Физические основы обезвреживания долгоживущих радиоактивных отходов стр.13

В данном случае эта операция может рассматриваться как потенциально опасная, поскольку радиоактивный материал переводится в газообразное состояние, что потребует надежной герметизации оборудования и дистанционного обслуживания. Поэтому более безопасной была бы разработка технологии трансмутации, не включающей эту потенциально опасную операцию, т.е. трансмутации долгоживущих продуктов деления без их предварительного изотопного разделения. Однако такой процесс трансмутации будет характеризоваться не только повышенным расходом нейтронов на трансмутацию присутствующих стабильных изотопов, но также и другими физическими особенностями.

2.6. Некоторые особенности трансмутации долгоживущих радионуклидов - продуктов деления без предварительного изотопного разделения

В этом случае трансмутации подвергается вся смесь изотопов элемента, среди которых находится долгоживущий радионуклид. Выходы при делении основных долгоживущих радионуклидов в смеси со стабильными их изотопами приведены в табл. 2.5 для деления 239Ри тепловыми нейтронами.

Таблица 2.5

Состав продуктов деления 239Ри тепловыми нейтронами

Элемент

Выход нуклидов в расчете на одно деление 239Ри тепловыми нейтронами

Бг

0,0 1 3 88Бг + 0,02 90Бг (Т1/2=29 лет)

С8*

0,069 133С8 + 0,072 135С8** + 0,065 137С8 (Т1/2=30 лет)

I

0,0046 1271 + 0,014 1291**

Тс

0,062 99Тс**

ра

0,058 105ра+0,042 106ра +0,032 107ра** + 0,021 108ра+0,006 110ра

Бп

2,4- 10-5 115Би + 4,6- 10-4 117Би + 4,6 -10-4 118Би + + 4,9- 10-4 119Би + 4,3-10-4 1208и + 7,0 -10-4 122Би + + 1,6 -10-4 123Би + 1,3-10-3 124Би + 0,003 1268и**

Бе

7,0- 10-5 77Бе + 1,7- 10-4 78Бе +3,9- 10-4 79Бе** + 8,9- 10-4 80Бе + 2,4 -10-3 82Бе

0,02 907г + 0,024 917г + 0,0 3 927г +0,04 937г** + 0,039 947г + 0,05 96

*) Без учета выгорания 135Хе - предшественника 135С8.

**) Долгоживущий радионуклид - кандидат для трансмутации.

Видно, что только 99Тс в продуктах деления является моноизотопом, а остальные долгоживущие радионуклиды появляются в смеси с их стабильными изотопами. Характер изменения содержания изотопов в смеси, облучаемой нейтронами, будет зависеть от нейтронно-физических свойств нуклидов и от вида цепочки нук-лидных превращений. Тем не менее можно выделить некоторые характерные особенности временного изменения содержания долгоживущих радионуклидов, входящих в состав смеси и представляющих наибольший интерес.

Во-первых, происходят превращения более легких изотопов, присутствующих в смеси, в более тяжелые, на что, естественно, расходуются нейтроны и поэтому общий расход на трансмутационный процесс резко возрастает. Такая трансмутация всей совокупности долгоживущих продуктов деления может потребовать расхода одного или даже нескольких нейтронов в расчете на одно деление в ядерном реакторе. Ясно, что в рамках самоподдержи-вающейся цепной реакции, когда при делении появляется Vf ней тронов, нет возможности изыскать столько нейтронов, чтобы израсходовать их на трансмутацию. Здесь можно однозначно заключить, что необходимо привлекать в ядерную энергетическую систему дополнительные установки, в которых генерируются нейтроны не на базе самоподдерживающейся цепной реакции деления, а на иных принципах (электроядерный метод генерации нейтронов, термоядерный синтез).


⇐ вернуться назад | | далее ⇒