Centrum výzkumu Řež, s.r.o.

Centrum výzkumu Řež, s.r.o.

Možnosti metod odstraňování tritia pro pevné odpady ve

spojitosti s fúzí

Ing. Bc. Lucie Karásková Nenadálová, Ph.D.

Ing. Jaroslav Stoklasa, Ph.D.

24.04.2014

Izotopy vodíku

      Relativní hmotnost

výskyt

Vodík (Hydrogenium) H 1H 1,007 94 u 99,98%

Deuterium D 2H 2,013 63 u 0,02%

Tritium T 3H 3,016 049 u umělý izotop

2

Tritium je produkováno přirozeně interakcí kosmického záření s plyny v horních vrstvách atmosféry.

Tritium je beta zářič s poločasem rozpadu 12,32 let.

Při rozpadu produkuje elektron, antineutrino a stabilní, neradioaktivní helium 3He.

Tritiová voda

Kanada EU Finsko Austrálie Rusko Švýcarsko USA WHO

7 100 30 76,103 7,7 10 740 10

3

Mezinárodní limity pro Tritium v pitné vodě (Bq/litr)

Zdroj: Světová zdravotnická organizace (WHO)

Schéma a součásti fúzní elektrárny (www.ccfe.ac.uk)

4

Hlavní typy fúzních reaktorů

ARIES - AT

FDF

ITER

(nejmenší jeho verzí je ASDEX-U)

Tokamak CASTOR a Tokamak COMPASS jsou zařízení pracující v České republice

5

6

Detritiace z fúze

Výskyt tritia v odpadech z fúze

Plynný vodík (T) uvězněný v materiálech, zejména kovových

Částečně nebo plně tritiované uhlovodíky nebo i jiné organické látky

Tritium ve formě vody

Studený kelímek

teplo vzniká přímo v materiálu indukčním

ohřevem

vně kelímku je pracovní teplota přibližně 50 °C

materiál uvnitř kelímku dosahuje teploty až 3000 °C.

7

MSO technika - Oxidace v tavenině soli

8

Systém vysokoefektivní odparky

9

Laboratorní kontrola a koncentrování

V laboratoři provádí akreditovaný test obsahu tritiové vody ve vodě

Test je založen na destilaci

Naměřená koncentrace se odvozuje od změřené aktivity v jednotkách Bq/litr

Destilace

Membránové systémy

Divertor

10

Testy

Metody zvýšení obsahu tritia nebo tritiové vody v systému pro technologické využití

11

Spojení technologií a závěr

Kombinací vysokoefektivní odparky, MSO techniky a studeného kelímku se uvolní tritium z materiálu, převede se na tritiovanou vodu a vyrobí se dehydratovaná sůl

Řízené smísení vhodných dehydratovaných solí s tritiovanou vodou

Produktem je relativně stabilní suspenze hydratované (tritiované) soli

Další možné kroky při zacházení s tritiovanou solí

1) přepracování (zahušťování, odvodňování, krystalizace apod.) s cílem:

buď k ukládání jako stabilizovaný odpad

nebo k pozdějšímu řízenému uvolnění tritiové vody jako produktu

2) ukládání odpadu po solidifikaci s použitím:

polysiloxanů, geopolymerů, metod cementace

12

www.cvrez.cz

[email protected]

Centrum výzkumu Řež s.r.o.Oddělení 8330 Jaderný palivový cyklusHusinec - Řež čp. 130250 68 Řež u Prahy