Химическую переработку

Герметизация изделий. Бескорпусная герметизация проводится путем нанесения различными методами тонких и сверхтонких покрытий из неорганических и органических материалов. Пленки из неорганических материалов, обладая малой толщиной, значительной пористостью и низкой механической прочностью, выполняют в основном защитно-пассивирующие функции, т. е. подавляют химическую активность поверхностей при контакте с окружающей средой. Однако высокая чистота этих материалов и возможность стабилизации параметров деталей позволяют их широко использовать как промежуточные слои перед нанесением дополнительных полимерных покрытий или перед герметизацией в корпусах.

При герметизации ИМС изоляционными материалами кристалл полупроводниковой или подложку гибридной ИМС покрывают слоем органического диэлектрика: лака или компаунда. Названные изоляционные материалы должны иметь высокие электроизоляционные и влагостойкие свойства, должны быть устойчивы к растрескиванию при циклических воздействиях высоких и низких температур, должны иметь слабую химическую активность, хорошую адгезию и текучесть в жидкой фазе. Такие покрытия называют конформными, а ИМС, герметизированные конформными покрытиями,— бескорпусными ИМС. Однако изоляционные материалы не обеспечивают должной защиты ИМС от повышенной влажности.

Особое внимание следует обратить на то, чтобы исключить из конструкции гермоблоков полимеры с агрессивными или летучими компонентами. Для этого желательно применять полимерные материалы без растворителей (например, эпоксидные смолы), но при этом надо учитывать и другие их свойства (внутренние напряжения после полимеризации, химическую активность и т. д.). Агрессивность некоторых полимерных материалов характеризуется данными, приведенными в табл. 4.9. Нецелесообразно применение таких материалов, как эмаль МЛ-125, полиамид П-68, гетинакс в герметизированном объеме блоков, а также мастики типа ЛН при приклеивании проводов, которая при температуре выше +85 °С и повышенной влажности интенсивно выделяет молекулы соляной кислоты. Ее менее агрессивным заменителем является мастика типа ГИПК-23-12. Летучие компоненты могут привести к повышению давления внутри

Коэффициент активности /, равный единице при очень слабых концентрациях растворов, уменьшается по мере повышения концентрации. Таким образом, удельная электропроводность является некоторой сложной функцией концентрации раствора. Следует отметить, что режимы реальных химических процессов более полно характеризуются именно химической активностью. Поэтому на практике чаще всего приходится измерять химическую активность.

Современные КЭС весьма активно воздействуют на окружающую среду: на атмосферу, гидросферу и литосферу. Влияние на атмосферу сказывается в большом потреблении кислорода воздуха для горения топлива и в выбросе значительного количества продуктов сгорания. Это в первую очередь газообразные окислы углерода, серы, азота, ряд которых имеет высокую химическую активность. Летучая зола, прошедшая через золоуловители, загрязняет воздух. Наименьшее загрязнение атмосферы (для станций одинаковой мощности) отмечается при сжигании газа и наибольшее — при сжигании твердого топлива с низкой теплотворной способностью и высокой зольностью. Необходимо учесть также большие уносы тепла в атмосферу, а также электромагнитные поля, создаваемые электрическими установками высокого и сверхвысокого напряжения.

1.1. Схема строе- заны с ядром слабее, чем электроны, находя-ння атома водорода щиеся на внутренних, близких к ядру орбитах. Поэтому под действием соседних атомов или вследствие других причин внешние электроны могут покинуть свою орбиту, что повлечет за собой изменение электрического состояния атома. Электроны, расположенные на внешних орбитах атомов, называются валентными электронами. Они определяют химическую активность вещества, т. е. участвуют в создании химической связи между атомами. Электроны, освободившиеся от внутриатомных связей, получили название свободных электронов. Они перемещаются внутри вещества между атомами в различных направлениях и с различными скоростями. При наличии внешнего электрического поля беспорядочное движение свободных электронов становится упорядоченным, направленным. В результате возникает электрический ток. Чем больше свободных электронов имеет вещество, тем выше его электропроводность. Этим и объясняется хорошая проводимость металлов, а также деление твердых тел по способности их проводить электрический ток на проводники, полупроводники и диэлектрики.

Так как на АЭС применяются различные растворы (кислоты, щелочи, их различные композиции, комплексоны и т. п.) в процессе подготовки воды, очистки и дезактивации оборудования и др., в химических цехах электростанции действуют вспомогательные линии, оснащенные арматурой. При выборе материала для такой арматуры необходимо учитывать химическую активность транспортируемой среды, ее химический состав, концентрацию и температуру. Различные сочетания этих параметров и скорости среды дают различные результаты

ружающей среды: химическую активность, токопроводность пыли, температуру воздуха в зоне установки светильников и др.

Совершенство кристаллизации того или иного кристаллического вещества, состояние и энергия поверхности частиц определяют его химическую активность и сорб-ционную способность. Известно, что с повышением температуры обжига степень совершенствования структуры кристаллов возрастает и плотность поликристаллического керамического материала все больше приближается к теоретической, а поверхностная энергия стремится к минимуму. Шликеры из керамических материалов, представляющих собой чистые оксиды или специально синтезированные соединения, будут содержать меньше связки по мере совершенства их структуры, определяемого

Флюс должен обладать определенной химической активностью для химического взаимодействия с окислами, но эта активность должна проявляться не при комнатной температуре, а при температуре пайки. При более низких температурах флюс должен иметь минимальную химическую активность, чтобы не вызвать коррозионных явлений и разрушения изоляции. Этим свойством обладают смолосодержащие флюсы без активирующих добавок (табл. 6). Канифольные флюсы ФКСп и ФКЭт при нагревании до температуры флюсования, совпадающей с температурой пайки, выделяют абиетиновую кислоту. Эта слабая органическая кислота растворяет следы окислов. В холодной канифоли кислота нейтрализована терпином, входящим в ее состав.

В отличие от электропроводных стеклоэмалей, когда металлический наполнитель осаждают на порошок фритты ( 25, а), в конденсаторных и изоляционных стеклоэмалях осаждают тонкий (0,05—0,1 мкм) слой стекловидного покрытия на порошок керамического химически стойкого и жаростойкого наполнителя. Используется метод термохимического осаждения стекловидных покрытий, основанный на смачивании поверхности раствором солей с последующим термохимическим разложением на стеклообразующие окислы. Стеклообразование протекает непосредственно вслед за выделением окислов при разложении, что обеспечивает их высокую химическую активность, высокую скорость и полноту стеклообразо-вания без замедляющих условий, наблюдающихся в высоковязком расплаве при варке стеклянной массы фритты в массиве.

шающей стадии замкнутого ЯТЦ весьма значительны и могут составить 70—85% суммарных годовых затрат начальной стадии ЯТЦ (производство ядерного топлива). Эти затраты должны быть полностью или частично скомпенсированы стоимостью регенерируемого урана и плутония. По действующим в настоящее время соглашениям на Западе страна-переработчик отработавшего топлива принимает его от АЭС без цены, т. е. с нулевой стоимостью. Изменение гфны на химическую переработку приведено на 5.5. Расчеты, проведенные NEA и доложенные в 1985 г. на симпозиуме Уранового института в Лондоне, показали, что стоимость извлекаемых при химической переработке регенерированного

урана и плутония не покрывает затрат на химическую переработку при существующих ценах, и, таким образом, топливная составляющая при незамкнутом ЯТЦ будет на 10% ниже чем при замкнутом с использованием реакторов PWR и BWR электрической мощностью 1285 МВт, вводимых в эксплуатацию в

Предложенная США политика в отношении дальнейшего развития топливного цикла ядерной энергетики не встретила поддержки со стороны других индустриальных стран и подвергалась критике в самих США. Спустя 5 лет (в 1982 г.) запрет на химическую переработку отработавшего топлива АЭС в США был отменен, но, как видно из табл. 5.2, и в 1995 г. ввод мощностей радиохимических заводов в США не предвидится.

