Способ дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области атомной промышленности и может быть использовано для дезактивации внутренних и наружных поверхностей оборудования.

Известен способ дезактивации поверхностей оборудования от радиоактивных загрязнений, заключающийся в обработке загрязненной поверхности водным дезактивирующим раствором и последующем удалении отработанного дезактивирующего раствора, включающего радиоактивные загрязнения (С.М.Городинский, Д.С.Гольдштейн. Дезактивация полимерных материалов. - М.: Атомиздат, 1975, с.30).

К недостаткам этого способа следует отнести то, что при промывке загрязненной поверхности переход радиоактивной составляющей в дезактивирующий раствор происходит только из очень тонкого наружного слоя, контактирующего с дезактивирующим раствором. Процесс дезактивации в таких условиях происходит только за счет химической реакции растворения осадка и последующего удаления продуктов реакции с отработанным дезактивирующим раствором.

Известен также способ дезактивации поверхности оборудования от радиоактивных загрязнений, заключающийся в том, что в поверхностном слое, загрязненном радионуклидами, создают термические напряжения посредством воздействия на поверхность открытыми, расположенными в ряд газокислородными факелами в зоне максимальной температуры последних. Факелы перемещают вдоль поверхности со скоростью 0,012-0,083 м/с, а скорость истечения топлива в каждом из факелов поддерживают равной 28,1-214,0 м/с. В качестве горючего газа используют ацетилен или пропан (Патент РФ №2025802, МПК G21F 9/34 от 30.12.1994 г.).

Недостатком данного способа является возможность проведения процесса дезактивации только наружных поверхностей объектов дезактивации. Оборудование, имеющее внутренние полости, данным способом дезактивировать невозможно. Кроме того, тепловое воздействие на стенки оборудования для разрушения поверхностного загрязняющего слоя может привести к возникновению местных механических напряжений и появлению трещин в дезактивируемом оборудовании.

Известен также способ дезактивации твердых поверхностей путем создания механических напряжений в поверхностном слое, загрязненном радиоактивными веществами, воздействием ударной волны, образующейся при взрыве контактирующего с поверхностью взрывчатого вещества, при этом в качестве взрывчатого вещества используют горючую газовую смесь, находящуюся при заданном начальном давлении, при этом предварительно определяют прочность материала дезактивируемой поверхности, по ее величине находят необходимое для создания разрушающих механических напряжений давление в воздействующей ударной волне, а начальное давление горючей газовой смеси определяют по зависимости параметров ее детонации от параметров начального состояния (Патент РФ №2146841, МПК G21F 9/28 от 19.02.1998 г.).

Недостатком данного способа является возможность проведения процесса дезактивации только наружных поверхностей объектов дезактивации, кроме того, существует повышенная опасность частичного или полного разрушения дезактивируемого объекта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению (прототипом) является известный способ дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений, заключающийся в том, что оборудование помещают в дезактивирующий раствор и воздействуют на него ультразвуковыми колебаниями, причем воздействие ультразвука на дезактивируемую поверхность производят в непрерывном кавитационном режиме через гидравлическое вяжущее, содержащее частицы, оказывающие абразивное воздействие на дезактивируемую поверхность, отработанный раствор, вобравший в себя удаленные с поверхности оборудования радиоактивные загрязнения, сливают в емкость, где он затвердевает, фиксируя в себе загрязнения, затем емкость направляют на хранение или захоронение. Устройство для осуществления данного способа содержит емкость, заполненную дезактивирующим раствором, размещенные в емкости опоры для установки дезактивируемого оборудования, электрический генератор непрерывных колебаний, подключенный к акустическим ультразвуковым излучателям, погруженным в жидкость (Патент РФ №2329555, МПК G21F 9/28, 21.08.2006 г.).

Недостатком данного способа является невозможность проведения дезактивации внутренних полостей дезактивируемого объекта.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности дезактивация объектов, содержащих внутренние полости, например чехлов контейнеров для транспортировки ядерного топлива.

