Индивидуальный итоговый проект «Иммобилизация отработавших ионообменных смол»

индивидуальный проект

Автор: Нурмухаметова Дарина Олеговна

Место работы/учебы: ОГАОУ «Лицей ядерных технологий» при НИЯУ МИФИ г. Димитровграда, 10 класс

Научный руководитель: Лаврушина Елена Евгеньевна, учитель химии

Аннотация

Иммобилизация отработавших ионообменных смол является важной задачей в области обращения с радиоактивными отходами. Такие смолы применяются для очистки воды и технологических жидкостей на предприятиях атомной энергетики, в исследовательских реакторах и радиохимических лабораториях. После использования они могут содержать радионуклиды и требуют специальной переработки, кондиционирования и безопасного хранения.

Актуальность проекта обусловлена необходимостью сокращения объёмов накопленных радиоактивных отходов и разработки эффективных способов их перевода в стабильную форму, пригодную для длительного хранения или захоронения.

Цель проекта — разработать способ переработки и иммобилизации ионообменных смол, направленный на получение стабильной, компактной и пригодной для захоронения формы твёрдых отходов.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

  • проанализировать научно-техническую литературу о существующих методах переработки отработавших ионообменных смол;
  • провести трансформацию смолы в форму, пригодную для включения в матрицу;
  • разработать состав матричного материала;
  • включить трансформированную смолу в цементную матрицу с различным процентным содержанием;
  • испытать полученные образцы на прочность в соответствии с требованиями безопасности НП-019-15;
  • проанализировать результаты и сформулировать выводы.

Гипотеза проекта заключается в предположении, что термообработка позволит трансформировать ионообменную смолу, снизить её способность поглощать влагу и создать условия для эффективного включения в цементную матрицу.

Объект исследования: катионообменная и анионообменная смолы. Предмет — процесс включения трансформированной смолы в матричный материал.

Новизна проекта состоит в разработке метода трансформирования смолы для последующего включения в матричный материал. Практическая значимость работы связана с поиском способов безопасного обращения с радиоактивными отходами, направленных на снижение риска распространения радионуклидов в окружающую среду.

Продукт проекта — трансформированная смола, включённая в цементную матрицу.

Полученные результаты могут использоваться для дальнейшего изучения свойств иммобилизованных отходов и оценки возможности их безопасного хранения и захоронения.

Результаты

В результате выполнения проекта экспериментально исследована технология иммобилизации отработавших ионообменных смол путём их включения в цементную матрицу. Установлено, что термическая обработка позволяет трансформировать смолу, снизить её способность к набуханию и влагопоглощению и подготовить к включению в матричный материал.
Исследованы три типа цементных систем: глиноземистый цемент, портландцемент на водной основе и портландцемент с силикатным связующим. Выявлено, что прочность полученных компаундов зависит от типа цемента и содержания смолы. Наибольшая прочность — до 8,9 МПа — достигнута для образцов на основе портландцемента с силикатным связующим при содержании смолы 30–45%. Образцы на основе глиноземистого цемента также соответствовали установленному в НП-019-15 требованию к прочности не менее 5 МПа. Наименьшие показатели продемонстрировал портландцемент на водной основе, особенно при использовании анионита.
По результатам исследования оптимальное содержание смолы в цементной матрице определено на уровне 30% для всех испытанных типов цемента. Прочность образцов оценивалась с помощью автоматического пресса ТП-1-1500.
Предложенный метод может способствовать уменьшению объёма отходов и повышению безопасности обращения с ними. Окончательная пригодность полученных компаундов для хранения и захоронения требует подтверждения по совокупности установленных нормативных показателей.

Содержание работы

Если прикрепленный файл не отображается, перегрузите, пожалуйста, страницу

Дата публикации работы: 17.10.2026

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Научно-исследовательский проект «Влияние коротковолнового излучения экранов электронных устройств на латентность сна и субъективную оценку его качества»
В современном мире использование смартфонов и планшетов перед сном стало массовой привычкой. Синий свет от экранов подавляет выработку мелатонина, что нарушает естественные ритмы сна и бодрствования. Однако до сих пор...
Исследовательский проект «Магия бумаги: от папируса до моего собственного листа»
Переработка макулатуры — это один из простых способов внести вклад в защиту природы, и я хотела проверить, насколько это реально сделать даже в домашних условиях. Потребление бумаги в мире с...