Способ экзотермической трансмутации - RU2017105252A
Код документа: RU2017105252A
Формула
1. Способ экзотермической трансмутации для по меньшей мере частичной дезактивации радиоактивного материала, при этом способ включает стадии:
- размещения пылевидного соединения, содержащего по меньшей мере переходный металл, в камере (7) реактора (1) снаружи закрытого контейнера;
- размещения радиоактивного материала в указанной камере (7), причем радиоактивный материал находится и остается в указанном закрытом контейнере в инкапсулированном состоянии;
- обеспечения контакта водорода с пылевидным соединением и с радиоактивным материалом при давлении, которое выше чем давление окружающей среды;
- генерирования электрического поля в камере (7), при этом электрическое поле прикладывают к пылевидному соединению и радиоактивному материалу;
- возбуждения пылевидного соединения нагреванием, затем генерирования трансмутации по меньшей мере одного указанного переходного металла в другой переходный металл и эмиссии протонов в направлении радиоактивного материала, при этом указанный радиоактивный материал по меньшей мере частично дезактивируют;
- отведения тепловой энергии из реактора (1).
2. Способ по п. 1, включающий генерирование электрического поля в камере (7), при этом электрическое поле прикладывают к пылевидному соединению и радиоактивному материалу.
3. Способ экзотермической трансмутации для по меньшей мере частичной дезактивации радиоактивного материала, при этом способ включает стадии:
- размещения пылевидного соединения, содержащего по меньшей мере переходный металл, в камере (7) реактора (1);
- размещения радиоактивного материала в указанной камере (7), причем радиоактивный материал размещают близко к пылевидному соединению или смешивают с ним;
- обеспечения контакта водорода с пылевидным соединением и с радиоактивным материалом при давлении, которое выше чем давление окружающей среды;
- генерирования электрического поля в камере (7), при этом электрическое поле прикладывают к пылевидному соединению и радиоактивному материалу;
- возбуждения пылевидного соединения с помощью ультразвуковых волн, затем генерирования трансмутации по меньшей мере одного указанного переходного металла в другой переходный металл и эмиссии протонов в направлении радиоактивного материала, при этом указанный радиоактивный материал по меньшей мере частично дезактивируют;
- отведения тепловой энергии из реактора (1).
4. Способ по п. 3, включающий нагревание пылевидного соединения и радиоактивного материала.
5. Способ по п. 1 или 3, где радиоактивный материал представляет собой ядерные отходы.
6. Способ по п. 5, где ядерные отходы представляют собой отходы горного производства, продукт деления ядра или медицинские ядерные отходы.
7. Способ по п. 1 или 3, включающий стадию отведения воздуха из камеры (7).
8. Способ по п. 1 или 3, включающий стадию нагревания камеры (7) при исходной температуре.
9. Способ по п. 1 или 3, где пылевидное соединение содержит Ni и Fe, предпочтительно 50% - 95% Ni и 5% - 50% Fe по весу, более предпочтительно 70% - 90% Ni и 10% - 30% Fe по весу, причем атомы Ni трансмутируются в Cu.
10. Способ по п. 1 или 3, где пылевидное соединение содержит 1% - 10% Cu по массе, предпочтительно 2-7%.
11. Способ по п. 10, где Cu в пылевидном соединении характеризуется по меньшей мере 99%, предпочтительно 99,9% частиц со средним размером от 10 до 100 мкм, предпочтительно от 10 до 50 мкм.
12. Способ по п. 1 или 3, где Ni в пылевидном соединении характеризуется по меньшей мере 99%, предпочтительно 99,9% частиц со средним размером не более 10 мкм, и Fe в пылевидном соединении характеризуется по меньшей мере 99%, предпочтительно 99,9% частиц со средним размером не более 10 мкм.
13. Способ по п. 12, где Ni в пылевидном соединении характеризуется по меньшей мере 99%, предпочтительно 99,9% частиц со средним размером не более 5 мкм, и Fe в пылевидном соединении характеризуется по меньшей мере 99%, предпочтительно 99,9% частиц со средним размером не более 5 мкм.
14. Способ по п. 1 или 3, где пылевидное соединение содержит 25% - 40% графита по массе, предпочтительно 30-40%.
15. Способ по п. 1 или 3, где реактор (1) преимущественно выполнен из стали, предпочтительно содержащей по меньшей мере 1% Cr по массе.
16. Способ по п. 1 или 3, где давление в указанной камере (7) во время генерирования электрического поля и ультразвуковых волн составляет более 5 x 105 Па, причем указанная камера (7) содержит по меньшей мере 99% H2.
17. Способ по п. 1 или 3, где водород подают до нагревания и оставляют в камере (7) во время последующих стадий.
18. Способ по п. 1 или 3, где исходная температура составляет от 80 до 200°C, предпочтительно от 100 до 150°C.
19. Способ по п. 1 или 3, где пылевидное соединение содержит Cr.
20. Способ по п. 1 или 3, где для различных радиоактивных материалов применяют один и тот же состав пылевидного соединения.
21. Способ по п. 1 или 3, где для ряда продуктов дезактивации радиоактивного материала применяют одно и то же пылевидное соединение.
22. Способ по п. 1 или 3, где электрическое поле преимущественно является статическим.
23. Способ по п. 1 или 3, где напряженность электрического поля составляет от 20 до 30000 вольт/м.
24. Способ по п. 1 или 3, где радиоактивный материал представляет собой порошок, характеризующийся по меньшей мере 99%, предпочтительно 99,9% частиц со средним размером не более 10 мкм, предпочтительно 5 мкм.
25. Способ по п. 1 или 3, где в отношении водорода не предусмотрено свободное добавление дейтерия и трития.
26. Способ по п. 1 или 3, где реактор (1) содержит стенки камеры (7), содержащие сталь или нержавеющую сталь или керамику.
27. Способ по п. 1 или 3, где ультразвуковые волны характеризуются частотой от 250 до 600 кГц.
28. Способ по п. 1 или 3, где ультразвуковые волны генерируют с помощью генератора с мощностью от 400 до 2000 Вт.
29. Способ п. 1 или 3, где отведение тепловой энергии из реактора (1 или 3) выполняют с помощью охлаждения газом или жидкостью.
30. Способ по п. 1 или 3, где электрическое поле и ультразвуковые волны генерируют после нагревания камеры (7) при указанной исходной температуре, при этом нагревание поддерживают на протяжении первой части периода генерирования электрического поля и ультразвуковых волн, причем нагревание прекращают в конце указанной первой части, отведение тепловой энергии начинают после указанной первой части.
31. Способ по п. 1 или 3, где период генерирования электрического поля и ультразвуковых волн характеризуется продолжительностью от 1 до 6 часов.
