Метод связывания тритий-содержащих вод в бетоне для промышленных объектов

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.

1. Новиков 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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).

6. Металиди М. М. Варианты технологий выделения и обращения с тритием при переработке ОЯТ // Материалы семинара: Обращение с тритийсодержащими РАО.

7. International Atomic Energy Agency (IAEA). The Fukushima Daiichi Accident. Report by the Director General and five technical volumes. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2015.

8. 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.

9. 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.

10. 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).

11. Пат. 2706019 РФ, МПК G21F 9/04. Способ переработки жидких радиоактивных отходов / В. П. Ремез; заявл. 21.09.2018; опубл. 13.11.2019.

12. 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.

13. Бюсселер К. О. Открытие шлюзов на АЭС «Фукусима» // Наука. – 2020. – Т. 369. – № 6504. – С. 621-622.

14. 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.

15. 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.

16. ICRP Publication 119: Compendium of Dose Coefficients based on ICRP Publication 60 // Annals of the ICRP. – 2012. – Vol. 41 (Suppl.). – Pр. 1-130.

17. 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).

18. 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).

19. 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.

20. Арустамов А. Э. Метод ионоселективной очистки жидких радиоактивных отходов // Безопасность жизнедеятельности. – 2005. – № 11. – С. 13-16.

21. 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.

22. Руководство МАГАТЭ по радиационной защите № SSG-46. – Вена: МАГАТЭ, 2018.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. ГОСТ 26633-2015. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2016.

27. МАГАТЭ. Регулирующий контроль облучения вследствие наличия радионуклидов в строительных материалах. Серия докладов по безопасности № 95. – Вена: МАГАТЭ, 2020.

28. СанПиН 2.6.1.1281-03. Санитарные правила по радиационной безопасности при транспортировании радиоактивных материалов. – М., 2003.

29. Нумата С. и др. Диффузия тритиевой воды в цементных материалах // Журнал ядерных материалов. – 1990. – Т. 171. – № 1-2. – С. 373-380.

30. Таката Х. и др. Профили концентраций трития, проникшего в бетон // Термоядерная наука и технологии. – 2008. – Т. 54. – № 1. – С. 223-226.