Учёным России придуманы новые контейнеры для хранения радиоактивных отходов

Атомная энергетика известна человечеству с середины прошлого века. Помимо плюсов в извлечении энергии из ядра есть и минусы. Одним из очевидных недостатков такой электрогенерации являются вредные отходы.

Контейнерная проблематика

Опасное утильсырьё – это не только продукт работы АЭС. Без него не обойтись и в том случае, если пришло время подобную электростанцию закрыть. Чаще всего радиоактивная “отработка” находится в жидком виде, что добавляет трудностей при хранении таких веществ. Дабы избежать проблем, связанных с жидким состоянием “отходов-излучателей”, их стали делать твёрдыми с помощью сорбентов.

Поскольку радиоактивные отходы – это не обычный мусор, для их хранения необходимы специальные контейнеры, которые обезопасят людей и окружающую среду от опасного излучения. Такие контейнеры есть, но они имеют свои недостатки, связанные с отнюдь не выдающимися защитными свойствами. Как правило, опасные вещества помещаются в цементную матрицу, которая заключается в “бетонный кокан”. Минус такой “упаковки” в небольшой сдерживающей способности материалов на пути вредоносного излучения. По этой причине количество опасного “утильсырья”, которое можно хранить в таком контейнере, относительно невелико. Приходится производить больше контейнеров, чтобы утилизировать накопленные отходы.

Новая тара

Деятели науки, работающие в УрФУ (Уральский федеральный университет), объединившись в команду, смогли сконструировать новые контейнеры для радиоактивных веществ, которые образуются в результате деятельности АЭС. Об этом проинформировала пресс-служба УрФУ.

Новая “упаковка” имеет три защитных слоя, а не два, как в обычных контейнерах. Пожалуй, в новой разработке можно выделить два ноу-хау. Первое – наличие специальной металлической капсулы. Толщина металла составляет три сантиметра, что позволяет снизить поток вредного излучения на четыре пятых. По мнению работников науки, лучшим материалом для создания такой капсулы является нержавейка. Именно этот вид стали более других приспособлен к противостоянию с жидкой средой с точки зрения коррозийной устойчивости, ведь опасные материалы хоть и превращены из жидких в твёрдые, но иметь в виду устойчивость к коррозии в таком деле необходимо. Другие типы стали нуждаются в специальной обработке, чтобы их не проела ржавчина.

Вторым нововведением в новой “таре” является специальный слой из белой глины, которая содержит достаточно много как кремния, так и алюминия. Кроме того, данная глина обладает наноразмерными частичками. По словам О. Ташлыкова, являющегося доцентом кафедры АЭС и возобновляемых источников энергии, а также руководителем этого исследования, данное вещество хорошо нейтрализует гамма-излучение. Как известно ещё из школьных учебников физики, именно такое излучение наиболее опасно для человека, поскольку частички исторгаемого потока является очень маленькими и обладают значительной проницаемостью различных преград.

Глина, используемая в конструкции нового контейнера, называется галлуазитом. Согласно созданной модели, толщина слоя из данного вещества должна составлять семнадцать сантиметров. Это уменьшает поток вредного излучения ещё на пятнадцать процентных долей. Добавив к этому пятнадцатисантиметровый “бетонный кокан”, получаем безопасное для людей и окружающей среды вместилище “радиоактивного мусора”.

Плюсы новой “упаковки”

По словам О. Ташлыкова, данная разработка позволит как хранить, так и перемещать самые опасные вещества, к примеру, имеющие большой срок полураспада кобальт-60 и цезий-137. Кроме того, в новый контейнер можно загружать от пяти до шести раз больше “вредностей”, чем в “тару” старого типа.

Данная работа была размещена на страницах журнала Progress in Nuclear Energy. В будущем команда учёных хочет изучить защитные свойства других видов сырья. К примеру, речь идёт о металлических частичках, которые образуются в результате ремонта или вывода из эксплуатации различного оборудования на АЭС. Если всё получится, то контейнерная защита увеличится, а расходы на вывод из производственного оборота низкоактивных агрегатов станут меньше.