Контейнеры и материалы для обращения с радиоактивными отходами низкой и средней активности Containers and materials for low and intermediate level radioactive waste management ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ОЛЕСЯ ГОНЧАРА 2013

Разрушение стальных и бетонных контейнеров Failure of steel and concrete containers Выщелачивание бетонного контейнера грунтовыми водами Failure concrete container due to leaching by underground waters Коррозионное разрушение стальных контейнеров Failure of steel containers due to corrosion INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Upgrading of near surface repositories for radioactive waste, Technical report series 433. – IAEA, – 137 p. 2

Базовый контейнер КХС-02К Base container КHS-02К 3

Назначение Сбор, транспортирование, хранение и захоронение РАО I-й и II-й группы по СПОРО-85 (низко- и среднеактивные отходы). Function Collection, transportation, storage and disposal of radioactive waste of the 1 st and 2 nd groups by sanitary regulations-85 (low and intermediate waste) Емкость, м 3 0,2 Масса, кг 47 Период эксплуатации, лет (не менее) 300 Механические свойства: Прочность на растяжение, МПа Модуль упругости, М Пa2,5×10 4 Относит. удлинение, %0,6 Volume, m 3 0,20,2 Net weight, kg47 Operation life, years (no less) 300 Mechanical properties: Tensile strength, MPa Modulus of elasticity, MPa2,5×10 4 Elongation, %0,60,6 4

Защитные характеристики контейнера КХС-02К Protection properties of container КHS-02К Источник (энергия, кэВ) Source (energy, keV) Кратность ослабления Attenuation ratio Массовый коэффициент ослабления, см 2 /г Mass attenuation coefficient, sm 2 /g Композицион ный Composite Сталь Steel Свинец Lead 241 Am (60)101,7371,0724, Cs (661)1.250,07510,05290,0964

Радиационная стойкость композита Radiation stability of the composite Имитационное облучение с дозой, более чем в 100 раз превышающей дозу при хранении РАО низкой и средней активности в течение 300 лет After irradiation with dose greater than 100 times of the dose from storage of low and intermediate waste during 300 years 5

Радиационно-защитные свойства Radiation-protective properties Массовый коэффициент ослабления на энергии 137 Cs (660 кеВ) Mass attenuation coefficient on energy 137 Cs (660 keV) 6

Химическая и коррозионная стойкость композита По результатам эксплуатации изделий в условиях солнечной радиации, кислорода, повышенной влажности и промышленной загазованности на протяжении 30-ти лет следов коррозии не обнаружено. Захоронение в морской воде на протяжении пяти лет вызвало снижение пределов прочности на растяжение и сжатие на 7…8 %, модуля упругости - на 5…5,5 %. 7

Chemical and corrosion resistance of the composite Composite use under solar radiation, oxygen, increased humidity and industrial gas-poluted conditions during 30 years revealed no traces of corrosion. Disposal in sea water for 5 years caused reduction of tensile and compression strength less than 10%, modulus of elasticity - less than 6 %. 8

Модульное хранилище отходов Modular facility for storage of waste V = 40 m3 H = 5600 mm d = 3400 mm Источник 137 Сs (660 кэВ) 60 Со (1210 кэВ) Кратность ослабления 1,741,37 9

Варианты модульных хранилищ Modular facility for storage of waste приповерхностное хранение хранение на площадке 10

Перспективы развития технологии для изоляции РАО Future technology for radioactive waste management 1. Изменение конструкции крышки с целью увеличения скорости закрытия-открытия Modification of the cap design to provide fast opening or closing 2. Доработка конструкционного материала с целью снижения стоимости контейнера без изменения эксплуатационных свойств Modification of the constructional material to reduce cost of the container without change of operational properties 1. Высокая удельная по массе радиационная защита High mass specific radiation shielding 2. Повышенная химическая (коррозионная) и радиационная стойкость Improved chemical (corrosion) and radiation resistance 3. Пониженная стоимость по сравнению с базовым вариантом Reduced cost in comparison with base container 4. Надежная эксплуатация в течение 300 лет Reliable operation within 300 years Контейнер базовый 200 л Base container 200 l Новый контейнер 200 л New container 200 l 11

Новый многослойный композиционный материал New multilayer composite Многослойный полиметаллический элемент Место соединения элемента и композита Полимерный стекло-композит Защитное покрытие Один из полимерных слоев Слой стеклоткани Соединение адгезив - метал Один из металлических слоев Multilayer polymetallic element Junction of the element with composite Polymer glass-composite Protective coating One of the polymer layers Glass-fabric layer Junction adhesive - metal One of the metal layers 12

Новый многослойный композиционный материал New multilayer composite 13

Средства коллективной и индивидуальной защиты Radiation shield and personal protective equipment 18

Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара 49010, г. Днепропетровск, просп. Гагарина, 72 Тел: +38(056) Dnipropetrovsk national university named after Oles Honchar 49010, Dnipropetrovsk, Gagarina Avenue, 72 Tel: +38(056) Благодарю за внимание Thank you for the attention Наши партнеры Our partners Контакты: ГП «ПО Южный машиностроительный завод им. А.М. Макарова» Machine building plant Youzhny Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» National Research Center Kharkov institute of physics and technologies 2