ПЕРЕРАБОТКА РАФИНАТА ПУРЕКС-ПРОЦЕССА

Основное назначение пурекс-процесса - извлечение из ОЯТ U, Np и Ри. Побочный продукт - высокоактивный рафинат - раствор концентрированной HN03, содержащий долгоживущие трансплутониевые элементы (Am, Cm), некоторое количество Np, Pu а также продукты деления (РЗЭ, Cs, Sr, Тс и др.). Некоторые элементы подлежат извлечению, концентрированию и отверждению с последующим захоронением Захоронение ВАО требует создания дорогих долговременных хранилищ в устойчивых геологических структурах и методов их многолетнего (тысячи лет) обслуживания. Кроме того, пурекс-процесс выдаёт химически чистый (хотя и в виде смеси изотопов) плутоний, что противоречит концепции нераспространения оружейных материалов. Поэтому в настоящее время проводят модернизацию способов переработки как рафината, так и самого пурекс-процесса.

Разрабатываемые методики направлены на снижение долговременной радиотоксичности РАО. При этом особое внимание уделяется минорным актинидам, МА. Сегодня U и Ри извлекаются в пурекс-процессе, оставляя МА совместно с основными продуктами деления в потоке высокоактивных жидких отходов (высокоактивный рафинат). По современной технологии отходы концентрируются, после чего иммобилизуются в блоках из боросиликатного стекла и поступают для окончательного захоронения в могильник, расположенный на больших глубинах в прочных геологических структурах. Путём удаления МА можно снизить долгоживущую радиотоксичность и облегчить обращение с РАО, т.к. в этом слунае их захоронение возможно в дешёвых траншеях. В дальнейшем выделенные из рафината наиболее опасные радионутслиды подвергают трансмутации в ко- роткоживущие или стабильные изотопы. Иногда отдельно выделяют уран, чтобы уменьшить объём захораниваемых отходов. Некоторые радионуклиды извлекают для научных, медицинских и технических целей.

Минорные актиниды: нептуний, америций, кюрий.

Состав пурекс- рафината

Рис. 1. Состав пурекс- рафината: ионы в растворе (1 - протоны, 2 - нитрат- ион), 3, 4 и 5 - продукты деления (группа I - Rb/Cs, группа II - Sr/Ba, группа III

  • - Y и лантан иды, 6 - Zr, 7 - Мо, 8 - Тс, 9 - Ru/Rh/Pd, 10 - Те, и - другие); продукты коррозии (12 - Сг, 13
  • - Fe, 14 - Ni) оболочек ТВЭЛов (нержавеющая

сталь); основные актиниды (15 - U, 16 - Np, 17 - Pu; минорные актиниды (18 - Ат, 19 - Cm, 20 - Gd).

В ходе переработки рафината из него выделяют различные фракции, одна из которых — долгоживущие а-излучающие нуклиды, главным образом трансплутониевые, которые могут быть выделены как раздельно, так и в смеси с РЗЭ, в зависимости от путей дальнейшего обращения с данными фракциями. Новые технологии переработки рафината предполагается внедрять в сочетании с реакторами на быстрых нейтронах, позволяющими сжигать все долгоживущие актиниды. Некоторое количество плутони я из ОЯТ в настоящее время перерабатывается в МОКС-топливо, а регенерированного урана - в топливо для тепловых реакторов. Эти технологии позволяют добыть 25% энергии, содержащейся в топливе.

Существуют два пурекс-рафината. Обычно пурекс-рафинатом называют высокоактивные продукт от первого цикла экстракции. Другой пу- рекс-рафинат, известный как отходы среднего уровня, возникает после второй экстракции ТБФ, после отделения урана и плутония.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >