×
09.06.2019
219.017.7c36

СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к процессам переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) методом цементирования. Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов заключается в пропитке пористого материала жидкими радиоактивными отходами, в качестве пористого материала используют сформировавшийся пористый бетон, в качестве жидких радиоактивных отходов используют жидкие радиоактивные отходы, в том числе содержащие минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, а также боратные соли. ЖРО в количестве 15-50% от массы конечного компаунда подают в контейнер со сформировавшимся пористым бетоном и под давлением в одну операцию осуществляют пропитку. Использование предложенного способа позволяет кондиционировать жидкие радиоактивные отходы, в том числе содержащие минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, а также боратные соли, сократить время осуществления радиационно-опасных операций, увеличить наполнение конечного компаунда по ЖРО до 15-50 мас.%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к процессам переработки жидких радиоактивных отходов методом цементирования, и предназначен для кондиционирования жидких радиоактивных отходов, в том числе содержащих препятствующие твердению цементного раствора минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, а также боратные соли (далее - ЖРО). Способ может быть использован на атомных электростанциях и предприятиях, кондиционирующих радиоактивные отходы.

Известен способ обработки масляных отходов [1] - патент ФРГ №DE 2944484 А1, МКИ: A62D 3/00, С04В 29/00, заявл. 03.11.79, приор. 08.11.78 №43654 GB. Способ обработки масляных отходов. - Stablex AG, заключающийся в смешивании масляных отходов с твердым веществом, способным сорбировать масло, с токсичными жидкими отходами, кальцийсодержащим цементом и силикатом алюминия и/или алюмосиликатом. Способ не предназначен для цементирования органических жидкостей. Наполнение конечного продукта по маслу составляет 8,5-30 мас.%. Недостатками данного способа являются невозможность совместного цементирования минеральных масел и органических жидкостей, а также низкая прочность конечного компаунда - не более 1,45-4,00 МПа на 28 сутки твердения.

Известен способ цементирования жидких радиоактивных отходов, содержащих минеральные масла и/или органические жидкости [2] - положительное решение от 05.07.07. о выдаче патента РФ по заявке №2006123654 от 04.07.06. Способ цементирования жидких радиоактивных отходов, содержащих минеральные масла и/или органические жидкости, и устройство для его осуществления. - ГУП МосНПО «Радон», заключающийся в получении предварительной суспензии из радиоактивных минеральных масел и/или органических жидкостей, части вяжущего (10-30% от общей массы вяжущего) и ЖРО, представляющих собой водные солевые растворы, а затем перемешивании суспензии с остальным количеством вяжущего. Наполнение конечного компаунда по маслу составляет 10-15 мас.%. Недостатком данного способа является необходимость дополнительного диспергатора для предварительного суспензирования минеральных масел и/или органических жидкостей. Кроме того, масла и/или органические жидкости при перемешивании непосредственно с цементным раствором препятствуют процессам гидратации минералов портландцемента, обволакивая зерна цемента гидрофобной пленкой. Это приводит к замедлению процессов твердения и к получению компаунда с прочностью не более 5,2-7,7 МПа на 28 сутки твердения.

Наиболее близким к заявляемому способу, выбранным в качестве прототипа, является способ отверждения жидких радиоактивных отходов и керамический материал для его осуществления [3] - патент России №RU 2197763, МКИ: G21F 9/16, заявл. 08.11.01 №2001130111/06, опубл. 27.01.03. Способ отверждения жидких радиоактивных отходов и керамический материал для его осуществления. - Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН, где ЖРО кондиционируют многократной пропиткой пористого керамического материала раствором жидких радиоактивных отходов с промежуточным его вентилированием и сушкой и последующей высокотемпературной обработкой. В качестве керамического материала используют предварительно термообработанный материал, изготовленный из тонкодисперсных оксидов бария, кальция, алюминия, кремния с размером частиц не более 20 мкм, взятых в соотношении 2-10:3-7:50-70:23-35 мас.% соответственно, а высокотемпературную обработку проводят при 1350-1500°С.

