Графит получил широкое применение в атомной промышленности и ядерной энергетике. Он использовался в реакторах в качестве замедлителя, конструкционного материала активной зоны, а также в качестве вмещающей матрицы ядерного топлива. Основное назначение графитовой кладки реактора на тепловых нейтронах состоит в замедлении быстрых нейтронов, рождающихся при цепной реакции деления ядер тяжёлых элементов.
На территории Российской Федерации в настоящее время работают 15 энергоблоков с уран-графитовыми реакторами.Остановлены и находятся в процессе вывода из эксплуатации или подготовки к нему 13 ПУГР, два блока с УГР АМБ-100 и АМБ-200 (Белоярская АЭС), реактор АМ (Калужская обл., г. Обнинск).
Проблемы по захоронению реакторного графита обусловлены содержанием в его составе долгоживущих радионуклидов и большим количеством накопленного реакторного графита (общий объем графитовых кладок и втулок УГР – 27 тыс. м3, суммарная масса графитовых кладок и втулок УГР РФ – 54 тыс. т).
Наиболее перспективным способом изоляции графита на время сохранения его потенциальной опасности является получение высокоустойчивого компаунда, содержащего облученный графит, методом изостатического горячего прессования в инертной атмосфере.
В 2016 г. в ходе выполнения научно-исследовательских работ по данной тематике были получены следующие данные:
- проведено экспериментальное изучение природных материалов для использования в качестве шихты;
- получены лабораторные образцы компаунда, содержащие необлученный реакторный графит;
- изучены физико-химические свойства компаундов;
- выданы предварительные рекомендации по составу и режимам получения компаунда для включения облученного графита.
На сегодняшний момент завершен открытый конкурсна право заключения государственного контракта на выполнение научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы на тему «Способ получения высокоустойчивого компаунда, содержащего облученный графит в обеспечение мероприятия «Разработка и практическое использование при выводе из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов новых высокоэффективных технологий». Государственный контракт заключается с АО «Опытно-демонстрационный центр вывода из эксплуатации уран-графитовых ядерных реакторов» (г. Северск, Томская обл.).
Целью работы является разработка технологии получения высокоустойчивого компаунда, содержащего облученный графит, методом изостатического горячего прессования в инертной атмосфере и оценка соответствия физико-химических характеристик компаунда критериям приемлемости.
Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих задач:
- конструирование и изготовление опытной установки для проведения испытаний с облученным реакторным графитом;
- выдача предварительных рекомендаций по составу и режимам получения компаунда для включения облученного графита;
- получение на опытной установке образцов компаунда с облученным реакторным графитом;
- изучение физико-химических свойств компаундов, содержащих облученный графит;
- разработка технологических решений, исходных данных и технического задания для создания пилотной установки горячего изостатического прессования облученного реакторного графита.
Работы будут выполняться в период с 2017 по 2019 гг.