ОТРАСЛЕВОЙ РЕСУРС
О портале | О журнале | Свежий номер | Подписка | Электронная версия журнала | Отзывы | Реклама на портале | Реклама в журнале | English   
ПЕРСОНАЛЬНАЯ СТРАНИЦА
Зарегистрированных посетителей: 22207

ЖУРНАЛ ТБО (№11 2024)
Просмотр выпуска
Архив номеров | Подписка

НОВОСТИ


КОНТАКТЫ
Адрес редакции: 105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2, пом. 2, комн. 5

Редакция:
Телефон: +7 (499) 267-40-10
E-mail: red@solidwaste.ru

Отдел подписки:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10
E-mail: podpiska@vedomost.ru

Отдел рекламы:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10
+7 (499) 267-40-15
E-mail: reklama@vedomost.ru

Вопросы работы портала:
E-mail: support@solidwaste.ru

ПОПУЛЯРНЫЕ ЗАПРОСЫ

podpiska

Главная страница / Публикации по проблемам переработки и утилизации отходов и использованию вторичного сырья

"Радиоотходы – в керамические матрицы"


Муравьёва Марина
Учёные кафедры кристаллографии Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) создали уникальный адсорбент для удаления радионуклидов и других элементов из жидких радиоактивных отходов. По функциональным возможностям ему нет аналогов в мире. Вещество, сочетающее и ионообменные, и восстановительные свойства, способно поглощать более 50 химических элементов. Его использование позволит серьёзно продвинуться в решении проблемы захоронения радиоактивных отходов.

Разгрузка реактора

В России работает 30 энергетических атомных реакторов, не считая экспериментальных энергоблоков и силовых установок кораблей атомного флота. Каждый из них требует периодической выгрузки части «выгоревшего» топлива, которое становится неспособно поддерживать цепную реакцию, необходимую для производства электроэнергии. Примерно раз в год из реактора выгружается значительная часть топливных элементов. Отработанное топливо содержит большое количество продуктов деления урана-235. Продукты деления: цезий-137, стронций-90, технеций-99, трансурановые элементы – очень опасны. Однако в отработанном топливе содержится до 95% исходного полезного урана, а также наработанного плутония. Поэтому в большинстве ядерных стран – Франции, России, Англии, Китае, Японии, Индии, а в будущем – Китае и Южной Корее – приняты или принимаются программы по переработке отработанного ядерного топлива. Цель – использовать обогащённый уран повторно. Для этого необходимо избавиться от продуктов распада. По весу их немного – процентов пять, но по активности и опасности они в миллион раз превосходят исходное топливо.

Все отходы – в стекло

«С тех пор как ведётся переработка топлива, в России и США накоплены сотни тысяч тонн отходов и не прекращаются разговоры о том, что не следует хранить радиоактивные отходы (как правило, они представляют собой высокорадиоактивные водные растворы) в незаконсервированном виде, – рассказывает Сергей Бритвин, старший научный сотрудник кафедры кристаллографии СПбГУ. – Они занимают много места и загрязняют окружающую среду. Для отходов нужно найти какие-то формы, матрицы, чтобы их захоронить и не беспокоиться, что человечество может от них когда-то пострадать».

Научный поиск в этом направлении ведётся уже лет пятьдесят. Наиболее распространённым методом стало так называемое остекловывание (витрификация). Небольшое количество компонентов отходов можно смешивать со специальными боросиликатными или фосфатными стёклами. Потом всю полученную массу сплавляют и заливают в стальные канистры. Предполагалось, что всё это будет храниться вечно в геологических хранилищах глубоко под землёй. Но, как показало время, эти стёкла не так хороши. Они не обеспечивают достаточной степени изоляции радиоактивных отходов. Под воздействием радиации они разрушаются и превращаются в мелкокристаллическую пыль, что в значительной мере способствует выносу опасных радионуклидов в окружающую среду.