Недостатками данного способа являются невозможность кондиционирования ЖРО, содержащих синтетические и минеральные масла, органические жидкости, а также боратные соли из-за горючести и летучести масел, опасных при термической обработке керамического компаунда; невысокое содержание (5-16% от массы конечного компаунда) радиоактивных отходов в конечном компаунде, что обусловлено строением керамической матрицы, сложность способа, обусловленная необходимостью дополнительного оборудования и многократных операций для термической обработки керамического материала на стадии изготовления, сушки и вентилирования керамического материала в процессе пропитки жидкими радиоактивными отходами, длительность радиационно-опасных операций кондиционирования ЖРО, обусловленная необходимостью многократной пропитки керамического материала жидкими радиоактивными отходами, а также необходимостью термической обработки пористого материала после пропитки ЖРО.

Технический результат предлагаемого способа заключается в упрощении способа кондиционирования жидких радиоактивных отходов; в возможности кондиционирования жидких радиоактивных отходов, в том числе содержащих минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, а также боратные соли; в сокращении времени осуществления радиационно-опасного способа; увеличении наполнения конечного компаунда по ЖРО до 15-50 мас.%.

Для достижения технического результата предлагается способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов, который заключается в пропитке пористого материала жидкими радиоактивными отходами, в качестве пористого материала используют сформировавшийся пористый бетон, в качестве жидких радиоактивных отходов используют жидкие радиоактивные отходы, в том числе содержащие минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, а также боратные соли, которые в количестве 15-50% от массы конечного компаунда подают в контейнер с сформировавшимся пористым бетоном и под давлением в одну операцию осуществляют пропитку до момента, когда все жидкие радиоактивные отходы заполнят объем сформировавшегося пористого бетона, после пропитки образовавшийся конечный компаунд направляют на длительное хранение в исходном контейнере.

Пропитку осуществляют путем вакуумирования контейнера с сформировавшимся пористым бетоном, либо путем создания избыточного давления ЖРО в контейнере.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что в качестве пористого материала используют сформировавшийся пористый бетон, в качестве жидких радиоактивных отходов используют жидкие радиоактивные отходы, в том числе содержащие минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, а также боратные соли, которые в количестве 15-50% от массы конечного компаунда подают в контейнер с сформировавшимся пористым бетоном и под давлением в одну операцию осуществляют пропитку до момента, когда все жидкие радиоактивные отходы заполнят объем сформировавшегося пористого бетона, после пропитки образовавшийся конечный компаунд направляют на длительное хранение в исходном контейнере.

Пропитку осуществляют путем вакуумирования контейнера с сформировавшимся пористым бетоном, либо путем создания избыточного давления ЖРО в контейнере.

Использование сформировавшегося пористого бетона позволяет достичь технического результата - возможности кондиционировать жидкие радиоактивные отходы, содержащие в том числе препятствующие твердению минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, а также боратные соли, с получением конечного компаунда со свойствами, удовлетворяющими регламентированным требованиям. Жидкие радиоактивные отходы, препятствующие твердению цементной матрицы, вводятся в уже сформировавшийся пористый бетон после завершения основных процессов гидратации минералов цемента. Основной каркас пористого бетона формируется до введения ЖРО, и свойства ЖРО не оказывают значимого негативного влияния на дальнейшее твердение конечного цементного компаунда.

Использование сформировавшегося пористого бетона позволяет повысить наполнение конечного компаунда по ЖРО, так как объем порового пространства в сформировавшемся пористом бетоне составляет до 70 об.%, что позволяет включать в него 15-50 мас.% ЖРО.

Использование давления и проведение пропитки до момента, когда все жидкие радиоактивные отходы заполнят объем сформировавшегося пористого бетона в контейнере, позволяют наиболее полно использовать поровое пространство сформировавшегося пористого бетона и достичь наполнения конечного компаунда по ЖРО 15-50 мас.%. Включение в состав конечного цементного компаунда менее 15 мас.% ЖРО приведет к образованию конечного компаунда с малой степенью наполнения. Включение в состав конечного цементного компаунда более 50 мас.% ЖРО возможно только в сформировавшиеся пористые бетоны с прочностью на сжатие менее 5 МПа, что не будет удовлетворять требованиям, предъявляемым к цементированным радиоактивным отходам.

