Введение к работе
Актуальность работы. Вывод из эксплуатации объектов ядерно-энергетического комплекса неизбежно сопровождается образованием значительного количества радиоактивных отходов. Существенную долю этих отходов составляют бетонные конструкции, а также фрагментированные бетоны, образующиеся при механической дезактивации бетонных поверхностей. С учетом того, что вывод объектов из эксплуатации только начинается - объем загрязненных радиоактивных отходов бетона в ближайшее время будет только возрастать.
Основными радионуклидами-загрязнителями, среди гамма и бета излучателей, являются Cs137 и Со60, поэтому их удаление из бетонов, во многих случаях, позволит вывести загрязненные бетонные отходы из категории радиоактивных. В настоящее время существует ряд способов дезактивации бетона. Наиболее распространенным способом дезактивации пористых материалов, в том числе бетонов, является реагентное выщелачивание, с помощью которого осуществляется перевод радионуклида-загрязнителя из бетона в водный солевой раствор. Интенсифицировать процесс реагентного выщелачивания предложено электрокинетическим методом путем наложения постоянного электрического поля.
Представленная работа выполнена в соответствии с «Программой совершенствования и повышения качества, безопасности, надежности средств и методов производства при обезвреживании РАО, обеспечения радиационной безопасности населения и охраны окружающей среды Московского региона» ГУЛ МосНПО «Радон» в рамках тем НИР 2.13.02 «Разработка вариантов проведения дезактивации бетонных поверхностей в полевых условиях» и 7.01.02 «Разработка технологии дезактивации радиоактивных строительных материалов» в 2001-2007г. Цели данной работы коррелируют с задачами Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» в часта реабилитации радиационно-загрязненных территорий, зданий и сооружений и целями рабочей программы концерна «Росэнергоатом» по обращению с РАО на атомных электростанциях на период с 2003 по 2008 годы.
Целью работы является оценка возможности дезактивации бетона от Cs и Со60 реагентным выщелачиванием.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
определено распределение Cs137 в различных фракциях измельченного бетона;
определена степень перехода Cs137 в различные водные растворы солей и кислот из модельнозагрязненного бетона с различным типом загрязнения и из реальнозагрязненного бетона с различной степенью загрязнения, полученного из различных источников;
изучены условия объемной дезактивации дробленого модельного и реальнозагрязненного бетона от радионуклидов Cs137 и Со60 при варьировании таких параметров, как температура, концентрация дезактивирующего раствора, плотность электрического тока;
подтверждена возможность объемной дезактивации бетона от радионуклидов Cs137 и Со реагентным, в том числе электрокинетическим методом.
Положения, выносимые на защиту:
результаты исследований характера и особенностей загрязнения радиоактивного бетона методами радиометрии, у-спектрометрии и рснтгенофазового анализа, а также последовательного выщелачивания модельного и реальнозагрязненного бетона;
составы дезактивирующих растворов;
результаты исследований по определению условий дезактивации бетона от радионуклидов Cs и Со60 реагентным, в том числе электрокинетическим методом;
результаты исследований дезактивации бетона от Cs137 реагентным, в том числе электрокинетическим методом на пилотной установке СКАТ-1.
Личный вклад автора. Поиск и анализ патентной и научной литературы по данной тематике, разработка лабораторных установок и непосредственное участие в создании пилотной установки, планирование и проведение экспериментов, систематизация и анализ полученных экспериментальных данных. Практическая значимость работы.
- определены условия использования методов реагентнои, в том числе
электрокинетической дезактивации бетона от радионуклидов Cs137 и Со60;
условия использования методов реагентной, в том числе электрокинетической дезактивации бетона от радионуклидов Cs137 и Со60 применимы для обработки поверхности бетона с помощью других установок;
разработана технологическая схема реагентной дезактивации бетона;
представленная пилотная установка СКАТ-1 является прототипом соответствующего промышленного оборудования.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на российских и международных конференциях: Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов», Москва, 2005; IX Международная молодежная научная конференция «Полярное сияние», Санкт-Петербург, 2006; II Российская школа по радиохимии и ядерным технологиям, Озерск, 2006; «Complexing Agents between Science, Industry, Authorities and Users» Switzerland, Ascona 2007; IV Молодежная научно-практическая конференция «Ядерно-промышленный комплекс Урала: проблемы и перспективы», Озерск, 2007; VII Международная научная конференция «Экология человека и природа», Москва-Плес, 2008; II Российская конференция молодых ученых и специалистов РАДУГА «Обращение с радиоактивными отходами. Проблемы и решения», Сергиев Посад - Вербилки, 2008; Научно-практическая конференция молодых специалистов и аспирантов «Молодежь ЯТЦ: наука, производство, экологическая безопасность», Северск, 2008; VI Российская конференция по радиохимии «Радиохимия», Москва -Клязьма, 2009, III конференция молодых специалистов РАДУГА «Обращение с радиоактивными отходами. Проблемы и решения», Сергиев Посад, 2010.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 работы в рецензируемых научных журналах, определенных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, списка цитируемой литературы (126 наименований) и приложения. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, включая 17 рисунков и 28 таблиц. Приложения включают результаты исследований, подробное описание и фотоснимки используемых пилотной и лабораторных установок и фотоснимки исследуемых образцов бетона.
