Специалисты Сеченовского университета, АО «Прорыв» и АО «ВНИИНМ» разработали метод непрерывного контроля переработки отработанного ядерного топлива. Как сообщает ТАСС, технология позволяет одновременно отслеживать состав технологических растворов и состояние веществ, применяемых для разделения компонентов топлива.
Разработка предназначена для получения данных о двух потоках единого технологического процесса практически в реальном времени. По информации университета, новый подход может повысить безопасность производства, уменьшить объем радиоактивных отходов, сократить количество операций с пробами и ускорить обнаружение отклонений.
В основе метода лежит сочетание двух оптических технологий, анализирующих водную и органическую фазы без добавления реагентов и сложной подготовки образцов. Система контролирует эффективность разделения компонентов отработанного топлива и фиксирует изменения свойств экстрагента — вещества, используемого для извлечения отдельных компонентов из раствора.
Органическую фазу исследовали при помощи рамановской спектроскопии, основанной на рассеянии света молекулами. Этот метод применили для измерения концентрации трибутилфосфата, одного из основных экстрагентов при переработке ядерного топлива. Медианная ошибка измерений составила около 1%.
Состав водной фазы определяли методом лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии LIBS. Он позволяет устанавливать, какие элементы присутствуют в растворе, и измерять их концентрации. При работе с модельными растворами средняя ошибка находилась в диапазоне 4–8%.
Технология прошла испытания на лабораторных установках с упрощенными модельными растворами. Далее ученые намерены проверить ее в многокомпонентных и облученных средах и приспособить оборудование к дистанционной работе на реальном производстве. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Spectroscopy.