DE102013108802A1

DE102013108802A1 - Method for reducing the radioactive contamination of a water-bearing circuit of a nuclear power plant

Info

Publication number: DE102013108802A1
Application number: DE201310108802
Authority: DE
Inventors: Bernhard Stellwag; Luis Sempere Belda; Ute Ramminger
Original assignee: Areva GmbH
Current assignee: Framatome GmbH
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2015-02-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der radioaktiven Kontamination eines wasserführenden Kreislaufs eines Kernkraftwerks, insbesondere des Primärkreislaufs eines Druckwasserreaktors, eines Siedewasserreaktors oder eines Schwerwasserreaktors, bei dem auf einer mit dem Reaktorkühlmittel in Berührung stehenden Oberfläche einer Komponente des Kreislaufs ein hydrophober Film aus einer einen amphiphilen Substanz erzeugt wird.The invention relates to a method for reducing the radioactive contamination of a water-bearing cycle of a nuclear power plant, in particular the primary circuit of a pressurized water reactor, a boiling water reactor or a heavy water reactor, in which on a surface in contact with the reactor coolant component of the circuit, a hydrophobic film of a amphiphilic Substance is generated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der radioaktiven Kontamination eines wasserführenden Kreislaufs eines Kernkraftwerks. Unter einem solchen Kreislauf ist insbesondere der Primärkreislauf eines Druckwasserreaktors, eines Siedewasserreaktors oder eines Schwerwasserreaktors, also allgemein das Kühlkreislaufsystem eines Kernreaktors zu verstehen.The invention relates to a method for reducing the radioactive contamination of a water-bearing circuit of a nuclear power plant. Under such a cycle, in particular, the primary circuit of a pressurized water reactor, a boiling water reactor or a heavy water reactor, ie in general to understand the cooling circuit system of a nuclear reactor.

Unter den Bedingungen des Leistungsbetriebes eines Kernreaktors zeigen un- und niedriglegierte Stähle und selbst rostfreie Stähle, z.B. austenitische FeCrNi-Stähle, aus denen das Röhrensystem der Kühlkreisläufe besteht, Ni-Legierungen, aus denen beispielsweise die Austauscher-Rohre von Dampferzeugern bestehen und sonstige etwa für Kühlmittelpumpen verwendete, z.B. Cobalt enthaltende Bauteile, eine gewisse Löslichkeit in Wasser. Aus den genannten Legierungen herausgelöste Metallionen gelangen mit dem Kühlmittelstrom zum Reaktordruckbehälter, wo sie durch die dort herrschende Neutronenstrahlung teilweise in radioaktive Nuklide umgewandelt werden. Die Nuklide werden wiederum vom Kühlmittelstrom im gesamten Kühlmittelsystem verteilt und werden in Oxidschichten, die sich während des Betriebs auf den Oberflächen von Bauteilen des Kühlmittelsystems bilden, eingelagert. Mit zunehmender Betriebsdauer summiert sich die Menge der abgelagerten aktivierten Nuklide, so dass die Radioaktivität bzw. die Dosisleistung an den Bauteilen des Kühlmittelsystems zunimmt.Under the conditions of power operation of a nuclear reactor, unalloyed and low-alloyed steels and even stainless steels, e.g. austenitic FeCrNi steels that make up the tube system of the refrigeration circuits, Ni alloys that make up, for example, the exchanger tubes of steam generators, and others such as those used for coolant pumps, e.g. Cobalt-containing components, a certain solubility in water. Metal ions liberated from the abovementioned alloys pass with the coolant flow to the reactor pressure vessel, where they are partially converted into radioactive nuclides by the neutron radiation prevailing there. The nuclides, in turn, are dispersed by the coolant flow throughout the coolant system and are stored in oxide layers that form on the surfaces of coolant system components during operation. As the operating time increases, the amount of deposited activated nuclides adds up so that the radioactivity or dose rate on the components of the coolant system increases.