химическую переработку (регенерацию) отработавшего топлива РХЗ;

Для отработавшего ядерного топлива, транспортируемого на химическую переработку в СССР, установлено нормативное время выдержки в бассейнах на АЭС не менее 5 лет.

Эксплуатационные затраты на радиохимическую переработку отработавшего топлива АЭС включают затраты на его транспортирование от АЭС на завод, хранение в складах-хранилищах завода, химическую переработку (основная доля затрат), удаление отходов, их концентрирование, упаковку, долговременное хране-

Цены на переработку не могут быть строго фиксированы. Они зависят от многих локальных и общих факторов, таких, как тип топлива, его количество в партии, доставленной заказчиком на переработку, обогащение ураном и глубина выгорания, время выдержки на АЭС, количество накопленного плутония и его изотопный состав, амортизационные отчисления, долгосрочное содержание отходов в хранилищах, методы концентрирования и окончательного удаления отходов и пр. При определении цен на химическую переработку стоимость невыгоревшего регенерированного урана и плутония, а также образовавшихся трансурановых эле-м1Гнтов может условно приниматься равной нулю. При приеме заказов заводы капиталистических фирм в контрактах оговаривают допустимые безвозвратные потери при переработке урана и плутония. Прогнозируется, что в ближайшие 10—15 лет затраты на транспортирование, переработку и хранение отходов возрастут в 1,5—2 раза. Экономические оценки затрат по переработке и хранению радиоактивных отходов еще весьма неопределены. На симпозиуме МАГАТЭ (Вена, 1976 г.), посвященном обращению с радиоактивными отходами, американские ученые оценивали расходы на обращение с отходами, включая полную обработку газообразных продуктов деления, в 25—30%, а английские —в 50—60% общей стоимости химической переработки отработавшего топлива. При этом всеми специалистами признается необходимость концентрировать отходы, сокращать их объемы на всех переделах и транспортировать отходы в формах, сводящих к минимуму риск их рассеяния. Различные отходы стремятся не смешивать, а разделять по уровням активности, химическим и физическим свойствам и решать вопросы захоронения раздельно. В ряде стран считается целесообразным хранить отвержденные отходы в течение 30— 50 лет в контролируемых поверхностных хранилищах с воздушным (включая естественную тягу) или водяным охлаждением в возвратимом состоянии, т. е. пригодном для извлечения и транспортирования до их окончательного захоронения.

Затраты на химическую переработку отработавшего топлива, включая обезвреживание, концентрирование, временное хранение и захоронение «навечно» радиоактивных отходов, пока весьма высоки, неустойчивы и неточны. При отсутствии же рецикла регенерированного урана и плутония нет и источника компенсации затрат, относящихся к переработке отработавшего топлива и захоронению радиоактивных отходов на завершающей стадии ЯТЦ.

При замкнутом ЯТЦ затраты на химическую переработку 1 отработавшего ядерного топлива с учетом затрат на концентр! рование, хранение и окончательное захоронение радиоактивны отходов должно быть меньше или, по крайней мере, равны сук маркой стоимости фактически (т. е. за вычетом потерь) пол; чаемого в результате химической переработки регенерированног урана, делящихся изотопов плутония, накопленного в отработа] шем топливе, и попутно извлеченных полезных нуклидов:

АЭС удельные 401—407 -----------химическую переработку

шающей стадии замкнутого ЯТЦ весьма значительны и могут составить 70—85% суммарных годовых затрат начальной стадии ЯТЦ (производство ядерного топлива). Эти затраты должны быть полностью или частично скомпенсированы стоимостью регенерируемого урана и плутония. По действующим в настоящее время соглашениям на Западе страна-переработчик отработавшего топлива принимает его от АЭС без цены, т. е. с нулевой стоимостью. Изменение гфны на химическую переработку приведено на 5.5. Расчеты, проведенные NEA и доложенные в 1985 г. на симпозиуме Уранового института в Лондоне, показали, что стоимость извлекаемых при химической переработке регенерированного