Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.
Скачать (прямая ссылка):
Все
углеводороды
CO
4 6
Время (ч)
10
Система усиленного пиролиза (горения) может преобразовывать матрицы отходов полистирола в углерод, диоксид углерода и воду с эффективностью более 99%. На графике показаны компоненты потока для кубов полистирола. Эффективность системы для переработки целлюлозы составляет более 93%
Number 26 2000 Los Alamos Science
453
Видение переработки плутония, безопасной для окружающей среды
(a) -((CH2)2N(CH2)2N )-
(б)
CH2PO(OH)2 ((CH2)2N(CH2)2N )п-
^CH2PO(OH)2
N
\
CH2PO(OH)2
(в)
CH2C(O)NHOH
I
-((CH2)2N(CH2)2N )-
CH2C(O)NHOH
CH2C(O)NHOH
В процессе фильтрации полимеров™ растворимые в воде полимеры используются для выделения и выпаривания небольших количеств актиноидов из основной части раствора, (а) - структурная формула полиэ-тиленимина, (б) и (в) - полимер, представленный соответственно тремя функциональными группами фосфоновой кислоты и тремя группами гидроксамовой кислоты. Схема иллюстрирует растворимый в воде полимер со связанными ионами плутония, слишком большой, чтобы пройти через ультрафильтр. Через фильтр проходят вода и небольшие ионы под действием умеренного градиента давления, составляющего 0,7-3,5 кг/см2
Переработка жидких отходов
Г. Д. Ярвинен, Г. М. Парди, Б. Ф. Смит, Т. К. Робинсон
Фильтрация полимеров™ - это технология, с использованием которой можно удалять практически весь остаточный плутоний, америций и другие стабилизируемые ионы металлов из различных жидких технологических потоков и отходов, в том числе потока жидкостей площадки ТА-55.
В этой технологии используются растворимые в воде полимеры, которые избирательно связываются с определенными ионами металлов в водных растворах. Взаимодействия между ионами металлов и связывающими группами на полимере происходят в растворе равномерно. Реакции обычно протекают быстрее по сравнению с реакциями между ионами и твердыми полимерными материалами, такими как анионообменные смолы. Кроме того, растворимые в воде полимеры могут обладать намного большей способностью связывания ионов металлов по сравнению с твердыми полимерами, поскольку в растворимых полимерах присутствуют почти все группы связывания металлов. (В твердых смолах некоторые места связывания не могут соприкасаться с раствором, так как они “заглублены” в структуру твердого тела.)
Растворимые в воде полимеры имеют достаточно большую молекулярную массу, так что их можно выделить и выпарить из всего раствора с использованием ультрафильтра. (Обычно считается, что диапазон фильтрации включает частицы размером от 2 до 10ОО нм с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов дальтонов.) Вода и несвязанные компоненты раствора меньших размеров свободно проходят через ультрафильтр (см. рисунок). В ходе этого процесса примеси сильно концентрируются в небольшом объеме. Этот небольшой объем загрязненного раствора, содержащего комплексы ионов полимера и металла, можно подвергнуть отверждению для последующего захоронения. Полимер можно направить на повторный цикл обработки для дальнейшей наработки ионов металла. При повторном цикле не образовавшие комплекса полимеры регенерируются путем изменения состояния раствора для выделения связанных ионов металла. Небольшой объем промывочной воды используется на другом этапе ультрафильтрации для наработки выделившихся ионов металла в концентрированном виде для повторного использования или захоронения.
Во многих потоках перерабатываемых жидких отходов представляющий интерес актиноидный ион присутствует в очень малой концентрации относительно ионов безопасных металлов, таких как натрий, калий, кальций и магний. Группы фосфоновой кислоты, ацилпи-разолона, гидроксамовой кислоты и иминокарбоновой кислоты имеют большее сродство к актиноидным ионам более высокой валентности по сравнению с металлическими ионами меньшей валентности. Поэтому мы использовали эти функциональные группы в исследованиях растворимых в воде полимеров. До настоящего времени производные фосфоновых кислот обнаружили наилучшие свойства с точки зрения удаления плутония и америция из технологических растворов и растворов отходов. Пробные испытания показали снижение концентрации ионов металлов в 104-IO6 раза.
Блок фильтрации полимеров™ будет установлен на новой линии перчаточных боксов по переработке отходов, содержащих плутоний-238, которая начнет эксплуатироваться в 2001 году. Кроме того, в настоящее время производятся демонстрационные испытания по использованию фильтрации полимеров™ для удаления растворимых актиноидов из водных хлоридных технологических потоков на площадке ТА-55.
Фильтрация полимеров™ - товарный знак фирмы Polyionics Separation Technologies, Inc.
454
Los Alamos Science Number 26 2000
Видение переработки плутония, безопасной для окружающей среды
Электрохимическая очистка металлических отходов
Д. Е. Уэдман, Дж. Л. Луго
В настоящее время металлические предметы, такие как перчаточные боксы, инструменты, специальные контейнеры для хранения ядерных материалов и т. д., составляют существенную долю в объеме трансурановых твердых отходов на площадке ТА-55. В результате НИР, проводимых на площадке ТА-55, была создана методика очистки металлических поверхностей электрохимическим вытравливанием атомных слоев основного металла. Затем очищенный металл можно уничтожать как низкоактивные отходы.
