ATOMIZATION AND TRANSPORT OF RADIONUCLIDES IN A PLASMA FOR ION-PLASMA DEACTIVATION TECHNOLOGY FOR NUCLEAR POWER PLANT EQUIPMENT AND SPENT NUCLEAR FUEL PROCESSING
https://doi.org/10.56304/S2079562924060277
EDN: NOFZUS
Abstract
The solution to relevant problems of nuclear power industry such as the deactivation of nuclear power plants, hot cell, equipment for isotope separation, reprocessing of spent nuclear fuel for the effective closure of the nuclear fuel cycle is discussed. The ion-plasma “dry” technology developed to solve these problems is reported. The operating parameters of the ion-plasma technology for decontamination and reprocessing of spent nuclear fuel have been obtained, including inert gas pressure 0.1–1 atm., flow rate of the inert carrier gas 1–10 m/s, and current density 1–5 A/cm2 at the operating voltage of 100–1000 V. Using the example of spent nuclear fuel reprocessing, the ranges of partial pressures and deposition temperatures of spent nuclear fuel elements during the process of its separation according to elemental composition have been calculated. Due to the difference in the condensation temperature ranges of each spent fuel element, purification of uranium and plutonium from most fission products of MOX and SNUP spent fuel with a purity of at least 99% is demonstrated.
About the Authors
A. S. PetrovskayaRussian Federation
A. B. Tsyganov
Russian Federation
References
1. Gurau D., Deju R. // Radiat. Phys. Chem. 2015. V. 106 (1). P. 371.
2. Роменков А.А., Туктаров М.А., Карлина О.А. и др. // Патент РФ № 2546981. 2015.
3. Cleaver J., McCrory S., Smith T.E., Dunzik-Gougar M.L. // WM Conf. 2012. Phoenix, Arizona, USA.
4. El-Genk M.S., Tournier J.P. // J. Nucl. Mater. 2011. V. 41. P. 193.
5. Адамов Е., Муравьев Е. // Энергетическая политика. 2021. № 1 (155). С. 34.
6. Ковалев Н.В., Зильберман Б.Я., Голецкий Н.Д., Синюхин А.Б. // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2020. № 1. С. 67.
7. Шадрин А.Ю., Двоеглазов К.Н., Иванов В.Б., Волк В.И., Шаталов В.В. // ВАНТ. Сер.: Материаловедение и новые материалы. 2014. № 1 (76). С. 69.
8. Смирнов В.П., Самохин А.А., Ворона Н.А., Гавриков А.В. // Физика плазмы. 2013. Т. 39 (6). С. 523.
9. Астраханцев Н.В., Бардаков В.М., Во Ньы Зан, Кичигин Г.Н., Лебедев Н.В., Строкин Н.А. // ВАНТ. Сер.:Плазменная электроника и новые методы ускорения. 2010. Т. 4 (7). С. 310.
10. Антонов Н.Н., Ворона Н.А., Гавриков А.В. и др. // Сб. докл. науч.-техн. конф. ГК “Росатом” − “Замыкание топливного цикла ядерной энергетики на базе реакторов на быстрых нейтронах”. 2021. С. 260.
11. Петровская А.С., Кладков А.Ю., Суров С.В., Цыганов А.Б. // ВАНТ. Сер.: Ядерно-реакторные константы. 2018. № 4. С. 185.
12. Петровская А.С., Цыганов А.Б., Стахив М.Р. // Патент РФ № 2711292, публ. 16.01.2020.
13. Petrovskaya A.S, Tsyganov A.B., Surov S.V., Kladkov A.Yu // Nucl. Engi. Des. 2022. V. 386. P. 111561.
14. Петровская А.С., Цыганов А.Б., Суров С.В., Блохин Д.А. // Вопросы материаловедения. 2022. № 4 (112). С. 199.
15. Petrovskaya A.S., Tsyganov A.B., Blokhin D.A., Kladkov A.Yu. // Proc. Int. Conf. Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech). 2023. P. 258. https://doi.org/10.1109/EExPolytech58658.2023.10318722
16. Момотов В.Н., Ерина Е.А., Волков А.Ю., Куприянов В.Н., Хамдеев М.И., Тихонов Д.Е., Шадрин А.Ю., Хомяков Ю.С. // Радиохимия. 2022. Т. 64 (1). С. 53.
17. Момотов В.Н., Ерин Е.А., Волков А.Ю., Куприянов В.Н. // Радиохимия. 2021. Т. 63 (2). С. 160.
18. Колобашин В.М., Рубцов П.М, Ружанский П.А. и др. Радиационные характеристики облученного ядерного топлива. 1983. Москва: Энергоатомиздат.
19. Несмеянов А.Н. Давление пара химических элементов. 1961. Москва: Изд. Акад. наук СССР.
Review
For citations:
Petrovskaya A.S., Tsyganov A.B. ATOMIZATION AND TRANSPORT OF RADIONUCLIDES IN A PLASMA FOR ION-PLASMA DEACTIVATION TECHNOLOGY FOR NUCLEAR POWER PLANT EQUIPMENT AND SPENT NUCLEAR FUEL PROCESSING. Nuclear Physics and Engineering. 2024;15(6):624-630. (In Russ.) https://doi.org/10.56304/S2079562924060277. EDN: NOFZUS