Отдел научно-исследовательских работ по обращению с ОЯТ и РАО

  • Лаборатория химического и радиохимического анализа

    Деятельность лаборатории связана с выполнением химического и радиохимического анализа опытных образцов и разработкой новых методов анализа. Для выполнения задач лаборатория оснащена современным парком аналитических приборов:

    SETSYS Evolution (Setaram) термогравометрический модульный анализатор ТГА высокой эффективности (от температуры окружающей среды до 1600°C)
    Термогравиметрия — это метод исследования и анализа, основанный на регистрации изменения массы образца в зависимости от его температуры в условиях программированного изменения температуры среды. Он широко используется для измерения температур и энтальпий переходов, определения температур стеклования, исследования изменения массы, реакций разложения, анализа состава вещества и его термической стабильности, исследования процессов плавления и кристаллизации, коррозии и окисления, кинетики реакций, построения фазовых диаграмм, определения состава и чистоты вещества.

    Varian 725ES оптический эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой
    Оптический эмиссионный спектральный анализ – это метод элементного анализа, основанный на изучении спектров испускания свободный атомов и ионов в газовой фазе. Атомизация растворов производится с помощью индуктивно-связанной плазмы. Данный прибор обеспечивают одновременное измерение практически всех эмиссионных линий элементов (до 73 элементов периодической таблицы Менделеева), позволяя определять все компоненты пробы после однократной аспирации. Полный охват длин волн в диапазоне 167-785 нм позволяет избежать любых спектральных интерференций. Адаптивная технология интегрирования оптимизирует время измерения одновременно для каждой длины волны для достижения оптимального соотношения сигнал/шум позволяя достигнуть пределов обнаружения отдельных элементов до 10 ppm (10 мкг/л).

    Линейка оптоволоконных измерительных систем Avantes (УФ, БИК и КР) и Фурье ИК спектрометр IRAffinity (Shimadzu) обеспечивает получение информации о физико-химическом состоянии вещества в широком спектральном диапазоне. Применение современных методов математической обработки спектральных данных (хемометрика) обеспечивают получение адекватной качественной и количественной информации о составе технологических растворов. В нашей лаборатории было показано, что использование спектроскопических аналитических методов в сочетании с современными методами обработки экспериментальных результатов могут быть использованы для одновременного определения концентраций актиноидов (уран, нептуний, плутоний), ряда лантаноидов и азотной кислоты как в водных, так и в органических растворах.

  • Лаборатория технологий обращения с ОЯТ

    Деятельность лаборатории связана с выполнением следующих задач:

    • Разработка новых процессов растворения различных видов ОЯТ, осветления растворов ОЯТ и исследование состава осадков;
    • Разработка современных экстракционных технологий переработки ОЯТ АЭС и их проверка на стенде центробежных экстракторов по II классу;
    • Разработка дистилляционных методов глубокой регенерации отработавшего экстрагента и методов концентрирования РАО на выпарном стенде прямоточного и циркуляционного типа, автоклавному разрушению органических веществ;
    • Математическое моделирование экстракционных и выпарных процессов;
    • Разработка и проверка методов выделения отдельных радионуклидов из продуктов экстракционной переработки ОЯТ.

    Для проведения измерений образцов в лаборатория применяются α- спектрометр МКГБ-01 «РАДЭК» с кремниевым детектором ДКПБ-3 и γ-спектрометр Canberra GC 1011-D1K-G2K

  • Лаборатория технологий обращения с РАО и ВЭ

    Деятельность лаборатории направлена на обеспечение разработки перспективных технологий обращения с РАО, а также для выведения из эксплуатации ядерных объектов АЭС, а именно:

    • Разработку технологий или технологических процессов, направленных на решение проблем связанных с образованием вторичных РАО при выводе из эксплуатации;
    • Разработку малоотходных технологий дезактивации в среде легкокипящих растворителей, включая сжиженные и сверхкритические газы;
    • Изучение процессов сорбции, миграции и вторичного фазообразования радионуклидов в матрицах инженерных барьеров (глин, цементов, цеолитов), а также в геологических средах;
    • Разработка и проверка процессов фракционирования ВАО от переработки ОЯТ.

    Для проведения исследований лаборатория оснащена современным опытным экспериментальным оборудованием:

    • Оборудования для испытаний матричных образцов;
    • Пилотная установка для проведения исследований сепарационных процессов в области критических и докритических параметров состояния вещества — «СКУП 1»;
    • Экспериментальный образец установки для малоотходной дезактивации спецодежды в среде сжиженных газов «Флюид-1»;
    • Реактор с периодическим режимом работы для проведения исследований экстракции в среду сжиженных газов или сверхкритических флюидов;
    • Экспериментальный комплекс переработки отработанных пенных и иных моющих растворов с узлом разрушения поверхностно-активных веществ;
    • Экспериментальная установка для электрохимической дезактивации металлов с блоком рециклинга электролита «Молния»;
    • Установка пенной дезактивации.
  • Лаборатория матричных материалов

    Деятельность лаборатории связана с изучением свойств новых материалов для иммобилизации различных видов радиоактивных отходов, создания новых видов ядерного топлива и радиоактивных композитов.
    Основными задачами являются:

    • Разработка, синтез и изучение устойчивых матриц на основе стекол, керамик и стеклокерамик для иммобилизации ВАО;
    • Cовершенствование аналитических методов изучения твердых высокорадиоактивных материалов;
    • Разработка, получение и тестирование радиоактивных материалов (кристаллов, керамик, сорбентов) с особыми свойствами.

Отдел разработки инновационных процессов

  • Лаборатория комплексных технологий по выделению изотопов и продуктов деления

    Деятельность лаборатории связана с выполнением следующих задач:

    • Разработка технологий рабочих веществ для молекулярно-кинетических методов разделения изотопов и обращения с радиоактивными материалами;
    • Разработка технологий выделения изотопов и продуктов деления физико-химическими методами;
    • Проведение опытно-конструкторских работ в области переработки изотопно обогащенных материалов и продуктов деления;
    • Совершенствование методов переработки РАО.

    Для проведения исследований лаборатория оснащена современными приборами и оборудованием для анализа химического и изотопного состава материалов.

    Хромато-масс-спектрометр Agilent 5977Е+7820А – предназначен для идентификации неизвестных соединений с молекулярной массой до 1000 а.е.м. в рабочем газе и проведения селективного и высокочувствительного количественного анализа летучих соединений.

    Счетчик жидкостно-сцинтиляционный Triathler® LSC – альфа-бета радиометр спектрометрический предназначен для быстрого измерения образцов, содержащих альфа, бета, гамма или люминисцентные метки.

  • Лаборатория теоретической химии

    Деятельность лаборатории направлена на решение фундаментальных вопросов современной радиохимии, среди которых можно выделить четыре основных направления:

    • Изучение миграции радионуклидов в барьерных материалах и объектах окружающей среды;
    • Разработка новых диагностических и терапевтических радиофармпрепаратов на основе 99mTc и (186,188)Re соответственно;
    • Разработка новых подходов к экстракционной переработке ОЯТ;
    • Создание химических основ пирохимической переработки отработанного ядерного топлива жидкосолевого реактора.

    Для проведения исследований лаборатория оснащена прибором высокоэффективной жидкостной хроматографии в состав которой входит (Waters 1525 BinaryHPLC Pump, Waters 2487 Dual Lambda Absorbance Detector и Gamma Detector Raytest). Данный метод позволяет определять состав смесей различных органических и комплексных соединений, анализировать состояние следовых количеств радиоактивных элементов в растворе, а также определять радиохимическую чистоту радиофармпрепаратов.

Отдел научно-экспериментальных работ по обращению с ОЯТ и РАО (г. Гатчина)

  • Подробнее об отделении..

    Отдел научно-экспериментальных работ по обращению с ОЯТ и РАО предназначен для проведения комплексных исследований в области обращения с ОЯТ и РАО, в том числе:

    • Проведение НИОКР по разработке и комплексной проверке инновационных и усовершенствованию существующих технологий переработки различных типов отработавшего ядерного топлива на реальных образцах ОЯТ;
    • Проведение НИОКР по разработке и проверке новых технологий обращения с радиоактивными отходами, подготовки их к хранению и/или захоронению;
    • Переработка радиоактивных отходов, образующихся в процессе проведения научно-исследовательских работ, и подготовка их к хранению и/или захоронению;
    • Разработка технологий и получение изотопной продукции для ядерной медицины и других отраслей промышленности.

    Отдел располагается в радиохимическом корпусе, который территориально находятся на площадке ФГБУ ПИЯФ. Радиохимический корпус предназначен для проведения работ с радиоактивными и делящимися материалами (ОЯТ, ядерные материалы, радиоактивные изотопы, ИИИ) по I классу. В корпусе имеется 13 «горячих» камер, связанных между собой горизонтальным транспортером, 6 пятисекционных боксов, имеющих связь с «горячими» камерами вертикальными транспортерами.