Bevor Kontroll-, Wartungs-, Reparatur- und Rückbaumaßnahmen am Kühlmittelsystem vorgenommen werden können ist eine Reduzierung der radioaktiven Strahlung einzelner Komponenten oder des gesamten Kreislaufsystems erforderlich, um die Strahlungsbelastung des Personals zu verringern. Dies geschieht dadurch, dass die auf den Oberflächen der Bauteile vorhandene Oxidschicht mittels eines Dekontaminationsverfahrens möglichst vollständig entfernt wird. Bei einer derartigen Dekontamination wird entweder das gesamte Kühlmittelsystem bzw. ein davon etwa durch Ventile abgetrennter Teil mit einer wässrigen Reinigungslösung befüllt oder es werden einzelne Bauteile des Systems in einem separaten, die Reinigungslösung enthaltenden Behälter behandelt, wobei sich die Oxidschicht auflöst. Die dabei aus der Oxidschicht in die Lösung übergetretenen Metallionen können dann aus der Lösung entfernt werden, indem diese über einen Ionentauscher geleitet wird. Problematisch dabei ist insbesondere die dabei entstehende große Menge an radioaktiven Abfall, deren Entsorgung mit hohen Aufwand und hohen Kosten verbunden ist. Before control, maintenance, repair and demolition measures can be taken on the coolant system, it is necessary to reduce the radioactive emissions of individual components or of the entire circulatory system in order to reduce the radiation exposure of the personnel. This happens because the oxide layer present on the surfaces of the components is removed as completely as possible by means of a decontamination process. In such a decontamination, either the entire coolant system or a part separated therefrom by valves is filled with an aqueous cleaning solution or individual components of the system are treated in a separate vessel containing the cleaning solution, with the oxide layer dissolving. The case thereby transferred from the oxide layer into the solution metal ions can then be removed from the solution by passing it over an ion exchanger. The problem here is especially the resulting large amount of radioactive waste, their disposal is associated with high costs and high costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit welchem sich die Ansammlung von radioaktivem Material in einem Kreislauf der eingangs genannten Art verringern lässt.The object of the invention is to provide a method by which the accumulation of radioactive material can be reduced in a cycle of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Danach wird auf einer mit dem Reaktorkühlmittel in Berührung stehenden Oberfläche einer Komponente des Kreislaufs ein hydrophober Film aus einer amphiphilen Substanz erzeugt. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass der hydrophobe Film eine gewisse Durchlässigkeit für Wassermoleküle, nicht jedoch für unpolare Moleküle wie Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid aufweist. Wassermoleküle können somit zur Komponentenoberfläche vordringen, so dass sich dort eine Oxidschicht bilden kann. This object is achieved by a method according to claim 1. Thereafter, a hydrophobic film of an amphiphilic substance is formed on a surface of a component of the circuit in contact with the reactor coolant. It has surprisingly been found that the hydrophobic film has a certain permeability to water molecules, but not to nonpolar molecules such as oxygen or hydrogen peroxide. Water molecules can thus penetrate to the component surface, so that there can form an oxide layer.

Weiterhin war überraschend, dass der hydrophobe Film eine Filterwirkung u.a. gegenüber im Kühlmittel enthaltene Ionen aufweist. Ein Einbau von aus dem Kühlmittel stammenden radioaktiven Nuklidionen in eine sich auf einer Komponentenoberfläche bildenden Oxidschicht ist daher verhindert oder zumindest vermindert, was eine verringerten Strahlungsintensität der Komponenten des Kühlkreislaufs zur Folge hat. Vorteilhaft ist weiterhin, dass bei einer späteren Dekontamination die Menge des radioaktiven Abfalls verringert ist. Furthermore, it was surprising that the hydrophobic film has a filtering effect u.a. has ions contained in the coolant. Incorporation of radioactive nuclide ions originating from the coolant into an oxide layer forming on a component surface is therefore prevented or at least reduced, which results in a reduced radiation intensity of the components of the cooling circuit. A further advantage is that the amount of radioactive waste is reduced in a later decontamination.

