Плазменные методы переработки отработавшего ядерного топлива

Плазменные методы переработки отработавшего ядерного топлива. ...

1. Введение
2. Отработавшее ядерное топливо
3. Плазменные методы переработки
4. Использование и польза
5. Заключение
6. Использованная литература

В России ежегодно производится около 3,8 млрд тонн отходов. В общем это составляет 82 млрд. тонн отходов за год. Это существенная цифра. В этот список входит также и отработавшее ядерное топливо.

Возможность использования плазменной сепарации для решения вопросов по программе управляемого термоядерного синтеза была отмечена более 30 лет назад. // http://www.libed.ruСуществующие методы химической переработки отработанного топлива на выходе образуют большое количество жидких радиоактивных отходов (при переработке одной тонны ОЯТ образуется несколько тысяч тонн отходов), что противоречит требованиям экологии. Но таким потенциальным требованиям отвечает обсуждаемая в последнее время плазменная сепарация. Отражено современное состояние теории переработки отработавшего ядерного топлива плазменным методом с использованием циклотронного нагрева ионов. Метод основан на селективном нагреве ионов ядерной золы и их последующем выделении из потока холодной плазмы ядерного топлива. Показано, что эти процессы могут быть осуществлены в системах с довольно умеренными параметрами. При теоретическом анализе переработки отработавшего ядерного топлива получен ряд результатов, область применимости которых не ограничивается данной проблемой. Развита теория винтовых токовых антенн, часто используемых в плазменных исследованиях. Предложена новая трактовка эффекта усиления высокочастотного электрического поля, возбуждаемого такими антеннами. Введено понятие пространственной неустойчивости стационарных потоков сплошных сред. Неустойчивость приводит к возрастанию вниз по течению возмущений, вызываемых покоящимися объектами. Пространственная неустойчивость может развиваться в дозвуковых потоках плазмы, движущихся вдоль магнитного поля. // mipt.ru //ufn.ruИспользование пароплазменной конверсии позволяет ожидать значительно более высокую степень превращения материалов отходов (независимо от их состава) в целевой продукт синтез-газ. Это обеспечит новые технические средства для назначения более жестких экологических норм по эмиссии токсичных веществ, в том числе диоксинов. // ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПАРОПЛАЗМЕННАЯ ПЕРЕРАБОТКА МЕДИЦИНСКИХ ОТХОДОВ И УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ: А.В. Чернец , В.Н. Коржик , Г.С. Маринский , С.В. Петров1, В.А.ЖовтянскийТак как наиболее токсичными отходами являются долгоживущие продукты деления (ПД) и малые актиноиды (МА), накапливающиеся при работе реактора, то после извлечения ОЯТ из приреакторных бассейнов целесообразно провести разделение ПД и актиноидов. В настоящее время исследуются физические принципы магнитоплазменной сепарации многокомпонентной плазмы, имитирующей ОЯТ. Магнитоплазменная переработка ОЯТ может включать 4 стадии разделения, на которых можно последовательно отделить ЯТ от ПД:1 стадия (предварительная) − термодесорбция и испарение, когда из ОЯТ при термонагреве в вакууме извлекаются газы, легколетучие элементы и соединения. 2 стадия − ионизация, при которой в первую очередь ионизуются элементы с малыми потенциалами ионизации и высокими сечениями ионизации (ионизация осуществляется низкотемпературными электронами, чтобы не продуцировать появление двухзарядных ионов урана). 3 стадия − собственно магнитоплазменное разделение ЯТ и ПД путем формирования потоков селективных ионов и их пространственной сепарации непосредственно в плазме с последующим ионно- плазменным осаждением в контролируемых локальных областях. При этом особое внимание должно быть уделено соблюдению условий невозникновения самопроизвольной цепной реакции (СЦР) в области ионно-плазменного осаждения продуктов, составляющих ядерное топливо (ЯТ).4 стадия − ионизация, где может происходить отделение ядерного топлива от МА по разности потенциалов ионизации. Эта стадия предназначена для увеличения количества рециклов ЯТ.// ПЛАЗМЕННАЯ СЕПАРАЦИЯ ОЯТ − ОДИН ИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПУТЕЙ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЗАМКНУТОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА: В.Б. Юферов, А.М. Егоров, В.О. Ильичева, С.В. Шарый, К.