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: 212
Страна: Россия
Уже 85 лет в республиканской столице готовят педагогов. В июле 1941 года первыми выпускниками Абаканского учительского института стали 79 педагогов, а в победном 1945 – 104 человека.
После капитального ремонта, в преддверии нового учебного года, в Хакасском госуниверситете распахнет двери студенческое общежитие №6. Оно находится в самом центре города на улице Щетинкина, рядом с Администрацией Абакана, Правительством Хакасии, тремя театрами и двумя колледжами вуза.
Одним из главных аттракторов внимания посетителей тематической экспозиции «Дом мёда и оздоровительной продукции» на «Всероссийском Дне поля-2026» стала «Медовая карта Алтайского края».
Минобрнауки России опубликовал рейтинг медийной активности вузов РФ за июнь 2026 года. В нём представлены и ранжированы 233 высших учебных заведения страны, входящих в систему министерства. По итогам июня по национальному мессенджеру Макс Хакасский госуниверситет вошёл в число лучших.
В медицинском институте Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова состоялась торжественная церемония вручения дипломов выпускникам специальности «Лечебное дело». Это уже 15 выпуск молодых врачей.
Работодатели могут найти успешного сотрудника выпускников Хакасского госуниверситета. Фото и краткий рассказ о почти 60 отличниках и студенческих лидерах размещены на страницах электронного сборника «Золотая молодежь – 2026». В нём перечислены достижения выпускников в научно-исследовательской, учебной, общественной и культурно-творческой деятельности.
В Приемную комиссию Алтайского государственного аграрного университета подал документ 170-ый абитуриент, желающий продолжить обучение в магистратуре вуза.
Из них – свыше 8500 на бюджет, остальные на платный приём. В понедельник, 13 июля, в Хакасском госуниверситете завершился важный этап приёмной кампании – подача документов для поступления на бесплатные места бакалавриата от абитуриентов, имеющих среднее профессиональное образование, а также сдающих экзамены профессиональной или творческой направленностей.
На красноярской земле проведена очередная смена всероссийского форума ТИМ «Бирюса». В этом году он – юбилейный. Ему исполнилось 20 лет. На главной молодёжной площадке работала делегация студентов института менеджмента, экономики и агротехнологий Хакасского госуниверситета.
В Центральной парке Барнаула по инициативе «Движения Первых» Алтайского края прошел Форум молодых семей и семейных сообществ «Родные-Любимые», участие в котором принял Алтайский государственный аграрный университет.
Мастер-класс направлен на ознакомление участников с возможностями использования виртуальной реальности как инструмента формирования и отработки навыков саморегуляции в профессиональной деятельности сотрудников полиции.
Группа «Интерфакс» представила XVII ежегодный Национальный рейтинг университетов (НРУ) 2026 года, в котором Алтайский государственный аграрный университет вновь продемонстрировал положительную динамику.
Самые известные из них Фёдор Жибинов, Леонид Чебодаев и Артём Попов. Всего в Хакасском госуниверситете культивируется более 30 видов спорта. В вузе обучаются два мастера спорта международного класса, 13 мастеров спорта России и 35 кандидатов в мастера спорта.
