Обсяг ядерних відходів можна скоротити на 90 відсотків

Інженери з Університету Шеффілда розробили спосіб, значно зменшуючий обсяги деяких високоактивних відходів, що дозволить знизити вартість їх тимчасового зберігання та захоронення.

Дослідники з університетського факультету інженерії, показали, що змішування відходів (з вмістом плутонію) з доменним шлаком і перетворення цієї суміші на скло зменшує обсяг відходів на 85-95 відсотків. Це також ефективно блокує радіоактивний плутоній, створюючи стабільний кінцевий продукт.

Такий підхід може бути застосовний і до обробки великих обсягів змішаних відходів, що утворюються в ході остаточного очищення пошкодженої Фукусімської АЕС.

"Загальний обсяг відходів з вмістом плутонію від експлуатації та виведення з експлуатації у Великобританії може бути понад 31 000 м³, що достатньо для заповнення сім разів годинникової вежі Біг-Бен", говорить провідний дослідник, професор Ніл Хайєт (Neil Hyatt).

"Наш процес призведе до скорочення цього обсягу відходів, що вмістяться в межах лише однієї вежі Біг-Бен."

Поточний метод обробки неущільнюваних відходів з вмістом плутонію включає цементну інкапсуляцію - процес, який, як правило, збільшує загальний обсяг. Професор Хайєт каже: "Якщо ми зможемо зменшити обсяг відходів, які в кінцевому підсумку повинні зберігатися і захоронюватися під землею, то ми можемо значно скоротити витрати. Водночас, наш процес може стабілізувати плутоній в більш корозійно-стійку форму матеріалу, так що це має поліпшити обгрунтування безпеки та громадське сприйняття геологічного захоронення. "

Хоча геологічне сховище є кінцевим розташуванням для високоактивних відходів, у Великобританії ще й досі відсутній узгоджений майданчик для цього.

Відходи з вмістом плутонію це особливий тип високоактивних відходів, пов'язаних з виробництвом плутонію, що включають фільтри, використовані засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) і відходи виведення з експлуатації такі, як метали і фрагменти кам'яної кладки.

Використовуючи церій в якості заміни для плутонію, команда з Шеффілду змішала відходи (з вмістом плутонію) з доменним шлаком - широко доступним побічним продуктом у виробництві сталі, та нагріли цю суміш до температури перетворення у скло - процес, відомий як вітріфікація (склування).

Ключовим елементом дослідження, фінансованого Sellafield Ltd (уповноважений оператор у Великобританії з виведення з експлуатації та переробки ядерних відходів) та Радою з інженерних та фізичних наукових досліджень (EPSRC), було показати, що з використанням єдиного процесу і добавки для обробки відходів можна забезпечити рентабельність методу.

"Церій, як відомо, веде себе аналогічним чином до плутонію і ,таким чином, забезпечує хороший, але й безпечний, спосіб розробки таких методів, як цей," пояснює професор Хайєт. "Наш метод дає надійний і стабільний кінцевий продукт через те, що термічна обробка руйнує всі пластикові та органічні матеріали. Це є перевагою, оскільки важко передбачити з упевненістю, як деградація пластика і органічних матеріалів впливає на рух плутонію у геологічному середовищі у довготривалій перспективі".

Професор Хайєт в даний час працює над оптимізацією процесу склування для організації повномасштабної демонстрації та планує в майбутньому дрібномасштабні експерименти з плутонієм.

Джерело:

• sheffield.ac.uk