Предварительное размещение сформировавшегося пористого бетона в контейнере и подача ЖРО в контейнер с размещенным сформировавшимся пористым бетоном позволяют достигнуть технического результата - мобильности и упрощения осуществления способа кондиционирования ЖРО. Могут быть использованы контейнеры любой удобной конфигурации и объема, которые будут доставляться в места образования ЖРО, и после пропитки жидкими радиоактивными отходами сформировавшегося пористого бетона в исходном контейнере, выступающем дополнительным изоляционным барьером, доставляться в места длительного хранения.

Осуществление пропитки под давлением и в одну операцию позволяет достичь технического результата - упростить способ кондиционирования ЖРО, сократить время на осуществление радиационно-опасного процесса кондиционирования ЖРО.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример реализации способа №1.

Металлический контейнер цилиндрической формы заполняют пористым бетоном объемом 50 дм3. Для затвердевания и формирования структуры выдерживают пористый бетон не менее 14 суток. Количество жидких радиоактивных отходов для пропитки рассчитывают, исходя из массы сформировавшегося пористого бетона, принимая ее за 70 мас.%, и величины плотности жидких радиоактивных отходов. Характеристика жидких радиоактивных отходов, представляющих собой смесь минеральных, синтетических масел, органических жидкостей, поверхностно-активных веществ, детергентов, сцинтилляторов, представлена в таблице 1.

Таблица 1
Характеристика жидких радиоактивных отходов, представляющих собой смесь минеральных, синтетических масел, органических жидкостей, поверхностно-активных веществ, детергентов, сцинтилляторов
внешний вид плотность, г/см3 радионуклидный состав, Бк/м3
Cs137 Со60
Масляная жидкость темно-коричневого цвета 0,84 2,4·107 2,1·107

Контейнер сверху герметично закрывают крышкой с фланцевыми соединениями и вакуумируют, откачивая воздух снизу контейнера вакуумным насосом. Сверху на поверхность сформировавшегося пористого бетона подают жидкие радиоактивные отходы в количестве 25 дм3, что составляет 30% от массы конечного компаунда. За счет созданной разницы давлений жидкие радиоактивные отходы пропитывают пористый бетон сверху вниз. Пропитку заканчивают в момент, когда все жидкие радиоактивные отходы займут объем пористого бетона в контейнере. Контейнер с полученным конечным компаундом отправляют на длительное хранение.

Конечный компаунд, полученный пропиткой в контейнере сформировавшегося пористого бетона жидкими радиоактивными отходами:

- имеет наполнение по ЖРО 30 мас.%, что в 2 раза больше, чем в прототипе;

- включает в себя горючие, легколетучие, вязкие, препятствующие твердению минеральные, синтетические масла, органические жидкости, поверхностно-активные вещества, детергенты, сцинтилляторы, которые нельзя кондиционировать по способу-прототипу;

- имеет прочность на сжатие на 28 сутки твердения 5,8 МПа, что удовлетворяет регламентированным требованиям;

- получен быстрее, в одну операцию, в отличие от многократной пропитки в прототипе;

- получен в результате более простых операций, так как не требует дополнительной термической обработки, как в прототипе;

- может быть мобильно доставлен к месту длительного хранения в исходном контейнере, выступающем дополнительным изоляционным барьером.

Пример реализации способа №2.

Металлический контейнер цилиндрической формы заполняют пористым бетоном объемом 100 дм3. Для затвердевания и формирования структуры выдерживают пористый бетон не менее 14 суток. Количество жидких радиоактивных отходов рассчитывают, исходя из массы сформировавшегося пористого бетона, принимая ее за 60 мас.%, и величины плотности жидких радиоактивных отходов. Характеристика жидких радиоактивных отходов, содержащих боратные соли, представлена в таблице 2.

