Разработка ученых ЛЭТИ повысит безопасность переработки и хранения радиоактивных отходов
Сегодня атомная энергетика является одной из важных сфер для получения электроэнергии. В частности, в России действуют более 16 атомных электростанций (АЭС), которые обеспечивают около пятой части всей генерации энергии в стране. Ее производство считается более дешевым и экологичным по сравнению с электростанциями, использующими углеводородное топливо. Однако при эксплуатации АЭС и других предприятий атомной промышленности образуются радиоактивные отходы, которые представляют опасность для окружающей среды.
Период полураспада многих радионуклидов составляет десятки, сотни и даже тысячи лет. При этом их нецелесообразно перерабатывать и хранить в земле, цементе, битуме, поскольку эти материалы могут попасть в грунтовые воды и атмосферу или расплавиться при хранении и, тем самым, создать серьезные проблемы для экологии. В качестве одной из альтернатив для переработки высокоактивных отходов используется технология остекловывания: радиоактивные вещества (радионуклиды) в специальных печах при высоких температурах включаются в стекло, которое блокирует утечки радионуклидов и выдерживает тепловыделения. Поскольку стекло имеет высокую химическую стойкость, радиоактивные отходы могут безопасно храниться сотни и тысячи лет.
«В мире существует большое количество технологий для остекловывания различных радиоактивных отходов. В частности, мы совместно с партнерами разработали установку с уникальными характеристиками – в ней используется индукционная печь с холодным тиглем (емкость для нагрева). Это позволяет в процессе остекловывания проводить бесконтактный нагрев расплава стекла, а низкая температура тигля делает его более долговечным», – рассказывает руководитель лаборатории ИПХТ (индукционной плавки в холодном тигле), доцент кафедры электротехнологической и преобразовательной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Борисович Лопух.
Установка состоит из металлического секционированного тигля конусной формы. Расплав внутри него нагревается бесконтактно высокочастотным магнитным полем индуктора (нагревателя), который питается от высокочастотного генератора. Данная технология позволяет плавить любые высокотемпературные материалы до 3700 ºС, а в случае остекловывания радиоактивных отходов нагревать расплав стекла до 1600 ºС (на поверхности – около 1250 ºС). При этом температура тигля составляет всего несколько десятков градусов Цельсия. Конусная форма холодного тигля обеспечивает успешное удаление тяжелых нерастворимых веществ при сливе расплава. Поскольку температура внутри тигля слишком высокая и расплав стекла и атмосфера над ним являются химически агрессивными, то ее измерение с помощью термопар или пирометра невозможно. Для решения проблемы ученые ЛЭТИ разработали мониторинговую систему и программное обеспечение, которое с помощью специальных высокочастотных и других датчиков позволяет по косвенным параметрам контролировать температуру и другие процессы, происходящие в печи.
Процесс остекловывания представляет собой смешивание при высоких температурах радиоактивных отходов, которые подаются в печь в виде жидкости, и специальной стеклянной крошки (фритты). Все условия в печи подобраны таким образом, чтобы радиоактивные элементы незначительно испарялись. Из-за разницы температур снаружи и внутри тигля на его стенках образуется твердый слой стекла (гарнисаж), который, с одной стороны, защищает тигель от термохимического воздействия расплава, а с другой – препятствует взаимодействию самого расплава с материалом тигля. Полученное стекло размещается в специальных емкостях, и, таким образом, возможно длительное и безопасное хранение радиоактивных отходов.
«При создании данной установки ученые ЛЭТИ отвечали за проектирование индукционной печи с холодным тиглем и разработку другого высокочастотного оборудования установки остекловывания высокоактивных отходов. Требовалось разработать параметры генератора, который обеспечивает нагрев расплава, и фидерного устройства для соединения генератора с печью через толстую биологическую защиту. Для выполнения этих работ мы создали 3D математические модели и провели моделирование всех процессов, которые происходят при остекловывании. Затем на данной основе было разработано приборное и программное обеспечение для управления установкой».
Руководитель лаборатории ИПХТ (индукционной плавки в холодном тигле), доцент кафедры электротехнологической и преобразовательной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Борисович Лопух Разработка оборудования была выполнена по заказу индустриального партнера – Железногорского горно-химического комбината (Красноярский край), который входит в госкорпорацию Росатом. Предприятие занимается в том числе переработкой отходов АЭС. На сегодня успешно выполнена проверка системы дистанционногоуправления печи. В ближайшее время запланирован запуск оборудования на комбинате.
