DE102017107584A1

DE102017107584A1 - Zinkdosierung zur Dekontamination von Leichtwasserreaktoren

Info

Publication number: DE102017107584A1
Application number: DE102017107584.4A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Nieder; David Jordan
Original assignee: RWE Power AG
Current assignee: RWE Nuclear GmbH
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-10-11
Also published as: JP2020516876A; WO2018184780A1; US10998106B2; EP3607562A1; KR20190132374A; JP6858274B2; CN110494928A; RU2019134954A3; KR102246411B1; ES2897688T3; UA124477C2; EP3607562B1; RU2019134954A; RU2767977C2; US20200051706A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche, wobei die Metalloberfläche mit einer Dekontaminationslösung in Kontakt gebracht wird, die einen Komplexbildner sowie ein Übergangsmetall umfasst. Eine solche Dekontaminationslösung und die Verwendung derselben zur Dekontamination einer Metalloberfläche sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dekontaminationslösung enthaltend Zink zur Dekontaminierung von Leichtwasserreaktoren, sowie ein Verfahren zur Dekontamination von radioaktiven Metalloberflächen mittels der Dekontaminationslösung.
Im Bereich der Kernreaktortechnik kommt es zur radioaktiven Kontamination von metallenen Bauteilen. Eine solche Kontamination erfolgt regelmäßig im regulären Betrieb von Reaktoren und betrifft insbesondere metallene Bauteile, die sich im Primärkreislauf, beispielsweise eines Druckwasserreaktors, befinden. Hierbei lagern sich radioaktive Substanzen in den auf der Oberfläche der Bauteile gebildeten Oxidschichten ab, wodurch diese radioaktiv kontaminiert werden.
Im Falle einer Revision des Kernkraftwerks wird es regelmäßig erforderlich, die kontaminierten Bauteile von der Radioaktivität, d.h. von den Ablagerungen auf der Metalloberfläche zu befreien, um das Revisionspersonal vor Strahlung zu schützen. Hiernach können die Bauteile im Kernkraftwerk weiter betrieben werden. Ähnliches gilt, falls ein Rückbau des Kernkraftwerks durchgeführt werden soll.
Für die Entfernung solcher Ablagerungen kann grundsätzlich auf mechanische Mittel zurückgegriffen werden, wobei z.B. ein Abschleifen der Oxidschichten und damit der kontaminierten Bereiche erfolgt. Dies ist insbesondere bei Bauteilen nachteilhaft, die aufgrund ihrer Dimensionen oder ihrer Positionierung schlecht für das Schleifwerkzeug zugänglich sind.
Weiterhin ist eine Dekontamination der Bauteile mit einer Dekontaminationslösung aufweisend einen Komplexbildner, darunter verschiedene Carbonsäuren, z.B. Oxalsäure, bekannt. Hierbei werden in einem vorgeschalteten Schritt zunächst die schwerlöslichen Anteile der Oxidschichten oxidiert oder reduziert, wobei beispielsweise unter Verwendung von Permanganaten (Kaliumpermanganat, Permangansäure) Cr-III in Cr-VI aufoxidiert wird. Hiernach wird die hauptsächlich aus Eisen- und Nickelionen bestehende Oxidschicht mit Hilfe des Komplexbildners gelöst und die dabei freiwerdenden Kationen, darunter auch ⁶⁰Co²⁺ oder ⁵⁸Co²⁺, durch Ionentausch aus der Dekontaminationslösung entfernt. Dieser Dekontaminationsprozess wird üblicherweise in mehreren Runden durchgeführt, wobei die Oxidschicht schichtweise abgebaut wird.
Neben diesen radioaktiven Isotopen werden immer auch inaktive Ionen in die Dekontaminationslösung freigesetzt, die ebenfalls über die Ionenaustauscherharze aus der Dekontaminationslösung entfernt werden. Weiterhin kommt es bereits während des Dekontaminationsvorgangs durch die in der Dekontaminationslösung befindlichen radioaktiven Ionen zu einer Rekontamination der Bauteile. Hierdurch wird die Effizienz des Dekontaminationsprozesses reduziert, was zum einen dazu führt, dass eine größere Anzahl von Dekontaminationszyklen erforderlich werden, die zeit- und kostenintensiv sind und zum anderen dazu führt, dass eine erhöhte Menge kontaminierter Ionenaustauscherharze entsteht, die mit immensem Aufwand entsorgt werden muss.
Selbstverständlich treten die zuvor geschilderten Probleme nicht ausschließlich in Kernkraftwerken auf, sondern prinzipiell in Situationen, in denen metallene Bauteile mit Radioaktivität in Berührung kommen und eine Dekontamination erforderlich ist.
