npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562925060211QZBCCKnpe-568Research ArticleБезопасное обращение с ядерными материаламиSafe Handling of Nuclear MaterialsЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ВЕРИФИКАЦИЯ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЕЗАКТИВАЦИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОКEXPERIMENTAL VERIFICATION OF ION-PLASMA DEACTIVATION TECHNOLOGY OF NUCLEAR POWER PLANTSПетровскаяА. С.PetrovskayaA. S.ЦыгановА. Б.TsyganovA. B.Лаборатория физики плазмы, ООО “ИнноПлазмаТех”РоссияPlasma Application Laboratory, InnoPlasmaTech LLCRussian Federation202531122025166771778Copyright © Петровская А.С., Цыганов А.Б., 20252025Петровская А.С., Цыганов А.Б.Petrovskaya A.S., Tsyganov A.B.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/568

Вывод из эксплуатации ядерных энергетических установок и дезактивация внутриконтурного оборудования от радиоактивных поверхностных отложений при плановых ремонтах реакторов является одной из актуальных проблем атомной отрасли. Широко применяемые радиохимические методы дезактивации приводят к увеличению объемов вторичных радиоактивных отходов, поэтому для эффективного решения проблемы дезактивации нами разрабатывается ионно-плазменная “сухая” технология, основанная на механизмах ионного и термического распыления радиоактивных поверхностных отложений в инертном газе, исключающая формирование жидких радиоактивных отходов. В настоящей статье представлены результаты экспериментальной проверки работоспособности ионно-плазменной технологии в лабораторных условиях на примере распыления металлических образцов сплавов нержавеющей стали, меди, алюминия, латуни. Экспериментально определены диапазоны рабочих параметров технологии.

Decommissioning of nuclear power plants and deactivation of reactor primary loop from radioactive surface deposits during scheduled repairs is one of the urgent problems of the nuclear industry. Widely used radiochemical methods of deactivation lead to an increase in the secondary radioactive waste volume. Therefore, to solve effectively the deactivation problem, we are developing the “dry” ion-plasma technology based on the ion and thermal sputtering of radioactive surface deposits in an inert gas and eliminating the formation of liquid radioactive waste. This article presents the results of the experimental test of the ion-plasma technology operability at laboratory conditions using the metal samples of reactor stainless steel, brass alloys, copper and aluminum. The ranges of technology operating parameters were experimentally determined.

