Реферат: Программа дисциплины сд. 04 Физико-химические основы обезвреживания радиоактивных отходов для студентов специальности 140404 «Атомные электрические станции и установки» направления 140400 «Техническая физика»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


СД.04 Физико-химические основы обезвреживания

радиоактивных отходов


для студентов специальности 140404 «Атомные электрические станции

и установки»

направления 140400 «Техническая физика»

специализации «Физико-химические процессы на АЭС»


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры










10







Общая трудоемкость дисциплины

54




54







Аудиторные занятия
















Лекции

34




34







Практические занятия и семинары
















Лабораторные работы
















Курсовой проект (работа)

-













Самостоятельная работа

20




20







Расчетно-графические работы
















Вид итогового контроля (зачет, экзамен)







зачет








Обнинск 2008

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 140400 «Техническая физика», специальности 140404 «Атомные электрические станции

и установки», специализации «Физико-химические процессы на АЭС»


Программу составил:


___________________ Бессонов В.А., дтн, профессор кафедры общей и специальной химии.


Программа рассмотрена на заседании кафедры общей и специальной химии (протокол № ___ от ___.___.200_ г.)


Заведующий кафедрой

Общей и специальной химии, профессор


___________________ В.К.Милинчук


“____”_____________ 2008 г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно– методического

управления


___________________ Ю.Д. Соколова


« » _____________2008 г.

Декан

факультета естественных наук, доцент


___________________ Н.Б.Эпштейн


“____”_____________ 2008 г.



1. Цели и задачи дисциплины.

1.1. Знакомство студентов с представлениями о том, какие вещества, материалы и другие физические объекты могут быть отнесены к категории радиоактивных отходов (РАО).

1.2. Законодательство в области обращения с РАО.

1.3. Изучение вопросов химии и технологии переработки жидких РАО различного состава и радиоактивности с использованием методов выпаривания, йонного обмена, адсорбции, соосаждения с гидроокисями и других способов.

1.4. Образование и накопление РАО при работе АЭС.

1.5. Знакомство с физико-химическими основами переработки облученного ядерного горючего на радиохимических производствах. Виды, активность и объёмы РАО в процессе переработки облученного ядерного горючего.

1.6. Способы обращения с газообразными РАО: механизмы фильтрации, конструкции фильтров, разбавление, улавливание йода и благородных газов.

1.7. Освоение основных технологических операций в процессах отверждения жидких РАО: цементирование, битумирование, остекловывание и др.

1.8. Переработка твердых РАО: прессование, сжигание.

1.9. Изучение приемов и способов захоронения РАО, виды и требования к хранилищам РАО.

20. Пути сокращения объемов и удельной активности РАО.

21. Способы перевозки РАО.

22. Экономические аспекты проблемы переработки и захоронения РАО.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: какие вещества и материалы в атомной энергетике относятся к РАО;

какими законами РФ определяются требования к условиям переработки, хранения, перевозки и захоронения РАО;

как уменьшить количество, объёмы и радиоактивность собираемых РАО;

знать способы переработки жидких, твердых и газообразных РАО, технологии и способы захоронения РАО;

от каких параметров процессов переработки РАО зависит их эффективность и конечная стоимость таких производств.

уметь: работать с радиоактивными материалами, пользоваться аппаратурой для определения радиоактивной загрязненности материалов и веществ, определять к какой группе РАО относятся те или другие материалы и вещества, которые образуются в процессах переработки облученного ядерного топлива и при работе АЭС.

иметь навыки: работы с радиоактивными веществами в жидком, твердом и газообразном состоянии, в определении наилучших, наиболее приемлемых для данных РАО приемов их переработки и захоронения..


^ 3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции


1. ЧТО ОТНОСИТСЯ К РАДИОАКТИВНЫМ ОТХОДАМ. (2 часа)

Источники РАО, классификация РАО: по физическому состоянию – твердые, жидкие и газообразные; по уровню радиоактивности – жидкие (три группы) и твердые (по виду и мощности радиоактивного излучения).


2. ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ И РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБРАЩЕНИИ С РАО. (2 часа)

Безопасность – защита здоровья людей и охрана окружающей среды в настоящем и будущем. Способы обеспечения безопасного обращения с РАО. Определение степени радиоактивной опасности.

Регламентирующие документы МАГАТЭ по обращению с РАО (Докл. № 111-F «Принципы обращения с РАО», 1995 г.). Регламентирующие документы по обращению с РАО в России. Федеральный закон РФ «Об использовании атомной энергии», 21 ноября 1995 г. № 170-Ф3 и другие законы РФ. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). Санитарные правила обращения с РАО. Правила безопасности при транспортировании радиоактивных веществ.

3. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ РАО В МИРЕ И В РОССИИ. (1 часа)

Накопление отработавшего ядерного топлива и ядерных энергетических установок, снятых с эксплуатации. Выбросы РАО в окружающую среду. Проблемы хранения и переработки РАО.

4. НАКОПЛЕНИЕ РАО ПРИ РАБОТЕ АЭС. (1 часа)

Где и какие виды РАО образуются при эксплуатации АЭС, их хранение и переработка, основные способы.


5. ПЕРЕРАБОТКА ЖИДКИХ РАО. (4 часа)

Упаривание, адсорбция, ионный обмен, химическое соосаждение на коллоидных осадках. Перевод жидких РАО в твердое состояние ( цементирование, битумирование , кальцинация и остекловывание).

6. ГАЗООБРАЗНЫЕ РАО И СПОСОБЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ. ( 2 часа)

Виды газообразных РАО, их радионуклидный состав, физическое состояние радионуклидов в газовых выбросах АЭС. Фильтры для улавливания йода, благородных газов и аэрозолей. Современные фильтры для улавливания газообразных РАО на АЭС.

7. ТВЕРДЫЕ РАО. (4 часа)

Образование и состав твердых РАО на АЭС. Переработка твердых РАО методами сжигания и прессования.

8. ПЕРЕРАБОТКА ОБЛУЧЕННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА. (4 часа)

Радионуклидный состав и накопление активности в твелах в процессе работы АЭС. Растворение ядерного горючего, процессы радиохимической переработки. Технологические операции: экстракция, ионный обмен, редокс, пурекс, торекс процессы.


9. ХРАНЕНИЕ И УДАЛЕНИЕ РАО. (4 часа)

Физико-химические проблемы хранения отработавших твэлов. Типы и емкости хранилищ, расширение возможностей существующих хранилищ. Хранение во временных хранилищах и сбор жидких РАО на АЭС.

Основные принципы удаления РАО. Удаление высокоактивных жидких отходов (ОВУА). Газообразные радиоактивные нуклиды: йод, аргон-41, ксенон-133, крептон-85. Выброс газообразных РАО в трубы АЭС. Удаление жидких отходов низкой и средней активности. Захоронение РАО в скважинах, глубоких шахтах, соляных копях, в океане. Физико-химические особенности захоронения ОВУА.


10. ВЫБРОСЫ РАО В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЕЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ.( 3 часа)

Сбросы жидких РАО в океан. Газообразные выбросы РАО, загрязнение суши. Рекультивация отработанных месторождений радиоактивных материалов.


11. ПУТИ СОКРАЩЕНИЯ ОБЪЕМОВ И УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАО. (2 часа)

Новые технологии обращения и переработки РАО (мембраны и микрофильтрация), проекты МАГАТЭ по обеспечению передачи технологии обращения с РАО. Как уменьшить объемы РАО на АЭС. Минимизация объемов РАО и пути ее достижения, организационно-технические мероприятия.


12. ОБРАЩЕНИЕ С РАО В РОССИИ. (2 часа)

Общее количество РАО в России, наиболее опасные регионы. Программа обращения с РАО. Заводы по переработке. Удаление РАО.


