CN109967449A - 一种氚污染物件表面热吹扫去污装置及去污方法 - Google Patents

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曾俊辉
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Abstract

本发明公开了一种氚污染物件表面热吹扫去污装置及去污方法。该装置包含去污单元和测量单元。该方法利用热解吸结合高速气体载带吹扫交换，通过加热含一定氢量或水汽的气体，经气刀压缩加热气体后高速吹扫和加热解吸实现氚的脱附，使得氚污染物件达到再复用要求，具有安全、高效、去污因子高、无二次污染的优点，能够实现氚污染物件表面微损伤，满足氚污染物件表面去污后的复用要求，广泛适用于金属、线缆和玻璃等材料的氚污染物件的表面去污。本发明的氚污染物件表面热吹扫去污方法去污流程简化，系统密闭自动化，尾气达标排放，避免了工作人员直接接触氚引起职业健康危害的不利影响。

Description

一种氚污染物件表面热吹扫去污装置及去污方法
技术领域
本发明属于放射性污染去污领域，具体涉及一种氚污染物件表面热吹扫去污装置及去污方法。
背景技术
国际核聚变计划进展将涉及到公斤级氚的处理，在氚生产、纯化、运输/转移以及测量的所有方法中，均涉及到一个普遍的问题：氚与材料之间的化学反应。实际运行显示，大约有1.0%的氚被装置吸收。研究表明这些结构材料表面不断接触氚，会造成表面氚污染，需要尽快进行去污处理，否则氚在固体材料晶格间隙中能迅速扩散而造成材料的深度污染，另外也会对结构材料造成性能损伤，影响其结构性能，同时造成其他部件的交叉污染，并对工作人员造成持续辐射照射。Tokomak 运行经验表明壁去污的主要任务之一就是控制壁材料中氚的滞留量。可见这些设施运行期间及未来退役时，都将面临大量的放射性去污作业。表面氚在材料的整体吸收和渗透中起着至关重要的作用。物件表面氚的吸附中，由于氚处理设施内外表面暴露在空气和水份中，因此各种物件表面不可避免吸附大量的水分子，而这些水层在结构材料中无处不在，氚作为同位素氢，通过置换物件表面吸附水的质子形成氚化水（HTO）吸附在物件表面及近表层。因此氚的去污往往针对表层和近表层吸附氚。考虑二次污染和废物最小化，氚的去污宜采取干法去污，气体载带交换和加热解吸是最有效的方法。但目前报道的气体加热载带去污都是对常压气体进行加热后端抽气泵抽动实现气流流动，该方式对金属表面去污时热气流作用力弱热量损失快，热解吸和物理脱附力弱。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种氚污染物件表面热吹扫去污装置，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种氚污染物件表面热吹扫去污方法。
本发明的氚污染物件表面热吹扫去污装置，其特点是：所述的装置包含去污单元和测量单元，去污单元包含通过管道顺序连接的配气系统、阀门Ⅰ、气体加热系统、阀门Ⅱ、气刀、阀门Ⅲ、气体冷却系统、阀门Ⅳ、抽气泵和阀门Ⅴ；测量单元包含表面污染测量装置和尾气测量装置，表面污染测量装置测量吹扫前和吹扫后的氚污染物件表面的污染强度，尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气。
所述的气体加热系统包括加热装置和温度传感器Ⅰ，加热装置加热从配气系统输入的气体，温度传感器Ⅰ测量气体的温度。
所述的气刀内部设置有气刀内腔，气刀的外部设置有温度传感器Ⅱ，经气体加热系统加热后的气体经气刀内腔压缩后吹出，温度传感器Ⅱ测量气刀出口气体温度。
本发明的氚污染物件表面热吹扫去污方法，包括以下步骤：
a.氚污染物件表面污染测量
表面污染测量装置测量吹扫前的氚污染物件表面的污染强度；
b.气体加热
将配气系统配制的气体通入气体加热系统的加热装置加热，温度传感器Ⅰ测量气体温度，待气体加热到所需温度后通过管道通入气刀；
c.气刀吹扫去污
气刀内腔对气体进行压缩，压缩后的气体吹扫到待去污的氚污染物件表面，温度传感器Ⅱ测量气刀出口气体温度，吹扫至预设去污强度后停止。
d.测量
表面污染测量装置测量吹扫后的氚污染物件表面的污染强度，达到预设的去污效率后结束吹扫，并开启尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气；未达预设的去污效率重复步骤c，直至达到预设的去污效率，再开启尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气；
e.去污效率评价
通过表面污染测量装置测量吹扫前和吹扫后的氚污染物件表面的污染强度评价氚污染物件表面热吹扫去污装置的去污效率。
所述的气刀内腔的工作压力范围为0.3MPa-0.6MPa。
所述的表面污染测量装置的测量探测限为0.2Bq/cm2。
所述的尾气测量装置为电离室，电离室的测量探测限为2×105Bq/m3。
本发明的氚污染物件表面热吹扫去污装置的原理是热解吸结合高速气体载带交换，通过加热含一定氢量或水汽的气体，经气刀压缩加热气体后高速吹扫和加热解吸实现氚的脱附，使得氚污染物件达到再复用要求。
本发明的氚污染物件表面热吹扫去污装置中的气刀能实现40:1的气体压缩比，气体经过压缩以气帘形式高速吹出，气体吹扫脱附力强热交换损失少，具有常规气体吹扫不可比拟的优点。
