 |
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: 215
Страна: Россия
| Педагоги со всей страны обсудят грамотное использование ИИ и медиаконтента в школах и детских садах, «Мобильное Электронное Образование» (МЭО), 14:06, 14.08.2026, Россия413 |
| Как меняется образовательный процесс под влиянием цифровых технологий и генеративного искусственного интеллекта и как воспитать критическое мышление у школьников при использовании нейросетей — в фокусе внимания VIII ежегодной конференции для руководителей и специалистов сферы образования «Большой педагогический совет МЭО», которая пройдет накануне нового учебного года. |
| Выпускник ХГУ создал цифровую платформу для управления доступом к образовательным сервисам, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 14:04, 14.08.2026, Россия214 |
| Единый центр управления цифровыми профилями студентов и доступом к образовательным ресурсам получил название «Identica» (Айдентика). По задумке автора – выпускника инженерно-технологического института ХГУ Кирилла Байронченко – разработка призвана решить проблему забытых паролей и упорядочить сервисы, на которые подписан пользователь. |
| В ХГУ установили, что «цифра» вытесняет сказку для малышей, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 13:57, 14.08.2026, Россия176 |
| Проблему влияния цифровизации на детей и семью изучила выпускница Хакасского госуниверситета Дания Гайфулина под научным руководством преподавателя института непрерывного педагогического образования ХГУ, кандидата педагогических наук Олеси Горбуновой. Исследователи установили, что 43 процента родителей не читают детям на ночь сказки, ссылаясь на занятость. |
| Карьера студентов ХГУ начинается в РСО, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 13:46, 14.08.2026, Россия124 |
| Более 70 обучающихся Хакасского госуниверситета трудятся в Российских студенческих отрядах. В республике действуют шесть направлений РСО: педагогические, строительные, сервисные, медицинские, путинные и отряды проводников. Студенты ХГУ задействованы практически во всех из них. |
| Археологическая практика студентов ХГУ принесла новые открытия, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:29, 11.08.2026, Россия195 |
| Находки сделаны во время практики студентов 1 и 2 курсов в Боградском районе, возле села Троицкое на раскопках памятников таштыкской археологической культуры. Их ежегодно размывают воды Красноярского моря. И это тот самый случай, когда «раскопать – значит, спасти». |
| Музей ХГУ пополняется экспонатами от участников СВО, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:12, 11.08.2026, Россия124 |
| Несколько лет назад в сельскохозяйственном колледже института менеджмента, экономики и агротехнологий ХГУ был открыт необычный кабинет арт-хроники «Память сильнее времени». Сегодня это уже настоящий музей, создателем и хранителем которого является преподаватель ОБЖ и лектор Российского общества «Знание» Вячеслав Кузьмин. |
| Студентка ХГУ исследовала феномен русской игры кила, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 00:06, 06.08.2026, Россия778 |
| Мало кто знает, что на Руси издревле играли в мяч. Первые сохранившиеся российские письменные источники, в которых упоминается игра с большим мячом, перебрасываемым ногами, относятся к 1790 году. Систематические описания появляются в XIX веке. |
| В ХГУ зачислены первые абитуриенты, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 07:57, 05.08.2026, Россия603 |
| В Хакасском госуниверситете издан приказ о зачислении с 1 сентября на места в пределах квот: отдельной, особой и целевой. В него вошли абитуриенты, поступавшие без вступительных испытаний. Они пополнят ряды студентов, обучающихся на бюджетной основе по программам бакалавриата и специалитета очной, очно-заочной и заочной форм обучения. |
| Студентка ХГУ шагнула в будущее, создавая эксклюзивные костюмы, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 06:55, 05.08.2026, Россия93 |
| На реализацию проекта «Разработка новых материалов и фактур с использованием аддитивных технологий для пошива сценических костюмов» Татьяна Опарина из инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета получит грант в размере одного миллиона рублей. Она стала победителем всероссийского конкурса «Студенческий стартап». |
| Интерактивный тренажёр для поддержки детей с ОВЗ создадут в ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 06:47, 05.08.2026, Россия134 |
| Студенты инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета под руководством старшего преподавателя Дмитрия Яковлева работают над созданием интерактивного тренажёра для детей с расстройствами аутистического спектра (РАС). Проект реализуется при грантовой поддержке. В числе экспертов – психологи, дефектологи, АВА-специалисты. |
| Не бояться говорить на иностранном языке, ТГУ, 16:29, 03.08.2026, Россия457 |  |
| В Тольяттинском государственном университете разработали методику, которая помогает студентам свободнее и увереннее строить устную речь на иностранном языке. |
| Более 15 тысяч заявлений от абитуриентов поступило в ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 14:56, 03.08.2026, Россия156 |
| Из них – свыше 9600 на бюджет, остальные на платный приём. Всего в этом году вузу предоставлено 1435 бесплатных мест по более чем 120 направлениям высшего и среднего профессионального образования. |
| 85 лет в Абакане готовят педагогов, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:48, 21.07.2026, Россия1026 |
| 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. |
|
|