Die jeweilige Oberfläche, auf der ein hydrophober Film erzeugt werden soll, kann metallisch blank sein oder eine bereits im Reaktorbetrieb oder auch auf sonstige Weise entstandene Oxidschicht aufweisen. Im erstgenannten Fall wird der Film auf eine durch ein Dekontaminationsverfahren von einer Oxidschicht im Wesentlichen befreiten Oberfläche oder auf die Oberfläche einer neuen, in den Kreislauf einzubauenden oder eingebauten Komponente aufgebracht. The respective surface on which a hydrophobic film is to be produced may be metallic or have an oxide layer which has already been formed during reactor operation or otherwise. In the former case, the film is applied to a surface substantially free of oxide film by a decontamination process, or to the surface of a new component to be installed or installed in the circuit.

Besonders vorteilhaft ist, wenn das Verfahren nach der Durchführung einer Teil- oder Vollkreis-Dekontamination des Kühlkreislaufs oder bei einer neuen Komponente durchgeführt wird, welche eine bereits eingebaute Komponente ersetzt. Die entsprechenden Komponentenoberflächen sind dann zum Zeitpunkt der Erzeugung eines hydrophoben Films nur wenig oder überhaupt nicht radioaktiv belastet, so dass die oben genannten vorteilhaften Effekte besonders ausgeprägt sind. Die Erzeugung eines Films auf einer bereits vorhandenen Oxidschicht ist dann zweckmäßig, wenn es sich um eine erfindungsgemäß erzeugte Oxidschicht, also um eine solche handelt, die unter einem auf die Oberfläche aufgebrachten hydrophoben Film entstanden ist, wenn dieser sich nach längerer Betriebsdauer ganz oder teilweise abgelöst hat. It is particularly advantageous if the method is carried out after performing a partial or full circle decontamination of the cooling circuit or a new component which replaces an already installed component. The corresponding component surfaces are then at the time of producing a hydrophobic film little or no radioactively loaded, so that the above-mentioned advantageous effects are particularly pronounced. The production of a film on an already existing oxide layer is expedient if it is an oxide layer produced according to the invention, ie one which has formed under a hydrophobic film applied to the surface, if it is completely or partially detached after a longer period of operation Has.

Die Zudosierung der filmbildenden amphiphilen Substanz in das Kühlmittel erfolgt vorzugsweise zu einem außerhalb des Leistungsbetriebs des Reaktors liegenden Zeitpunkt, also in einer Phase, in der das Leistungsniveau des Reaktors noch nicht auf den kritischen Zustand eingeregelt ist. Aufgrund der gegenüber dem Leistungsbetrieb stark reduzierten Strahlungsintensität im Reaktordruckbehälter ist die Gefahr eines radiolytischen Abbaus der amphiphilen Substanz verringert. So kann der hydrophobe Film beispielsweise während der Anfahrphase des Reaktors erzeugt werden, wobei die Möglichkeit besteht, die Filmbildung abzuschließen, bevor das Strahlungsniveau auf ein für die amphiphile Substanz schädliches Niveau angestiegen ist. Auch kann eine Filmbildung im Zuge einer Revisionsmaßnahme vorgenommen werden, bei der die Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter entfernt sind. The metered addition of the film-forming amphiphilic substance into the coolant is preferably carried out at an outside of the power operation of Reactor lying point, ie in a phase in which the power level of the reactor is not yet adjusted to the critical state. Due to the greatly reduced compared to the power operation radiation intensity in the reactor pressure vessel, the risk of radiolytic degradation of the amphiphilic substance is reduced. For example, the hydrophobic film may be formed during the start-up phase of the reactor with the possibility of completing the film formation before the radiation level has risen to a level detrimental to the amphiphilic substance. Also, a film formation can be made in the course of a revision measure, in which the fuel elements are removed from the reactor pressure vessel.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird vor der Erzeugung des hydrophoben Films auf die Oberfläche einer Komponente des Kühlkreislaufs wenigstens eine Depotsubstanz aufgebracht. Unter einer Depotsubstanz ist im vorliegenden Zusammenhang eine chemische Verbindung oder ein Element, beispielsweise ein Edelmetall wie Platin, zu verstehen, welches einen Einfluss auf eine sich auf der Komponentenoberfläche bildende Oxidschicht hat. Die Depotsubstanz oder ein Precursor davon wird in das Kühlmittel dosiert, wobei sie durch das den Kühlkreislauf durchströmende Kühlmittel über den gesamten Kreislauf bzw. einen abgetrennten Bereich davon verteilt. Die Depotsubstanz wird an der Oberfläche einer Komponente, beispielsweise wenn im Kühlmittel reduktive Bedingungen herrschen, abgeschieden.. Durch die genannte Vorgehensweise ergibt sich ganz allgemein die Möglichkeit, die an der Komponentenoberfläche vorhandene Depotsubstanz oder eine entsprechende Depotschicht mit Hilfe des sie überdeckenden hydrophoben Films vor der Einwirkung eines im Kühlmittel enthaltenen Agens unter den Bedingungen während der Anfahrphase des Reaktors oder im Leistungsbetrieb zu schützen, um etwa eine Reaktion zu unterbinden, welche beispielsweise eine chemische Umwandlung der Depotschicht oder die Entstehung von unerwünschten Reaktionsprodukten zur Folge hat.In a further preferred embodiment of the method, at least one depot substance is applied to the surface of a component of the cooling circuit prior to the production of the hydrophobic film. In the present context, a depot substance is to be understood as meaning a chemical compound or an element, for example a noble metal such as platinum, which has an effect on an oxide layer forming on the component surface. The depot substance or a precursor thereof is metered into the coolant, whereby it distributes through the coolant flowing through the cooling circuit over the entire cycle or a separated area thereof. The depot substance is deposited on the surface of a component, for example when reductive conditions prevail in the coolant. The above procedure generally results in the possibility of exposing the depot substance present on the component surface or a corresponding depot layer to it by means of the hydrophobic film covering it Protecting the action of an agent contained in the coolant under the conditions during the start-up phase of the reactor or in power operation, for example, to prevent a reaction, which, for example, a chemical conversion of the depot layer or the emergence of undesirable reaction products result.

