لقد وجد الفيزيائيون طريقة لتنقية وإعادة استخدام سبائك المفاعلات الثمينة

أثناء تشغيل المفاعل النووي، تترسب الرواسب المشعة الدائمة على أسطح معدات الدوائر الداخلية (مولدات البخار وخطوط الأنابيب والعناصر الأخرى). ومن الضروري إزالتها (تطهير المعدات) أثناء أعمال الصيانة الرئيسية المقررة لمرافق المفاعل وأثناء إخراجها النهائي من الخدمة. عادةً ما يتم إجراء عملية التطهير عن طريق معالجة الأسطح بمحاليل الأحماض والقلويات. تتسبب هذه الطريقة في تآكل المعدات وتراكم كميات هائلة من النفايات المشعة السائلة الثانوية، وهو أمر صعب ومكلف في المعالجة. ولذلك يبحث العلماء عن طرق بديلة. في السابق، قام باحثون من شركة “InnoPlasmaTech” المحدودة المسؤولية (سانت بطرسبورغ) بتطوير واختبار تقنية تنقية “جافة” في ظروف معملية تقضي تمامًا على تكوين النفايات المشعة السائلة. وفي إطار هذا النهج، قام الباحثون بمعالجة عينات من السبائك المعدنية في تفريغ الأرجون القصير عند ضغط قريب من الغلاف الجوي، وتنفيذ عملية الأيونات والرش الحراري للطبقة السطحية. إن طاقة أيونات الأرجون المتسارعة كافية لتدمير روابط أي مركبات كيميائية على السطح المعطل. وهذا يضمن رش الطبقة الملوثة وترسبها لاحقًا في شكل صلب على قطب كهربائي خاص قابل للإزالة. تسمح لنا هذه الطريقة بالقضاء التام على تكوين النفايات المشعة السائلة التي تتطلب معالجة معقدة. وفي المرحلة الجديدة من البحث، اختبر المؤلفون التكنولوجيا على عينات من فولاذ المفاعل مع رواسب نموذجية. وبدلاً من الألواح المعدنية النقية، استخدم العلماء ركائز ذات طبقة أكسيد مُصنّعة (الإسبنيل). في هيكله وتكوينه المرحلي، كان يقلد تمامًا الرواسب المشعة الحقيقية التي تكونت على معدات محطات المفاعلات أثناء التشغيل. ونشرت نتائج الدراسة، المدعومة بمنحة من مؤسسة العلوم الروسية (RSF)، في مجلة Izvestia RAS. السلسلة مادية.” في نهاية العملية، قام المؤلفون بتقييم فعالية التكنولوجيا باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح. وكدليل على الفعالية، راقب الباحثون ترسب الحديد، وهو أحد العناصر الرئيسية الموجودة في الإسبنيل، على سطح القطب الكهربائي المجمع. وأظهر التحليل أن أكثر من 40% من هذا العنصر من محتواه الأولي في التلوث السطحي تم تسجيله بنجاح على القطب الكهربائي المجمع. وفي ظل ظروف محطة طاقة نووية حقيقية، يضمن عمق التطهير هذا تقليلًا متعددًا في ونتيجة لذلك، في العديد من دورات المعالجة (يعتمد عددها الدقيق على سمك الرواسب وكثافتها وتركيبها الكيميائي)، يمكن تنظيف السبائك بالكامل من الإسبنيل المشع. و B، على التوالي) / © AS Petrovskaya و AB Tsyganov / Izvestia RAS. تؤكد الاختبارات التي تم إجراؤها على تنوع التكنولوجيا: لقد ثبت الآن أنه يمكن بالفعل استخدامها لتنظيف معدات المفاعلات المعدنية الرئيسية، مثل مولدات البخار وخطوط الأنابيب “ستسمح الطريقة التي يتم تطويرها بالتنظيف العميق وستوفر الفرصة لإعادة استخدام السبائك الهيكلية القيمة. على سبيل المثال، إعادة تدوير التيتانيوم المدلفن بتكلفة أولية تتراوح بين 50 إلى 80 دولارًا للكيلوغرام الواحد سوف يحول التخلص من النفايات المكلفة إلى عملية فعالة من حيث التكلفة. نجح فريقنا في تقديم آفاق ونتائج هذه التكنولوجيا مرتين في ندوات المؤسسة الحكومية الفيدرالية الوحدوية “NITI التي تحمل اسم A.P. Aleksandrov” (إحدى مؤسسات مؤسسة روساتوم الحكومية) في إطار قاعة المحاضرات لعموم روسيا التابعة لمؤسسة العلوم الروسية، حيث نالوا تقديرًا كبيرًا من قبل خبراء الصناعة النووية. تقول رئيسة المشروع المدعوم بمنحة من مؤسسة العلوم الروسية، آنا بتروفسكايا، المرشحة للعلوم الفيزيائية والرياضية، والمدير العام لشركة InnoPlasmaTech LLC: “نخطط في المستقبل لدراسة حركية إزالة الطبقة المشعة بالتفصيل اعتمادًا على معلمات تفريغ البلازما من أجل إعداد التثبيت للقياس والتنفيذ الصناعي”.