Таблица 2
Характеристика жидких радиоактивных отходов, содержащих боратные соли
внешний вид плотность, г/см3 рН общее солесодержание, г/дм3 содержание боратов, г/дм3 удельная активность Σβ по
Cs137, Бк/дм3
Прозрачная жидкость коричневого цвета 1,32 11,25 517,71 71,75 3,6·107

Контейнер сверху закрывают крышкой с фланцевыми соединениями. Затем сверху на поверхность сформировавшегося пористого бетона подают жидкие радиоактивные отходы, содержащие боратные соли, в количестве 50 дм3, что составляет 40% от массы конечного компаунда. В контейнере сверху создают избыточное давление ЖРО, достаточное для проникновения ЖРО в объем сформировавшегося пористого бетона, а снизу через днище осуществляется выравнивание избыточного давления воздуха, образующегося при заполнении ЖРО пустотного пространства пористого бетона. Пропитку заканчивают в момент, когда все жидкие радиоактивные отходы займут объем пористого бетона в контейнере. Контейнер с полученным конечным компаундом отправляют на длительное хранение.

Конечный компаунд, полученный пропиткой в контейнере сформировавшегося пористого бетона жидкими радиоактивными отходами:

- имеет наполнение по ЖРО 40 мас.%, что в 2 раза больше, чем в прототипе;

- включает в себя препятствующие твердению боратные соли, которые нельзя кондиционировать по способу-прототипу;

- имеет прочность на сжатие на 28 сутки твердения 5,5 МПа, что удовлетворяет регламентированным требованиям;

- получен быстрее, в одну операцию, в отличие от многократной пропитки в прототипе;

- получен в результате более простых операций, так как не требует дополнительной термической обработки, как в прототипе;

- может быть мобильно доставлен к месту длительного хранения в исходном контейнере, выступающем дополнительным изоляционным барьером.

Предлагаемое изобретение находится на следующей стадии разработки. В 2006 г. проведена НИР по теме 2.06.01.06. по разработке способа кондиционирования ЖРО с использованием пористых бетонов. В настоящее время проведены опытно-промышленные испытания способа.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-6 из 6.
10.04.2019
№219.016.ff54

Способ переработки жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к области переработки и обезвреживания жидких радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ переработки жидких радиоактивных отходов заключается в том, что исходный поток жидких радиоактивных отходов подвергают отстаиванию с образованием надосадочной жидкости и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002273066
Дата охранного документа: 27.03.2006
10.04.2019
№219.017.05bf

Способ переработки отходов реакторного графита

Изобретение относится к области атомной энергетики и защиты окружающей среды, в частности к технологии переработки высокоактивных отходов реакторного графита исключающей попадание радионуклидов в окружающую среду, и может быть использовано преимущественно при выводе из эксплуатации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002321907
Дата охранного документа: 10.04.2008
29.04.2019
№219.017.439f

Способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами, а именно к способу реагентной дезактивации песчаных грунтов от радионуклидов цезия, который включает обработку песчаных грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002419902
Дата охранного документа: 27.05.2011
29.06.2019
№219.017.9b9b

Способ радиоэкологического мониторинга жилых и общественных помещений

Использование: при масштабном проведении радиоэкологического мониторинга в эксплуатируемых зданиях. Сущность способа: строят номограммы для определения эффективной дозы облучения населения в зависимости от измеренных в местах его пребывания величин эквивалентной равновесной объемной активности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02226280
Дата охранного документа: 27.03.2004
29.06.2019
№219.017.9c50

Индукционный плавитель с холодным тиглем

Заявляемое устройство относится к области охраны окружающей среды, к переработке радиоактивных отходов (РАО) путем их фиксации в устойчивой твердой среде. Индукционный плавитель с холодным тиглем содержит коллектор подвода охлаждающей воды, снабженный дополнительным патрубком для отвода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002392675
Дата охранного документа: 20.06.2010
10.07.2019
№219.017.ae3b