И. ЖиванковВ то же время плазменные методы прямой переработки радиоактивных отходов позволяют получать продукт, пригодный для транспортировки и захоронения или долгосрочного хранения. Их преимуществом перед обычными методами сжигания являются как повышенные коэффициенты сокращения объема отходов и снижение объемов образующихся вторичных отходов, так и получение продукта в виде плавленого шлакового компаунда, обладающего высокой химической стойкостью к агрессивным воздействиям окружающей среды. //www.proatom.ruОдним из инновационных способов переработки отходов - является технология их плазменной газификации. Эта технология имеет массу преимуществ по сравнению с существующими технологиями переработки:Возможность переработки отходов средней и слабой радиоактивности, а также отходов вредных химических производств, опасных медицинских отходов. Генерация электроэнергии и тепла на отходящем синтез-газе.  Возможность получение дизель-топлива ЕВРО-класса.Таким образом использование данной технологии позволяет практически не производить отходы, подлежащие захоронению, за исключение переработки средне и слабо радиоактивных отходов. При переработки слабо и средне радиоактивных отходов с применением данной технологии объём отходов уменьшается в сотни раз. //vk.comСуть технологии состоит в том, что под воздействием плазмы и высоких температур отходы переводятся в газообразное и частично жидкое состояние при температурах свыше 1300 оС. При данных условиях невозможно образование диоксинов и фуранов (Данное утверждение подтверждено испытаниями). В следствии таких температур отходы распадаются по элементно. В процессе охлаждения твёрдой составляющей расплавленных отходов получается остеклованный шлак (который по своему составу близок к природному базальту). В случае переработки средне и слабо РАО остеклованный базальтовый шлак растворяет в себе и накапливает радиоактивные элементы, при этом полностью исключается попадание радиоактивных элементов в атмосферу. В последствии остеклованный шлак захоранивается на специализированных хранилищах (например, этим занимается МОСНПО "Радон»). Газы, как мы уже сказали направляются на обработку, и в зависимости от выбранного режима работы предприятия получается вторичный продукт: электрическая, тепловая энергия, синтетическое жидкое топливо. //vk.com4. Использование и пользаНесмотря на тот факт, что технологии плазменной переработки различных видов опасных отходов стали реализовываться сравнительно недавно, многие фирмы, в том числе из передовых промышленных стран, проявляют свою активность именно в этом направлении. Так, в соответствии с литературными данными, работы по плазменной утилизации отходов активно ведутся в США, России, Индии и ряде других стран. // Применение паро-плазменного процесса для пиролиза органических, в том числе медицинских и других опасных отходов: С.В.Петров, Г.С.Маринский, А.В.Чернец, В.Н.Коржик, В.М.МазунинПлазменная технология, как альтернатива любым способам сжигания, заключается в переводе (разложении) сложных молекул всех веществ в очень простые в условиях экстремально высоких температур и при отсутствии свободного кислорода. Эта технология, обладает целым рядом очевидных преимуществ:Температура плазменной струи способна полностью разрушить любые органические и биологические материалы, гарантировано уничтожить самые токсичные яды, переплавить и испарить самые тугоплавкие неорганические соединения, значительно сократить объем отходов в целом. Даже стойкие при высокой температуре компоненты не могут выстоять в процессе плазменной обработки. //chemengine.kpi.ua• Процесс плазменной газификации (пиролиз) обеспечивает экологически чистую переработку сырья (отходов) без образования смол, диоксинов, аэрозолей и пр., а также полное извлечение всего углерода из материала отходов, в то время как при всех процессах сжигания остается в твердом остатке до 30% углерода. Процесс плазменной газификации обеспечивает высочайшую степень очистка обрабатываемых материалов до 99,99% и выше.• Продуктом плазменной газификации является высококалорийный горючий газ (смесь Н 2 + СО) и нейтральный твердый остаток в виде остеклованного шлака.• Газ и шлак от плазменной газификации отходов на основе углерода имеют коммерческую ценность. Указанный газ может использоваться, как и когда требуется: использован немедленно, запасен {сохранен} для будущего использования, или транспортирован к отдаленному потребителю.