Физики нашли способ очищать и повторно использовать ценные реакторные сплавы
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
В процессе работы ядерного реактора на поверхностях внутриконтурного оборудования (парогенераторов, трубопроводов и других элементов) осаждаются прочные радиоактивные отложения. Удалять их (дезактивировать оборудование) необходимо как при проведении планового капитального обслуживания реакторных установок, так и при их окончательном выводе из эксплуатации. Обычно процедуру дезактивации проводят, обрабатывая поверхности растворами кислот и щелочей. Такой метод вызывает коррозию оборудования и накопление огромных объемов вторичных жидких радиоактивных отходов, перерабатывать которые сложно и дорого. Поэтому ученые ищут альтернативные подходы.
Ранее исследователи из Общества с ограниченной ответственностью «ИнноПлазмаТех» (Санкт-Петербург) разработали и протестировали в лабораторных условиях «сухую» технологию очистки, которая полностью исключает образование жидких радиоактивных отходов.
В рамках такого подхода авторы обрабатывали образцы металлических сплавов в укороченном разряде аргона при давлении, близком к атмосферному, реализуя процесс ионного и термического распыления поверхностного слоя. Энергии ускоренных ионов аргона с избытком хватает, чтобы разрушить связи любых химических соединений на дезактивируемой поверхности. Это обеспечивает распыление загрязненного слоя с его последующим осаждением в твердом виде на специальном съемном электроде-коллекторе. Метод позволяет полностью исключить образование жидких радиоактивных отходов, требующих сложной переработки.
На новом этапе исследования авторы провели испытания технологии на образцах реакторной стали с модельными отложениями. Вместо чистых металлических пластин ученые использовали подложки с искусственно синтезированным оксидным слоем (шпинелями). По своей структуре и фазовому составу он полностью имитировал реальные радиоактивные отложения, образующиеся на оборудовании реакторных установок в процессе эксплуатации. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале «Известия РАН. Серия физическая».
По окончании процесса авторы оценили эффективность технологии с помощью сканирующей электронной микроскопии. В качестве маркера эффективности исследователи отслеживали осаждение на поверхности электрода-коллектора железа — одного из ключевых элементов, входящих в состав шпинели. Анализ показал, что на электроде-коллекторе успешно зафиксировано более 40% этого элемента от его исходного содержания в поверхностном загрязнении. В условиях реальной АЭС такая глубина дезактивации обеспечивает кратное снижение уровня радиационного фона оборудования. В результате за несколько циклов обработки (точное их количество зависит от толщины, плотности и химического состава отложений) можно полностью очистить сплав от радиоактивных шпинелей.
Проведенные тесты подтверждают универсальность технологии: теперь доказано, что ее действительно можно применять для очистки ключевого металлического оборудования реакторов, например, парогенераторов и трубопроводов.
«Разрабатываемый метод позволит проводить глубокую очистку и обеспечит возможность повторного использования ценных конструкционных сплавов. Например, вовлечение в повторный оборот титанового проката изначальной стоимостью 50–80 долларов за килограмм превратит затратную утилизацию отходов в экономически эффективный процесс. Перспективы и результаты этой технологии наш коллектив дважды успешно представлял на семинарах ФГУП “НИТИ им. А.П. Александрова” (предприятие ГК «Росатом») в рамках Всероссийского лектория РНФ, где они получили высокую оценку экспертов атомной отрасли. В дальнейшем мы планируем детально изучить кинетику удаления радиоактивного слоя в зависимости от параметров плазменного разряда, чтобы подготовить установку к масштабированию и промышленному внедрению», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Анна Петровская, кандидат физико-математических наук, генеральный директор ООО «ИнноПлазмаТех».
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно