alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2025.04.082-090alternative-2645Research ArticleII. НЕВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 9. Атомная энергетика. 9-3-0-0 Атомная энергетика и окружающая средаII. NONRENEWABLE ENERGY. 9. Atomic energy. 9-3-0-0 Atomic energy and environmentМетод связывания тритий-содержащих вод в бетоне для промышленных объектовMethod for binding tritium-containing water in concrete for industrial facilitieshttps://orcid.org/0000-0001-6397-015XТашлыковО. Л.TashlykovO. L.

Ташлыков Олег Леонидович - докт. техн. наук, профессор кафедры атомных станций и ВИЭ.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Scopus ID 36992762900, Researcher ID AAM-4935-2021

Oleg L. Tashlykov - Professor of «Nuclear Power Plants and Renewables» Department, Doct. Sci (Engineering).

620002, Yekaterinburg, Mira st., 19

Scopus ID 36992762900, Researcher ID AAM-4935-2021

otashlykov@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0942-9191КасковД. О.KaskovD. O.

Касков Дмитрий Олегович – студент.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Dmitry O. Kaskov - postgraduate student.

620002, Yekaterinburg, Mira st., 19

https://orcid.org/0000-0003-4538-0951ВоложениновТ. П.VolozheninovT. P.

Воложенинов Тимофей Павлович – студент.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Timofey P. Volozheninov - postgraduate student.

620002, Yekaterinburg, Mira st., 19

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»РоссияUral Federal University named after the first President of Russia B.N. YeltsinRussian Federation202508072025048290Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20252025Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2645

В статье рассмотрен инновационный метод связывания тритий-содержащей воды в бетоне для промышленных объектов, разработанный в качестве альтернативы традиционным способам утилизации. На примере аварии на АЭС «Фукусима-1» авторы демонстрируют применение технологии COREBRICK (разработка компании ЭКСОРБ), включающей ионоселективную сорбцию и кондиционирование загрязнённой воды с последующим её использованием в производстве строительных материалов. Проведены расчёты удельной активности бетонного раствора на основе данных TEPCO, а также выполнено моделирование методом Монте-Карло для верификации соответствия международным нормам радиационной безопасности. Результаты исследования подтверждают, что предложенный метод обеспечивает эффективную иммобилизацию трития и может быть применён для создания конструкционных материалов при сооружении хранилищ и других объектов ядерной инфраструктуры.

The article examines an innovative method for immobilizing tritium-containing water in concrete, designed as an alternative to conventional disposal approaches. Using the Fukushima-1 NPP accident as a case study, the authors present the COREBRICK technology (developed by EXORB), which combines ion-selective sorption and conditioning of contaminated water for subsequent use in construction materials. Calculations of the concrete solution’s specific activity were performed based on TEPCO data, complemented by Monte Carlo simulations to verify compliance with international radiation safety standards. The findings demonstrate that the proposed method ensures effective tritium containment and is suitable for producing structural materials in the construction of storage facilities and other nuclear infrastructure.

тритийрадиоактивная водаутилизациябетонированиерадиационная безопасностьCOREBRICKметод Монте-Карлоtritiumradioactive waterdisposalconcrete immobilizationradiation safetyCOREBRICKMonte Carlo methodReferencesНовиков Г. А. Обеспечение безопасности в области использования атомной энергии: учебник / Г. А. Новиков, О. Л. Ташлыков, С. Е. Щеклеин; под общ. ред. Г. А. Новикова. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. – 552 с.Novikov G. A. Ensuring safety in the field of atomic energy use: textbook / G. A. Novikov, O. L. Tashlykov, S. E. Shcheklein; under general. red. G. A. Novikova. – Yekaterinburg: Urals. Un-ta, 2017. – 552 p.Носов Ю. В. Особенности вывода из эксплу атации быстрых реакторов БН-350, -600 / Ю. В. Носов [и др.] // Атомная энергия. – 2018. – Т. 125. – № 4. – С. 195-199.Nosov Yu. V. Features of decommissioning fast reactors BN-350, -600 / Yu. V. Nosov [et al.] // Nuclear energy. – 2018. – Vol. 125. – No. 4. – Pp. 195-199.Ташлыков О. Л. О проблеме снижения дозовых затрат персонала АЭС / О. Л. Ташлыков, С. Е. Щеклеин, В. И. Булатов // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2011. – № 1. – С. 55-60.Tashlykov O. L. On the problem of reducing the dose costs of NPP personnel / O. L. Tashlykov, S. E. Shcheklein, V. I. Bulatov // Izvestiya vuzov. Nuclear power engineering. – 2011. – No. 1. – Pp. 55-60.Самойлов А. А. Приоритетные направления оптимизации обращения с радиоактивными отходам / А. А. Самойлов, С. В. Стрижова, П. А. Блохин // Пленарные и секционные доклады XIмеждународнойнаучно-техническойконференции Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики. – Москва: АО «Концерн Росэнергоатом», – 2018. – С. 269-275.Samoilov A. A. Priority areas for optimizing radioactive waste management / A. A. Samoilov, S. V. Strizhova, P. A. Blokhin // Plenary and sectional reports of the XI International Scientific and Technical Conference Safety, Efficiency and Economics of nuclear energy. Moscow: Rosenergoatom Concern JSC, 2018. – Pp. 269-275.О критериях отнесения твердых, жидких и газообразных отходов к радиоактивным отходам: Постановление Правительства РФ № 1069 от 19.10.2012. – URL: https://base.garant.ru/70247038/ (Дата обращения: 05.04.2023).On criteria for classifying solid, liquid and gaseous wastes as radioactive waste: Decree of the Government of the Russian Federation No. 1069 dated 19.10.2012. URL: https://base.garant.ru/70247038/ (Date of reference: 04/05/2023).Металиди М. М. Варианты технологий выделения и обращения с тритием при переработке ОЯТ // Материалы семинара: Обращение с тритийсодержащими РАО.Metallidi M. M. Variants of technologies for the isolation and treatment of tritium in the processing of spent nuclear fuel // Materials of the seminar: Treatment of tritium-containing radioactive waste.International Atomic Energy Agency (IAEA). The Fukushima Daiichi Accident. Report by the Director General and five technical volumes. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2015.International Atomic Energy Agency (IAEA). The Fukushima Daiichi Accident. Report by the Director General and five technical volumes. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2015Anzai K., Ban N., Ozawa T. & Tokonami S. Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident: facts, environmental contamination, possible biological effects, and countermeasures // Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition. 2011;50(1):2-8. https://doi.org/10.3164/jcbn.D-11-00021.Anzai K., Ban N., Ozawa T. & Tokonami S. Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident: facts, environmental contamination, possible biological effects, and countermeasures // Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition. 2011;50(1):2-8. https://doi.org/10.3164/jcbn.D-11-00021.Чен Х., Сюй К. Размышления о международных механизмах урегулирования споров, связанных со сбросом загрязненной воды на АЭС «Фукусима» // Управление океанами и прибрежными районами. – 2022. – Т. 226. – С. 106278.Chen H., Xu K. Reflections on international dispute settlement mechanisms related to the discharge of contaminated water at the Fukushima nuclear power plant // Ocean and Coastal Area Management. – 2022. – Vol. 226. – P. 106278.Обновление информации о выводе из эксплуатации АЭС «Фукусима-Дайити» в 2021 году. — URL: https://www.meti.go.jp/english/earthquake/nuclear/decommissioning/pdf/02_meti_sideevent.pdf (Дата обращения: 05.04.2023).Update of information on decommissioning of the Fukushima Daiichi nuclear power plant in 2021. – URL: https://www.meti.go.jp/english/earthquake/nuclear/decommissioning/pdf/02_meti_sideevent.pdf (Date of reference: 05.04.2023).Пат. 2706019 РФ, МПК G21F 9/04. Способ переработки жидких радиоактивных отходов / В. П. Ремез; заявл. 21.09.2018; опубл. 13.11.2019.Pat. 2706019 RF, IPC G21F 9/04. Method of processing liquid radioactive waste / V. P. Remez; application 21.09.2018; published 13.11.2019.Ремез В. П. Повышение эффективности локализации радионуклидов кобальт-60 и цезий-137 из жидких радиоактивных отходов // Ядерная физика и инжиниринг. – 2016. – Т. 7. – № 2. – С. 129-137.Remez V. P. Improving the efficiency of localization of radionuclides cobalt-60 and cesium-137 from liquid radioactive waste // Nuclear Physics and Engineering. – 2016. – Vol. 7. – No. 2. – Pp. 129-137.Бюсселер К. О. Открытие шлюзов на АЭС «Фукусима» // Наука. – 2020. – Т. 369. – № 6504. – С. 621-622.Бюсселер К. О. Открытие шлюзов на АЭС «Фукусима» // Наука. – 2020. – Т. 369. – № 6504. – С. 621-622.Lai J. -L., Li Z. -G., Wang Y., Xi H. -L. & Luo X.-G. Tritium and carbon-14 contamination reshaping the microbial community structure, metabolic network, and element cycle in the seawater environment // Environmental Science & Technology. 2023:57(13);5305-5316. https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00422.Lai J. -L., Li Z. -G., Wang Y., Xi H. -L. & Luo X.-G. Tritium and carbon-14 contamination reshaping the microbial community structure, metabolic network, and element cycle in the seawater environment // Environmental Science & Technology. 2023:57(13);5305-5316. https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00422.Cui F., Wang T., Chen Q., Sun L., Chen N., Wan J., Li S., Zhang Q., Zhang M., Yan H., Liu L. & Tu Y. Molecular mechanism of toxic effects of tritium water in different biological media // ACS Chemical Health & Safety. 2023:30(5);251-259. https://doi.org/10.1021/acs.chas.3c00037.Cui F., Wang T., Chen Q., Sun L., Chen N., Wan J., Li S., Zhang Q., Zhang M., Yan H., Liu L. & Tu Y. Molecular mechanism of toxic effects of tritium water in different biological media // ACS Chemical Health & Safety. 2023:30(5);251-259. https://doi.org/10.1021/acs.chas.3c00037.ICRP Publication 119: Compendium of Dose Coefficients based on ICRP Publication 60 // Annals of the ICRP. – 2012. – Vol. 41 (Suppl.). – Pр. 1-130.ICRP Publication 119: Compendium of Dose Coefficients based on ICRP Publication 60 // Annals of the ICRP. – 2012. – Vol. 41 (Suppl.). – Pр. 1-130.TEPCO. Оценки концентрации радиации для зон резервуаров (на 31.03.2020). – URL: https://www4.tepco.co.jp/en/sp/decommission/progress/water-treatment/images/tankarea_en.pdf (дата обращения: 05.04.2023).TEPCO. Оценки концентрации радиации для зон резервуаров (на 31.03.2020). – URL: https://www4.tepco.co.jp/en/sp/decommission/progress/water-treatment/images/tankarea_en.pdf (дата обращения: 05.04.2023).Стахив М. Р. Переработка и кондиционирование РАО на АЭС для подготовки к окончательной изоляции / М. Р. Стахив [и др.]. – М.: ВНИИАЭС, 2013. – URL: https://www.atomic-energy.ru/technology/40756 (Дата обращения: 05.04.2023).Stakhiv M. R. Processing and conditioning of radioactive waste at nuclear power plants to prepare for final isolation / M. R. Stakhiv [et al.]. Moscow: VNIIAES, 2013. URL: https://www.atomic-energy.ru/technology/40756 (Date of reference: 04/05/2023).Булатов В. И. Сооружение комплекса переработки жидких радиоактивных отходов на Белоярской АЭС // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2020. – № 25-27 (347-349). – С. 62-72.Bulatov V. I. Construction of a liquid radioactive waste processing complex at the Beloyarsk NPP // Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). – 2020. – № 25-27 (347-349). – Pp. 62-72.Арустамов А. Э. Метод ионоселективной очистки жидких радиоактивных отходов // Безопасность жизнедеятельности. – 2005. – № 11. – С. 13-16.20]. Arustamov A. E. Method of ion-selective purification of liquid radioactive waste // Safety of vital activity. – 2005. – No. 11. – Pp. 13-16.Tashlykov O. L. Ion-selective treatment as a method for increasing the efficiency of liquid radioactive waste reducing // AIP Conference Proceedings. – 2021. – Vol. 2388. – P. 020032.Tashlykov O. L. Ion-selective treatment as a method for increasing the efficiency of liquid radioactive waste reducing // AIP Conference Proceedings. – 2021. – Vol. 2388. – P. 020032.Руководство МАГАТЭ по радиационной защите № SSG-46. – Вена: МАГАТЭ, 2018.IAEA Radiation Protection Manual No. SSG-46. Vienna: IAEA, 2018.Ташлыков О. Л., Махмуд К. А., Литовченко В. Ю., Васютин Н. А., Воложенинов Т. П., Касков Д. О., Юзбашиева К. Ш. Оптимизация радиационной защиты контейнеров для отвержденных жидких радиоактивных отходов // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2023. – № 2 (407). – С. 54-63.Tashlykov O. L., Mahmud K. A., Litovchenko V. Yu., Vasyutin N. A., Volozheninov T. P., Kaskov D. O., Yuzbashieva K. Sh. Optimization of radiation protection of containers for cured liquid radioactive waste // Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). – 2023. – № 2 (407). – Pp. 54-63.Ташлыков О. Л., Литовченко В. Ю., Васютин Н. А., Хандакер М. У., Махмуд К. А. Совершенствование конструкции защитных контейнеров для радиоактивных отходов // Радиационная физика и химия. – 2022. – Т. 199. – С. 110229.Tashlykov O. L., Litovchenko V. Yu., Vasyutin N. A., Khandaker M. U., Mahmud K. A. Improving the design of protective containers for radioactive waste // Radiation physics and Chemistry. – 2022. – Vol. 199. – P. 110229.Al-Ghamdi Hanan, Tashlykov O. L., Sayyed M. I., Almuqrin Aljawhara A. H., Khandaker Mayeen Uddin, Mahmoud K. A. Suggested two layers container for shielding the low and intermediate activity gamma-ray sources // Radiation Physics and Chemistry. 2022;199:110322. https://doi.org/10.1016/j.radphy-schem.2022.110322.Al-Ghamdi Hanan, Tashlykov O. L., Sayyed M. I., Almuqrin Aljawhara A. H., Khandaker Mayeen Uddin, Mahmoud K. A. Suggested two layers container for shielding the low and intermediate activity gamma-ray sources // Radiation Physics and Chemistry. 2022;199:110322. https://doi.org/10.1016/j.radphy-schem.2022.110322.ГОСТ 26633-2015. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2016.GOST 26633-2015. Concrete is heavy and fine-grained. Technical specifications. Moscow: Standartinform, 2016.МАГАТЭ. Регулирующий контроль облучения вследствие наличия радионуклидов в строительных материалах. Серия докладов по безопасности № 95. – Вена: МАГАТЭ, 2020.27. The IAEA. Regulatory control of radiation exposure due to the presence of radionuclides in building materials. Safety Report Series No. 95. Vienna: IAEA, 2020.СанПиН 2.6.1.1281-03. Санитарные правила по радиационной безопасности при транспортировании радиоактивных материалов. – М., 2003.SanPiN 2.6.1.1281-03. Sanitary rules on radiation safety during transportation of radioactive materials, Moscow, 2003.Нумата С. и др. Диффузия тритиевой воды в цементных материалах // Журнал ядерных материалов. – 1990. – Т. 171. – № 1-2. – С. 373-380.Numata S. et al. Diffusion of tritium water in cement materials // Journal of Nuclear Materials, 1990, vol. 171, No. 1-2, pp. 373-380.Таката Х. и др. Профили концентраций трития, проникшего в бетон // Термоядерная наука и технологии. – 2008. – Т. 54. – № 1. – С. 223-226.Takata H. and others. Profiles of concentrations of tritium penetrated into concrete // Thermonuclear science and technology. – 2008. – Vol. 54. – No. 1. – Pp. 223-226.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.