Исследователи Уральского федерального университета представали новую модель контейнера для хранения отвержденных жидких радиоактивных отходов (ЖРО), излучение которых представляет наибольшую опасность для человека. Предложенная в университете трехслойная модель контейнера способна эффективно снизить излучение до безопасного уровня. Один такой контейнер может заменить пять-шесть традиционных моделей, рассказали в пресс-службе УрФУ. Результаты исследования опубликованы в журнале Progress in Nuclear Energy.

Традиционные двуслойные контейнеры используются для транспортирования и хранения отвержденных жидких радиоактивных отходов АЭС. Исследователи отмечают, что двуслойная конструкция таких контейнеров состоит из бетонной стенки и внутренней металлической капсулы с радиоактивным сорбентом, защитная способность которых ограничена, поэтому конструкция небезопасна для человека. Новая трехслойная модель с добавлением промежуточного слоя способна увеличить защитный потенциал контейнера, создавая безопасные условия для работы с отходами.

«Мы предлагаем трехслойный контейнер – с дополнительным слоем между внутренней металлической капсулой и внешней оболочкой. Материал, заполняющий это пространство, должен быть недорогим и при этом эффективно снижать гамма-излучение, испускаемое радиоизотопами, расположенными внутри контейнера с РАО. В данном случае мы исследовали защитные свойства промежуточного слоя, состоящего из галлуазита – мелкодисперсной наноразмерной белой глины с химическим составом, богатым алюминием и кремнием», – рассказал Олег Ташлыков, доцент кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ.

Трехслойный контейнер состоит из внутренней капсулы из нержавеющей стали, более устойчивой к коррозии, наполнителя из галлуазитовой глины и внешнего слоя бетона, образующего стенки защитного контейнера. Конструкция способна вместить более 450 тыс. см3 радиоактивных отходов. А увеличенная толщена стенок капсулы снижает дозу излучения до безопасного уровня. 

«Поглощенная доза уменьшается по мере увеличения толщины стенки капсулы с радиоактивными отходами и слоя галлуазитового наполнителя, потому что увеличивается расстояние, которое проходят гамма-фотоны в эффективно экранирующих материалах. Число их взаимодействий с окружающими атомами растет. Сталкиваясь с атомами, они теряют большую часть своей энергии. При этом контейнер обеспечивает защиту от излучения во всех направлениях от контейнера и соблюдение требований по радиационной безопасности при их хранении», – объясняет Ташлыков.

Специалисты УрФУ продолжают разработки оптимального состава защитных контейнеров. В следующих работах особое внимание уделят свойствам низкоактивных измельченных металлических элементов, которые способны создать дополнительное экранирование контейнеров, увеличить вместительность, утилизировать низкоактивные металлические отходы и сократить затраты на их переработку.

Подготовила Марианна Еркнапешян.