12.3. Удаление йода.

Выход осколочного ¹²⁹I составляет ~ 4,8.107 Бк/(МВт.год). В топливе ВВЭР с глубиной выгорания 30-40 ГВт.сут/т после годовой выдержки содержание ¹²⁹I составляет 210-273 г/т. При переработке ОЯТ реакторов на БН с малым временем выдержки необходимо учитывать присутствие ¹³¹I. Йод, образующийся в реакторах, практически полностью удерживается в отработавших твэлах. При резке твэлов в газовую фазу поступает 0,25% йода, содержащегося в топливе.

Йод в технологических потоках после растворения ОЯТ характеризуется многообразим форм, сложным химическим поведением, образованием органических алкилиодидов. В зависимости от режима растворения йод может находится в форме молекулярного йода, йодидов, йодатов, органических йодидов. На стадии растворения ОЯТ в горячей азотной кислоте создаются хорошие условия для улетучивания молекулярного йода и HI. Однако они могут конденсироваться с оксидами азота. Для предотвращения возврата йода из конденсата азотной кислоты проводят воздушную отдувку йода или частично перегоняют азотную кислоту. Отгонка йода достигает 99%.

Улавливать различные формы йода одним методом невозможно, поэтому его из отходящих газов удаляют с помощью первичного улавливания в промывных колоннах и вторичного улавливания в абсорберах. Промывку осуществляют различными растворами. Содово-щелочная промывка пригодна для улавливания молекулярного йода, но не эффективна для улавливания алкилйодидов.

Растворы концентрированной азотной кислоты улавливают все формы йода за счет окисления йода до соединения HI₃O₈. Однако высокая концентрация азотной кислоты создает трудности в подборе материалов для аппаратуры.

Растворы нитрата ртути используют для улавливания йода в «Меркурекс»-процессе. Степень улавливания достигает 99%.

В СССР использовали для улавливания йода кремнийорганические соединения, позволяющие достигать на этой стадии очистки коэффициентов очистки 10².

После промывке в скруббере дальнейшую очистку газового потока от йода проводят на твердых сорбентах, пропитанных нитратом серебра. В качестве сорбентов используют АУ, цеолиты, силикагель, оксид алюминия и др.

Сочетание методов промывки газовоздушного потока с очисткой на твердых сорбентах позволяет получить степень очистки сбросных газов от йода до 10⁷. Йодсодержащие отходы можно хранить, включив их в твердый продукт, например, в специальные стекла.

12.4. Удаление трития.

В отработавших твэлах содержится тритий, образующийся вследствие тройного деления ядер урана и плутония. В реакторе мощностью 1000 МВт в год образуется около 2 г трития. Часть его диффундирует из сердечника твэла в оболочку, задерживается в ней и проникает в воду первого контура реактора. Если оболочка изготовлена из циркалоя, то в твэле удерживается 99,98% трития. При вскрытии такого твэла тритий переходит в газовую фазу и сбрасывается в атмосферу.

В настоящее время разрабатываются методы по улавливанию трития и его надежной фиксации и захоронению. При проведении процесса волоксидации большая часть трития окисляется, образуя тритиевую воду, которая может быть сконденсирована и уловлена на цеолитах. Однако в настоящее время этот процесс пока не осуществлен в промышленном масштабе.

Для предотвращения «размазывания» трития по технологической схеме его стараются сконцентрировать в минимальном объеме перед 1 циклом экстракции. Для этого используют различные приемы. Например, ограничивают подачу свежей воды, что позволяет избежать разбавление тритированной воды. Разбавление дымящейся азотной кислоты проводят тритированной водой. Обеспечивают циркуляцию тритированной воды в «тритиевой зоне» созданием двух отдельных систем регенерации азотной кислоты. Проводят отмывку от трития экстрагента 1 цикла.

Указанные мероприятия позволяют сконцентрировать 90-99% трития, содержащегося в исходном ОЯТ, в объеме воды 500 л/т и получать 750 м³/год тритиевых отходов от завода, производительностью 1500 т/год.