Кулемин В.В., Крапухин В.Б., Красавина Е.П., Лавриков В.А., Кулюхин С.А.

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН), г. Москва, Россия

Formation and accumulation of a significant amount of the radioactive waste products having various radio-activity structure and a level of specific activity, keeps now a urgency of a problem of their storage and a burial place, and also assumes creation of various ways of their processing and manufacturing of new kinds of the equipment and installations. One of the directions, considered by many experts as the basic for highly active waste products is glassing.

The glassed waste products should be placed into containers which can be showed the certain conditions. One of perspective materials for manufacturing containers is the immovable casting possessing radiating and corrosion resistance, water resistance, the property to not collapse under influence of temperature 400-500oС, good ability to formation. Products from immovable casting have high firm characteristics, possess stability to influence of excited environments. This work is dedicated to methods of location of glassed matter into basalt container.

Образование и накопление значительного количества  радиоактивных отходов, имеющих различный состав радионуклидов и уровень удельной активности, сохраняет в настоящее время актуальность проблемы их хранения и захоронения, а также предполагает создание различных способов их переработки и изготовления новых видов оборудования и установок. Одним из направлений, рассматриваемое многими специалистами как основное для высокоактивных отходов - это остекловывание. Остеклованные отходы должны быть размещены в контейнеры, к которым предъявляются определенные требования. Одним из перспективных материалов для изготовления контейнеров является каменное литье, обладающее радиационной и коррозионной стойкостью, водостойкостью, свойством не разрушаться под воздействием температуры 400-500^oС, хорошей способностью к формованию. Изделия из каменного литья имеют высокие прочностные характеристики, обладают устойчивостью к воздействию агрессивных сред.

В то же время из-за различий в коэффициентах термического расширения стекла и каменного литья (могут различаться в 3 раза)  при остывании заполненного контейнера неизбежно возникновение напряжений на каких-либо участках соприкосновения стекла и материала контейнера и, вследствие этого, возможное растрескивание, как стеклоблока, так и камнелитого контейнера. Размещение же готового стеклянного блока в контейнере связано со сложностью его загрузки в контейнер, поскольку из-за сложности механической обработки стеклоблока, содержащего высокоактивные отходы, практически невозможно точно подогнать форму стеклоблока к внутреннему пространству контейнера. Поэтому даже при соблюдении всех технологических операций при упаковке остеклованных РАО, неизбежно возникновение пустот или напряжений вследствие несовпадения их форм или коэффициентов термического расширения. Для устранения этого недостатка предлагается между внутренними стенками контейнера и стеклоблоком использовать футеровку из минеральной ваты (рис.1). Минеральная вата изготавливается из камня, который плавится при 1500^оС. Минеральная вата обладает хорошей изоляционной способностью в широком диапазоне температур, высокой механической и химической стойкостью, прочностью на сжатие, не подвергается горению, не поглощает воду. Однако для специальных изделий выпускаются образцы, хорошо поглощающие воду.

При подготовке контейнеров с остеклованными РАО к длительному хранению важную роль играет герметичность их упаковки. При использовании контейнеров из каменного литья возникает проблема герметичного присоединения крышки к контейнеру. С этой целью разработана опытная установка для герметизации контейнеров с остеклованными отходами (Рис. 2).

Таким образом, в результате проделанной работы показана перспективность использования контейнеров из каменного литья, внутренняя поверхность которых предварительно футерована минеральной ватой, для хранения остеклованных РАО.

Рис. 1. Расположение стеклоблока в камнелитом контейнере

Рис. 2. Установка для герметизации контейнеров из каменного литья

Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья том 2