Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Институт:	ИТАЭ	Кафедра:	АЭС
Направление подготовки:		14.03.01 Ядерная энергетика и теплофизика

Отчет по практике

Наименование практики:

Производственная практика: научно-исследовательская работа

СТУДЕНТ

	/ Долгов Р.Н. /
(подпись )	(Фамилия и инициалы)

Группа	ТФ-12-20
	(номер учебной группы)

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ АТТЕСТАЦИЯ ПО ПРАКТИКЕ

(отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно, зачтено, не зачтено)

	/ Иванов С.О. /
(подпись )	(Фамилия и инициалы члена комиссии)

	/ /
(подпись )	(Фамилия и инициалы члена комиссии)

Москва

2023

Список принятых сокращений

ИОС – ионообменные смолы,

ОИОС – отработавшие ионообменные смолы,

АЭС – Атомная электрическая станция,

ЯТ – ядерное топливо,

ОЯТ – отработавшее ядерное топливо,

СКВО – сверхкритическое водное окисление,

РАО – радиоактивные отходы,

ТРАО – твердые радиоактивные отходы,

ЖРАО – жидкие радиоактивные отходы,

ППЗРО – приповерхностные пункты захоронения радиоактивных отходов,

ПЗРО – пункты захоронения радиоактивных отходов,

ПНР – пусконаладочные работы,

ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор.

Содержание

Введение.............................................................................................................................4

Глава 1. Технология переработки радиоактивных ИОС в расплаве свинца и его оксидах с отверждением золы методом геоцементирования............................................6

Глава 2. Технология переработки радиоактивных ИОС пиролиза NUKEM

и NGK...................................................................................................................................8

Глава 3. Технология использования сверхкритического

водного окисления.............................................................................................................11

Глава 4. Технология кондиционирования отработавших ионообменных смол

методом термоваакумной сушки......................................................................................12

Глава 5. Размещение для хранения и транспортировки ОИОС в контейнерах......16

Заключение.......................................................................................................................20

Результаты сравнительного анализа технологий обращения с ОИОС

Список использованной литературы...............................................................................23

Введение

Ионообменные смолы  — синтетические органические иониты  — высокомолекулярные синтетические соединения с трехмерной гелевой и макропористой структурой, которые содержат функциональные группы кислотной или основной природы, способные к реакциям ионного обмена.

ИОС представляют собой твёрдые полимеры, нерастворимые, ограниченно набухающие в растворах электролитов и органических растворителях. Они способны к ионному обмену в водных и водноорганических растворах. Ионообменные смолы получают путём полимеризации или поликонденсации.

Ионообменные смолы относятся к следующим классам:

1. Катионнообменные смолы (катиониты) — содержат кислотные группы;

2. Анионообменные смолы (аниониты) — содержат основные группы;

3. Амфотерные ионообменные смолы — содержат одновременно и кислотные и основные группы;

4. Селективные ионообменные смолы — содержат комплексообразующие группы;

5. Окислительно-восстановительные смолы — содержат функциональные группы, способные к изменению зарядов ионов.

По структуре матрицы¹ ионообменные смолы делятся на:

1. Гелевые  —  микропоры имеют молекулярные размеры. Они представляют собой гомогенные поперечносвязанные полимеры. Фиксированные ионы равномерно распределены по всему объему полимера. Гелевые ионообменные смолы обладают высокой обменной емкостью, однако характеризуются невысокой скоростью обмена;

2. Макропористые  — размеры пор смолы имеют размеры в десятки нанометров. Имеют фиксированную систему пор и каналов, определяемую условиями синтеза. Обменная ёмкость таких смол меньше, чем гелевых при высокой скорости обмена.

Как правило, ионообменные смолы получают методами полимеризации или полимераналогичных превращений. Для получения ионообменных смол методом полимеризации используют мономеры, содержащие ионогенные группы. В случае полимераналогичных превращений ионогенные группы вводятся в инертный полимер. Возможен синтез ионообменных смол способом поликонденсации, однако эти ионообменные смолы имеют менее однородную структуру, меньшую осмотическую стабильность и химическую стойкость. Чаще всего используются сетчатые полимеры. Их получают суспензионной полимеризацией стирола, производных акриловой кислоты, винилпиридинов с диенами.

Ионообменные смолы в основном применяются:

1. Для умягчения и обессоливания воды в теплоэнергетике и других отраслях;

2. Для разделения и выделения цветных и редких металлов в гидрометаллургии;

3. При очистке возвратных и сточных вод;

4. Для регенерации отходов гальванотехники и металлообработки;

5. Для разделения и очистки различных веществ в химической промышленности;

6. В качестве катализатора для органического синтеза.

ИОС используются в котельных, теплоэлектростанциях, атомных станциях, пищевой промышленности (при производстве сахара, алкогольных, слабоалкогольных и других напитков, пива, бутилированной воды), фармацевтической промышленности и других отраслях. [5]

Ионообменные смолы производятся не только в виде шариков, но и в виде мембран. Ионообменные мембраны, изготовленные из ионообменных смол с высокой степенью сшивки, которые пропускают ионы, но не воду, используются для электродиализа. [11]

За время работы установок водоочистки и очистки жидких радиоактивных отходов на объектах использования атомной энергии накоплено более 30 тыс. м³ ОИОС. В настоящее время на российских АЭС и других объектах использования атомной энергии отсутствуют промышленные установки переработки и кондиционирования ОИОС.

Вопрос о наиболее экологичном и эффективном способе переработки ОИОС стоит наиболее остро, т.к. является продуктом эксплуатации АЭС, который как и отработавшее ЯТ необходимо захоронить без вреда окружающей среде. В таблице 1 приведен расчетный радионуклидный состав ОИОС, принятый в проекте Нововоронежской АЭС-2. [12]

Таблица 1 - радионуклидный состав ОИОС Нововоронежской АЭС-2 [12]

Нуклид	Среднеактивные ОИОС, Бк/м3 (Бк/г)	Низкоактивные ОИОС, Бк/м3 (Бк/г)
Sr-89	3,14·108 (0,43·103)	5,74·105 (0,80)
Sr-90	1,70·108 (0,23·103)	5,59·105 (0,77)
Cs-134	8,90·1010 (1,20·105)	1,04·103 (0,14·10-2)
Cs-137	1,38·1011 (1,92·105)	1,62·103 (0,23·10-2)
Co-58	2,88·109 (0,40·104)	2,24·103 (0,31·10-2)
Co-60	7,81·109 (1,08·104)	5,30·103 (0,74·10-2)
Ce-144	8,19·108 (1,14·103)	4,60·105 (0,64)
Pr-144	8,19·108 (1,14·103)	4,60·105 (0,64)
Сумма	2,43·1011 (3,12·105)	3,11·106 (2,85)