При експлуатації діючих атомних електростанцій з водо-водяними реакторами, які були спроектовані й побудовані в 50-60-х роках минулого століття, були накопичені великі об’єми рідких радіоактивних відходів низької і середньої активності, що призвело до вичерпання площ сховищ. У зв’язку з цим актуальною є розробка простого та ефективного способу іммобілізації такого виду радіоактивних відходів.

Цементування як метод іммобілізації

Одним із найпростіших і найефективніших способів їхньої переробки є цементування, коли відходи зв’язуються у цементному розчині й після цього поміщаються у герметичний контейнер. Оскільки необхідні для цементування матеріали порівняно дешеві, цей метод переробки радіоактивних відходів є одним із найбільш економічно вигідних і надійних рішень.

Але через свій хімічний склад рідкі радіоактивні відходи АЕС з водо-водяними реакторами є проблемними при цементуванні, оскільки схоплювання цементного розчину без спеціальних добавок відбувається лише через 14-56 днів, зразки мають низьку міцність і недостатню надійність при фіксації радіонуклідів.

Інноваційна технологія цементування з використанням АВС

Виходячи з цього, компанією GlobeCore була розроблена інноваційна технологія для підвищення ефективності цементування рідких радіоактивних відходів роботи АЕС з водо-водяними реакторами. Ця технологія реалізована за допомогою апаратів вихрового шару типу АВС.

Суть технології полягає у наступному. Спочатку в змішувачі з лопатевою мішалкою перемішуються з цементом водні сольові рідкі радіоактивні відходи, а потім одержаний цементний розчин проходить через робочу камеру апарату вихрового шару АВС, всередині якої під дією обертового електромагнітного поля, що створюється обмотками індуктора, хаотично рухаються феромагнітні частинки. Тривалість обробки розчину в робочій камері апарату складає десятки секунд.

Рух феромагнітних частинок в середовищі цементного розчину за рахунок створеного вихрового шару забезпечує інтенсивне перемішування, гомогенізацію, механічну і магнітну активацію компонентів цементного розчину на основі рідких радіоактивних відходів. Після проходження радіоактивного цементного розчину через робочу камеру апарата вихрового шару феромагнітні частинки відділяються на розділяючій решітці й дезактивуються, а готовий цементний розчин зливається в герметичний контейнер.

Через небезпеку для обслуговуючого персоналу завантаження вихідних компонентів і феромагнітних частинок, обробка компонентів, охолодження і вивантаження готової суміші здійснюється в автоматичному режимі.

Переваги використання апаратів вихрового шару

Обробка цементного розчину, до складу якого входять рідкі радіоактивні відходи, в апараті вихрового шару має ряд позитивних ефектів, серед яких:

● збільшення ранньої міцності цементних компаундів;

● підвищення морозостійкості;

● покращення стійкості фіксації радіонуклідів у цементній матриці;

● зменшення часу схоплювання цементних компаундів.

Апарати вихрового шару є компактними, не потребують для свого розміщення спеціальних фундаментів, характеризуються невеликим споживанням потужності (від 4,5 до 9,5 кВт в залежності від моделі апарата) й легко вбудовуються в лінії виробництва цементних розчинів для іммобілізації рідких радіоактивних відходів.