Группа Радиохимии 1.Алексеев Е.Г. – снс 2.Гусельников В.С. – вед. инж. 3.Конева Т.В. – инж. - презентация

1 Группа Радиохимии 1.Алексеев Е.Г. – снс 2.Гусельников В.С. – вед. инж. 3.Конева Т.В. – инж.

2 ISTC Project 2391 Разработка методов инкапсулирования долгоживущих ядерных отходов в углеродные матрицы для их хранения и трансмутации Петербургский Институт Ядерной Физики Институт Высокомолекулярных Соединений Радиевый Институт Цель: Разработка методов инкапсулирования долгоживущих радионуклидов 99 Tc, 129 I и 241 Am в углеродные матрицы, а также получение образцов таких матриц и исследование их свойств. Задачи : Синтез углеродных матриц с инкапсулированными радионуклидами технеция, иода и америция карбонизацией их органических производных. Изучение устойчивости углеродных матриц и удержания в них инкапсулированных радионуклидов при термическом и химическом воздействиях. Изучение удержания в углеродных матрицах продуктов трансмутации инкапсулированных радионуклидов, образующихся при облучении тепловыми нейтронами.

3 ОТХОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ Фракционирование 99 Tc, 129 I, малые актиноиды Не трансмутируемые радионуклиды Трансмутация 99 Tc(n,γ) 100 Tc 129 I(n,γ) 130 I An(n,f)п.д. Фабрикация мишеней Фиксация в изолирующие матрицы Создание матричных материалов Соединения Временное контролируемое хранение, захоронение IVVVI C N O углерод 15 азот кислород Углеродные материалы, карбиды ZrN TiN YN и др. ZrO 2 MgO MgO·Al 2 O 3 и др.

4 Инкапсулирование радионуклидов в углеродные материалы. Способ # 1. Углерод/UN x -композит Углерод/UC x -композит Дифталоцианин урана Карбонизация ~1000 o C вакуум Вакуум ~2300 o C

5 Инкапсулирование радионуклидов в углеродные материалы. Способ # 2.

6 БЛОК-СХЕМА РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА Получение соединений и композиций Tc, I, U, Am КарбонизацияПоиск оптимальных условий Углеродные матрицы с инкапсулированными радионуклидами Tc, I, U, Am Изучение свойств Изучение удержания продуктов трансмутации Химическая и термическая устойчивости Продукты (n,γ)-реакции: 99m Tc, 130 I, 242 Am Продукты (n,f)-реакции: газообразные и высоко- подвижные твердые Выщелачиваемость радионуклидов Tc, I, Am

7 БЛОК-СХЕМА РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА Получение соединений и композиций Tc, I, U, Am КарбонизацияПоиск оптимальных условий Углеродные матрицы с инкапсулированными радионуклидами Tc, I, U, Am Изучение свойств Изучение удержания продуктов трансмутации Химическая и термическая устойчивости Продукты (n,γ)-реакции: 99m Tc, 130 I, 242 Am Продукты (n,f)-реакции: газообразные и высоко- подвижные твердые Выщелачиваемость радионуклидов Tc, I, Am

8 Производство радионуклидов на циклотронах ЦиклотронЭнергия протонов, МэВ Ядерные реакции Основные производимые радионуклиды Уровень I 10(p,n), (p,α) 11 C, 13 N, 15 O, 18 F Уровень II 20(p,n), (p,α) 11 C, 13 N, 15 O, 18 F, 67 Ga, 103 Pd, 109 Cd, 111 In, 123 I, 124 I, 186 Re Уровень III 45(p,pn), (p,2n), (p,3n) и др. 22 Na, 38 K, 57 Co, 67 Ga, 68 Ge, 73 Se, Br, 81 Rb( 81 Kr), 111 In, 123 I, 201 Tl, 225 Ac Уровень IV 200(p,4n), (p,5n) и др. 22 Na, 28 Mg, 52 Fe 67 Cu, 72 Se( 72 As), 81 Rb( 81 Kr), 82 Sr( 82 Rb), 103 Pd, 109 Cd, 117m Sn, 123 I, 149 Tb, 201 Tl

9 Зарубежные циклотроны 4-го уровня – производители радионуклидов Организация Страна TRIUMF Канада Nihon Medi- Physics Япония The iThemba Laboratory Юж.Африка PSI Швейцария Московская мезонная фабрика Характерис- тики циклотрона 70 – 520 МэВ 150 мкА МэВ 100 мкА при 25 МэВ 5O мкА при 70 МэВ МэВ 85 мкА при 66 MeV МэВ 70 мкА 160 МэВ 100 мкА Производст- во радио- нуклидов ~I20 час/неделя 105 час/неделя 33 час/неделя 150 час/неделя Основные радионукли- ды 82 Sr 18 F, 81 Rb, 123 I, 201 Tl 18 F, 67 Ga, 81 Rb, 82 Sr, 111 In, 123 I, 201 Tl 11 C, 15 O, 18 F, 52 Fe, 67 Cu, 76 Br, 123 I 68 Ge, 82 Sr, 103 Pd

10 Номенклатура радионуклидов для производства на 80 МэВ циклотроне Потребители ФедеральныеРегиональныеМестный Основной пучок 67 Cu, 82 Sr, 103 Pd 18 F (из nat Ne), 67 Cu, 81 Rb, 82 Sr, 103 Pd, 123 I (из nat I) 18 F (из nat Ne), 67 Cu, 81 Rb, 82 Sr, 103 Pd, 123 I (из nat I) Параллельный пучок 123 I (из 124 Xe), 186 Re, 201 Tl, 225 Ac 11 C, 13 N, 15 O, 18 F (из 18 O), 123 I (из 124 Xe), 186 Re, 201 Tl, 225 Ac

11 Мишенные устройства 2. Мишенные станции 1. и др. 3. Что дальше: и др. 4. Сертификация (показатели, приборное обеспечение) 3. Мишенные вещества (расход, производители) 2. Оценка производительности 1.