Besonders vorteilhaft ist die in Rede stehende Verfahrensvariante, wenn zur Erzeugung einer Depotschicht Salze der Chromsäure, beispielsweise Eisenchromat oder Zinkchromat dem Kühlmittel zudosiert werden sollen. An der Oberfläche der Komponenten wird das sechswertige Chrom der genannten Salze in Zusammenwirkung mit dem Eisen der Komponenten als Reaktionspartner zu dreiwertigem Chrom reduziert, so dass sich Chromite an der Komponentenoberfläche abscheiden. Das dreiwertige Chrom wird in die auf der Oberfläche aufwachsende Oxidschicht eingebaut, wobei sich chromreiche Spinell-Oxide mit hoher Schutzwirkung bilden. Während der Anfahrphase des Kernreaktors liegen im Kühlmittel etwa auf Grund darin gelösten Sauerstoffs oder Wassersstoffperoxids oxidative Verhältnisse vor, was zu einer Oxidation des abgeschiedenen Chromits zu Chromat während der Anfahrphase des Reaktors führt. Erfindungsgemäß wird dies jedoch durch den hydrophoben Film verhindert, so dass, wenn spätestens gegen Ende der Anfahrphase im Kühlkreislauf wieder reduktive Verhältnisse vorliegen, das vorher auf die Komponentenoberflächen abgeschiedene Chromit in unverminderter Menge vorliegt. Particularly advantageous is the process variant in question, if salts of chromic acid, for example, iron chromate or zinc chromate are to be added to the coolant to produce a depot layer. At the surface of the components, the hexavalent chromium of said salts is reduced to trivalent chromium in cooperation with the iron of the components as a reactant so that chromites precipitate on the component surface. The trivalent chromium is incorporated into the surface-growing oxide layer to form chromium-rich spinel oxides with high protection. During the start-up phase of the nuclear reactor oxidative conditions are present in the coolant, for example due to dissolved oxygen or hydrogen peroxide, resulting in oxidation of the deposited chromite to chromate during the start-up of the reactor. According to the invention, however, this is prevented by the hydrophobic film, so that if at the latest towards the end of the start-up phase in the cooling circuit again reductive conditions, the previously deposited on the component surfaces chromite is present in undiminished amount.

