Способ дезактивации поверхности оборудования и помещений атомных станций

 

Использование: технология дезактивации поверхности оборудования и помещений станций, загрязненных нефиксированными и слабофиксированными загрязнениями. Сущность изобретения: способ дезактивации загрязненной поверхности заключается в том, что готовят водный раствор реагента путем разбавления водой в 5-8 раз жидкой фазы продукта взаимодействия лигнина с азотной кислотой, полученный раствор наносят на загрязненную поверхность, выдерживают раствор на поверхности или растирают его по поверхности с помощью механических устройств, а затем удаляют раствор с продуктами обработки. По способу достигается высокая эффективность дезактивации. 1 табл.

Изобретение относится к ядерной технологии, а именно к дезактивации поверхности оборудования и помещений, загрязненных нефиксированными и слабофиксированными радиоактивными загрязнениями. Процесс дезактивации при этом сводится к нанесению раствора определенного состава на отмываемую поверхность, выдержке его или растиранию механическими устройствами и последующему удалению.

В настоящее время для дезактивации поверхностей помещений и оборудования широкое применение нашли растворы на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве ПАВ используются сульфонол, ОП-7, ОП-10, жидкие мыла и т. д. Использование растворов ПАВ позволяет значительно снизить поверхностное натяжение воды и тем самым обеспечить более полное смачивание обрабатываемой поверхности. В результате адсорбции ПАВ на поверхности и радиоактивных частицах возникает сила отталкивания, которая приводит к тому, что взаимодействие между частицами и поверхностью ослабевает настолько, что частицы либо самопроизвольно, либо за счет механического воздействия переходят в раствор. Наличие адсорбированного слоя противодействует взаимодействию уже оторванных частиц с обрабатываемой поверхностью. Однако при взаимодействии водных растворов ПАВ с частицами происходит частичное выщелачивание радиоактивных элементов (в первую очередь изотопов цезия, стронция) и перевод их в ионное состояние. Использование ПАВ для дезактивации ионных форм малоэффективно. Поэтому для более полной дезактивации и удержания ионов радиоактивных элементов в растворе целесообразно применение моющих средств, содержащих ПАВ и комплексообразователь, например, СФ-1 (4 г/л сульфонола и 6 г/л гексаметафосфата натрия (ГМФН). Использование растворов на основе ПАВ и ГМФН малоэффективно для удаления ионов цезия, которые из-за крайне малой комплексообразующей способности достаточно хорошо сорбируются в нейтральных средах. Введение же в состав дезактивирующего раствора кислоты (азотной, щавелевой и т. д.) позволяет повысить кислотность и, тем самым, снизить вторичную адсорбцию цезия. Щавелевая кислота является также хорошим комплексообразователем для ряда радиоактивных элементов. Кроме того, за счет высокой скорости растворения ржавчины ее использование в качестве одного из компонентов раствора целесообразно для дезактивации металлических поверхностей.

Известен и принят за прототип способ дезактивации поверхностей оборудования и помещений, заключающийся в том, что дезактивирующий раствор готовят из смеси (СФ-ЗК), содержащей следующие компоненты, мас.

Для проведения дезактивации рекомендовано применять раствор с суммарной концентрацией реагентов 10 г/л (см. Ампелогова Н.И. и др. Дезактивация в ядерной энергетике. М. Энергоиздат, 1982, с. 122).

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка более эффективного способа дезактивации поверхностей помещений и оборудования, загрязненных нефиксированными и слабофиксированными радиоактивными загрязнениями.

Согласно изобретению, раствор для дезактивации поверхностей оборудования и помещений готовят путем разбавления водой в 5-8 раз жидкой фазы продуктов взаимодействия лигнина с азотной кислотой "Линокс". Продукты реакции содержат две фазы: жидкую и твердую мелкодисперсную. Жидкая фаза имеет коричневый цвет и содержит около 5% мас. растворенных веществ в пересчете на сухой остаток. Реагент "Линокс" имеет следующий состав по основным продуктам, г-экв/л: общая кислотность 1,07 в т.ч. гуминовых и фульвовых кислот 0,24 щавелевой кислоты 0,36 Экспериментально установлено, что только разбавленные растворы реагента "Линокс" обеспечивают более высокую эффективность дезактивации поверхностей оборудования и помещений по сравнению с рецептурой СФ-3К. Такое свойство смеси органических кислот, входящих в состав реагента "Линокс", ранее было неизвестно, и подобный эффект является неожиданным.

Пример: Сравнение дезактивирующего воздействия методом прототипа и настоящего способа.

Оценку сравнительной эффективности различных дезактивирующих растворов проводили на одном из основных материалов покрытий: пластикате рецептуры 57-40. Пластикат был выбран двух видов: новый (белого цвета) и старый, бывший в употреблении (желтого цвета). Для исследований использовали образцы размером 40х40х1 мм. Загрязнение проводили раствором, содержащим радионуклиды Со-60, Ru-106, Cs-137, Ce-144 с удельной активностью 0,15 мкюри/л. Образцы загрязняли капельным методом, нанося 10-20 Бк/кв. см нуклидов и импрегнируя его в дефекты поверхности, нанесенные загрязнения высушивали при температуре 50-60^oС и выдерживали для старения не менее 100 часов. Основным критерием при выборе удельной активности загрязняющего раствора было соответствие реальным условиям и обеспечение возможности эффективного измерения остаточной активности образцов после дезактивации. Дезактивацию проводили на специальной установке, позволяющей наносить раствор и растирать его на поверхности образца. Расход раствора на каждую обработку составлял 200 мл при температуре 202^oС. С целью получения достоверных данных в каждом опыте проводили не менее 5 параллельных экспериментов. Уровень значимости для определяемых величин равен 0,95. Относительные измерения бета-активности проводили на пересчетном приборе ПСО-2-4 с датчиком МСТ-17 в комплекте с высоковольтным стабилизированным выпрямителем, погрешность измерений составляла 15% Эффективность дезактивации оценивали по коэффициенту дезактивации (КД), равному отношению начальной активности к ее конечному значению.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Аналогичные результаты получены на образцах из нержавеющей стали и с лакокрасочными покрытиями.

Из этих данных видно, что зависимость КД от степени разбавления реагента "Линокс" имеет экстремальный характер, максимум эффективности наблюдается при разбавлении в 5-8 раз. Разбавленные растворы реагента "Линокс" в 1,5-2,5 раза эффективнее рецептуры СФ-3К.

Предлагаемый способ готов к промышленному использованию, применяемый для приготовления дезактивирующего раствора реагент "Линокс" является промышленным продуктом, получаемым из отхода гидролизного производства лигнина.

Формула изобретения

Способ дезактивации поверхности оборудования и помещений атомных станций, заключающийся в том, что готовят водный раствор реагента, содержащего органические кислоты, обрабатывают полученным раствором загрязненную поверхность путем нанесения раствор на поверхность, выдерживания раствора на поверхности или растирания его по поверхности с помощью механических устройств, а затем удаляют нанесенный раствор с продуктами обработки, отличающийся тем, что в качестве реагента, содержащего органические кислоты, используют жидкую фазу продукта взаимодействия лигнина с азотной кислотой, а водный раствор реагента готовят разбавлением его водой в 5 8 раз.

РИСУНКИ

Рисунок 1