Ученые ВНИИНМ нашли полезное применение углекислому газу

Пока весь мир думал, как сократить выбросы CO2, во ВНИИНМ нашли полезное применение углекислоте. Ею дезактивируют металлические, стеклянные и пластиковые изделия. «СР» разобралась в процессе флюидной экстракции.

«Флюид» переводится с латыни как «текучий». В этом состоянии вещество выглядит как жидкость, но обладает свойствами газа, — ​рассказывает один из авторов разработки, ведущий научный сотрудник отдела радиохимических технологий ВНИИНМ Виталий Виданов. — ​Возникает это состояние при определенных температуре и давлении. Практически у всех газов и жидкостей есть эта критическая точка. Так, при 374 °С и 218 атмосферах стираются различия между водой и паром. Флюид H2O обладает уникальными свойствами, например становится чрезвычайно сильным окислителем».

Некоторые флюиды хорошо растворяют органические вещества. А для радиохимиков хороший растворитель — ​на вес золота. «Подбор растворителя в экстракционных процессах — ​одна из глобальных проблем радиохимии, — ​говорит Виталий Виданов. — ​Все используемые в радиохимии растворители либо потенциально взрывоопасны, либо чрезвычайно токсичны. Но в любом случае они превращаются в РАО и требуют особого обращения. Мы решили посмотреть, нельзя ли в ряде радиохимических процессов применить флюиды. Выбрали обычный СО2, который обладает приемлемыми технологическими параметрами перехода в сверхкритическое состояние. Кроме того, он достаточно дешев, негорюч и прост в утилизации».

Во ВНИИНМ осваивают дезактивацию флюидами лабораторных отходов. Пробирки, колбы, мензурки, каландры (перчатки для работы в защитных боксах) сейчас отмывают в водных растворах сложного солевого состава. От этого образуется много жидких трудноперерабатываемых РАО. «При жидкостной дезактивации мы смываем загрязнение только с поверхности и зачастую не можем добраться в труднодоступные области. Флюид с дезактивирующим составом быстро проникнет во все уголки, — ​отмечает Виталий Виданов. — ​А потом надо просто открыть кран сброса давления, и СО2 сам улетит — ​останется лишь горсточка твердых РАО».

В принципе флюид можно использовать как растворитель практически во всех экстракционных процессах. Так, ВНИИНМ тестирует технологию для дезактивации твэлов и ТВС.

Экспериментальная установка для флюидной экстракции. Здесь проводят опыты с имитаторами радиоактивных веществ. С реальными образцами надо работать в защитных боксах.

Корзина с загрязненными образцами выдерживает давление до 670 атмосфер. К ней подведены трубки для подачи CO2 и сорастворителя.

Образцы каландровой резины до (слева) и после (справа) дезактивации.

Научный сотрудник ВНИИНМ Андрей Кощеев объясняет принцип работы: углекислота в насосе высокого давления переходит в состояние флюида, подается в корзину с загрязненными образцами, а оттуда — ​в приемник на реэкстракцию. Давление в приемнике сбрасывается, СО2 превращается в газ и улетает в спецвентиляцию, в приемнике остается вся «грязь».

Поделиться
Есть интересная история?
Напишите нам
Читайте также: