×
26.08.2017
217.015.dbe9

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОДЫ ИЛИ ВОДНОГО РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩИХ ТРИТИЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано для обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Заявляется способ кондиционирования воды или водного раствора, содержащих тритий, включающий перемешивание воды или водного раствора, содержащих тритий, и отвердителя в контейнере при его вращении. Воду или водный раствор, содержащие тритий, предварительно локализуют в стеклянной герметичной ампуле, которую помещают в контейнер с отвердителем и элементами для разрушения ампулы, контейнер герметизируют и осуществляют его вращение до разрушения ампулы и перемешивания образовавшейся смеси с последующей выдержкой до полного отверждения. Изобретение позволяет обеспечить безопасность при отверждении ЖРО, содержащих тритий, снизить трудоемкость и затраты на проведение работ. 3 з.п. ф-лы, 2 пр.

Предлагаемый способ относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использован для обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО), в т.ч. высокоактивных отходов (ВАО). В установках технологического цикла по обращению с материалами, содержащими тритий, в результате окислительных процессов в газовой фазе, осаждения паров на различные поглотители, регенерации адсорберов, изотопного обмена и так далее, возможно накопление воды или водных растворов, содержащих тритий. Согласно пункту 14.9 действующих санитарных правил «Радиационная безопасность при работе с тритием и его соединениями» СП 2.6.1. 05-04, вода или водные растворы, содержащие тритий, не подлежащие дальнейшему использованию, относятся к жидким радиоактивным отходам. ЖРО перед транспортировкой, хранением или захоронением должны подвергаться кондиционированию, конечной целью которого является перевод ЖРО в твердые радиоактивные отходы (ТРО). Одним из направлений кондиционирования ЖРО является отверждение (омоноличивание), путем смешивания ЖРО с различными отвердителями, которое и рассматривается в предлагаемом способе. В соответствии с пунктом 28 НП-093-14 «Критерии приемлемости радиоактивных отходов для захоронения», компаунд (матричный материал с включенными в него РАО), образующийся в результате отверждения (омоноличивания) ЖРО, является удаляемыми ТРО, подлежащими хранению/захоронению в соответствии с федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии.

Для перевода радиоактивной воды или водных растворов в твердое состояние можно использовать различные отвердители. При выборе отвердителя необходимо учитывать следующие параметры:

- процентное соотношение связанной воды и массы конечного компаунда;

- парциальное давление паров воды над поверхностью конечного компаунда;

- инертность используемых компонентов отвердителя по отношению к материалам технологического оборудования и упаковке конечного блока;

- стойкость полученного конечного блока к негативным воздействиям в условиях долгосрочного хранения;

- время отверждения и формирования конечного блока;

- образование вторичных ЖРО.

Наиболее важным фактором при проведении работ с водой или водными растворами, содержащими тритий, является высокая радиационная опасность. В воде или водных растворах тритий находится преимущественно в связанном состоянии, в виде однозамещенных (НТО) или двузамещенных (Т2O) молекул. В связи с этим, при отверждении воды или водных растворов, содержащих тритий, необходимо исключить возможность проникновения паров воды в окружающую среду в результате испарения, диффузии, изотопного обмена. Исходя из этого соблюдение необходимых мер безопасности при отверждении воды или водных растворов, содержащих тритий, возможно при обеспечении герметичности оборудования, недопущении контакта тритиевой воды с окружающей средой, как на этапе подготовки, так и на протяжении процесса отверждения, последующей транспортировки и длительного хранения/захоронения.

Существующие способы отверждения водных ЖРО, как правило, предполагают их предварительное выпаривание и последующее смешивание с отвердителем, в качестве которого могут использоваться фосфат циркония (патент RU 2432631, G21F 9/16, публ. 27.10.2011), жидкое натриевое стекло (патент RU 2046410, G21F 9/16, публ. 20.10.1995), комбинация серы и жидкого натриевого стекла (патент RU 2059309, G21F 9/16, публ. 27.04.1996) и т.д. На последующих стадиях отверждения ЖРО проводят сушку или отжиг полученного компаунда. Например, авторы патента (RU 2190890, G21F 9/16, публ. 10.10.2002), для отверждения ЖРО предлагают использовать стеклокристаллические микросферы, сформированные в блоки. Блоки поглощают ЖРО, далее проводятся испарение воды и спекание полученных блоков при повышенных температурах. Необходимо отметить, что удаляемая вода при реализации описанных способов не является радиоактивной и ее попадание в окружающую среду не представляет опасности. Очевидно, что подобные подходы неприемлемы при утилизации воды или водных растворов, загрязненных тритием, поскольку на разных этапах реализации вышеописанных способов присутствует сушка или термическая обработка, при которых тритиевая вода будет попадать в окружающую среду.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ отверждения ЖРО (патент RU 2115181, G21F 9/16, публ. 10.07.1998), при реализации которого подачу цемента и ЖРО в емкость, герметизацию ее и перемешивание компаунда путем вращения емкости осуществляют дистанционно, в герметичной камере. Дозировка ЖРО и цемента осуществляется при помощи автоматизированных дозаторов. После подачи ЖРО проводят дезактивацию подающих патрубков. Перемешивание компаунда осуществляют путем вращения емкости в вертикальной плоскости. Для обеспечения необходимой гомогенизации компаунда перед подачей цемента в емкость добавляют щебень фракцией 10-12 мм в количестве 10-20% от веса цемента. Далее емкость дезактивируют и помещают в транспортировочный герметичный контейнер, который направляется на дальнейшее хранение/захоронение.

Недостатками данного способа являются:

- реализация этого способа возможна только в специальной герметичной камере в условиях специализированного производства;

- для отверждения ЖРО по данному способу, исходя из его особенностей, возможно использование в качестве отвердителя только цемента с наполнителем в виде щебня;

- в связи с необходимостью дезактивации дозаторов, подающих патрубков, смесительной емкости и герметичной камеры образуются вторичные РАО, которые также необходимо утилизировать;

- по данному способу невозможно проводить отверждение ЖРО на месте их образования, в связи с чем возникает необходимость транспортировки ЖРО в жидком виде к месту переработки, что является трудоемким и небезопасным для персонала и окружающей среды.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение безопасности при отверждении ЖРО воды или водного раствора, содержащих тритий.

При использовании заявляемого способа достигается следующий технический результат:

- отверждение ЖРО воды или водных растворов, содержащих тритий, можно проводить на месте образования, без транспортировки ЖРО к месту кондиционирования, что снижает опасность работ и трудозатраты;

- отверждение ЖРО воды или водных растворов, содержащих тритий, возможно без использования дорогостоящего высокотехнологичного оборудования (специализированных герметичных камер), дополнительных мер по обеспечению радиационной безопасности, что снижает трудоемкость способа и затраты на его реализацию;

- заявляемый способ позволяет применять различные отвердители, при условии соответствия получаемого при их использовании конечного компаунда требованиям нормативных документов;

- при реализации заявляемого способа отсутствует необходимость дезактивации каких либо технологических элементов и узлов, в результате чего вторичные РАО не образуются;

- процессы подготовки и внесения воды или водных растворов, содержащих тритий, в контейнер, перемешивания и последующего отверждения производятся в герметичных емкостях, что исключает любую возможность проникновения трития в окружающую среду в результате диффузии, изотопного обмена или испарения;

- размеры контейнеров, применяемых для отверждения ЖРО воды или водных растворов, содержащих тритий, не регламентируются и подбираются исходя из количества подготовленных к утилизации ЖРО, вида отвердителя, имеющейся оснастки для перемешивания и возможности обеспечения норм радиационной безопасности;

- применение предлагаемого способа отверждения ЖРО воды или водных растворов, содержащих тритий, обеспечивает максимальный уровень защиты окружающей среды, оборудования, помещений и персонала от вредных воздействий ионизирующего излучения, источников радиационного загрязнения и соответствует всем действующим нормативным документам в области обращения с материалами, содержащими тритий.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата заявляется способ отверждения ЖРО воды или водного раствора, содержащих тритий, включающий перемешивание воды или водного раствора, содержащих тритий, с отвердителем в контейнере при его вращении, в котором, согласно изобретению, воду или водный раствор, содержащие тритий, предварительно локализуют в стеклянной герметичной ампуле, которую помещают в контейнер с отвердителем и элементами для разрушения ампулы, контейнер герметизируют и осуществляют вращение до разрушения ампулы и перемешивания образовавшейся смеси с последующей выдержкой до полного отверждения.

Для равномерного перемешивания воды или водных растворов, содержащих тритий, и отвердителя при необходимости увеличивают время отверждения смеси ЖРО и отвердителя, например, путем предварительного охлаждения ЖРО и/или отвердителя или добавления компонента, снижающего скорость отверждения.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что воду или водный раствор, содержащие тритий, предварительно локализуют в герметичной стеклянной ампуле. В контейнере в необходимом количестве подготавливается отвердитель. В подготовленный отвердитель добавляются компактные объекты (например, металлические шары), необходимые для разрушения ампулы. Герметичная стеклянная ампула с водой или водным раствором, содержащими тритий, помещается в контейнер. Контейнер закрывается, герметизируется и вращается вокруг горизонтальной оси или с использованием смесителя типа "пьяная бочка" или другим применимым образом, в результате чего ампула разрушается и происходит перемешивание содержимого контейнера. При использовании отвердителей с высокой скоростью отверждения увеличивают время отверждения смеси ЖРО и отвердителя, например, путем предварительного охлаждения ЖРО и/или отвердителя или добавления компонента, снижающего скорость отверждения.

Пример конкретного выполнения.

По большинству своих физических и химических свойств тритиевая вода очень близка к дейтериевой и протиевой воде. Для проверки возможности отверждения ЖРО воды, содержащей тритий, заявленным способом были проведены два эксперимента, в которых для моделирования тритиевых ЖРО использовалась дистиллированная вода, а в качестве отвердителя использовались: гипс ГОСТ 125-79 и цемент ГОСТ 10178-81. Для имитирования процесса локализации тритиевой воды были использованы стеклянные пробирки, соединенные между собой с помощью шлифовых соединений. В одну из пробирок наливалась дистиллированная вода, другая помещалась в термостат с жидким азотом. Пробирка с водой имитировала технологическую установку, в которой произошло накопление тритиевой воды, подлежащей отверждению для последующей утилизации. В результате разницы равновесных давлений паров воды при комнатной температуре и температуре жидкого азота происходила перекачка воды в охлаждаемую пробирку. После накопления ~100 г воды процесс прерывался. Навеска цемента (во втором эксперименте - гипса) массой ~100 г помещалась в металлический контейнер, туда же переносили пробирку с водой и 5 стальных шаров диаметром 10 мм. Контейнер герметизировали и вращали с использованием смесителя типа "пьяная бочка" в течение 5 минут. В результате механических воздействий пробирка с водой разрушалась. Через 24 часа, после вскрытия контейнеров, было отмечено, что полученные образцы представляли собой твердый компаунд, достаточно прочно связанный с содержащимися в нем осколками стекла и стальными шарами, без видимого расслоения, имеющий хорошее сцепление со стенками контейнера. Следов воды в жидком виде на стенках контейнера не обнаружено. Полученные образцы выдерживались при температуре 30°С и относительной влажности 4% в течение 10 суток, с целью определения количества фиксируемой воды. Получено, что потеря веса составила для гипса ~1% вес., для цемента ~0,5% вес.

При отверждении ЖРО воды или водных растворов, содержащих тритий, по предложенному способу, полученные ТРО при начальной удельной активности ЖРО от 108 до 1011 Бк/г будут относиться к 3 классу, а при начальной удельной активности ЖРО от 10 до 10 Бк/г будут относиться к 4 классу удаляемых ТРО в соответствии с требованиями «Критериев классификации удаляемых радиоактивных отходов» (утв. постановлением Правительства РФ от 19.02.2012 г. №1069). Хранение и окончательная изоляция полученных ТРО осуществляется в соответствии с федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 131-140 of 819 items.
13.01.2017
№217.015.7f32

Устройство автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к управляемым технологиям земледелия, и может быть использовано в отрасли полевого растениеводства. Устройство содержит датчик переменной порядка, блок вычисления эксэргии переменной порядка, таймер, блок памяти, датчики внешнего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601056
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.808d

Устройство для охранной сигнализации

Изобретение относится к сигнальным устройствам и может быть использовано для охраны помещений и объектов различного назначения. Устройство для охранной сигнализации содержит корпус, подпружиненный относительно корпуса подвижный элемент, магнитоэлектрический генератор, вал которого во взведенном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602227
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.81ec

Источник металлической плазмы (варианты)

Изобретение относится к источникам металлической плазмы (варианты) и может быть использовано для нанесения защитных, упрочняющих и декоративных покрытий методом катодного распыления на внутренние поверхности изделий, в частности на внутренние поверхности тел вращения, как открытых, так и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601725
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8237

Способ диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного индукционного ускорителя

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к способам диагностики проводки импульсных сильноточных релятивистских пучков электронов (ИСРПЭ) в мощных линейных ускорителях. Способ диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601772
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8298

Зарядное устройство емкостного накопителя энергии

Изобретение относится к зарядным устройствам емкостных накопителей энергии и может быть использовано в высоковольтных электрофизических установках большой мощности с высоким уровнем накапливаемой энергии. В зарядное устройство емкостного накопителя энергии, содержащее входной трехфазный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601437
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82ae

Резонансный генератор импульсов

Использование: для питания импульсных источников света, искровых камер, лазеров и ускорителей. Сущность изобретения заключается в том, что первая ступень умножения состоит из первого накопительного конденсатора, первого дросселя, общего коммутатора и внешнего накопительного конденсатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601510
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82f2

