Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Дисциплины:
2017-08-24 | 342 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Состав и свойства жидких отходов высокой активности обусловливают необходимость их хранения в строго контролируемых условиях. На свойства отходов существенно влияет энергия, выделяемая в результате распада радионуклидов. Для смеси радионуклидов энергия излучения достигает максимального значения при возрасте продуктов деления около 2 лет и при возрасте около 3 лет составляет 0,8—1 МэВ (рис. 2).
Рисунок 2. - Зависимость от времени средней максимальной энергии излучения смеси продуктов деления Емах, средней энергии β и γ-излучения Ер и Еγ
Общее количество тепла, которое выделяется при хранении отходов, рассчитывают по формуле
(1)
где Еср — средняя энергия излучения, МэВ; М — активность раствора, Бк.
Тепловыделение отходов, которые получены в результате переработки твэлов, выдержанных после выгрузки из реактора в течение 3 лет, составляет десятки ватт на литр. Для хранения растворов высокого уровня активности применяют стальные резервуары, емкость которых составляет от нескольких десятков до нескольких сотен кубических метров. Это приводит к тому, что температура в резервуаре даже при хранении отходов с удельной активностью 1011Бк/л будет достигать температуры кипения. В процессе длительного хранения спад тепловыделения происходит сравнительно медленно. Количество выделяющегося тепла уменьшается в 10 раз через 70 лет и в 20 раз через 200 лет. Известны попытки использовать саморазогрев отходов для осуществления процесса выпарки непосредственно в резервуарах. Увеличение концентрации отходов в процессе упаривания, появление твердой фазы с повышенным по сравнению с жидкой содержанием радионуклидов и ухудшенными условиями отвода тепла делает процесс неуправляемым и практически ненадежным. В связи с этим в настоящее время принято необходимым поддерживать температуру при хранении жидких отходов в резервуарах не выше 50—60 °С в течение всего периода хранения. С этой целью резервуары снабжают специальной системой охлаждения, для чего используют чаще всего змеевиковые холодильники. Система охлаждения должна надежно действовать в течение десятилетий. Так, при хранении в резервуаре объемом 2000 м3 отходов с тепловыделением 5·109 Вт при отсутствии охлаждения в процессе заполнения температура будет повышаться на 2-3 °С в час и отходы будут кипеть около 50 лет.
|
В течение первого периода хранения (периода кипения) основной вклад в тепловыделение вносят 90Sr и 137Сs со своими дочерними радионуклидами 90Y и 137Ва. Продолжительность охлаждения отходов высокого уровня активности в резервуарах может быть значительно сокращена при условии выделения не менее 90% радионуклидов стронция и цезия.
Важный фактор, определяющий условия хранения жидких отходов высокого уровня активности, — радиолиз составных частей отходов и в первую очередь Н2О, НNО3 и нитратов. Как известно, в результате радиолиза воды образуется ряд радикалов (Н+, Н, ОН), реакции между которыми приводят к появлению Н2, Н2O2. Выход Н2 при радиолизе воды составляет 0,5—0,7 молекула/100 эВ поглощенной энергии. Выход конечных продуктов радиолиза в растворах солей и кислот завиcит от различных условий, особенно от окислительно-восстановительных свойств растворенных веществ. Для радиолиза воды эти колебания могут быть значительными и достигать 4 молекула/100 эВ. Легко восстанавливаются атомом Н и Н2О2 ионы Се+4, Сr+6, Ti+3, Со+3. В результате радиолиза NО3- образуется О2, который в смеси с водородом взрывоопасен.
Сложный химический состав отходов обусловливает целый комплекс радиационно-химических превращений в процессе их хранения. С точки зрения определения условий хранения наиболее важны процессы, ведущие к выделению газообразного водорода и появлению твердой фазы. С учетом способности водорода образовывать взрывоопасные смеси с кислородом воздуха и окислами азота при хранении отходов высокого уровня активности в газовом пространстве резервуара не допускается концентрация водорода выше 0,3 %.С этой целью предусматривают продувку через резервуар над поверхностью отходов воздуха или инертного газа.
|
Радиационно-химические процессы при хранении высокоактивных отходов могут привести к уменьшению кислотности раствора и, следовательно, выпадению некоторых соединений в осадок. Так, при рН = 5 отмечена важная роль в образовании осадков соединений Мо, Zr, Те, а при рН = 2 выпадает Fе(ОН)3. Известны попытки постоянно поддерживать осадок во взвешенном состоянии непрерывным перемешиванием пульсационным воздухом. Однако это еще более усложняет и без того сложную систему обслуживания емкостей. Более надежно поддержание в емкости нужной кислотности добавлением в случае необходимости азотной кислоты.
Для хранения кислых отходов высокого уровня активности используют толстостенные резервуары из нержавеющей стали. Резервуары снабжены системой водяного охлаждения, воздушными циркуляционными насосами, системой очистки газовых выбросов. Вследствие коррозионного воздействия отходов срок службы резервуаров ограничивается 20-30 годами, после чего отходы должны быть переданы для хранения в новый резервуар.
Были попытки с целью уменьшения коррозионного воздействия подвергать азотнокислые отходы нейтрализации, и для щелочных отходов использовать емкости из простой стали. Однако хранение щелочных растворов неизбежно вызывает выпадение осадков, что затрудняет нормальную эксплуатацию резервуаров и практически исключает возможность их освобождения в аварийной ситуации. Однако, как показала многолетняя практика в различных странах, при правильной эксплуатации резервуары из нержавеющей стали могут быть надежно использованы для временного хранения жидких отходов высокого уровня активности. В целях повышения надежности и исключения попадания отходов в окружающую среду сооружают резервуары с двойными стенками, предусматривают специальные поддоны для сбора протечек, создают систему для быстрой перекачки отходов в резервную емкость.
Необходимость периодической замены резервуаров и строгого контроля в процессе их эксплуатации не позволила ни в одной из применяющих этот способ хранения стран признать его приемлемым для постоянного хранения отходов высокого уровня активности.
|
|
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!