    В отделе был выполнен большой объем научно-исследовательских работ по разработке и проверке инновационных технологий переработки ОЯТ и РАО. В ходе этих НИР было переработано более 150 кг различных типов ОЯТ (РБМК-1000, ВВЭР-440, ВВЭР-1000, АМБ и др.) с выгоранием до 70 ГВт*сут/тU.

    Результаты этих исследований легли в основу разработки проектной и конструкторской документации при создании и модернизации заводов РТ-1, РТ-2, ОДЦ и других объектов Госкорпорации «Росатом».

    В рамках международного сотрудничества был выполнен большой комплекс исследований в области переработки облученного топлива, обращения с РАО, а также исследование образцов ТСМ из 4-го блока ЧАЭС по контрактам с Великобританией, Францией, КНР и другими странами.

    В последние годы 2008-2012 проводились работы по разработке инновационной технологии переработки ОЯТ для ОДЦ и технологии переработки ОЯТ исследовательских реакторов (включая и дефектное топливо РБМК-1000) применительно к техническим возможностям ФГУП «ПО МАЯК».

    Отработано производство реакторных и осколочных изотопов, таких как йод-125, стронций-90, рутений-106, сурьма-125, йод-129, церий-144 и прометий-147. Выпуск радионуклидов, имеющих применение в науке и медицине, начался с конца 1980-х годов. За эти годы отдел приобрел научный и технический потенциал в этой области и превратился в стабильного производителя небольших партий радионуклидной продукции.

    В структуру Отдела научно-экспериментальных работ по обращению с ОЯТ и РАО входят три научно-исследовательских лаборатории.

  • Лаборатория комплексных исследований по технологии топливного цикла
    • Исследование и проверка инновационных технологий по обращению с высоковыгоревшим ОЯТ;
    • Исследование и проверка вариантов технологической схемы базовой технологии переработки ОЯТ ВВЭР-1000 для Опытного Демонстрационного Центра переработки ОЯТ (ФГУП ГХК);
    • Исследование и проверка экстракционных схем переработки растворов ОЯТ АМБ различного типа применительно к технологическим схемам ФГУП «ПО «Маяк»;
    • Разработка, создание и испытание полномасштабного макета установки термохимической денитрации уранилнитрата с системой газоочистки для Опытного Демонстрационного Центра переработки ОЯТ ВВЭР-1000;
    • Исследование и проверка технологических процессов фракционирования жидких ВАО, содержащих цезий, стронций, РЗЭ и ТПЭ, с использованием различных экстракционных систем и оборудования;
    • Исследование процессов растворения отработавшего ядерного топлива реакторов ВВЭР-440, 1000, РБМК, АМБ, осветления растворов ОЯТ, упаривания ВАО;
    • Разработка и реализация процесса иммобилизации отработанных органических экстрагентов различного состава и уровня активности с использованием перспективных инновационных технологий;
    • Исследование сорбционного выделения изотопов цезия, плутония с использованием сорбентов различного типа из высокоактивных растворов сложного солевого состава;
    • Исследование процесса иммобилизации высокоактивного рафината I цикла переработки ОЯТ в матрицу из боросиликатного и борофосфатного стекол.
  • Лаборатория комплексных исследований технологий выделения летучих соединений и р/а элементов
    • Разработка технологий систем газоочистки от газообразных и летучих радиоактивных соединений, при переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ);
    • Разработка технологий газотермического вскрытия ОЯТ;
    • Разработка технологий дезактивации металлических РАО;
    • Разработка технологий обращения со всеми видами радиоактивных отходов (РАО);
    • Разработка технологий выделения радиоактивных изотопов технического и медицинского назначения;
    • Исследование сорбционных свойств сорбентов в различных газовых средах.
  • Лаборатория радиохимического анализа
    • Аналитическое обеспечение экспериментальных работ, проводимых в отделе по проверке вариантов технологии переработки ОЯТ и обращения с РАО на реальных продуктах по I-му классу работ с р/а веществами: химический и радиоизотопный анализ различных высокоактивных растворов, (растворы ОЯТ, технологические растворы PUREX-процесса, жидкие ВАО и САО);
    • Разработка аналитических методик и внедрение новых методов анализа и способов разделения компонентов применительно к высокоактивным продуктам радиохимической технологии;
    • Исследование свойств сорбентов для иммобилизации РАО;
    • Проведение контрольных исследований РВ и ДМ, находящихся на хранении в отделе.