Устройство для цементирования пропиткой мелкодисперсных радиоактивных и токсичных отходов

Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов. Сущность изобретения: устройство для цементирования пропиткой мелкодисперсных радиоактивных и токсичных отходов содержит герметичный рабочий бокс, контейнер для радиоактивных отходов с крышкой, виброплощадку для размещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002301468
Дата охранного документа: 20.06.2007
Показаны записи 1-10 из 22.
20.05.2014
№216.012.c52c

Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к проблемам охраны окружающей среды, в частности к процессам кондиционирования методом цементирования жидких радиоактивных отходов (ЖРО), включая борсодержащие ЖРО. Кондиционирования жидких радиоактивных отходов проводят цементированием с использованием электромагнитной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516235
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.09.2014
№216.012.f488

Способ переработки маслосодержащих жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к процессам переработки маслосодержащих жидких радиоактивных отходов методом биодеструкции, и может быть использовано на атомных электростанциях и специализированных предприятиях, кондиционирующих радиоактивные отходы низкой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528433
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f8ab

Состав для отверждения жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к области кондиционирования жидких радиоактивных отходов методом цементирования, а именно к составу для отверждения жидких радиоактивных отходов, состоящему из портландцемента и природной минеральной добавки. При этом в качестве природной минеральной добавки используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529496
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.04.2015
№216.013.3fc4

Способ создания барьера in situ для предотвращения миграции компонентов радиоактивных отходов из зон захоронения и областей радиоактивного загрязнения

Изобретение относится к средствам захоронения и утилизации жидких радиоактивных отходов и может быть использовано на предприятиях, хранящих радиоактивные отходы (РАО) низкой и средней активности в хранилищах различного типа, а также в зонах радиационных загрязнений с потенциальным выходом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547812
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.06.2015
№216.013.534c

Способ переработки нитратсодержащих жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к средствам переработки нитратсодержащих жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и может быть использовано на атомных электростанциях и специализированных предприятиях, кондиционирующих радиоактивные отходы низкой и средней активности. В заявленном способе нитратсодержащие ЖРО...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552845
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.07.2015
№216.013.62d7

Способ ранней энтеральной терапии и нутриционной поддержки больных после панкреатодуоденальной резекции

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, интенсивной терапии, и может быть использовано при проведении ранней энтеральной терапии и нутриционной поддержки при лечении больных после панкреатодуоденальной резекции. Для этого энтеральную терапию начинают интраоперационно при помощи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556850
Дата охранного документа: 20.07.2015
13.01.2017
№217.015.9222

Способ переработки радиоактивных донных отложений

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, направлено на сохранение природных ресурсов и защиту среды обитания человека, изобретение может быть использовано для локализации радиоактивных отходов, в частности донных отложений, загрязненных радионуклидами. Способ переработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605607
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.a3a1

Способ формирования инвагинационного телескопического панкреатоеюноанастомоза

Изобретение относится к медицине, хирургии. При формировании панкреатоеюноанастомоза накладывают на капсулу культи поджелудочной железы четыре направляющих равноудаленных друг от друга шва на расстоянии 3-4 см от края железы. Прошивают направляющими швами тонкую кишку изнутри через все слои....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607319
Дата охранного документа: 10.01.2017
29.12.2017
№217.015.f154

Способ дезактивации твердых радиоактивных отходов ледяными гранулами

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами. Способ дезактивации твердых радиоактивных отходов (ТРО) включает воздействие в рабочей камере на поверхность ТРО частиц льда с дальнейшим плавлением льда, сбором и фильтрацией плавленой воды с образованием замкнутого цикла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638951
Дата охранного документа: 19.12.2017
19.01.2018
№218.016.0325

Устройство для хранения пеналов с твердыми радиоактивными отходами

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами и может быть использовано для перегрузки пеналов с твердыми радиоактивными отходами. Устройство для перегрузки пеналов с твердыми радиоактивными отходами содержит железобетонный корпус с крышкой, преимущественно в форме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630217
Дата охранного документа: 06.09.2017
+ добавить свой РИД