В ходе выполнения НИОКР по государственному контракту Госкорпорации «Росатом» с целью решения проблем обращения с облученным графитом при выводе из эксплуатации уран-графитовых реакторов, был разработан и опробован способ подготовки графитовых радиоактивных отходов к захоронению. По результатам работы, в государственном реестре изобретений Российской Федерации зарегистрирован патент на изобретение № 2660 804. Патентообладателями являются Российская Федерация в лице Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» и АО «ОДЦ УГР».
НИОКР выполнялся в сотрудничестве АО «ОДЦ УГР» и ИФХЭ РАН им. А. Н. Фрумкина.
По проблеме обращения с облученным графитом зарегистрировано несколько патентов. Однако способ, разработанный специалистами АО «ОДЦ УГР» и ИФХЭ РАН, имеет ряд преимуществ и существенных отличий от своих предшественников.
Ранее выполненные исследования показали, что часть наиболее проблемных для захоронения радиоактивных отходов — радионуклиды C-14, Cl-36 и трансурановые элементы — находятся в практически несвязанном состоянии в приповерхностном слое пор графита. Идея изобретения состоит в том, чтобы путем поверхностной обработки, не разрушающей структуры облученного графита, удалить наиболее мобильные несвязанные радионуклиды и снизить его удельную активность. Кроме того, способ предусматривает создание барьеров безопасности на основе глин для локализации оставшихся связанных в графите радионуклидов в условиях длительного захоронения без ущерба для окружающей среды. Применение предлагаемого способа позволит решить задачу обеспечения экологической безопасности при захоронении графита.
Особенность изобретения основана на применении комплекса газовых, термических и жидкостных методов селективного удаления радионуклидов из графита. Эксперименты выполнялись на образцах облученных графитовых деталей, извлеченных из реактора. Важную роль сыграло наличие экспериментальной базы в АО «ОДЦ УГР», аттестованных методик и сертифицированного современного оборудования — в ИФХЭ РАН.
На рисунке Рис. 1 представлены рабочие моменты по выполнению научно-исследовательской работы с использованием термического метода дезактивации облученного графита: слева – нагрев графитовой втулки в инертном газе в капсуле с последующим ее извлечением; справа результаты моделирования распределений температуры и скорости движения инертного газа в капсуле в ходе эксперимента.
Как отметил генеральный директор АО «ОДЦ УГР» Андрей Изместьев, — полученные результаты могут найти применение не только в России, но и за рубежом при выполнении совместных проектов. Значимость и актуальность научно-исследовательских работ по обращению с облученным графитом подтверждается тем, что в настоящее время по данной тематике активно работают ведущие исследовательские организации Великобритании, США, Южной Кореи и др.
К настоящему времени АО «ОДЦ УГР» имеет 11 действующих патентов. В стадии рассмотрения находятся ещё 2 заявки на изобретение.
Справочно: авторами изобретения являются представители АО «ОДЦ УГР» — Александр Олегович Павлюк, Сергей Геннадьевич Котляревский, Александр Михайлович Михайлец, Анна Олеговна Шевченко, Олег Михайлович Шевченко; представители ИФХЭ РАН имени А. Н. Фрумкина — Елена Васильевна Захарова, Анна Генриховна Волкова.
