Інженери розробляють матеріали, які могли б допомогти очистити Чорнобиль та Фукусіму

Інженери з Шеффілдського університету розробли матеріали, які можуть бути використані для очищення атомних станцій Чорнобиля та Фукусіми, за повідомленням sheffield.

Матеріали, виготовлені доктором Клер Коркхілл та її командою з Департаменту матеріалознавства та інженерії університету, у співпраці з вченими в Україні, можуть імітувати лавоподібні паливновмісні матеріали (LFCM), які перешкоджають зусиллям по виведенню з експлуатації локацій ядерної катастрофи.

Публікація у журналі Nature Degradation, є першим наближенням до справжнього LFCM.

LFCM – це суміш високорадіоактивного розплавленого ядерного палива та будівельних матеріалів, які зливаються разом під час ядерного розплавлення.

Під час аварій на Чорнобильській АЕС та Фукусімі радіоактивні матеріали змішались із оболонкою палива та іншими будівельними матеріалами в реакторах, зараз їх надзвичайно важко та небезпечно видалити з локацій. Якщо їх не очищати, LFCM несуть постійний ризик радіологічної небезпеки для місцевого середовища.

У випадку Чорнобиля суміш розплавленого палива, облицювання, сталі, бетону та піску утворила майже 100 тонн високорадіоактивної склоподібної лави, яка протікала через атомну електростанцію і тверділа у великій масі.

Маси становлять дуже небезпечний ризик для персоналу та навколишнього середовища у дотичній території, і можуть залишатися небезпеними протягом десятиліть, навіть тисячоліть, якщо нічго не зробити для їх стабілізації або усунення. Однак дуже мало зразків таких матеріалів є доступними для вивчення, а маси часто занадто небезпечні для людей або навіть роботів, щоб наблизитися до них, і щоб краще зрозуміти поведінку матеріалів.

Доктор Коркхілл сказала: “Розуміння механічних, теплових та хімічних властивостей матеріалів, створених у результаті ядерного плавлення, є критично важливим для їх отримання, наприклад, якщо ми не знаємо, наскільки вони важкі, як ми можемо створити стійких до радіації роботів, яким потрібно їх вирізати? ”

У новому дослідженні, опублікованому на початку 2020 року (30 січня), інженери університету Шеффілда у Науково-дослідній лабораторії NucleUS Immobilisation Science (ISL) повідомляють про свою розробку невеликих партій матеріалів із низькою радіоактивністю, які можуть бути використані для імітації LFCM.

Ці зімітовані матеріали були використані для аналізу теплових характеристик та кінетики корозії LFCM, що дали результати, дуже близькі до результатів реальних зразків LFCM, повідомлених у попередніх дослідженнях.

Вивчення поведінки проти корозії є життєво важливим для підтримки постійних зусиль із виведення з експлуатації – як на Чорнобилі, так і на АЕС на Фукусімі Даїчі – де, як вважається, утворилися матеріали типу LFCM та залишаються зануреними у воду, яку використовують для охолодження розплавленого ядра. Використовуючи нові імітаційні матеріали, розроблені у Шеффілдському університеті, д-р Коркхілл та її команда співпрацюють із дослідниками Токіоського університету та Японського агентства з атомної енергії для дослідження процесу утворення високорадіоактивного пилу, що виникає на поверхні LFCM коли воду видалено.

Д-р Коркхілл додала: “Основна складність у розумінні реальних матеріалів полягає у тому, що вони занадто небезпечні для поводження, і, хоча Чорнобильська аварія сталася понад 33 роки тому, ми все ще дуже мало знаємо про ці справді унікальні ядерні матеріали”.

«Завдяки цьому дослідженню у нас тепер є матеріал для плавлення, що імітує набагато меншу радіоактивність, який є безпечним для наших співробітників в Україні і Японії, щоб проводити дослідження без необхідності захисту від опромінювання. Зрештою, це допоможе просунути операції з виведення з експлуатації в Чорнобилі, а також на Фукусімі».

Розслідування поведінки проти корозії потребує набагато більше роботи, але встановивши вихідну точку, дослідницька група сподівається просунути цю роботу досить швидко. Доктор Коркхілл зазначила: “Оскільки, як очікується, очищення Чорнобиля триватиме близько 100 років, а Фукусіми – щонайменше 50 років, все, що ми можемо зробити для прискорення цього процесу, буде корисним для України та Японії як у фінансовому, так і в плані безпеки.”

Доктор Коркхілл додає: “Поки ми не виробимо розуміння матеріалів, що випали, всередині Фукусіми, ми не можемо їх видалити – і до цього часу завжди може бути невеликий ризик, що радіоактивні матеріали з реакторів можуть знайти шлях до навколишнього середовища”.

Д-р Коркхілл є частиною Інституту енергетики Шеффілдського університету, який шукає низьковуглецеві рішення для найбільших світових енергетичних проблем.

Енергетичний інститут проводить енергетичні дослідження у широкому спектрі галузей, включаючи поновлювані, ядерні та звичайні із вироблення енергії, накопичення енергії, використання енергії та технології захоплення, використання та зберігання вуглецю. Її багато- та міждисциплінарні дослідницькі команди працюють з промисловістю та урядом над сталими рішеннями.

Дослідження ядерної енергетики є однією з сильних сторін інституту, його науковці проводять головні світові дослідження, щоб гарантувати, що ядерна енергетика може виробляти електроенергію безпечно, надійно та стабільно.

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.