Патент на изобретение №2167174
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования радиоактивных отходов с высоким флюенсом наведенной активности. Композиция включает, мас.ч.: эпоксидную диановую смолу 100, фурфурол 70-100 полиэтиленполиамин 15-40, сланцевое масло 50-120 и наполнитель 0-380. Радиационный химический выход в интервале поглощенных доз 500-4000 Мрад почти в 2 раза меньше, чем у известной композиции, скорость выщелачивания радиоактивного цезия увеличивается почти в 1000 раз. 3 табл. Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования радиоактивных отходов с высоким флюенсом наведенной активности. Известна полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов (Н.А. Мещанский “Химически стойкие мастики, замазки и бетоны на основе термореактивных смол”, Москва, 1968 г., с.26), которая содержит (мас. ч.): Полиэфирная смола марки ПН-1 – 100 Нафтенат кобальта – 5-8 Гипериз – 2-4 Недостатком известной полимерной композиции является ограниченная область ее применения, а именно только в качестве матрицы для низкоактивных отходов. Известную композицию нельзя использовать для герметизации средне- и высокорадиоактивных отходов из-за ее недостаточной стойкости к излучению. Известна полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов (а. с. СССР N 798071, МПК C 09 B 25/02, 1978 г.), которая содержит (мас. ч.): Эпоксидная диановая смола – 100-120 Отвердитель аминного типа – 8-40 Минеральный наполнитель – 40-200 Модификатор фракции сланцевой смолы с температурой кипения 300-400oC – 40-100 Недостатком известной полимерной композиции является невозможность ее использования для герметизации средне- и высокорадиоактивных отходов, поскольку при наборе дозы свыше 2000 Мрад при одновременном воздействии воды с температурой 50  10oC набухание композиции возрастает до 6%, что приводит к изменению ее формостабильности и, следовательно, к разгерметизации.
Наиболее близкой к изобретению по совокупности существенных признаков является полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов (патент РФ N 1126588, МПК C 09 K 3/10, 1982 г.), которая содержит (мас. ч.):Эпоксидная диановая смола – 100 Отвердитель аминного типа (полиэтиленполиамин) – 8-40 Минеральный наполнитель – 100-480 Сланцевый модификатор (сланцевый дистиллят полукоксования фракции с температурой кипения 300-400oC) – 40-100 Фурфурол – 120-200 Сланцевый модификатор имеет следующие показатели: 1. Плотность при 20oC – 1,02 2. Вязкость при 50oC, сСт – 36 3. Фракционный состав, об.%: до 200oC выкипает – не более 3 до 360oC выкипает – не более 50 4. Содержание воды, %, – не более 1 5. Содержание технических примесей, %, – не более 0,5 Недостатком известной композиции является повышенное радиационное газовыделение, а также невозможность использовать ее для кондиционирования радиоактивных отходов при флюенсе наведенной активности свыше 4000 Мрад из-за снижения прочностных свойств и нарушения герметичности, что приводит к резкому увеличению скорости выщелачивания радиоактивного цезия. Задачей настоящего изобретения является создание полимерной композиции, которая позволит надежно изолировать средне- и высокорадиоактивные отходы от окружающей среды за счет сохранения высокой водостойкости композиции при одновременном воздействии радиации и уменьшения радиационного газовыделения и скорости выщелачивания цезия – 137. Данная техническая задача решается тем, что полимерная композиция для кондиционирования радиоактивных отходов, содержащая эпоксидную диановую смолу, фурфурол, полиэтиленполиамин и сланцевый модификатор, в качестве последнего включает сланцевое масло при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола – 100 Фурфурол – 70-100 Полиэтиленполиамин – 15-40 Сланцевое масло – 50-120 Наполнитель – 0-380 В качестве сланцевого масла используют смоляные продукты переработки горючих сланцев Ленинградской области, выпускаемые ООО “Завод “Сланцы” – сланцевое масло (C-1, C-2, C-З) по ТУ 38.109-80 (см. табл. 1). По сравнению со сланцевым дистиллятом полукоксования, применяемым в известной полимерной композиции (патент РФ N 1126588), используемое в заявленной полимерной композиции сланцевое масло при прочих практически одинаковых показателях имеет примерно в 1,6-1,7 раза меньшую вязкость при 20oC (для сланцевого дистиллята – 33-34 с). Также сланцевое масло характеризуется примерно в 1,5 раза большим содержанием 5-метилрезорцина по сравнению со сланцевым дистиллятом (5-6%). Кроме того, использование сланцевого масла вместо сланцевого дистиллята позволило уменьшить содержание фурфурола и полиэтиленполиамина. Полимерная композиция может использоваться как в виде связующего для иммобилизации твердых порошкообразных радиоактивных отходов (радиоактивные соли, золы, ионообменные смолы и др.), так и с включением различных наполнителей для герметизации радиоактивного оборудования, графитовых блоков и тепловыделяющих сборок. В качестве наполнителей могут быть использованы маршалит, цемент, сланцевая зола, кероген, порошкообразный графит, а также их смеси. Примеры композиции (составы N 1-3) представлены в табл.2. Составы приготовляют следующим образом. Фурфурол, сланцевое масло и эпоксидную смолу в заданных количествах тщательно перемешивают до получения гомогенной массы. Затем при непрерывном перемешивании вводят полиэтиленполиамин и добавляют при необходимости наполнитель. Время приготовления композиции – 10-15 мин. Основные свойства композиций приведены в табл. 3. Как видно из табл. 3, предлагаемая композиция имеет преимущество перед известной. Так, радиационно-химический выход в интервале поглощенных доз 500-4000 Мрад почти в 2 раза меньше, а при дальнейшем облучении до 6000 Мрад отличается более чем в100 раз. Прочность известной композиции при дозах свыше 4000 Мрад резко падает вследствие деструкции и достигает значения 30 МПа при дозе 6000 Мрад, при этом скорость выщелачивания радиоактивного цезия увеличивается почти в 1000 раз. Формула изобретения
Эпоксидная диановая смола – 100 Фурфурол – 70 – 100 Полиэтиленполиамин – 15 – 40 Сланцевое масло – 50 – 120 Наполнитель – 0 – 380 РИСУНКИ
Изменения:
Номер и год публикации бюллетеня: 14-2001
Извещение опубликовано: 10.03.2010 БИ: 07/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