Сейчас ученые подали заявку на патент (№ 2022106411) для разработанной установки. Проект реализуется в рамках программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».
Контактное лицо: Даря Бодак
Компания: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
Добавлен: 20:10, 21.09.2022
Количество просмотров: 200
Страна: Россия
Доклад второкурсника института менеджмента, экономики и агротехнологий ХГУ Исая Абрамова отмечен на международном конкурсе научных работ по логистике им. Валерии Ермаковой. Он состоялся в рамках XXI Международной научно‑практической конференции «Логистика – Евразийский мост» в Красноярске.
Будущие юристы представили свой первый стартап, который учит школьников праву через игру. Проект «ПравоЕД» студентов четвёртого курса института истории и права Хакасского госуниверситета Ксении Шереметьевой и Георгия Дорофеева вышел в финал конкурса грантов Фонда содействия инновациям по программе «Студенческий стартап».
13-15 мая 2026 года в Ижевске состоялся Акселератор такси – 2026 — отраслевой тренинг для руководителей и специалистов независимых служб такси из разных регионов России и зарубежных стран. В этом году мероприятие собрало 98 участников из 6 стран.
Накануне, 28, мая ректор Хакасского госуниверситета Татьяна Краснова встретилась с Главой РХ - Председателем Правительства РХ Валентином Коноваловым. Поводом для разговора стала грядущая приёмная кампания. Она стартует уже 20 июня.
Стратегическая сессия «Лучшие практики повышения производительности труда в университетах России» вместе с заместителем министра науки и высшего образования России Андреем Омельчуком прошла в Сибирском федеральном университете.
Участниками Второго Всероссийского агродиктанта на площадке Алтайского государственного аграрного университета стали более 100 преподавателей и студентов.
В Национальном центре народного творчества имени С.П. Кадышева открылась выставка учебных и творческих работ студентов и преподавателей института филологии и искусств Хакасского госуниверситета «Диалоги с цветом и карандашом».
На промышленные образцы дизайн-проекта «Игровой набор для кукольного театра «Хакасские сказки»» получили патент студентки инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета Елена Шинкарева, Елизавета Сад и Дарья Цивелёва.
Советские ёлочные игрушки, дома-ракушки, музыкальные народные инструменты, карманные календарики и открытки из детства, куклы народов России, игрушки послевоенных лет – эти и другие экспонаты представили студенты института непрерывного педагогического образования Хакасского госуниверситета на выставке «Музей в миниатюре».
В Алтайском государственном аграрном университете состоялась встреча депутата Государственной Думы, первого заместителя Председателя Комитета Госдумы по государственному строительству и законодательству, полномочного представителя Государственной Думы в Верховном Суде РФ, члена Генерального Совета партии «Единая Россия» Даниила Бессарабова с преподавателями и сотрудниками.
В честь праздника завтра, 22 мая, группа поддержки «Cherry» даст отчётный концерт, программа которого не оставит равнодушным любителей спорта и зрелищ. Команда – победитель соревнований разного уровня и участник многих спортивных событий.
В Хакасском госуниверситете пройдёт образовательно-стратегический интенсив «Финансовая культура без границ: от экспертного диалога к студенческим практикам». На протяжении двух дней, 21-22 мая, гости из Московского государственного университета проведут с преподавателями и студентами встречи, посвящённые финансовой грамотности.
В Алтайском государственном аграрном университете состоялся митап «Промпт-инжиниринг. Архитектура запросов для науки и инженерии», в ходе которого молодые ученые представили проекты по созданию промптов для эффективной работы с большими данными и решения агроинженерных задач с помощью искусственного интеллекта.
14 мая 2026 года по инициативе кафедры практической юриспруденции Университета имени О.Е. Кутафина (МГЮА) прошла встреча студентов с Главным финансовым уполномоченным Юрием Ворониным. Мероприятие состоялось в офисе Службы финансового уполномоченного.
20 июня ХГУ им. Н.Ф. Катанова начнёт приём документов для поступления. В этом году главный вуз Хакасии предлагает будущим абитуриентам 1555 бюджетных мест по более чем 120 направлениям подготовки высшего и среднего профессионального образования.
