×
13.01.2017
217.015.7431

Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛИМЕРНЫЙ МАТРИЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ НИЗКО- И СРЕДНЕАКТИВНЫХ ОТРАБОТАННЫХ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования низко- и среднеактивных отработанных ионообменных смол (ИОС). Полимерный матричный материал для иммобилизации низко- и среднеактивных отработанных радиоактивных ионообменных смол с содержанием влаги менее 0,4% в качестве связующего содержит эпоксидно-диановую смолу с олигомером-модификатором на основе диоксибензола и отверждающий агент в виде низкомолекулярного полиамида при следующем соотношении (масс. ч.): эпоксидно-диановая смола - 100; олигомер на основе диоксибензола - 5-20; отвердитель аминного типа - 13-70. Изобретение обеспечивает повышение технологичности процесса кондиционирования РАО, снижение токсичности, пожароопасности с сохранением высоких эксплуатационных характеристик полимерного матричного материала. Радиационная стойкость полимерной матрицы составляет 1 МГр, степень наполнения по ИОС составляет 50,0-85,7 объемных %. 5табл.

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами, в частности с низко- и среднеактивными отработанными ионообменными смолами (ИОС), путем их иммобилизации в полимерной матрице.

Отработанные ионообменные смолы относятся к жидким радиоактивным отходам (РАО), а содержание свободной влаги в объеме кондиционированного продукта (битумный компаунд) и содержание жидкости в упаковке отходов, отправляемых на хранение, не должно превышать 3% (НП-019-2000, НП-020-2000), заключение сыпучих отходов в матрицу является обязательным условием (СП 2.6.6.1168-02).

Применяемые для отверждения РАО связующие можно разделить на три основные группы материалов: термопластичные (битум), неорганические (цемент), термореактивные (полимерные смолы).

Известно цементное связующее для цементирования радиоактивных отходов в контейнере (патент RU 2315380, кл. G21F 9/00, опубл. 20.01.2008) и связующее на основе битума для включения в него радиоактивных отходов (патент SU 550040, кл. G21F 9/16, опубл. 15.05.1979). Способы отверждения имеют ряд недостатков: увеличивают объем вторичных отходов в несколько раз, а следовательно, увеличение затрат на хранение РАО, применяемая технология прямого цементирования увеличивает образование РАО за счет цементной матрицы в 6-10 раз, при этом в цементный компаунд включается лишь 10-15% отработанной ИОС, недостаточная прочность и водостойкость конечного продукта. При битумировании образование РАО увеличивается в 3-5 раз за счет битумной матрицы, биологическая неустойчивость битумной матрицы и пожароопасность (битум - горючая композиция - может стать взрывоопасным при введении в него большого количества окислителя и всевозможных катализаторов).

Известна цементно-полимерная композиция для консервации среднеактивных РАО (патент RU 2295787, кл. G21F 9/00, C08L 63/00, опубл. 20.03.2007), содержащая смоляную часть компаунда холодного отверждения «Атомик» и наполнители. Недостатками данной композиции являются: количество наполнителей, - в два-три раза по массе превышающее массу полимерной составляющей, а следовательно, увеличивающее во столько же раз образование вторичных РАО, применение огнеопасного и ядовитого компонента - фурфурола. Предел прочности при сжатии композиции составляет 70-85 МПа.

Известна быстротвердеющая композиция на основе цемента и минеральной добавки (патент RU 2206933, кл. G21F 9/28, опубл. 20.06.2003). В качестве быстротвердеющего используют глиноземный цемент при водоцементном отношении 0,72-0,78, а в качестве минеральной добавки - кембрийскую глину. Однако степень включения ИОС в данную композицию составляет не более 20% и получаемая композиция содержит большое количество воды, за счет которой возможен радиолиз и набухание инкорпорированных ИОС, а следовательно, снижение эксплуатационных характеристик (механическая прочность, водостойкость) полученного компаунда.

Известна трехкомпонентная термопластичная композиция для иммобилизации радиоактивных отходов, образованных отработанными ионообменными смолами (Авторское свидетельство SU 1752115, кл. G21F 9/16, опубл. 16.07.1994), в которой в качестве связующего используется петролатум, сополимер этилена с винилацетатом, полиэтилен низкого давления при определенном массовом соотношении компонентов. Недостатками данного способа являются: многокомпонентность композиции, многостадийность и высокотемпературность получения композиции (130-140°C), необходимость поддержания постоянной температуры (80°C) при введении ионообменной смолы, высокая вязкость (при указанном скорости сдвига) - 1850 МПа, низкое наполнение композиции по ИОС, в примере не указана степень сушки ИОС.

Ближайшим аналогом является полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов (патент RU 2167174, кл. C08L 63/02, C08K 13/02, опубл. 27.04.2001). Композиция включает, масс. ч.: эпоксидную диановую смолу 100, фурфурол 70-100, полиэтиленполиамин 15-40, сланцевое масло 50-120 и наполнитель 0-380.

Недостатками известной композиции являются: многокомпонентность, применение огнеопасного и ядовитого компонента - фурфурола, значительное количество наполнителя (до 300 масс. ч.), увеличивающее образование вторичных РАО.

