Сравнительный термодинамический анализ поведения урана, плутония и америция при нагревании радиоактивного графита в атмосфере углекислого газа или в парах воды

Abstract

В статье рассмотрены проблемные вопросы, связанные с утилизацией радиоактивных отходов, остановленных промышленных уран-графитовых реакторов. Методом термодинамического моделирования изучено поведение урана, плутония и америция при нагревании радиоактивного графита в атмосфере углекислого газа и парах воды. Термодинамические расчеты проводились с помощью программного комплекса TERRA. Термодинамическое моделирование заключалось в термодинамическом анализе равновесного состояния системы в целом (полный термодинамический анализ). Расчетные методы основаны на вариационных принципах термодинамики. Сравнительный термодинамический анализ поведения урана, плутония и америция проводился в температурных интервалах 373–3273 К в двух разных средах. Исследуемые системы показывают, что при больших температурах опасным веществом является парообразный америций, а также соединения урана и плутония. Полученные при утилизации радиоактивного графита вещества могут стать причиной гибели людей и заражения окружающей среды.

The article discusses issues connected with the utilization of radioactive waste after production stop uranium-graphite reactors. Thermodynamic modeling method applies for research the behavior of uranium, plutonium and americium when radioactive graphite heated in atmosphere of carbon dioxide and water vapor. Thermodynamic calculations were performed using the software package TERRA. Thermodynamic modeling disclosed in a thermodynamic analysis of the equilibrium state of the system as a whole (full thermodynamic analysis). Calculation methods are based on variational principles of thermodynamics. Comparative thermodynamic analysis of the behavior of uranium, plutonium and americium was conducted in the temperature ranges 373-3273 degrees Kelvin in two different environments. The research systems indicate that at high temperatures hazardous substance is vaporous americium, as well as compounds of uranium and plutonium. Obtained materials from utilization of radioactive graphite can cause loss of life and environmental contamination.