АНАЛІЗ СУЧАСНИХ МАТЕРІАЛІВ, МЕТОДІВ І ТЕХНОЛОГІЙ ПОВОДЖЕННЯ З РІДКИМИ РАДІОАКТИВНИМИ ВІДХОДАМИ АВАРІЙНОГО ПОХОДЖЕННЯ НА ПРИКЛАДІ АЕС ФУКУСІМА-1
DOI:
https://doi.org/10.32782/geotech2022.35.21Ключові слова:
АЕС Фукусіма-1, рідкі радіоактивні відходи, радіонукліди, селективні сорбенти, адсорбція, співосадження, зворотній осмосАнотація
У процесі експлуатації об’єктів ядерно-паливного циклу утворюється великий обсяг рідких радіоактивних відходів, які становлять потенційну довгострокову екологічну небезпеку в зв’язку з високою питомою активністю, а також можливістю потрапляння радіоактивних продуктів у навколишнє середовище. Основними завданнями поводження з рідкими радіоактивними відходами (РРВ) є зниження їх об’єму і активності до досягнення залишкової активності рівня зняття з регулятивного контролю, та переведення РРВ у твердий стан для подальшого захоронення у вигляді твердих радіоактивних відходів. Серед методів, який був розроблений для цих цілей, є сорбційне вилучення радіонуклідів із застосуванням селективних сорбентів. Аварія на АЕС Фукусіма-1 стала однією з найсерйозніших в історії атомної енергетики, а роботи з дезактивації РРВ і подальшого використання очищених вод є прикладом сучасного поводження з рідкими радіоактивними відходами аварійного походження. У статті проаналізовано наявну інформацію щодо використання сучасних матеріалів, методів і технологій поводження з РРВ на АЕС Фукусіма-1 з метою узагальнення світового досвіду і виявлення сучасних тенденцій у цьому напрямі. Показано, що перша фаза очищення аварійних РРВ на установці, де поєднано систему селективної адсорбції (з застосуванням цеолітів), систему співосадження та систему зворотного осмосу, мала високу ефективність, але генерувала багато вторинних відходів. Заміна системи співосадження на додаткову систему селективної селективної адсорбції (з застосуванням сучасніших селективних сорбентів) призвела до скорочення об’єму вторинних радіоактивних відходів. Для очищення високосольових розчинів суттєво ефективною виявилась технологія з використанням системи різних селективних сорбентів для послідовного видалення цільових радіонуклідів. Аналіз результатів поводження з РРВ із різним хімічним складом на АЕС Фукусіма-1 показав актуальність подальших розробок "під ключ" сучасних сорбційних матеріалів із селективними властивостями щодо різних радіонуклідів.
Посилання
Lehto, J., Koivula, R., Leinonen, H., et al. (2019), Removal of Radionuclides from Fukushima Daiichi Waste Effluents, Separ. Purific. Reviews. 48 (2): 122-142.
http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/indexold-e.html (Information from the official website of the TEPCO; accessed April 15, 2022).
Tsukada, T., Uozumi, K., Hijikata, T., et al. (2014), Early construction and operation of highly contaminated water treatment system in Fukushima Diichi Nuclear PowerStation (I) – ion exchange properties of KURION herschelite in simulating contaminated water, J. Nucl. Sci. Technol., 51: 886-893. https://doi.org/10.1080/00223131.2014.921582
Braun, J., Barker, T. (2012), Fukushima Daiichi emergency water treatment, Nucl. Plant J., 30(1): 36-37.
Pease L.F., Fiskum S.K., Colburn H.A., Schonewill P.P. (2019), Cesium Ion Exchange with Crystalline Silicotitanate: Literature Review, PNNL-28343, Rev.0; RPT-LPTTS-001, Rev. 0. Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington
Sylvester, P., Milner, T., Jensen, J. (2013), Radioactive liquid waste treatment at Fukushima Daiichi, J. Chem. Technol. Biotechnol., 88: 1592-1596. https://doi.org/10.1002/jctb.4141
Tusa E. (2014), Efficiency of Fortum's CsTreat® and SrTreat® in cesium and strontium removal in Fukushima Daiichi NPP, ENC2014, Marseille, France (Information from the official website of the Fortum: https://www.fortum.com/sites/default/files/documents/efficiency_of_fortums_cstreat_and_srtreat_fukushima.pdf; accessed July 19, 2022).
Kani, Y., Asano ,T., Tamata , S. (2014), A new adsorbent for simultaneous removal of cesium and strontium, 40th Annual Waste Management Conference (WM2014), paper 14110. https://xcdsystem.com/wmsym/archives//2014/index.html
Kani, Y., Asano, T., Kamoshida, M., et al. (2016), RO concentrated water treatment equipment for risk reduction of contaminated waterstored in tank in Fukushima NPS, 42nd Annual Waste Management Conference (WM2016), paper 16655. https://www.wmsym.org/archives/2016/index.html (accessed April 15, 2022).
Möller, T., Harjula, R., Lehto, J. (2003), Ion exchange of 85Sr, 134Cs and 57Co in sodium titanolisicate and the effect of crystallinity on selectivity, Sep. Purif. Technol. 28: 13-23. https://doi.org/10.1016/S1383-5866(02)00004-7