本发明的氚污染物件表面热吹扫去污方法具有安全、高效、去污因子高、无二次污染的优点，能够实现氚污染物件表面微损伤，满足氚污染物件表面去污后的复用要求。尤其是，能够实现氚污染物件表面的氧化物、油污、附着物清洗，而且清洗的过程中氚污染物件表面温升不高，不会造成损伤，广泛适用于金属、线缆和玻璃的氚污染物件的表面去污。本发明的氚污染物件表面热吹扫去污方法去污流程简化，系统密闭自动化，尾气达标排放，避免了工作人员直接接触氚引起职业健康危害的不利影响。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明的氚污染物件表面热吹扫去污装置，其特点是：所述的装置包含去污单元和测量单元，去污单元包含通过管道顺序连接的配气系统、阀门Ⅰ、气体加热系统、阀门Ⅱ、气刀、阀门Ⅲ、气体冷却系统、阀门Ⅳ、抽气泵和阀门Ⅴ；测量单元包含表面污染测量装置和尾气测量装置，表面污染测量装置测量吹扫前和吹扫后的氚污染物件表面的污染强度，尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气。
所述的气体加热系统包括加热装置和温度传感器Ⅰ，加热装置加热从配气系统输入的气体，温度传感器Ⅰ测量气体的温度。
所述的气刀内部设置有气刀内腔，气刀的外部设置有温度传感器Ⅱ，经气体加热系统加热后的气体经气刀内腔压缩后吹出，温度传感器Ⅱ测量气刀出口气体温度。
本发明的氚污染物件表面热吹扫去污方法，包括以下步骤：
a.氚污染物件表面污染测量
表面污染测量装置测量吹扫前的氚污染物件表面的污染强度；
b.气体加热
将配气系统配制的气体通入气体加热系统的加热装置加热，温度传感器Ⅰ测量气体温度，待气体加热到所需温度后通过管道通入气刀；
c.气刀吹扫去污
气刀内腔对气体进行压缩，压缩后的气体吹扫到待去污的氚污染物件表面，温度传感器Ⅱ测量气刀出口气体温度，吹扫至预设去污强度后停止。
d.测量
表面污染测量装置测量吹扫后的氚污染物件表面的污染状态，达到预设的去污效率后结束吹扫，并开启尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气；未达预设的去污效率重复步骤c，直至达到预设的去污效率，再开启尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气；
e.去污效率评价
通过表面污染测量装置测量吹扫前和吹扫后的氚污染物件表面的污染强度评价氚污染物件表面热吹扫去污装置的去污效率。
所述的气刀内腔的工作压力范围为0.3MPa-0.6MPa。
所述的表面污染测量装置的测量探测限为0.2Bq/cm2。
所述的尾气测量装置为电离室，电离室的测量探测限为2×105Bq/m3。
实施例1
本实施例的氚污染物件为表面污染水平650.8 Bq/cm2的304不锈钢片，表面污染测量装置为氚表面污染测量仪。
将304不锈钢片放在气刀的气体出口，配气系统配置含1.0％氢的氢氩混合气体，气体加热系统的加热装置对氢氩混合气体加热，通过温度传感器Ⅰ测量氢氩混合气体温度，氢氩混合气体温度为203.5℃。氢氩混合气体通过管道通入气刀中，气刀对氢氩混合气体压缩后以一定流速吹扫到304不锈钢片表面，温度传感器Ⅱ测量氢氩混合气体出口温度，温度为180.0℃。吹扫去污2.0min后对304不锈钢片表面污染再测量，表面污染水平为10.8Bq/cm2，达到控制区和监督区复用要求。开启阀门Ⅴ，气体冷却系统将氢氩混合气体的尾气冷却至室温，电离室测量尾气强度浓度为2.0×105Bq/m3，尾气达标，开启排放阀门排放。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氚污染物件表面热吹扫去污装置，其特征在于：所述的装置包含去污单元和测量单元，去污单元包含通过管道顺序连接的配气系统、阀门Ⅰ、气体加热系统、阀门Ⅱ、气刀、阀门Ⅲ、气体冷却系统、阀门Ⅳ、抽气泵和阀门Ⅴ；测量单元包含表面污染测量装置和尾气测量装置，表面污染测量装置测量吹扫前和吹扫后的氚污染物件表面的污染强度，尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气。
2.根据权利要求1所述的氚污染物件表面热吹扫去污装置，其特征在于，所述的气体加热系统包括加热装置和温度传感器Ⅰ，加热装置加热从配气系统输入的气体，温度传感器Ⅰ测量气体的温度。
3.根据权利要求1所述的氚污染物件表面热吹扫去污装置，其特征在于，所述的气刀内部设置有气刀内腔，气刀的外部设置有温度传感器Ⅱ，经气体加热系统加热后的气体经气刀内腔压缩后吹出，温度传感器Ⅱ测量气刀出口气体温度。
4.一种氚污染物件表面热吹扫去污方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.氚污染物件表面污染测量
表面污染测量装置测量吹扫前的氚污染物件表面污染强度；
b.气体加热
将配气系统配制的气体通入气体加热系统的加热装置加热，温度传感器Ⅰ测量气体温度，待气体加热到所需温度后通过管道通入气刀；
c.气刀吹扫去污
气刀内腔对气体进行压缩，压缩后的气体吹扫到待去污的氚污染物件表面，温度传感器Ⅱ测量气刀出口气体温度，吹扫至预设时间后停止；
d.测量
表面污染测量装置测量吹扫后的氚污染物件表面污染强度，达到预设的去污效率后结束吹扫，并开启尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气；未达预设的去污效率重复步骤c，直至达到预设的去污效率，再开启尾气测量装置测量气体冷却系统流出的尾气；
