В томском вузе предложили новый метод переработки ядерного топлива

Ученые кафедры технической физики Томского политехнического университета (ТПУ) предложили новый метод переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), который позволит не только снизить энергозатраты, но и поможет извлекать из отходов ценные и благородные металлы — палладий, родий и рутений. Об этом сообщила пресс-служба вуза.

По словам ученых, существует два основных варианта обращения с ОЯТ: хранение и переработка. Первый способ является более дешевым. Однако переработка, хоть и предполагает серьезные затраты, является более современным и экологичным способом обращения.

По словам ассистента кафедры технической физики Ивана Новоселова, в Томском политехе предложили модернизировать существующий способ переработки ОЯТ.

Стандартный процесс предполагает фрагментирование ОЯТ, растворение в азотной кислоте, экстракционное извлечение из раствора урана и плутония и производство на их основе MOX-топлива для АЭС. Оставшиеся без урана и плутония отходы переработки ОЯТ (ОП ОЯТ) представляют собой водно-солевые растворы высокой активности, включающие целый ряд радиоактивных продуктов деления изотопа уран-235 (платиноиды, РЗЭ) и других металлов. По действующей технологии эти отходы выпаривают, добавляют химические реагенты (силикаты, фосфаты, бораты и другие) и направляют на операцию остекловывания с последующим захоронением в виде «брикетов». Однако у существующего способа есть ряд недостатков.

«ОП ОЯТ в отличие от радиоактивных отходов несут в себе определенную ценность — то, что входит в его состав, может быть востребовано в будущем. «Брикеты», которые получаются в процессе остекловывания, конечно, занимают меньший объем и не содержат уран и плутоний, однако содержат изотопы очень ценных металлов платиновой группы — палладия, родия и рутения, которые являются продуктами деления», — рассказал Иван Новоселов.

Доцент кафедры технической физики Александр Каренгин добавляет, что ученые ТПУ предлагают использовать низкотемпературную плазму для иммобилизации отходов переработки ОЯТ.

«Нами разработан процесс совместной плазменной иммобилизации горючих и негорючих отходов переработки ОЯТ в воздушной плазме в расплавах хлоридов металлов (натрий, калий), стойких к радиационному облучению. В итоге получается горючая композиция, которая обрабатывается в воздушной плазме при температуре не менее 1 200 °С. На выходе мы получаем своеобразный расплав, который собирается в специальные емкости, затвердевает и отправляется на хранение», — поясняет ученый.

Исследования с использованием плазменного комплекса ведутся в ТПУ с 2013 года.

Фото предоставлено пресс-службой вуза