Разработка физико-химических основ процессов глубокого функционирования делящихся материалов и продуктов деления в технологии пристанционной переработки нитридного ОЯТ

Проект: Проект-Грант

Сведения о проекте

Описание

В качестве основной концепции развития атомной энергетики в России принята концепция перехода к реакторам на быстрых нейтронах и организации короткозамкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) с пристанционной переработкой ОЯТ.
Переработка отработавшего ядерного топлива с малым временем выдержки невозможна без внедрения пирохимических методов переработки. В связи с этим перед учеными ставится первоочередная задача проведения исследований способствующих практической реализации пирохимических методов переработки.
Несмотря на то, что основы пирохимической технологии были разработаны в 50-х годах 20 века, до сих пор нерешенными с технологической точки зрения остается большое количество вопросов. В связи с этим тема данного научного исследования является актуальной как для развития фундаментальных основ, так и для практической реализации ЗЯТЦ в атомной энергетике, являющейся одним из приоритетных направлений экономического развития РФ.
В свою очередь практическая реализация пирохимической технологии и ЗЯТЦ дает возможность, помимо переработки маловыдержанного ОЯТ, вовлечения в ядерный топливный цикл оборотных урана и плутония. Появится практическая возможность решения проблемы накопления радиоактивных отходов, а именно сокращения их объемов за счет получения их в компактной форме пригодной для захоронения. Пирохимическими методами можно перерабатывать ОЯТ не только полученное с реакторов на быстрых нейтронах, но и накопленное за годы эксплуатации водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР). С использованием пирохимических методов появляется возможность переработки ОЯТ транспортных и исследовательских реакторов, отличающееся высокой степенью обогащения и порой крайне сложным элементным составом.
Детальное исследование физико-химического поведения редких элементов (таких как уран, цирконий и ниобий) в галоидных расплавах позволит получить более достоверные и непротиворечивые сведения о валентном состоянии и координационных свойствах этих элементов, термодинамике их соединений в расплавленных смесях галоидных солей. Большой интерес с практической точки зрения представляет изучение электродных процессов с участием вышеуказанных металлов, а также установление возможности их разделения. Коэффициент разделения компонентов, характеризующий распределение изучаемых элементов между различными фазами, определяется свойствами солевой и металлической фаз. При выборе солевой фазы для осуществления процесса разделения определяющую роль играет электродный потенциал выделения того или иного компонента, при выборе катода определяющее значение на величину коэффициента разделения влияют коэффициенты активности разделяемых элементов в материале катода. Для получения полной информации по электрохимическим свойствам урана, циркония и ниобия будут изучены электродные потенциалы выделения исследуемых металлов в зависимости от катионного состава солевой фазы и температуры протекания процесса. Поскольку не менее важную роль при разделении компонентов играют свойства восстановленной фазы, то помимо изучения электрохимического выделения и разделения изучаемых металлов на инертных твердых катодах, будут определены электрохимические свойства урана, циркония и ниобия в расплавленных солях различного катионного состава на активных жидких катодах.
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания01/07/201701/07/2020

ГРНТИ

  • 61.31.61 Химико-технологические вопросы ядерной техники

Тип источника финансирования (РФФИ, РНФ, Х/Д, Гранты и т.д.)

  • РНФ

Площадка НИЧ УрФУ, где ведется данный грант (НИЧ Куйбышева, НИЧ Мира)

  • НИЧ Мира

Результат исследований

  • 8 Материалы конференции
  • 2 Статья

Processes involving zirconium on solid and liquid cathodes in LiCl-KCl eutectic based melts

Soldatova, M. N., Maltsev, D. S. & Volkovich, V. A., 6 дек 2019, Physics, Technologies and Innovation, PTI 2019: Proceedings of the VI International Young Researchers� Conference. Volkovich, V. A., Zvonarev, S. V., Kashin, I. V., Smirnov, A. A. & Narkhov, E. D. (ред.). American Institute of Physics Inc., 020065. (AIP Conference Proceedings; том 2174).

Результат исследований: Глава в книге, отчете, сборнике статейМатериалы конференции

  • Red-ox processes involving niobium in alkali chloride melts

    Nikulina, V. A., Maltsev, D. S., Ryzhov, A. A., Ivanov, A. B. & Volkovich, V. A., 6 дек 2019, Physics, Technologies and Innovation, PTI 2019: Proceedings of the VI International Young Researchers Conference. Volkovich, V. A., Zvonarev, S. V., Kashin, I. V., Smirnov, A. A. & Narkhov, E. D. (ред.). American Institute of Physics Inc., 020044. (AIP Conference Proceedings; том 2174).

    Результат исследований: Глава в книге, отчете, сборнике статейМатериалы конференции

  • Separation of Uranium and Zirconium: Electrochemical Properties of Zirconium in the 3LiCl–2KCl Melt

    Maltsev, D. S., Volkovich, V. A., Raguzina, E. V., Strepetov, K. E., Kozlova, A. A. & Soldatova, M. N., 1 фев 2019, В : Russian Metallurgy (Metally). 2019, 2, стр. 155-158 4 стр.

    Результат исследований: Вклад в журналСтатья

  • Uranium reduction from chloride melts on solid and liquid metal cathodes

    Strepetov, K. E., Maltsev, D. S. & Volkovich, V. A., 6 дек 2019, Physics, Technologies and Innovation, PTI 2019: Proceedings of the VI International Young Researchers Conference. Volkovich, V. A., Zvonarev, S. V., Kashin, I. V., Smirnov, A. A. & Narkhov, E. D. (ред.). American Institute of Physics Inc., 020067. (AIP Conference Proceedings; том 2174).

    Результат исследований: Глава в книге, отчете, сборнике статейМатериалы конференции