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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2288514

Sorbens für die Aufbewahrung von radioaktivem Jod aus der Gasphase

Name des Erfinders: Equal Sergej Iwanowitsch (RU); Pyatin Nikolai Petrovich (RU); Istomin Igor
Der Name des Patentinhabers: Bundes GUP "Produktionsvereinigung" Majak "
Korrespondenzanschrift: 456780, Chelyabinsk Region, Ozersk, Lenina, 31, FSUE "PO" Majak ", TVE ..
Startdatum des Patents: 2005.05.11

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verarbeitung und immobilisierende radioaktive gasförmige Abfälle Aufbereitung Nuklearindustrie, nämlich auf dem Gebiet der Gasaerosol Jod-Capture-Strom-Schneideanordnung Auflösung von bestrahlten Kernbrennstoffen. Sorptionsmittel zum Einfangen Radiojod besteht aus einem porösen Träger mit dem Silbersalz imprägnierte Nitrat (AgNO ₃₎ als Adsorbens verwendeten Basen porösen Siliciumcarbid eine Porosität von 30 bis 60% aufweist. Technische und wirtschaftliche Effizienz ist eine hohe Korrosions- und mechanische Stabilität des Materials in korrosiven Umgebungen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Verarbeitung und Immobilisieren radioaktiven gasförmigen Abfallwiederaufbereitungsnuklearindustrie, nämlich das Gebiet der Erfassung von Iod (insbesondere Jod-129) des Gasaerosolstrom-Schneidanordnung Auflösung bestrahlter Kernbrennstoffe.

Herstellungsverfahren für die Aufarbeitung bestrahlter Kernbrennstoffe (SNF) Leistungsreaktoren und Transportsysteme sind untrennbar miteinander verbunden , um Gas-Aerosol - Reinigungsabfälle aus der langlebigen Jod-129 _(T 1/2 = 1,57 · 10 ⁷ Jahre). Als Sorptionsmittel für seine Ergreifung mit porösen Materialien mit Silbernitrat imprägniert.

Ein Analogon der Erfindung können mit den technischen Spezifikationen gemäß Silber-Sorbens "Siloksid" sein "Siloksid-Sorbens Jod Radionukliden aus gasförmigen Medien zu erfassen." TU LKVSH 94.373.00.000, Sosnovy Bor, NITI. AP Alexandrov, 1995.

Sorbent "Siloksid" unzureichende Jodbehandlung bei der Wiederaufarbeitung, da Es hat eine kleine Korngröße (2 mm) und mit geringer Oberfläche, das Schleppgas-Reinigungsvorrichtung zu einer deutlichen Steigerung trägt und die sich auf die Absorptionskapazität des Sorbens. Bekannte Sorbens zu erfassen Jod [SI Glatte, NP Pyatin, IA Istomin. Erfassung von Jod-129 in der Aufarbeitung bestrahlter Kernbrennstoffe aus Kraftwerken. Ein Artikel in der Zeitschrift "Kernenergie", dh. 92, vyp.6 Juni 2002], die als Prototyp der Erfindung genommen wird, wo als Basis mit dem Silbersalz (AgNO _{3) imprägniert,} um die Marke Aluminiumoxid A als weißer zylindrischen Pellets mit Form mit einem Basisdurchmesser von 3 mm bis 4 mm und einer Höhe von 10 mm bis 15 mm in Übereinstimmung mit GOST 8136-85 "aktives Aluminiumoxid. Technische Bedingungen".

Aluminiumoxid Nachteile sind:

- Neigung gegen mechanischen Abrieb und Zerstörung während des Betriebs und Regeneration;

- Geringe chemische Stabilität in alkalischen und sauren Medien;

- Abstauben im Umpacken Prozess.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die mechanische Festigkeit während der Operation, Regeneration und Umpacken, sondern auch der chemischen Stabilität des Sorptionsmittels unter sauren und alkalischen Bedingungen zu verbessern, während die grundlegenden Eigenschaften dem Sorbens auferlegt Aufrechterhaltung und seine Basis (effektive Sättigungs Basis Imprägniermittel, hohe dynamische Kapazität für Jod, die Möglichkeit der Regeneration und Silberextraktions Sorbens für die Wiederverwendung). Es wird durch die Verwendung als ein Sorbens für die Abscheidung von Ioddampf porösen Siliciumcarbid mit einem Salz von Silbernitrat imprägniert (AgNO _{3) gelöst.}

Siliziumkarbid - ein Material, das eine chemische Verbindung aus Silizium-Kohlenstoff (SiC); Mohs-Härte von 9,1; Mikrohärte von 3300-3600 kgf / mm ^2. Vorbereitet in seinen elektrischen Widerstand Öfen Paare Silizierverfahren Kohlenstoffpartikel von Kieselsäure. Die Rohstoffe sind Materialien reich an Kieselsäure: Venen Quarz, Quarzit und Quarzsand , die nicht weniger 99,0-99,5%, SiO _2, und ein kohlenstoffhaltiges Material - Petrolkoks. Siliciumcarbid ist ein vielversprechendes Material für moderne Gerätebau, aufgrund der hohen Strahlungsbeständigkeit und thermische Stabilität.

Das vorgeschlagene Material aus, daß unterschiedlich ist aus Siliciumcarbid, Aluminiumoxid hat eine viel höhere Korrosionsbeständigkeit in korrosiven Umgebungen, da es nicht mit anorganischen Säuren und Laugen auch bei ihrer Siedetemperatur reagiert. Laborstudien haben gezeigt, dass Siliciumcarbid Korrosion im Grundwasser mit rN ~ 8 bei 170 ° C gezeigt, beträgt 0,15 Mikrometer pro Jahr. Die mechanische Festigkeit des Siliziumcarbid-übersteigt deutlich die Stärke von Aluminiumoxid bzw. das Material stabiler Transport und Umpacken Prozesse ist.

Die Verwendung von porösem Siliciumcarbid, zur Herstellung des Iod-Adsorptionsmittels möglich, wie in Form von Pellets verschiedener Formen und in Form eines Patronenfilters (FP) in dem Gehäuse kompakt regenerierbaren Filtermodul fähig Reinigung durch Joddampf durchführt.

Zur Herstellung von Sorptionsmittel Jod, poröse Siliciumcarbid Salz Silbernitrat (AgNO _{3) imprägniert.} Zu diesem Zweck wurde mit einer Lösung eines Silbersalzes mit der gewünschten Konzentration an Silber imprägniert die poröse Adsorbens Substrat (Siliciumcarbid eine Porosität von 30 bis 60% in Form von Granulaten oder in Form einer Kartuschenfilter), und bei einer Temperatur von 100 bis 150 ° C getrocknet, Imprägnier- und Trocknungsschritte werden bis zur vollständigen Absorption der Lösung wiederholt.

Nachdem das Sorptionsmittel mit radioaktivem Jod aus der Gasphase gesättigt kann seine Regeneration zur Wiederverwendung durch. Bei Bedarf können Sie Silber aus dem vorgeschlagenen Sorbens zur erneuten Verwendung zu extrahieren.

Beispiel

in Form eines Hohlzylinders mit einem Basisdurchmesser von 70 mm, einer Höhe von 105 mm und einer Wandstärke von 5 mm - für die Experimente, die Möglichkeit zur Herstellung eines porösen Sorbens auf Basis von Siliciumcarbid (Porosität 30%) Probe des Materials verwendet wurde (Filterpatrone im folgenden AF) zu erforschen. Das Ausgangsgewicht von AF war 184 574 mg. Die Imprägnierung wurde mit Silbernitrat AF Nitratlösung mit einer Konzentration von Silber 2,6 g / l Salpetersäure und 5 mol / l durchgeführt wird, in mehreren Stufen, von denen jede ein Verfahren zum gleichmäßigen Benetzung des Filters und trocknet anschließend. Somit erreicht sie eine vollständige Absorption der Lösung.

OP gewogen vor und nach der Sättigung. AF Silbersättigungs Ergebnisse sind in Abbildung 1 dargestellt.

Nach dem sechsten Schritt war eine vollständige Absorption der Lösung 2,2 g Silber enthält, wobei die Silberkonzentration in der Filterpatrone von 11,9 mg / g war.

Experimente AF Jod capture wurde auf einer Laborumgebung (Abbildung 2) durchgeführt.

Abbildung 2: 1 - verschlossenen Behälter, 2 - hitzebeständigem Glas, 3 - Jod-127, 4 - Herd, 5 - FP 6 - Sprudler, 7 - NaOH-Lösung.

An der Unterseite des hitzebeständigem Glas 2 wurde auf Bindung von Jod-127 im Überschuß des stöchiometrischen Werts in Bezug auf die Reaktion von Silberiodid Bildung bestreut. FP 5 wurde auf einem Metallgitter oberhalb der Anwendungsphase Iodkristallen montiert platziert. AF-Glas wurde in einem luftdichten Behälter 1, der mit einem Druckstutzen für die Gasphase 6 in dem Gasspüler mit einer Lösung von Natriumhydroxid mit einer Konzentration von 2 mol / l gefüllt installiert. Sättigungs Jod Sorbens wurde bei 200 ° C in einem Schachtofen 4. Beginn und am Ende des Verdampfungsprozesses des Jods wurde durchgeführt durch Lösungspolymerisation Farbänderung in dem Gasspüler und der Verbindungskanäle überwacht.

Die Zahl der gefangenen Jod wurde, bevor durch Wiegen des AF ermittelt und nach der Sättigung. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Die Konzentration von Jod-127 in den Absorber betrug 18,1 mg / g, größere Mengen an Iod in Form von Silberiodid in Übereinstimmung mit der Reaktionsstöchiometrie gebildet

6AgNO ₃ + 3I ₂ <---> 4AgI + 2AgIO ₃ + 6S _2.

Dies kann durch Adsorption an der Oberfläche des molekularen Jods PT Poren erläutert.

Die Regeneration wurde mit einer alkalischen Lösung von AF-hydrazin Nitrat mit einer Konzentration von Alkali von 30 g / l Hydrazin und 15 g / l durchgeführt. Die Verarbeitung der Sorbenslösung wurde 30 Minuten bei 80 ° C. Nach der Regeneration der Filterpatrone mit heißem destilliertem Wasser bis pH = 7,5, getrocknet und gewogen gewaschen wurde. Von Lösungen während der Regeneration von AF (und regeneriert Wäsche) produziert wurde Jod als Kupferiodid konzentriert. Ergebnisse FP Regeneration und Ausscheidung von Jod in Form von Kupferiodid in Tabelle 2 angegeben.

Um das Silber aus dem verbrauchten Sorptionsmittel auf Basis von porösem Siliciumcarbid Phasenübergang von er nach der Entfernung von Iod zu erhalten, wurde bei 80 ° C für 30 Minuten mit einer Salpetersäurekonzentration von 5 mol / l behandelt, dann getrocknet und gewogen AF. Die Mutterlaugen und Waschlösungen wurden auf den Gehalt an Silber untersucht (Silbergehalt des ursprünglichen OP - 2,2 g) in zwei Arten. Im ersten Fall wurde die Massenkonzentration von Silber in der Lösung auf energiedispersive Röntgenfluoreszenz-Analysator ERA-03 bestimmt. Die zweite - Silber wurde aus der Lösung in der Chloridform ausgefällt. Ergebnisse von Analysen von Lösungen in Tabelle 3 gezeigt.

Wie aus den Daten in Tabelle 3 dargestellt zu sehen ist, war die Wirksamkeit der Extraktion von Silberfilterpatrone (99,4 ± 0,3)%, was höher ist als der Grad der Rückgewinnung von Silber aus dem Adsorptionsmittel auf Basis von Aluminiumoxid, wo es auf der Ebene ist (97,4 ± 0,6)%.

Die Besonderheiten des angebotenen Materials ist deutlich höher Korrosion und mechanische Stabilität in rauen Umgebungen. Dies kann wesentlich die Lebensdauer des Jods Sorbens erstrecken, effizienter Einsatz von teuren Silber.

FORDERUNGEN

Das Sorbens zu stoppen radioaktivem Iod, bestehend aus einem porösen Träger mit dem Silbersalz imprägnierte Nitrat (AgNO _3), dadurch gekennzeichnet , daß als Sorbens Basen porösen Siliciumcarbid mit einer Porosität von 30 bis 60% verwendet wird.

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Erscheinungsdatum 19.02.2007gg

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