Матрицы из кристаллических материалов

Альтернативой методам остекловывания могут быть различные керамические матрицы на основе веществ, близких по составу и структуре природным минералам. Некоторые минералы, содержащие уран и торий, выдержали испытание сотнями миллионов лет и не разрушились. Идея использовать эти минералы как модели матриц для захоронения отходов появилась давно. За прошедшие годы было создано немало рецептур для консервации отходов в минералоподобные матрицы. Для их изготовления берутся оксиды металлов – допустим, титана, циркония, затем их механически смешивают с жидкими радиоактивными отходами, потом выпаривают, ещё раз гомогенизируют, прессуют в керамические блоки и прокаливают для долговременного хранения. Рецептуры есть хорошие (например, керамики SYNROC), но сам процесс отверждения и захоронения чрезвычайно затратный из-за сложности гомогенизации исходных компонентов и многостадийности (отходы же высокоактивные). Поэтому SYNROC до сих пор не внедрён в промышленности.

Оставалась актуальной проблема поиска первичного вещества, которое могло бы адсорбировать, или захватывать, сразу множество радионуклидов. Не менее важно – чтобы перевод продуктов адсорбции в керамические матрицы проходил в одну стадию. Этой целью задались учёные СПбГУ.

Открытие питерских кристаллографов

Учёные кафедры кристаллографии СПбГУ под руководством профессора С.В. Кривовичева, в сотрудничестве с коллегами из университета г. Киль (Германия), предложили использовать для захоронения отходов новый наногибридный материал – слоистый титанат гидразиния LHT-9. LHT-9 способен захватывать из водных растворов около половины химических элементов таблицы Менделеева. Обладает высокой сорбционной ёмкостью – на килограмм вещества может быть поглощено более 100 граммов радионуклидов и сопутствующих им нерадиоактивных элементов.

«Особенность нашего адсорбента в том, что он не селективен, – отмечает Сергей Бритвин. – Большинство адсорбентов, которые сейчас используются, селективны – могут захватывать, например, только стронций или цезий. Многими авторами это преподносится как преимущество. Но в случае с радиоактивными отходами оно оказывается большим минусом. Радиоактивные отходы многокомпонентны, содержат 20–25 различных химических элементов, в анионной и катионной форме. Поэтому нужен адсорбент, который может удалить их все. Наше вещество как раз и способно справляться с такой задачей. При этом отходы очистки из категории высокоактивных переходят в категорию средне- или низкоактивных».

Учёные СПбГУ изобрели универсальный адсорбент, пригодный для комплексной очистки жидких радиоактивных отходов. Продукты, которые образуются при обработке отходов этим веществом, сразу же, без дополнительных манипуляций, можно переводить в керамические титанатные формы простым прокаливанием.

С оптимизмом в будущее

Дальнейшие исследования учёных связаны с надеждой на полномасштабные испытания созданного вещества. Они ищут возможности проводить опытно-технологические работы. Нужно заниматься масштабированием производства LHT-9. Кроме того, работать с реальными радиоактивными отходами. У питерских кристаллографов оказалась уникальная возможность сотрудничества с научно-технологической группой Б.Е. Буракова (кстати, выпускника геологического факультета СПбГУ) в Радиевом институте им. В.Г. Хлопина. Институт имеет свой собственный научно-экспериментальный комплекс в г. Гатчина (Ленинградская область) – более 30 лет там создают технологии переработки различных типов отработанного ядерного топлива. Это самая подходящая база для работы по очистке реальных «горячих» отходов (с удельной активностью более триллиона беккерелей на килограмм), что и планируется сделать в самом ближайшем будущем.