e.去污效率评价
通过表面污染测量装置测量吹扫前和吹扫后的氚污染物件表面的污染强度评价氚污染物件表面热吹扫去污装置的去污效率。
5.根据权利要求4所述的氚污染物件表面热吹扫去污方法，其特征在于，所述的气刀内腔的工作压力范围为0.3MPa-0.6MPa。
6.根据权利要求4所述的氚污染物件表面热吹扫去污方法，其特征在于，所述的表面污染测量装置的测量探测限为0.2Bq/cm2。
7.根据权利要求4所述的氚污染物件表面热吹扫去污方法，其特征在于，所述的尾气测量装置为电离室，电离室的测量探测限为2×105Bq/m3。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5080693A (en) * 1991-03-26 1992-01-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tritium monitor and collection system
JP2002090496A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd トリチウムの除去処理システム
JP2007183137A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Mitsubishi Electric Corp トリチウムモニタ
JP2011158374A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Toyama Univ トリチウム汚染物の除染方法およびその除染システム
US20140192941A1 (en) * 2011-10-26 2014-07-10 Lev Bernstein Method of acceleration of nuclear transmutation of isotopes by carrying out exothermic reactions
CN106944419A (zh) * 2017-05-12 2017-07-14 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种去除表面氚污染的等离子体去污系统
CN109632410A (zh) * 2018-11-26 2019-04-16 苏州热工研究院有限公司 一种气态氚自动化连续采样制样装置及方法
CN210131874U (zh) * 2019-05-05 2020-03-10 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种氚污染物件表面热吹扫去污装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5080693A (en) * 1991-03-26 1992-01-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tritium monitor and collection system
JP2002090496A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd トリチウムの除去処理システム
JP2007183137A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Mitsubishi Electric Corp トリチウムモニタ
JP2011158374A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Toyama Univ トリチウム汚染物の除染方法およびその除染システム
US20140192941A1 (en) * 2011-10-26 2014-07-10 Lev Bernstein Method of acceleration of nuclear transmutation of isotopes by carrying out exothermic reactions
CN106944419A (zh) * 2017-05-12 2017-07-14 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种去除表面氚污染的等离子体去污系统
CN109632410A (zh) * 2018-11-26 2019-04-16 苏州热工研究院有限公司 一种气态氚自动化连续采样制样装置及方法
CN210131874U (zh) * 2019-05-05 2020-03-10 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种氚污染物件表面热吹扫去污装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
彭述明: "中国工程物理研究院科技丛书 氚化学与工艺学", 北京：国防工业出版社, pages: 133 - 138 *

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