ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК ОТ АКТИНИДНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ИНДУКЦИОННО-ШЛАКОВОЙ ПЕРЕПЛАВКИ В ХОЛОДНОМ ТИГЛЕ

В настоящий момент в России реализуется федеральная целевая программа «Ядерные энерготехнологии нового поколения» Программа подразумевает разработку и создание опытно-демонстрационного энергокомплекса, включающего: - реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем, обеспечивающий естественную безопасность, «БРЕСТ-300»; - пристанционный модуль переработки, включающий фабрикацию и рефабрикацию топлива, иммобилизацию и удаление РАО в радиационно-эквивалентном состоянии. В настоящее время эскизный проект модуля переработки включает операцию сухого растворения оболочек ТВЭЛ жидким цинком. ТВЭЛы изготовлены из специальной радиацинно-стойкой стали марки ЭП-823, состоящей из следующих элементов (%): C - 0.2; Мn - 0.8; Si - 1; S - 0.01; Р - 0.015; Сr - 12; Ni - 0.5; Мо - 0.9; V - 0.2; N - 0.05; Fe - 84.325. После растворения цинк подвергают дистилляции и направляют обратно в процесс растворения оболочек ТВЭЛ. Кубовый остаток дистилляции представляет собой крупку, химический состав которой соответствует исходной стали. Как показали результаты компьютерного моделирования, материал оболочек ТВЭЛ и, соответственно, кубовый остаток будут загрязнены актинидами. В соответствии с техническим заданием проекта содержание актинидов в утилизируемых материалах не должно превышать 0.0001% масс., в связи с чем кубовый остаток должен быть очищен. Для очистки был выбран и опробован в лабораторном масштабе метод окислительной индукционно-шлаковой переплавки в холодном тигле. Опробованы следующие типы флюсов: Al2O3-SiO2, B2O3-SiO2, Al2O3 - CaO. Как показали эксперименты, наиболее эффективным оказался флюс на основе боросиликатного стекла B2O3-SiO2 при температуре процесса около 1600°C.

индукционная плавка в холодном тигле, актиниды, очистка, окисление, ЭП-823, БРЕСТ-300, шлак

1. Song P.S., Min B.Y., Choi W.K., Jung C.H., Oh W.Z. // Separation and Purification Technology. 2008. V. 60. Iss. 2. P. 136-141.

2. Smith G.L., Kim D., Schweiger M.J. Silicate Based Glass Formulations for Immobilization of U.S. Defense Wastes Using Cold Crucible Induction Melters. 2014. PNNL-23288; EMSP-RPT-021. Pacific Northwest National Laboratory. Richland. WA.

3. Jantzen C.M. Savannah River National Laboratory, USA. Development of glass matrices for high level radioactive wastes. Woodhead Publishing Limited, 2011. DOI: 10.1533/9780857090959.2.230.

4. Харрингтон Ч. Рюэле А. Технология производства урана. М.: Госатомиздат. 1961. 587 с.