| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Противодействие техногенным, биогенным, социокультурным угрозам, терроризму и экстремистской идеологии, деструктивному иностранному информационно-психологическому воздействию, а также киберугрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства, укрепление обороноспособности и национальной безопасности страны в условиях роста гибридных угроз |
| 16. |
Аннотация |
Эффективное обращение с радионуклидами замкнутого ядерного топливного цикла в целях устойчивого развития ядерной энергетики.
Разработка методологии выбора форм (матриц) для изоляции и захоронения актинидных отходов, определение оптимальных технологий промышленного изготовления таких материалов.
Оценка влияния тепловыделения при распаде радионуклидов на безопасность захоронения актинидных отходов.
Теоретическая модель задержки коллоидных форм радионуклидов в породах при переносе из пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов (ПГЗРО) подземными водами.
Методология учета и обращения с геологическими неопределенностями при решении задач захоронения радиоактивных отходов на примере хранилища «Енисейский» (Красноярский край).
Создание методологии для оценки современного радиационно-экологического состояния морских арктических экосистем и сопряженных с ними территорий с целью прогноза ключевых эволюционных процессов во времени и в пространстве.
Фундаментальные закономерности миграции и аккумуляции радиоактивных и стабильных загрязнителей в каскадных ландшафтно-геохимических системах арктических территорий России. Оценка химического и радиационного загрязнения наземных ландшафтов Арктики.
Ядерная энергетика – это низко-углеродная технология постоянной генерации тепловой и электрической энергии, что определяет ее важную роль в снижении эмиссии парниковых газов. В ядерном топливном цикле образуются высокорадиоактивные материалы – отработанное ядерное топливо (ОЯТ) и радиоактивные отходы (РАО) его переработки, в том числе наиболее опасные, высокоактивные отходы (ВАО), содержащие долгоживущие актиниды. В нашей стране ВАО переводят в твердые формы (Na-Al-P стекла), с 1987 г изготовлено около 8000 т высокоактивной стекломатрицы, что составляет 70% вместимости планируемого хранилища в Красноярском крае. Низкое содержание отходов (3–5 масс.%) – недостаток Al-P стекла, что делает актуальным поиск новых матриц для ВАО. В ближайшие 3–5 лет на заводе РТ-1 (ПО «Маяк», Челябинская область) и новом комплексе (ОДЦ, РТ-2) в Красноярском крае предполагается использование B-Si стекол, содержащих до 20 масс.% ВАО. Такие стекла будут применять для изоляции продуктов деления в проекте «Прорыв» и для иммобилизации РАО от регенерации урана – продукта переработки ОЯТ. В перспективе оптимальное решение проблемы обращения с ВАО связано с их разделением на группы радионуклидов для включения в наиболее подходящие матрицы (стекло, стеклокерамика, или керамика). Для актинидов оптимальны минералоподобные фазы со структурами цирконолита, пирохлора, монацита, бритолита, муратаита и др. Для отходов сложного состава перспективны стеклокерамические материалы. Иммобилизованные в матрицы высокорадиоактивные отходы предлагается затем помещать в глубокие подземные хранилища шахтного или скважинного типа.
Матрица должна обладать необходимыми химическими (емкость, устойчивость к радиации и коррозии), физическими (прочность, плотность, теплопроводность и др.) и технологическими свойствами. Их выбор основан на ряде критериев: высокая загрузка отходами; радиационная устойчивость; минимальное образование второстепенных фаз, ухудшающих свойства матрицы; высокая коррозионная устойчивость; наличие природных аналогов, устойчивых к взаимодействию с подземными водами. Одно из требований к матрице ВАО состоит в реальности изготовления на основе имеющихся технологий. В промышленности применяются два способа получения матриц: 1) твердофазное прессование – спекание (ХПС); 2) плавление – охлаждение с получением стекла, стеклокерамик или керамических матриц с минералоподобными фазами. Для получения матриц с температурами плавления выше 1300оС оптимален метод индукционного плавления в холодном тигле (ИПХТ). Оба эти приема – ХПС и ИПХТ будут использованы нами для получения новых типов матриц с имитаторами радиоактивных элементов и последующего изучения их свойств.
Для размещения высокорадиоактивных отходов планируется создать федеральный пункт глубинного захоронения радиоактивных отходов (ПГЗРО) на участке Енисейский Нижнеканского массива (Красноярский край). Основной механизм загрязнения геосферы обусловлен выносом радионуклидов из ПГЗРО подземными водами. Значительная часть долгоживущих актинидов поступает в воды в подвижной коллоидной форме. Механическая задержка коллоидных форм в породах вокруг ПГЗРО повысит его безопасность. Разработка теории, позволяющей оценить степень задержки коллоидов радионуклидов, актуальная задача, имеющая практическое значение. Обоснование безопасности захоронения РАО в геологической среде требует проведения анализа долговременной эволюции подземного хранилища в Красноярском крае (проект «Енисейский»).
Для социально-экономического освоения арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ) необходимы обоснованные и надежные данные о состоянии и эволюции компонентов арктических экосистем. В силу слабой изученности миграции радиоактивных и стабильных загрязнителей в ландшафтно-геохимических структурах элементарных и каскадных систем, приоритетной задачей научных исследований по теме НИР является экологический мониторинг арктических территорий. |