В ходе реализации проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 31 октября 2014 № 14.607.21.0084 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на тему «Разработка научно-технических решений пироэлектрохимической переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в замкнутом топливном цикле (ЗЯТЦ) ядерных энергетических установок с использованием расплавленных солей» в период с 31.10.2014 г. по 31.12.2014 г. (этап № 1 «Выбор и обоснование направления исследований») выполнялись следующие работы: Анализ современной научно-технической литературы и других материалов в области пироэлектрохимической переработки отработавшего ядерного топлива ядерных энергетических установок в галогенидных расплавах. Патентные исследования по научно-техническим проблемам пироэлектрохимической переработки отработавшего топлива ядерных энергетических установок в галогенидных расплавах. Обоснование выбора направления исследований, методов экспериментального изучения физико-химических свойств, окислительно-восстановительных реакций, коррозии конструкционных металлических сплавов в галогенидных расплавах и способов переработки отработавшего ядерного топлива в замкнутом топливном цикле ядерных энергетических установок с использованием расплавленных солей. Получение образца солевой композиции на основе хлоридов лития, калия и кадмия (3LiCl-2KCl-CdCl2). Разработка программы и методик исследовательских испытаний образца солевой композиции на основе хлоридов лития, калия и кадмия (3LiCl-2KCl-CdCl2). Исследовательские испытания образца солевой композиции на основе хлоридов лития, калия и кадмия (3LiCl-2KCl-CdCl2) по кинетике взаимодействия нитрида урана с ее расплавом. Закупка оборудования и материалов для проведения исследовательских испытаний экспериментального образца установки для диагностирования электрохимических процессов. Разработка исходных данных для создания экспериментального образца установки для диагностирования электрохимических процессов в галогенидных расплавах: технологических параметров (температуры, плотности тока, напряжения, свойств расплавов солевых композиций) и режимов проведения испытаний. Разработка технического задания на изготовление экспериментального образца установки для диагностирования электрохимических процессов в галогенидных расплавах. Разработка исходных данных, технических требований к опытной установке для проведения исследований процессов ЗЯТЦ.
При этом были получены следующие результаты: – из анализа доступной научно-технической литературы сделан вывод о том, что для успешного решения поставленной в ПНИ главной задачи: разработка научно-технических решений пироэлектрохимической переработки отработавшего ядерного топлива в галогенидных расплавах как составной части замкнутого топливного цикла ядерных энергетических систем необходимо провести комплекс физико-химических и электрохимических исследований, включающих эксперименты по определению базовых термодинамических и термохимических (температуры плавления, теплоты фазовых превращений, термической стабильности, растворимости компонентов ОЯТ), теплофизических и электрофизических (теплоемкости, теплопроводности, электропроводности), электрохимических (окислительно-восстановительных потенциалов, равновесных электродных потенциалов осколочных элементов) и коррозионных свойств хлоридных расплавов, их зависимостей от состава и температуры, установить влияние состава жидкометаллического электродного материала на термодинамику и скорость электрохимического процесса разделения актинидов и лантанидов. Полученные сведения будут использованы при разработке предусмотренного программой ПНИ технического задания на проведение ОКР по теме: «Пироэлектрохимическая переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в замкнутом топливном цикле (ЗЯТЦ) ядерных энергетических установок с использованием расплавленных солей». – при патентном поиске найдены документы, которые могут быть рассмотрены в качестве прототипов заявочных материалов на охраноспособные РИД, полученные в рамках ПНИ; – выбраны и обоснованы направления исследований, методы экспериментального изучения физико-химических свойств, окислительно-восстановительных процессов, коррозии конструкционных материалов в галогенидных расплавах и способы переработки ОЯТ в расплавленных солях, которые позволяют оптимально решить поставленные для достижения целей ПНИ задачи; – по разработанной программе и методикам были синтезированы с использованием самых эффективных методов очистки солей от кислородсодержащих примесей (зонная перекристаллизация, возгонка) приготовлены солевые композиции на основе хлоридов лития, калия и кадмия (3LiCl-2KCl-CdCl2), которые были использованы для исследования кинетики взаимодействия нитрида урана с их расплавами, перевода урана в ионное состояние и определения скорости его накопления в электролите; – на основании разработанных исходных данных индустриальными партнерами подготовлено Техническое задание на изготовление экспериментального образца установки для диагностирования электрохимических процессов в галогенидных расплавах (ОАО «СвердНИИХиммаш») и выработаны технические требования к опытной установке для проведения исследований процессов ЗЯТЦ (НПФ «Сосны»), которые позволяют обосновать подходы к ее конструированию, изготовлению и использованию с целью поиска подходящих условий реализации электролитического способа отделения урана и плутония от продуктов ядерных реакций при переработке ОЯТ в солевом расплаве.
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