дезактивация поверхности металлоконструкцийвывод из эксплуатации ядерных энергетических установокповерхностные радиоактивные отложенияшпинелисухая ионно-термическая технология дезактивацииdecontamination of metal structuresdecommissioning of nuclear power plantssurface radioactive depositsspinels“dry” ion-thermal decontamination technologyИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-29-00321, https://rscf.ru/project/24-29-00321/.ReferencesОрлов С.Н., Змитродан А.А., Кривобоков В.В. // Теплоэнергетика. 2021. № 5. С. 32.Орлов С.Н., Змитродан А.А., Кривобоков В.В. // Теплоэнергетика. 2021. № 5. С. 32.Алешин А.М., Змитродан А.А., Кривобоков В.В., Орлов С.Н. // Атомная энергия. 2021. Т. 132 (8). С. 88.Алешин А.М., Змитродан А.А., Кривобоков В.В., Орлов С.Н. // Атомная энергия. 2021. Т. 132 (8). С. 88.Yastrebinsky R.N., Pavlenko V.I., Karnauhov A.A. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 687. P. 066053.Yastrebinsky R.N., Pavlenko V.I., Karnauhov A.A. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 687. P. 066053.Vitkovsky S.L., Danilov A.P., Shchedrin M.G., Kolyagina I.A. // Nucl. Eng. Technol. 2017. V. 3 (4). P. 313.Vitkovsky S.L., Danilov A.P., Shchedrin M.G., Kolyagina I.A. // Nucl. Eng. Technol. 2017. V. 3 (4). P. 313.Liu S., He Y., Xie H., Ge Y., Lin Y., Yao Z., Jin M., Liu J., Chen X., Sun Y., Binhui W. // Sustainability. 2022. V. 14. P. 4021.Liu S., He Y., Xie H., Ge Y., Lin Y., Yao Z., Jin M., Liu J., Chen X., Sun Y., Binhui W. // Sustainability. 2022. V. 14. P. 4021.Tian Z., Song L., Li X. // Int. J. Corros. 2019. P. 1206098.Tian Z., Song L., Li X. // Int. J. Corros. 2019. P. 1206098.Toader G., Pulpea D., Rotariu T., Diacon A., Rusen E., Moldovan A., Podaru A., Ginghina R., Alexe F., Iorga O., Bajenaru S.A., Ungureanu M., Dirloman F., Pulpea B., Leonat L. // Polymers. 2021. V. 13. P. 4194.Toader G., Pulpea D., Rotariu T., Diacon A., Rusen E., Moldovan A., Podaru A., Ginghina R., Alexe F., Iorga O., Bajenaru S.A., Ungureanu M., Dirloman F., Pulpea B., Leonat L. // Polymers. 2021. V. 13. P. 4194.Chunhai L., Qingfeng T., Min C., Xuejuan Z., Zhaofa Z. Radioanal J. // Nucl. Chem. 2018. V. 316 (7). P. 1.Chunhai L., Qingfeng T., Min C., Xuejuan Z., Zhaofa Z. Radioanal J. // Nucl. Chem. 2018. V. 316 (7). P. 1.Qian W., Feisen W., Chuang C., Hui C., Fei J., Chen Y., Dasong L. // Nucl. Eng. Technol. 2023. V. 55 (1). P. 12.Qian W., Feisen W., Chuang C., Hui C., Fei J., Chen Y., Dasong L. // Nucl. Eng. Technol. 2023. V. 55 (1). P. 12.LaBrier D., Dunzik-Gougar M.L. // J. Nucl. Mater. 2015. V. 460. P. 174.LaBrier D., Dunzik-Gougar M.L. // J. Nucl. Mater. 2015. V. 460. P. 174.Былкин Б.К., Давыдова Г.Б., Журбенко Е.А. // Атомная энергия. 2011. Т. 110 (3). С. 171.Былкин Б.К., Давыдова Г.Б., Журбенко Е.А. // Атомная энергия. 2011. Т. 110 (3). С. 171.Мышкин В.Ф., Беспала Е.В., Павлюк А.О., Беспала Ю.Р., Новоселов И.Ю. // Изв. вузов. Ядер. энерг. 2019. № 3. С. 154.Мышкин В.Ф., Беспала Е.В., Павлюк А.О., Беспала Ю.Р., Новоселов И.Ю. // Изв. вузов. Ядер. энерг. 2019. № 3. С. 154.Vulpius D., Baginski K., Kraus B., Thomauske B. // Nucl. Eng. Des. 2013. V. 265. P. 294.Vulpius D., Baginski K., Kraus B., Thomauske B. // Nucl. Eng. Des. 2013. V. 265. P. 294.Петровская А.С., Цыганов А.Б. Устройство для плазменной дезактивации элементов конструкции ядерного реактора. Патент на изобретение РФ № 2771172, приоритет от 11.05.2021.Петровская А.С., Цыганов А.Б. Устройство для плазменной дезактивации элементов конструкции ядерного реактора. Патент на изобретение РФ № 2771172, приоритет от 11.05.2021.Петровская А.С., Цыганов А.Б., Стахив М.Р. Патент РФ № 2711292. Заявка EP 19888171.6, US 20210272715, CA3105179A1, КНР CN112655056A и др.Петровская А.С., Цыганов А.Б., Стахив М.Р. Патент РФ № 2711292. Заявка EP 19888171.6, US 20210272715, CA3105179A1, КНР CN112655056A и др.Петровская А.С., Цыганов А.Б. // Физ. тверд. тела. 2023. Т. 65 (12). С. 2184.Петровская А.С., Цыганов А.Б. // Физ. тверд. тела. 2023. Т. 65 (12). С. 2184.Петровская А.С., Цыганов А.Б. // Письма в ЖТФ. 2024. Т. 50 (23). С. 68Петровская А.С., Цыганов А.Б. // Письма в ЖТФ. 2024. Т. 50 (23). С. 68

The authors declare that there are no conflicts of interest present.