Отверждение вместо остекловывания: ГХК разработал технологию переработки РАО

Технология отверждения высокоактивных отходов, разработанная специалистами Горно-химического комбината, получила финансирование «Росатома». Аванпроект попал в единый отраслевой тематический план НИОКР. По этой технологии для отверждения отходов используется низкотемпературная минералоподобная матрица. Это альтернатива применяемой сегодня технологии остекловывания, у которой много недостатков.

Для безопасного и долгосрочного хранения высокоактивные отходы переводят в твердое состояние — остекловывают. Этот процесс проходит в специальных печах при температуре порядка 10 тыс. °C. Но такие печи дорогие, сложные в обслуживании и работают недолго, а потом сами становятся вторичными РАО. Проблема их утилизации пока не решена.

Керамика из отходов

Разработанная специалистами ГХК магний-калий-фосфатная (МКФ) матрица может вывести обращение с отходами на новый уровень. «МКФ-матрица для ВАО интересна своей простотой, — говорит заместитель главного инженера изотопно-химического завода ГХК Денис Тихомиров. — Реагенты, как цемент, замешиваем прямо в контейнере с отходами и, дождавшись отверждения, отправляем на безопасное долговременное хранение. Высокой температуры не надо, и ничего высокоактивного не остается».

Отверждение проходит при комнатной температуре. Остывшие отходы превращаются в химически связанную фосфатную керамику. Идею промышленной иммобилизации ВАО в МКФ-матрицу специалисты ГХК воплощают вместе с академиком Борисом Мясоедовым и Институтом геохимии и аналитической химии им. Вернадского.

Сейчас группа подбирает оптимальный состав основы компаунда. Ингредиенты указаны в техническом задании: это вода, дигидроортофосфат калия, оксид магния и сорбенты для удержания радионуклидов. Но есть нюансы. «Нам надо убедиться, что матрица хорошо держит радионуклиды и удовлетворяет всем требованиям для захоронения отходов, — говорит инженер-радиохимик научно-производственного международного центра инженерных компетенций ГХК Елена Адашинская. — После апробации технологии на больших емкостях, 10 и 50 л, предстоит построить участок для омоноличивания отходов».

Подтвердить масштабность

«Мы работаем в двух направлениях: над доведением технологи включения ВАО в матрицу до промышленного внедрения, чтобы прочно, надежно и надолго удерживать плутоний и цезий, и над переработкой ионообменных смол, для которых нужны специальные смеси. От пробирок ушли к опытно-промышленным проверкам, выходим на опытно-промышленное применение. Нужен массив данных, подтверждающих: да, мы можем заниматься этим в промышленных масштабах», — добавляет начальник отделения инновационных и кластерных разработок научно-производственного международного центра инженерных компетенций ГХК Владимир Алексеенко.

СПРАВКА
Статус аванпроекта в «Росатоме» помогает предприятиям продвигать новые идеи и разработки. Этот статус получают проекты на стадии научно-исследовательской работы, претендующие на дальнейшее развитие и финансирование госкорпорации. Чтобы его получить, авторы проекта должны проделать большую работу: обосновать актуальность своих идей, доказать их эксклюзивность и жизнеспособность, а также составить техническое задание на НИОКР, рассчитать стоимость проекта и сформировать дорожную карту.

Новый способ отверждения высокоактивных отходов, по задумке авторов аванпроекта, можно включить в технологическую цепочку опытно-демонстрационного комплекса ГХК. То, что проект попал в единый тематический план НИОКР «Росатома», дает ему гарантию дальнейшего развития.

«Правление госкорпорации утвердило эту работу. Сроки реализации договора — март 2020 года, — сообщил руководитель проектного офиса «Росатома» по созданию единой государственной системы обращения с РАО Александр Дорофеев. — Думаю, логистика обращения с отходами выстроится в ближайшее время: хорошая переработка на эффективных установках, включение отходов в требуемые по характеристикам матрицы и передача в конечном итоге национальному оператору».