Способ наведения излучения многоканального лазера в заданные точки мишени и комплекс для его осуществления

Способ наведения излучения многоканального лазера в заданные точки мишени и комплекс для его осуществления основаны на использовании одних и тех же шести датчиков, установленных вокруг мишенной камеры попарно напротив друг друга. При этом четыре датчика размещены в экваториальной плоскости МК,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601505
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.866c

Способ гиперскоростного метания металлического элемента и кумулятивное метающее устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области экспериментальном физики. Способ гиперскоростного метания металлического элемента, закрепленного со стороны свободного торца осесимметричного трубчатого заряда взрывчатого вещества (ВВ), противоположного устройству инициирования заряда, включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603660
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.866e

Гольмиевый лазер для накачки параметрического генератора света

В гольмиевом лазере для накачки параметрического генератора света, включающем источник накачки и размещенные в двухпроходном оптическом резонаторе активный элемент, модулятор добротности, выполненный из материала с кристаллической структурой, новым является то, что модулятор добротности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603336
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8675

Система термостабилизации приборного отсека космического аппарата

Изобретение относится к космической технике и может использоваться в системах терморегулирования приборных отсеков. Система термостабилизации приборного отсека космического аппарата включает радиатор-излучатель и тепловые трубы. Радиатор-излучатель выполнен в виде цилиндрического экрана с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603690
Дата охранного документа: 27.11.2016
Showing 131-140 of 312 items.
13.01.2017
№217.015.878d

Взрывной размыкатель тока

Изобретение относится к взрывным размыкателям тока, содержащим разрушаемый проводник, выполненный в виде фольги, по разные стороны от которого расположены заряд взрывчатого вещества и основные упоры, размещенные на разрушаемом проводнике в виде периодической структуры с заданным шагом b=(d+s),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603632
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.87b5

Способ отсечки фрагментов кумулятивной струи

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может использоваться совместно с метающими устройствами кумулятивного типа (КМУ) при исследовании высокоскоростного взаимодействия тел, например, при моделировании воздействия метеоритно-техногенных частиц на защиту космических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603664
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.87d4

Способ измерения температуры, влажности и скорости их изменения в герметичном контейнере с газовой средой и устройство для его реализации

Использование: область методов анализа газовых сред и устройств для измерения параметров газовых сред, для контроля и определения физико-химических параметров указанных сред. Способ измерения температуры, влажности и скорости их изменения в герметичном контейнере с газовой средой включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603339
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8b6c

Электромагнитный поляризованный переключатель

Изобретение предназначено для использования в системах автоматики взрывоопасных объектов. Электромагнитный поляризованный переключатель содержит корпус, во внутренней полости которого установлены взаимодействующие магнитная и контактная системы. Магнитная система состоит из магнитопроводов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604205
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8c8c

Способ изготовления рельефной печатной платы

Изобретение используется в области электротехники и радиотехники, в частности при технологии изготовления рельефных печатных плат (РПП). Технический результат - изготовление рельефной платы повышенной надежности и термостойкости. Достигается тем, что способ включает формирование компонентов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604721
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8cf6

Способ получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способу регистрации оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения, и может быть использовано в системах цифровой съемки для определения внутренней структуры объектов или исследования быстропротекающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604723
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8fc5

Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом

Изобретение относится к области высокочастотной техники. Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом содержит газоразрядную камеру, образованную электродами - полым катодом и полым анодом, разделенными изолятором, к электродам камеры подключены источник питания и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605202
Дата охранного документа: 20.12.2016
24.08.2017
№217.015.952c

Герметичный разъем

Изобретение относится к области электротехники и теплофизических исследований и измерений. Техническим результатом является повышение надежности и снижение габаритов, упрощение монтажа и ремонта, обеспечение электроизоляции трубок или кабелей в узле герметичного разъема, увеличение количества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608597
Дата охранного документа: 23.01.2017
24.08.2017
№217.015.95bc

Устройство для защиты от ударов и вибраций

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство защиты от ударов и вибраций содержит упругие элементы и расположенный между ними опорный элемент. В отверстии опорного элемента установлены демпфирующая втулка, крепежная втулка с фланцами и дополнительная крепежная втулка с фланцами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608897
Дата охранного документа: 26.01.2017
25.08.2017
№217.015.9632

Оптический блок для обнаружения цели

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях различных боеприпасов. Оптический блок для обнаружения цели содержит последовательно установленные по ходу излучения источник оптического излучения, светоделитель, выполненный в виде двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608963
Дата охранного документа: 27.01.2017
+ добавить свой РИД