Способ дезактивации оборудования от поверхностных радиоактивных загрязнений

Изобретение относится к области дезактивации твердых радиоактивных отходов, переработки жидких радиоактивных отходов и фиксации радиоактивных элементов в устойчивой твердой среде. В способе дезактивации оборудования от поверхностных радиоактивных загрязнений путем воздействия ультразвука на поверхность через жидкую среду (дезактивирующую жидкость) воздействие ультразвука на дезактивируемую поверхность производят через водную глинистую суспензию, содержащую частицы, оказывающие абразивное воздействие на дезактивируемую поверхность. Отработанный раствор, вобравший в себя удаленные с поверхности оборудования радиоактивные загрязнения, подсушивают, формуют, затем термообрабатывают, переводя в керамическую матрицу, которая фиксирует в себе загрязнения. Абразивные частицы при этом служат отощителем для глины. Повышается эффективность дезактивации и надежность удерживания радионуклидов в матрице при длительном хранении. 1 ил.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, а точнее к удалению радиоактивных загрязнений с поверхностей оборудования, находившегося в контакте с радиоактивными средами.

Известны способы дезактивации конструкционных материалов путем воздействия на них растворами химических реагентов и промывкой (RU 2245587 С1, 27.01.2005, G21F 9/28).

Известен способ дезактивации (SU 1752119 А1, 27.10.1997, G21F 9/34), принятый за прототип, при котором водную суспензию порошка бентонитовой глины наносят на дезактивируемую поверхность, высушивают, после чего удаляют механическими щетками и водой.

К недостаткам подобных способов относится то, что дезактивирующие растворы после дезактивации становятся радиоактивными и должны в последующем подвергаться многостадийной переработке как радиоактивные отходы (РАО), чтобы в конечном итоге перевести их в твердое и стойкое к внешним воздействиям состояние - упаковка отходов в матрицу, позволяющую их длительное хранение.

Кроме того, к недостаткам способа, принятого за прототип, следует отнести то, что этим способом можно удалить с поверхности лишь радионуклиды, не имеющие с ней (поверхностью) сильной связи, не говоря уже о радионуклидах, диффундированных в поверхностный слой. При переводе отработанного глинистого раствора в керамикоподобное состояние путем обжига для структуризации керамической матрицы необходимо добавлять в него так называемый отощитель, например песок, который при этом способе в процессе дезактивации не участвует, а удельное содержание радионуклидов в единице объема матрицы будет незначительным, что приводит к увеличению объемов отходов.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Эта задача достигается в способе дезактивации оборудования от поверхностных радиоактивных загрязнений путем воздействия ультразвука на поверхность через жидкую среду (дезактивирующую жидкость), согласно изобретению воздействие ультразвука на дезактивируемую поверхность производят через водную глинистую суспензию, содержащую частицы, оказывающие абразивное воздействие на дезактивируемую поверхность, отработанный раствор, вобравший в себя удаленные с поверхности оборудования радиоактивные загрязнения, подсушивают, формуют, затем термообрабатывают, переводя в керамическую матрицу, которая фиксирует в себе загрязнения, а абразивные частицы при этом служат отощителем для глины.

Главным фактором, при помощи которого происходит удаление радиоактивных отложений с дезактивируемой поверхности при ультразвуковой дезактивации, является кавитация. При схлопывании кавитационных пузырьков, образующихся в растворе, возникает ударная волна, способная вырывать частицы поверхности и переносить их в раствор. Глина является хорошим сорбентом, поэтому частицы глины захватывают удаленные с поверхности радионуклиды, надежно удерживая их в растворе. Кроме того, под влиянием кавитации происходит дробление частиц глины, что ведет к увеличению поверхности частиц, способствуя повышению сорбирующей способности. Эффективность ультразвуковой дезактивации значительно возрастает при добавлении в раствор абразива. В качестве такой добавки может использоваться измельченный речной или кварцевый песок, толченое стекло и т.п. Абразивные частицы под воздействием акустических течений, возникающих при излучении ультразвука в жидкость, воздействуют на дезактивируемую поверхность и значительно повышают производительность и эффективность ультразвуковой дезактивации. Добавка такого абразива в глинистый раствор преследует и вторую цель: она (добавка) служит отощителем, который необходим для структуризации керамической матрицы, получаемой посредством обжига, повышая ее устойчивость к внешним воздействиям.

На чертеже представлена одна из возможных схем установки для реализации способа.

Установка содержит ванну 1, заполняемую глинистым раствором с добавлением абразивных частиц 2.

В ванну на катковые опоры 3 устанавливают дезактивируемое изделие 4. Одна из Катковых опор является ведущей и связана с приводом 5. Ультразвуковой излучатель 6 укреплен на подвижной каретке (на чертеже не показана), обеспечивающей его перемещение вдоль дезактивируемого изделия на минимальном расстоянии от его поверхности вплоть до непосредственного контакта. Ванна снабжена патрубком с клапаном 7 для слива раствора.

При выполнении дезактивации излучающую поверхность основного излучателя приближают к дезактивируемой поверхности и затем перемещают его вдоль изделия. Удельная акустическая мощность излучателя должна превышать порог кавитации. Кавитация интенсивно разрушает пленку загрязнений на поверхности изделия, а возникающие акустические течения не только уносят сколотые частицы, но с помощью частиц раствора производят дополнительно абразивное воздействие на поверхность, повышая эффективность удаления пленки.

