SU1126588A1 |
Полимербетонная смесь | 1978 |
|
SU798071A1 |
Химический энциклопедический словарь | |||
- М.: Советская энциклопедия, 1983, с | |||
АППАРАТ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ РУД ПО МЕТОДУ ВСПЛЫВАНИЯ | 1915 |
|
SU279A1 |
Авторы
Даты
2001-05-20—Публикация
1999-07-01—Подача