Технический результат достигается за счет того, что дезактивируемое оборудование помещают в дезактивирующий раствор и воздействуют на него ультразвуковыми колебаниями, при этом ультразвуковые колебания возбуждают непосредственно во всем объеме оборудования путем обеспечения жесткого акустического контакта поверхности оборудования с акустическими ультразвуковыми излучателями, причем ультразвуковые колебания возбуждают в виде импульсов с частотой заполнения, соответствующей резонансной частоте нагруженных на оборудование акустических ультразвуковых излучателей. При этом в устройстве для осуществления способа дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений, содержащем емкость, заполненную дезактивирующим раствором, размещенные в емкости опоры для установки дезактивируемого оборудования, электрический генератор, к выходу которого подключены акустические ультразвуковые излучатели, частично погруженные в дезактивирующий раствор, акустические ультразвуковые излучатели снабжены волноводами-концентраторами и закреплены с тыльной стороны в технологической прижимной крышке, обеспечивающей за счет весовой нагрузки жесткий акустический контакт волноводов-концентраторов с поверхностью оборудования, причем технологическая прижимная крышка установлена на емкости с дезактивирующим раствором через виброизоляторы, а электрический генератор выполнен в виде импульсного генератора с частотой заполнения импульсов, соответствующей резонансной частоте акустических ультразвуковых излучателей.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически представлено предлагаемое устройство для осуществления способа дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений.

Устройство содержит емкость 1, заполненную дезактивирующим раствором 2, размещенные в емкости опоры 3 для установки дезактивируемого оборудования 4, электрический генератор 5, к выходу которого через кабель 6 подключены акустические ультразвуковые излучатели 7. Акустические ультразвуковые излучатели 7 снабжены жестко закрепленными с ними волноводами-концентраторами 8 и частично погружены в дезактивирующий раствор 2. С тыльной стороны акустические ультразвуковые излучатели 7 жестко закреплены в технологической прижимной крышке 9, обеспечивающей за счет весовой нагрузки жесткий акустический контакт волноводов-концентраторов 8 с поверхностью оборудования 4, при этом технологическая крышка 9 установлена на емкости 1 с дезактивирующим раствором 2 через виброизоляторы 10. Наполнение емкости 1 дезактивирующим раствором 2 производят с помощью гидронасоса 11, соединенного с емкостью 1, а выпуск загрязненного дезактивирующего раствора 2 из емкости 1 производят через открытый затвор 12.

Способ дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений реализуется с помощью устройства следующим образом.

Емкость 1 заполняют дезактивирующим раствором 2, оборудование 4 помещают в дезактивирующий раствор 2 на опоры 3 и воздействуют на него ультразвуковыми колебаниями, которые возбуждают во всем объеме оборудования 4 путем обеспечения жесткого акустического контакта поверхности оборудования 4 с акустическими излучателями 7 с волноводами-концентраторами 8, закрепленными с тыльной стороны в технологической прижимной крышке 9, установленной на емкости 1 через виброизоляторы 10, при этом электрический импульсный генератор 5 обеспечивает возбуждение ультразвуковых колебаний непосредственно во всем объеме оборудования 4 в виде импульсов с частотой заполнения, соответствующей резонансной частоте нагруженных на оборудование акустических ультразвуковых излучателей 7.

Предложенные согласно изобретению способ дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений и устройство для его осуществления обеспечивают возможность дезактивации объектов, содержащих внутренние полости, например чехлов контейнеров ТУК. При этом за счет импульсного возбуждения конструкции уменьшается время на проведение процесса дезактивации, снижается потребляемая электрическая мощность, повышается долговечность работы ультразвукового оборудования для дезактивации.

1. Способ дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений, заключающийся в том, что дезактивируемое оборудование помещают в дезактивирующий раствор и воздействуют на него ультразвуковыми колебаниями, отличающийся тем, что ультразвуковые колебания возбуждают непосредственно во всем объеме оборудования путем обеспечения жесткого акустического контакта поверхности оборудования с акустическими ультразвуковыми излучателями, причем ультразвуковые колебания возбуждают в виде импульсов с частотой заполнения, соответствующей резонансной частоте нагруженных на оборудование акустических ультразвуковых излучателей.

2. Устройство для осуществления способа дезактивации оборудования от радиоактивных загрязнений по п.1, содержащее емкость, заполненную дезактивирующим раствором, размещенные в емкости опоры для установки дезактивируемого оборудования, электрический генератор, к выходу которого подключены акустические ультразвуковые излучатели, частично погруженные в дезактивирующий раствор, отличающееся тем, что акустические ультразвуковые излучатели снабжены волноводами-концентраторами и закреплены с тыльной стороны в технологической прижимной крышке, обеспечивающей за счет весовой нагрузки жесткий акустический контакт волноводов-концентраторов с поверхностью оборудования, при этом технологическая прижимная крышка установлена на емкости с дезактивирующим раствором через виброизоляторы, а электрический генератор выполнен в виде импульсного генератора с частотой заполнения импульсов, соответствующей резонансной частоте акустических ультразвуковых излучателей.