После выполнения продольного хода излучателя по всей длине изделия изделие на катковых опорах поворачивают на определенный шаг, снова выполняют продольный ход излучателя и т.д., пока вся поверхность изделия не будет дезактивирована.

По завершении дезактивации изделие извлекается из ванны, ополаскивается и идет на утилизацию или на дальнейшее использование.

Дезактивирующий раствор может использоваться многократно, что позволяет получать достаточно высокую концентрацию радионуклидов в единице объема матрицы.

После полного использования раствор сливается через сливной патрубок 7, подсушивается, формуется, затем направляется на обжиг для придания ему состояния керамической матрицы, после чего направляется на хранение.

По предлагаемому способу путем воздействия ультразвука на дезактивируемую поверхность через дезактивирующий раствор, представляющий собой суспензию глины в воде с добавлением абразива (толченого стекла, кварцевого песка и т.п.), достигается повышение удельной концентрации радионуклидов в растворе, абразивные добавки повышают эффективность дезактивации (увеличивают скорость удаления радиоактивных отложений и коэффициент дезактивации), а также при последующем обжиге служат отощителем, повышая надежность удерживания радионуклидов в матрице при длительном хранении.

Способ дезактивации оборудования от поверхностных радиоактивных загрязнений путем воздействия ультразвука на поверхность через жидкую среду (дезактивирующую жидкость), отличающийся тем, что воздействие ультразвука на дезактивируемую поверхность производят через водную глинистую суспензию, содержащую частицы, оказывающие абразивное воздействие на дезактивируемую поверхность, отработанный раствор, вобравший в себя удаленные с поверхности оборудования радиоактивные загрязнения, подсушивают, формуют, затем термообрабатывают, переводя в керамическую матрицу, которая фиксирует в себе загрязнения, а абразивные частицы при этом служат отощителем для глины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке материалов с радиоактивным заражением, а именно к способам удаления твердых радиоактивных отложений с металлических нерадиоактивных поверхностей, например нержавеющих сталей.
Изобретение относится к ядерной технике, в частности к обработке твердых радиоактивных отходов, и может быть использовано в радиохимической технологии для переработки облученного ядерного топлива.
Изобретение относится к области экстракционного выделения металлов и может быть использовано при дезактивации и переработке радиоактивных отходов методом экстракции в сверхкритических или сжиженных газах.

Изобретение относится к атомной энергетике и радиохимической промышленности, в частности к способу локализации поверхностных радиоактивных загрязнений при проведении работ по ремонту и демонтажу оборудования, выводу из эксплуатации ядерных объектов.

Изобретение относится к области утилизации радиоактивных объектов и может быть использовано для временного хранения и транспортировки твердых радиоактивных отходов (ТРО).

Изобретение относится к области обработки материалов с радиоактивным загрязнением, в частности с помощью лазера, и может быть использовано при дезактивации оборудования, поверхности которого загрязнены радионуклидами.

Изобретение относится к технологии утилизации и может быть использовано при утилизации крупногабаритного корабля с ядерной энергетической установкой. .

Изобретение относится к технологии утилизации и может быть использовано при утилизации крупногабаритного плавучего объекта с ядерной энергетической установкой. .
Изобретение относится к способу очистки парогенераторов реактора с водой под давлением, при котором парогенераторы обрабатываются на обогреваемом контуре при повышенных давлении и температуре водным раствором для очистки, содержащим этилендиаминтетрауксусную кислоту, восстановитель и средство для подщелачивания.
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к технологии переработки бракованных и невостребованных твэлов с алюминиевой оболочкой и сердечником из уран-алюминиевой композиции.

Изобретение относится к технике обработки материалов с радиоактивным заражением, а именно к устройствам для обработки жидких радиоактивных отходов фиксацией в устойчивой твердой среде.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способам переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО), предусматривающим их иммобилизацию в кристаллический материал, приемлемый с экологической точки зрения, и может быть использовано на предприятиях атомной энергетики и химико-металлургических производств.
Изобретение относится к способам переработки радиоактивных гетерогенных отходов атомной промышленности, более конкретно - к способам переработки образующихся и накопленных в емкостях-хранилищах радиоактивных перлитных суспензий.

Изобретение относится к применению форм отходов в керамике с химически связанными фосфатами (СВРС) для иммобилизации отходов. .
Изобретение относится к способу иммобилизации металлического натрия в виде стекла, применяемого, в частности, для стеклования металлического натрия, содержащего радиоактивные элементы.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки радиоактивных отходов путем их иммобилизации в твердой инертной матрице, устойчивой к воздействию окружающей среды.
Изобретение относится к области переработки жидких высокоактивных отходов, образующихся при гидрометаллургических способах регенерации облученного ядерного топлива.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее - к области переработки радиоактивных отходов путем их иммобилизации в твердой инертной матрице, устойчивой к воздействию окружающей среды.

Изобретение относится к области дезактивации твердых радиоактивных отходов, переработки жидких радиоактивных отходов и фиксации радиоактивных элементов в устойчивой твердой среде
Наверх