Im Falle einer Platin-Depotschicht besteht etwa aufgrund einer unvollständigen Beschichtung der Komponentenoberflächen mit Platin die Gefahr der Entstehung von Kontaktkorrosion. Diese lässt sich wirkungsvoll durch einen hydrophoben Film der in Rede stehenden Art, welcher eine Barriere gegenüber im Kühlmittel gelösten Sauerstoff bildet, verhindern. Um die Entstehung von Kontaktkorrosion bereits während der Erzeugung der Platin-Depotschicht zu verhindern, wird die Platin-Behandlung unter reduzierenden Bedingungen durchgeführt. In the case of a platinum depot layer, for example, due to incomplete coating of the component surfaces with platinum, there is the risk of the formation of contact corrosion. This can be effectively prevented by a hydrophobic film of the type in question, which forms a barrier to oxygen dissolved in the coolant. In order to prevent the formation of contact corrosion during the production of the platinum deposit layer, the platinum treatment is carried out under reducing conditions.

Als besonders wirksam für einen hydrophoben Film sind amphiphile Subtanzen mit einer aliphatischen, 8 bis 22 Kohlenstoffatomen enthaltenden Gruppe. Die polare Gruppe der amphiphilen Substanz ist beispielsweise eine Amino- oder eine Säuregruppe, beispielsweise einer Phosphonsäuregruppe. Beispiele für den in Rede stehenden Zweck gut geeignete amphiphile Substanzen sind Alkylamine und Alkylphosphonsäuren. Particularly effective for a hydrophobic film are amphiphilic substances having an aliphatic group containing 8 to 22 carbon atoms. The polar group of the amphiphilic substance is, for example, an amino or an acid group, for example a phosphonic acid group. Examples of the object in question well suited amphiphilic substances are alkylamines and alkylphosphonic acids.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung (1), welche in stark schematisierter Form den Primärkreislauf eines Druckwasserreaktors zeigt, näher erläutert. The invention will now be described with reference to the attached drawing ( 1 ), which shows the primary circuit of a pressurized water reactor in a highly schematic form, explained in more detail.

Der in 1 gezeigte Primärkreislauf eines Druckwasserreaktors umfasst einen Reaktordruckbehälter 1, in dem sich Brennstäbe 2 befinden. Über Anschlussstutzen 3 ist an dem Reaktordruckbehälter 1 ein Rohrleitungssystem 4 angeschlossen, in welches verschiedene Komponenten, bspw. ein Dampferzeuger und eine Kühlmittelpumpe (nicht gezeigt), zwischengeschaltet sind. The in 1 shown primary circuit of a pressurized water reactor comprises a reactor pressure vessel 1 in which there are fuel rods 2 are located. Via connecting piece 3 is at the reactor pressure vessel 1 a piping system 4 connected, in which various components, for example. A steam generator and a coolant pump (not shown), are interposed.

Die Komponenten sind durch das Rechteck 6 in 1 symbolisiert. Die Dosierung einer einen hydrophoben Film auf den Oberflächen des Primärkreislaufs bildenden amphiphilen Substanz, im Folgenden wird kurz von einem Filmbildner gesprochen, erfolgt beispielsweise während der Anfahrphase des Reaktors. Falls die Bildung eines Films auf den inneren Oberflächen des Reaktordruckbehälters 1 und den Oberflächen der Brennstäbe 2 nicht erwünscht ist, kann der Reaktordruckbehälter 1 fluidisch vom übrigen Kühlkreislauf abgetrennt werden. Für die Dosierung des Filmbildners kann das anlageneigene Dosiersystem (nicht gezeigt) verwendet werden.The components are through the rectangle 6 in 1 symbolizes. The dosage of a hydrophobic film on the surfaces of the primary circuit forming amphiphilic substance, in the following is briefly referred to by a film former, for example, takes place during the startup phase of the reactor. If the formation of a film on the inner surfaces of the reactor pressure vessel 1 and the surfaces of the fuel rods 2 is not desired, the reactor pressure vessel 1 be separated fluidly from the rest of the cooling circuit. For metering the film former, the system's own metering system (not shown) can be used.