13. ТРАНСПОРТИРОВКА РАО. (1 час)

Разделение радиоактивных веществ по группам для транспортирования. Способы перевозки радиоактивных веществ.


14. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ И УДАЛЕНИЯ РАО.(1 час)

Стоимость различных технологических операций в общей стоимости процесса удаления РАО. Стоимость переработки РАО в общей стоимости ядерного цикла.


^ 3.2 Практические и семинарские занятия

Не предусмотрены.


3.3 Лабораторный практикум

Не предусмотрен.


3.4. Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрены.


3.5. Формы текущего контроля


Раздел(ы)

Форма контроля

Неделя

Что относится к радиоактивным отходам (РАО). Классификация РАО.

Подготовка реферата.

3

Где и какие виды РАО образуются при эксплуатации АЭС, их сбор, хранение и переработка на АЭС.


Подготовка реферата

5

Переработка жидких РАО: упаривание, ионный обмен, адсорбция .

Подготовка реферата

7

Газообразные РАО и способы их переработки.

Подготовка реферата.

7

Твердые РАО: сжигание и прессование.

Подготовка реферата.

8

Способы перевода жидких РАО в твердое состояние (цементирование, битумирование и остекловывание).

Подготовка реферата

9

Хранение жидких и твердых РАО (методы и устройства, могильники для хранения РАО).

Подготовка реферата

12



^ 3.6. Самостоятельная работа

Расширенное изучение лекционного курса. Подготовка каждым студентом реферата по одной из тем, заданных преподавателем. (см. Литературу – [ 1, ] )


^ 4. Рекомендуемая литература


4.1. Основная литература.

1. В.П.Шведов, В.М.Седов, И.Л.Рыбальченко, И.Н.Власов. Ядерная технология, Атомиздат, М. 1979 г. Имеется в библиотеке ИАТЭ.


Дополнительная литература


2. Отходы атомной промышленности. Природа, использование и удаление. Перевод с англ. под. ред. Н.Е.Брежневой, Б.А.Зайцева и С.П.Потапова. Госатомиздат. М. 1963 г.

3. З.Петерсон, Р.Уаймер. Химия в атомной технологии. Сокращ. Перевод с англ. И.Б.Бравермана, У.Д.Верятина. Атомиздат. М. 1967 г.

4. Ю.В.Кузнецов, В.Н.Щебетковский, А.Г.Трусов. Основы дезактивации воды. Под ред. чл.-корр. АН СССР В.М.Вдовенко. Атомиздат. М. 1968 г.

5. Н.М.Синев, Б.Б.Батуров. Экономика атомной энергетики. Основы технологии и экономики ядерного топлива. М. Атомиздат. 1980 г.

6. Ю.В.Сивинцев. Радиационная безопасность на ядерных реакторах. Атомиздат. М. 1967.

7. У.Я.Маргулис. Атомная энергия и радиационная безопасность. М. Энергоатомиздат. 1983.

8. А.И.Абрамов, Ю.А.Казанский, Е.С.Матусевич. Основы экспериментальных методов ядерной физики. Атомиздат. М. 1970. Имеется в библиотеке ИАТЭ.

9. И.Е.Нахутин, Д.В.Очкин, Н.М.Смирнов. Газоочистка и контроль газовых выбросов АЭС. Энергоатомиздат, М. 1983 г.

10. Доклады международной конференции по мирному использованию атомной энергии.

Женева, сентябрь 1964 г.

Женева сентябрь 1971 г.

11. Журнал «Атомная энергия», ежемесячный, научно-технический.

12. Журнал «Атомная техника за рубежом», ежемесячный, научно-технический.

13 Радиоэкологический журнал «Барьер безопасности». Федеральное агентство по атомной энергии, Государственный концерн «Росэнергоатом». М. ООО «ИНКОНЭКС».


4.3. Средства обеспечения освоения дисциплины


Посещение цеха переработки РАО на территории филиала НИФХИ им.Л.Я.Карпова


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Не предусмотрено.