ЭФФЕКТ ПРОРЫВА

Участников семинара приветствовали главный технолог проектного направления «Прорыв» Юрий Мочалов и научный руководитель проекта по разработке пирохимической технологии переработки ОЯТ АО «Прорыв» Юрий Зайков. Итоги работы по пирохимическому направлению за 2018 г. подвел главный технолог проекта по созданию пирохимической технологии переработки ОЯТ АО «Прорыв» Вадим Ковров. На семинаре было заслушано 32 доклада по этой проблематике. 

Ученые ИВТЭ в сотрудничестве с коллегами из УрФУ и научно-исследовательских институтов Росатома создают пирохимическую технологию переработки ОЯТ с использованием расплавленных солевых сред. Научный руководитель ИВТЭ доктор химических наук Юрий Зайков (на снимке слева) рассказал о том, что сделано в этом направлении уральскими электрохимиками в 2017–2018 гг.:

— Когда пять лет назад нам предложили заняться созданием пирохимической технологии переработки ОЯТ, мы не сразу решились взяться за эту сложнейшую задачу. Однако у нас хорошая экспериментальная база, высокие компетенции сотрудников, и в научном плане мы не уступаем зарубежным коллегам, работающим в этой области. Если объединить усилия фундаментальной и прикладной науки, а также производственников, можно добиться успеха. Сегодня уже появилась реальная схема переработки ОЯТ для замыкания ядерного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Определились основные участники пирохимического направления: предприятия и НИИ Росатома, наш Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН как головная организация, Уральский федеральный университет и другие вузы, коммерческие структуры. Получены результаты с использованием модельного ядерного топлива, отработаны различные технологические процессы, изготовлены установки для получения технологических сред требуемой чистоты.

Среди последних разработок ИВТЭ в этой области — использование кислородных насосов и датчиков определения концентрации оксидных ионов в электролитах, создание установки для синтеза материала инертных анодов аппарата «металлизации», электролитическое восстановление оксидов актиноидов, лантаноидов, урана, циркония и редкоземельных металлов в расплавленных смесях, разработка, изготовление и экспериментальная проверка электрохимической системы очистки аргона от кислорода для различных технологических операций и др.

В рамках семинара состоялось несколько рабочих совещаний, где рассматривались пути совершенствования технологий переработки смешанного нитридного уран-плутониевого ОЯТ, развития экспериментальной базы, роботизации пирохимического оборудования, цифровизации исследовательских и технологических процессов. Было уделено внимание задачам подготовки кадров в УрФУ в связи с новыми потребностями атомной отрасли.

На встрече, в которой приняли участие специальный представитель ГК «Росатом» по международным и научно-техническим проектам В.А. Першуков, главный технолог АО «Прорыв» Ю.С. Мочалов, заместитель директора — руководитель ЦО ОП «Разработка базовых технологий переработки ОЯТ и обращения с РАО» Л.П. Суханов, ректор УрФУ В.А. Кокшаров, проректор УрФУ по науке В.В. Кружаев и научный руководитель ИВТЭ УрО РАН Ю.П. Зайков, обсуждались результаты взаимодействия АО «Прорыв» с ведущими уральскими научными организациями и дальнейшие планы сотрудничества.

Специальный представитель ГК «Росатом» по международным и научно-техническим проектам, доктор технических наук Вячеслав Першуков (справа на фото вверху) считает, что реализация проекта «Прорыв» уже продемонстрировала миру достижимость замкнутого топливного цикла, по крайней мере его элементов. Это широкая линейка реакторов на быстрых нейтронах, новые виды топлива, расширенный набор методов переработки ОЯТ.

— Об эффективности пирохимической технологии переработки ОЯТ говорить пока рано, — полагает Вячеслав Александрович. — Этой проблемой активно занимаются во всем мире, и, судя по открытым источникам информации, никто в ней серьезно не преуспел. Вероятно, максимально продвинулись корейцы и американцы, у них извлечение урана из отработанного ядерного топлива составляет 92–93%, однако там нет реакторов на быстрых нейтронах. Такие реакторы есть только в России. А для замкнутого ядерного цикла, обязательным условием реализации которого являются реакторы на быстрых нейтронах, процент извлечения полезных компонентов из ОЯТ должен быть значительно выше, 98–99%.

Сегодня могу сказать, что, заключив договор о сотрудничестве в области пирохимии с ИВТЭ УрО РАН, мы сделали правильный, обоснованный выбор. Время для достижения результата пока есть: модуль по переработке ОЯТ на Сибирском химическом комбинате (г. Северск) планируется запустить в 2028 г.

Для участников семинара были организованы технические экскурсии в УрФУ и ИВТЭ УрО РАН. В физико-технологическом институте УрФУ они ознакомились с экспериментальным оборудованием (герметичные боксы с инертной атмосферой, электролизеры различной мощности, вакуумные печи с индукционным и резистивным нагревом, установки по изучению коррозионных и электрохимических процессов в расплавленных солях), а также с аналитической базой института.

В ИВТЭ УрО РАН было продемонстрировано экспериментальное оборудование, созданное в рамках проекта «Прорыв», макет установки получения солевых расплавов для использования в пирохимических процессах и макет технологической цепочки герметичных боксов с инертной средой для отработки пирохимических операций и средств технологического контроля, а также компоненты аналитического обеспечения исследований (система электрохимической очистки аргона от кислорода, датчик определения концентрации оксидных ионов в хлоридном расплаве, различные газовые анализаторы).

В решении семинара отмечено, что начальный период разработки пирохимической технологии (2017–2018 гг.) в основном завершен, на основе результатов проведенных исследований принят окончательный вариант схемы пирохимического передела в модуле переработки ОЯТ опытно-демонстрационного энергокомплекса Сибирского химического комбината, экспериментально подтверждена реализуемость входящих в нее операций. В 2019 г. планируется переход от стадии лабораторных разработок к стадии конструирования и испытаний экспериментального оборудования, входящего в технологическую схему.