Das Erzeugen eines hydrophoben Films auf den Oberflächen des Kühlkreislaufes erfolgt vorzugsweise im Anschluss an eine Vollkreis- oder ein Teilkreisdekontamination oder wenn eine Komponente aus dem Kreislauf entfernt und durch eine neue ersetzt wird. In letzterem Fall ist die Oberfläche der neuen Komponente im Wesentlichen noch blank, d.h. noch nicht mit einer Oxidschicht überzogen, wie sie im Leistungsbetrieb des Reaktors entsteht. Die Dosierung erfolgt bei Temperaturen etwa ab 70°C. The production of a hydrophobic film on the surfaces of the cooling circuit is preferably carried out after a full circle or a Teilkreisdekontamination or when a component is removed from the circuit and replaced by a new one. In the latter case, the surface of the new component is still substantially bare, i. not yet coated with an oxide layer, as it arises in the power operation of the reactor. The dosage takes place at temperatures from about 70 ° C.

Mit zunehmender Temperatur und damit zunehmender Brownscher Molekularbewegung können sich die Van-der-Waals-Bindungen zwischen den unpolaren Gruppen unter Bildung von Lücken auftrennen, so dass Wassermoleküle in diese Lücken gelangen können, wobei sie aufgrund ihres Dipolcharakters durch das an der Oberfläche der Komponenten herrschende elektrische Potential angezogen werden. Eine Kontamination der sich zwischen dem Film und den Komponentenoberflächen bildenden Oxidschichten durch Einbau radioaktiver Substanzen findet jedoch auch bei hohen Temperaturen nicht oder allenfalls in geringem Ausmaß statt. Im Falle von ionalen Radionukliden liegt dies daran, dass diese, bedingt durch ihre Ladung, eine relativ große Hydrathülle und damit eine effektive Größe aufweisen, die einen Durchtritt durch den hydrophoben Film zumindest behindert. With increasing temperature and thus increasing Brownian molecular motion, the van der Waals bonds between the nonpolar groups can split to form gaps, so that water molecules can get into these gaps, and due to their Dipolcharakters by prevailing on the surface of the components electrical potential are attracted. However, contamination of the oxide layers formed by the incorporation of radioactive substances between the film and the component surfaces does not occur, or at least to a small extent, even at high temperatures. In the case of ionic radionuclides, this is because, due to their charge, they have a relatively large hydrate envelope and thus an effective size which at least impedes passage through the hydrophobic film.

Der Aufbau von Radioaktivität in sich bildenden Oxidschichten beruht auch auf der Anlagerung oder Inkorporierung von Kolloiden welche radioaktive Nuklide enthalten. Kolloide, die eine Größe bzw. einen Radius von etwa 1 nm bis 500 nm aufweisen, sind um Größenordnungen größer als hydratisierte Ionen, sodass ein Durchtritt durch den hydrophoben Film praktisch ausgeschlossen ist. Während der Anfahrphase des Reaktors und auch während des sich daran anschließenden Leistungsbetriebs ist somit eine Bildung von Oxidschichten möglich, welche gegenüber Oxidschichten bei üblicher Vorgehensweise, also solchen Oxidschichten, die mit dem Kühlmittel in unmittelbaren Kontakt stehen, eine wesentlich verringerte Radioaktivität aufweisen.The build up of radioactivity in forming oxide layers is also due to the attachment or incorporation of colloids containing radioactive nuclides. Colloids, which have a size or a radius of about 1 nm to 500 nm, are orders of magnitude larger than hydrated ions, so that a passage through the hydrophobic film is practically excluded. During the start-up phase of the reactor and also during the subsequent power operation, a formation of oxide layers is thus possible, which have a substantially reduced radioactivity compared to oxide layers in the usual procedure, ie those oxide layers which are in direct contact with the coolant.