«Радиевый институт включил работы по нашему адсорбенту в план исследований на 2013 год, – говорит Сергей Бритвин. – Конечно, продвижение любого нового вещества, особенно в таких дорогостоящих и ресурсоёмких технологиях, не быстрое дело. Поэтому мы в данном случае не теряем оптимизма». В исследованиях активно участвуют учёные из центра наноматериаловедения Кольского филиала РАН – именно на Кольском полуострове находятся большие запасы титанового концентрата, который в настоящее время находится в «хвостах» (отходах добычи апатита), а мог бы использоваться в качестве начального материала для широкомасштабного производства адсорбента.

Учёные пытаются продвигать свою разработку в других странах, в частности в Японии, где после взрыва на Фукусиме очень внимательно относятся к вопросам безопасности АЭС. Налаживают сотрудничество со специалистами из Китая.

Расходы на один цикл выгрузки 20 тонн топлива из одного реактора оцениваются в 10 миллионов долларов. На переработку топлива уходит сопоставимое или большее количество денег. При этом уже сейчас в мире накоплено по меньшей мере 300 000 тонн отработанного ядерного топлива. Созданное в Питере вещество – конечно, не цемент с точки зрения стоимости. Оно тоже недешёвое. Стоимость сырья для получения 1 тонны адсорбента составляет ~50 000 долларов, и этой тонны достаточно для захоронения отходов из полутора тонн отработанного топлива. Чем больше будут масштабы производства, тем дешевле будет вещество. Но это, вероятно, дело будущего.
Источник: strf.ru


Статьи журнала "Твердые бытовые отходы"
Об отдельных вопросах организации деятельности по обращению с ТКО
Продолжение. Начало в № 12’2019 С прошлого года в большинстве субъектов Российской Федерации п...
Цена контейнера – рубль. Разве такое возможно?
О контейнерных войнах, или вологодских контейнерных страданиях, мы уже писали в одном из предыдущи...
PAYT как экономический стимул производить меньше отходов
Статья имеет целью раскрыть содержание подхода PAYT, показать наиболее яркие примеры его применения ...
Требования к транспортировщикам отходов
Помимо тех требований, которые нужно выполнить в рамках процедуры получения лицензии на обращение ...
Сточные воды и выгребные ямы
Проблема выгребных ям в России стоит намного острее, чем это может показаться на первый взгляд. По...
Какие требования необходимо соблюдать транспортировщику отходов
Скажите, пожалуйста, какие необходимо соблюдать условия, чтобы транспортировать отходы III класса оп...
Механико-биологическая обработка ТКО. Часть 2. Выщелачивание загрязняющих веществ при захоронении
В статье рассмотрены характеристики выщелачивания загрязняющих веществ (ЗВ) из продуктов механико-би...
Новый порядок учета в области обращения с отходами
Данный документ должен установить новый Порядок учета в области обращения с отходами (далее – Поря...



КАТАЛОГ ВТОРСЫРЬЯ

ЦЕНЫ НА ВТОРСЫРЬЕ

КАТАЛОГ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЗАО "ЭкоСити"
Вывоз строительного и крупногабаритного мусора. Вывоз ТБО и продажа контейнеров для ТБО с доставкой. Круглогодичная уборка территорий.

ООО Фрегат
Поставки сырья для вторичной переработки из стран ЕС

ООО "ЭкоТочка"
Изготавливаем инновационные контейнеры для РАЗДЕЛЬНОГО СБОРА(ВТОРСЫРЬЯ)(патент), контейнеры для энергосберегающих ламп(патент), контейнеры для тбо,ограждения площадок, секции для крупногабаритного мус...

ВСЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

ПОПУЛЯРНЫЕ ЗАПРОСЫ

СДЕЛАЙ САМ
МЕНЮ ПОРТАЛА "ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ"

© 2007-2024 Издательский дом "Отраслевые ведомости".
Вся информация, размещённая на данном сайте, принадлежит ООО "Отраслевые ведомости".
Несанкционированное копирование информации без ссылки на источник категорически запрещено

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Fri, 08 Nov 2024 01:30:34
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.

В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.

Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты. Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».

Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.

Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.

Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.

Принимаю условия соглашения