Целью предлагаемого технического решения является устранение недостатков существующих технических решений за счет минимизации компонентов, а следовательно, повышение технологичности процесса кондиционирования РАО, снижение токсичности, пожароопасности с сохранением высоких эксплуатационных характеристик полимерного матричного материала.

Цель достигается изобретением - полимерный матричный материал для кондиционирования низко- и среднеактивных отработанных ионообменных смол отличается тем, что в качестве связующего применяется расплав эпоксидно-диановой смолы - 100 масс. частей с олигомером-модификатором на основе диоксибензола - 5-20 масс. частей и отверждающего агента в виде низкомолекулярного полиамида - 13-70 масс. частей.

Предлагаемое техническое решение отвечает критерию изобретения, т.к. авторами не было обнаружено подобного решения в исследованной литературе и патентах.

Описание применения полимерного матричного материала

В связующее - смесь эпоксидно-диановой смолы и олигомера диоксибензола в соотношениях, мас. ч.: эпоксидно-диановая смола 100, олигомер диоксибензола 5-20 при постоянном перемешивании вводили отвердитель аминного типа 13-70, выдерживали в течение 30 минут, после чего полимерный матричный материал вводили при постоянном перемешивании в ионообменный материал размещенный в специальной емкости. После получения однородной массы емкость с образовавшимся компаундом герметизировали специальной крышкой и выдерживали при температуре (20±2)°С в течение 7 дней для набора эксплуатационной прочности.

Применение отвердителя менее 13 масс. ч. приводит к длительному процессу отверждения, более 70 масс. ч. не позволяет равномерно перемешать полимерный матричный материал в связи с быстрым отверждением.

Применение олигомера-модификатора менее 5 масс. ч. повышает водопоглощение полимерного матричного материала, а более 20 масс. ч. приводит к снижению механической прочности отвержденного полимерного матричного материала.

Соотношение полимерного матричного материала и ИОС составляет: от 1÷1 до 1÷6 объемных %.

В качестве эпоксидно-диановой смолы использовали смолу DER 330.

В качестве олигомера-модификатора использовали олигомеры на основе двухатомного фенола - гидрохинона, пирокатехина и из ряда алкилрезорцинов - продукт поликонденсации алкилрезорцина в присутствии конц. серной кислоты при температуре 240-250°С (патент RU 2307143, кл. C09D 163/00, C08L 63/00, C08G 59/14, C08G 61/00, C08K 3/34, опубл. 27.09.2007).

В качестве отвердителя использовали: низкомолекулярный полиамида отвердитель Л20, полиэтиленполиамин, отвердитель №620, отвердитель №5, отвердитель Этал 45М.

В качестве ионообменного материала использовали смесь АВ-17-8 и КУ-2-8 чС в равных масс. частях, предварительно высушенную до остаточной влажности менее 0,4%.

Механическая прочность предлагаемого полимерного матричного материала составила 160,5÷196,0 МПа (Таблица 1), радиационная стойкость компаунда (стойкость к радиационному старению составила 1 МГр) (Таблица 2). Водопоглощение составило 0,01÷0,04 г (0,11÷0,96%) (Таблица 3).

Учитывая изменение структуры компаунда за счет увеличения степени наполнения полимерного матричного материала при определении водопоглощения по ГОСТ 4650-80 на образцы компаунда с соотношением полимерного матричного материала и ИОС более чем 1:1 может быть дополнительно нанесен слой полимерного матричного материала.

Экспериментально установлено, что степень наполнения полимерного матричного материала по ИОС составляет 50,0÷85,7 объемных % при высоких эксплуатационных свойствах отвержденного компаунда (Таблица 4, 5).

Некоторые результаты испытания полимерного матричного материала и компаунда представлены в таблицах 1-5.

Полимерный матричный материал для иммобилизации низко- и среднеактивных отработанных радиоактивных ионообменных смол с содержанием влаги менее 0,4%, отличающийся тем, что в качестве связующего использована эпоксидно-диановая смола с олигомером-модификатором на основе диоксибензола и отверждающий агент в виде низкомолекулярного полиамида при следующем соотношении, мас. ч.:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 685.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.07.2013
№216.012.54f8

Способ определения риска развития туберкулеза центральной нервной системы у больных с вич-ассоциированным туберкулезом органов дыхания

Изобретение относится к медицине, а именно к фтизиатрии, и может быть использовано для определения риска развития туберкулеза центральной нервной системы у ВИЧ-инфицированных больных туберкулезом органов дыхания. Способ включает рентгенологическое исследование легких, ультразвуковое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487355
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.10.2013
№216.012.7618

Полимерное связующее для композитной арматуры

Изобретение относится к эпоксидным связующим для композитных пластиков и может использоваться в производстве арматуры композитной переодического профиля. Связующее содержит (мас.ч.): эпоксиднодиановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 20,0-24,0 - 100, ароматически сопряженный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495892
Дата охранного документа: 20.10.2013
Показаны записи 1-10 из 265.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.10.2013
№216.012.7618

Полимерное связующее для композитной арматуры

Изобретение относится к эпоксидным связующим для композитных пластиков и может использоваться в производстве арматуры композитной переодического профиля. Связующее содержит (мас.ч.): эпоксиднодиановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 20,0-24,0 - 100, ароматически сопряженный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495892
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
+ добавить свой РИД