Aufgrund der mit dem Kühlmittel transportierten Radionuklide herrscht im Leitungssystem bzw. in den zwischengeschalteten Komponenten eine gewisse radioaktive Strahlung vor. Diese ist jedoch vergleichsweise gering, so dass ein radiolytischer Abbau der organischen Gruppen des Films nicht zu befürchten ist. Due to the radionuclides transported with the coolant, some radioactive radiation prevails in the line system or in the intermediate components. However, this is comparatively low, so that a radiolytic degradation of the organic groups of the film is not to be feared.

Für die oben beschriebenen Schutzwirkungen des hydrophoben Films reicht es aus, wenn dieser in einer einmolekularen Schicht auf den Komponentenoberflächen vorliegt. Um dies zu erreichen ist es zunächst zweckmäßig die geometrische Oberfläche des Kreislaufsystems oder eines Abschnitts davon bei der Berechnung der erforderlichen Menge an Filmbildner zu berücksichtigen. Je nach Art- und Laufzeit der Anlage weisen die Oberflächen des Kühlkreislaufs eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Rauigkeit auf, was durch einen Faktor beispielsweise von 1,5 bis 2,5 berücksichtigt werden kann. Die für die geometrische Oberfläche berechnete Menge an Filmbildner wird dann mit diesem Faktor multipliziert. Während der Dosierung des Filmbildners ist es zweckmäßig, dass an mehreren über den Kühlkreislauf verteilten Stellen die Konzentration des Filmbildners im Kühlmittel bestimmt bzw. gemessen wird. Die amphiphilen Moleküle weisen eine größere Bindungsaffinität zu metallisch blanken oder eine Oxidschicht aufweisenden Oberflächen auf als zu Oberflächenbereichen, die bereits mit einem hydrophoben Film belegt sind. Dies führt dazu, dass – bei konstanter Dosierrate – die Konzentration des Filmbildners im Kühlmittel zunächst abnimmt und mit einem asymptotischen Konzentrationsverlauf später eine im Wesentlichen gleich bleibende Konzentration an Filmbildner beispielsweise von 1 ppm erreicht wird. Es hat sich dann eine vollständige, im Wesentlichen unimolekulare Schicht von Filmbildner auf den Komponentenoberflächen gebildet. For the protective effects of the hydrophobic film described above, it is sufficient if this is present in a one-molecular layer on the component surfaces. To achieve this, it is first of all expedient to take into account the geometric surface of the circulatory system or a portion thereof in the calculation of the required amount of film former. Depending on the type and duration of the system, the surfaces of the cooling circuit have a more or less pronounced roughness, which can be taken into account by a factor of, for example, 1.5 to 2.5. The amount of film former calculated for the geometric surface is then multiplied by this factor. During the metering of the film former, it is expedient for the concentration of the film former in the coolant to be determined or measured at a plurality of points distributed over the cooling circuit. The amphiphilic molecules have a greater binding affinity to metallic bare or oxide-coated surfaces than to surface regions already occupied by a hydrophobic film. This means that - at a constant metering rate - the concentration of the film former in the coolant initially decreases and later with an asymptotic concentration course, a substantially constant concentration of film former, for example, of 1 ppm is achieved. A complete, substantially unimolecular layer of film former has then formed on the component surfaces.

Claims

A method for reducing the radioactive contamination of a water-bearing cycle of a nuclear power plant, in particular the primary circuit of a pressurized water reactor, a boiling water reactor or a heavy water reactor, wherein on a contact with the reactor coolant surface of a component of the circuit, a hydrophobic film is produced from an amphiphilic substance.

A method according to claim 1, characterized in that the hydrophobic film is produced following a partial or full circle decontamination of the circuit.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the case of the replacement of a component by a new component of the hydrophobic film is produced on the new component.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrophobic film is produced at an out-of-power time.

A method according to claim 4, characterized in that the hydrophobic film is produced during the start-up phase of the reactor.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the Production of the hydrophobic film is applied to the surface at least one depot substance.

A method according to claim 6, characterized in that the depot substance is a noble metal.

A method according to claim 6 or 7, characterized in that the depot substance is a salt of chromic acid.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amphiphilic substance contains a nonpolar group is an aliphatic group.

Process according to claim 9, characterized by an aliphatic group having 8 to 22 carbon atoms.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amphiphilic substance contains as a polar group, an acid or amino group.