Способ локализации поверхностных радиоактивных загрязнений

 

Изобретение относится к атомной энергетике и радиохимической промышленности, в частности к способам локализации поверхностных радиоактивных загрязнений при проведении работ по выводу из эксплуатации ядерных объектов в условиях, когда эффективная дезактивация затруднена или невозможна. Технический результат: упрощение нанесения локализующих покрытий в помещениях с высоким радиационным фоном с целью исключения ручного труда и повышения уровня безопасности при проведении работ. Сущность изобретения: способ включает нанесение на загрязненные поверхности пленкообразующего вещества. Данное вещество приводят во вспененное состояние, достигаемое введением в пленкообразующий раствор поверхностно-активных веществ в концентрациях, обеспечивающих необходимое пенообразование. 2 табл.

Изобретение относится к атомной энергетике и радиохимической промышленности, в частности к способам локализации поверхностных радиоактивных загрязнений при проведении работ по выводу из эксплуатации ядерных объектов и демонтажу оборудования в условиях, когда эффективная дезактивация затруднена или невозможна.

К настоящему времени вывод из эксплуатации отработавших свой ресурс АЭС, промышленных реакторов, радиохимических объектов становится насущной необходимостью. Одним из возможных вариантов вывода из эксплуатации ядерных объектов является частичный демонтаж оборудования и захоронение объекта на промышленной площадке. Такой подход требует меньших материальных затрат и более безопасен с точки зрения загрязнения прилегающих территорий [1].

Одним из рациональных способов захоронения сооружений на месте является заполнение внутренних полостей специальным бетоном или другими вяжущими композициями. Этот вариант, возможно, может быть единственным для подземных помещений и других сильно загрязненных и не поддающихся дезактивации объектов. Заполнение пустот вяжущим составом неизбежно требует проведения мероприятий по снижению аэрозольных выбросов при выполнении работ. Радикальным средством предотвращения аэрозольных выбросов является эффективная дезактивация, однако, когда последняя затруднена или невозможна, необходимо прибегать к локализации поверхностных загрязнений.

Для локализации радиоактивных загрязнений на твердых поверхностях используются многочисленные композиции на основе органических и неорганических пленкообразующих веществ. Известны составы для изоляции поверхностных радиоактивных загрязнений на основе сульфитно-спиртовой барды, жидкого стекла, кремнийорганических соединений, мочевино-формальдегидной смолы. Составы наносятся на защищаемые поверхности кистью или пневмораспылением [2].

Сходные признаки аналога и заявляемого способа: локализацию поверхностных загрязнений проводят нанесением на поверхности защитной пленки.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что для нанесения на загрязненные поверхности пленкообразующего состава необходимо присутствие в помещении персонала, что в случае высоких радиационных полей либо опасно, либо вообще недопустимо.

Наиболее близким способом того же назначения заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ дезактивации и локализации радиоактивных загрязнений путем нанесения на поверхности водорастворимых полимеров типа поливинилового спирта или латекса [3], принятый за прототип.

Причины, препятствующие достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, те же, что и у предыдущего аналога, а именно использование ручного труда при нанесении локализующих покрытий, необходимость присутствия персонала в загрязненных помещениях, сложность нанесения покрытий в труднодоступных местах.

Задачей изобретения является создание способа нанесения локализующих покрытий в помещениях с высоким радиационным фоном и труднодоступных местах, исключающего применение ручного труда и присутствия персонала непосредственно в обрабатываемом помещении.

Технический результат при осуществлении изобретения состоит в том, что в заявляемом способе локализация поверхностных радиоактивных загрязнений осуществляется путем заполнения обрабатываемого помещения пеной, содержащей пленкообразующее вещество, при естественном разрушении которой на поверхностях формируются локализующие покрытия. Для генерации пены используются существующие пеногенераторы или пеностволы, вводимые в обрабатываемое помещение через имеющиеся проемы (лазы, окна, технологические проходки и др.). Высокая подвижность пен обеспечит доступ ко всем поверхностям помещения. Для обеспечения вспениваемости пленкообразующей композиции в последнюю вводится поверхностно-активное вещество соответствующего класса в концентрации, обеспечивающей необходимое пенообразование.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Результаты дополнительного поиска известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного способа, показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом.

Подлежащее локализации загрязненное радиоактивными веществами помещение с помощью существующих средств генерации пены (пеногененаторы типа ГВП-100 и др. ) заполняется через имеющиеся проемы пеной, содержащей пленкообразующее вещество (например, пеной на основе водного раствора, содержащего 5% поливинилового спирта, 1% триполифосфата натрия, 1% сульфонола). После естественного разрушения пены на поверхностях сформируется сплошное локализующее покрытие, существенно снижающее снимаемую загрязненность.

Пример 1. Для определения локализующей способности пены на основе пенообразующего раствора состава: поливиниловый спирт - 5%, триполифосфат натрия - 1%, сульфонол - 1%, вода - 93%, в стакан вместимостью 0,6 л на разной высоте вертикально завешивали три образца из нержавеющей стали с площадью поверхности 10,2 см², загрязненные смесью продуктов деления (Cs-137, Ru-106, Sr-90) и предварительно взвешенные. Затем стакан с помощью пеногенератора заполняли пеной с кратностью, равной 60, и фиксировали время контакта образцов с пеной по мере естественного разрушения последней. Образцы высушивали на воздухе, повторно взвешивали, рассчитывали толщину локализующей пленки и определяли остаточную загрязненность методом сухого мазка. Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Пример 2. Для выявления влияния кратности пены на эффективность локализации загрязнений повторили опыт в условиях, оговоренных в примере 1, но при кратности пены, равной 160. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

После повторного контакта образцов с пеной в аналогичных условиях снимаемая загрязненность отсутствовала.

Из приведенных данных следует, что контакт загрязненных поверхностей с пеной, содержащей в качестве пленкообразующего вещества поливиниловый спирт, приводит к существенному снижению снимаемой загрязненности. Повышение времени контакта поверхностей с пеной, снижение ее кратности способствует формированию более толстых пленок и, соответственно, лучшей локализации загрязнений. Следует учесть, что радионуклиды на поверхностях образцов находились в виде нитратных солей, что является наихудшим с точки зрения эффективности локализации вариантом, поскольку загрязнения хорошо растворимы в воде. В случае малорастворимых загрязнений эффективность локализации будет выше.

Список литературных источников 1. Полуэктова Г.Б., Ковальчук О.В., Круглов А.К. Снятие АЭС с эксплуатации. / Атомная техника за рубежом, 1990, 8, с. 3-8.

2. Зимон А.Д., Пикалов В.К. Дезактивация. М: ИЗДАТ, 1994, с.197-199.

3. Ампелогова Н. И., Симановский Ю.М., Трапезников А.А. Дезактивация в ядерной энергетике. М: Энергоиздат, 1982, с.145-146.

Формула изобретения

Способ локализации поверхностных радиоактивных загрязнений, включающий нанесение на загрязненные поверхности пленкообразующего вещества, отличающийся тем, что пленкообразующее вещество приводят во вспененное состояние, достигаемое введением в пленкообразующий раствор поверхностно-активных веществ в концентрациях, обеспечивающих необходимое пенообразование.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2