Dementsprechend besteht der Bedarf nach einem verbesserten Dekontaminationsverfahren von radioaktiv kontaminierten Metalloberflächen. Insbesondere besteht der Bedarf nach einem Dekontaminationsverfahren mit einer gesteigerten Effizienz, bei dem die Dekontamination mit einer verringerten Anzahl von Dekontaminationszyklen und/oder einer verringerten Menge an kontaminierten Ionenaustauscherharzen durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch die wässrige Lösung mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen, bzw. deren Verwendung nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Genaueren handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Verfahren zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche aufweisend den Schritt des Inkontaktbringens zumindest eines Abschnitts der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche mit einer Dekontaminationslösung, umfassend einen Komplexbildner und ein Übergangsmetall. Wie überraschenderweise gezeigt werden konnte, wird bei einem Zusatz eines Übergangsmetalls in die Dekontaminationslösung die während des Dekontaminationsprozesses auftretende Rekontamination der Metalloberfläche wirkungsvoll reduziert.
Ohne hierauf beschränkt zu sein wird angenommen, dass das der Dekontaminationslösung zugesetzte Übergangsmetall mit den freigesetzten radioaktiven Isotopen um die (erneute) Einlagerung in die Metalloberfläche (bzw. die hierauf befindliche Oxidschicht) konkurriert. Infolgedessen kann vorteilhafterweise eine größere Menge an radioaktiven Isotopen über den Ionenaustauschprozess aus der Dekontaminationslösung entfernt werden, was wiederum zu einer Reduktion der benötigten Runden der Dekontaminationsschritte und/oder eine Verringerung der zu entsorgenden Menge an Ionenaustauscherharzen führt.
Bei der Dekontaminationslösung handelt es sich bevorzugt um eine wässrige Lösung. Bevorzugt handelt es sich bei dem Übergangsmetall um ein Ion des Übergangsmetalls, bevorzugter ein Kation des Übergangsmetalls, noch bevorzugter ein zweiwertiges oder dreiwertiges Kation des Übergangsmetalls. Am bevorzugtesten handelt es sich bei dem Übergangsmetall um ein zweiwertiges Kation des Übergangsmetalls.
Weiter vorzugsweise handelt es sich bei dem Übergangsmetall um ein abgereichertes Übergangsmetall, d.h. ein Übergangsmetall mit einem gegenüber dem natürlichen Vorkommen reduzierten Anteil an durch Neutronen leicht aktivierbaren Isotopen. Die Verwendung eines abgereicherten Übergangsmetalls ist besonders dann von Vorteil, wenn das zu dekontaminierende Metall, beispielsweise das Bauteil eines Reaktors, nach der Dekontamination nicht entsorgt, sondern wiederverwendet und Neutronenfluss ausgesetzt werden soll.
Ebenfalls bevorzugt ist das Übergangsmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zink, Nickel, Cobalt oder Mischungen davon. Bevorzugter ist das Übergangsmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zink und Nickel. Am bevorzugtesten handelt es sich bei dem Übergangsmetall um Zink. Die Verwendung von Zink in der Dekontaminationslösung zeigte überraschenderweise den stärksten Effekt bei der erfindungsmäßen Reduktion der Rekontamination der Metalloberfläche.
Bevorzugt liegt das Übergangsmetall in der Dekontaminationslösung in einer Konzentration im Bereich von ≥ 0,5 mg/kg und ≤ 15 mg/kg, weiter bevorzugt ≥ 0,5 mg/kg und ≤ 10 mg/kg, weiter bevorzugt ≥ 1,5 mg/kg und ≤ 5 mg/kg oder ≥ 2 mg/kg und ≤ 5 mg/kg und am bevorzugtesten ungefähr ≥ 3 mg/kg und ≤ 4 mg/kg vor. Anstelle der mg/kg können auch die mmol/L angegeben werden, wobei der angegebene mg/kg-Wert durch die Atommasse des jeweiligen Übergangsmetalls zu teilen ist. Bevorzugt liegt das Übergangsmetall in der Dekontaminationslösung in einer Konzentration im Bereich von ≥ 7 µmol/L und ≤ 230 µmol/L, weiter bevorzugt ≥ 7 µmol/L und ≤ 155 µmol/L, weiter bevorzugt ≥ 23 µmol/L und ≤ 70 µmol/L oder ≥ 30 µmol/L und ≤ 80 µmol/L und am bevorzugtesten ungefähr ≥ 46 µmol/L und ≤ 62 µmol/L vor.
Bevorzugt gelten die angegebenen Konzentrationsbereiche für die Konzentration der Übergangsmetalle zum Zeitpunkt des Inkontaktbringens der Metalloberfläche mit der erfindungsgemäßen Dekontaminationslösung. Ebenfalls bevorzugt handelt es sich bei den angegebenen Konzentrationen um die mittleren Konzentrationen.
Im Folgenden wird sich anstelle auf „Übergangsmetalle“ lediglich exemplarisch auf das Element Zink bezogen. Soweit anwendbar gelten die gemachten Ausführungen analog auch für Übergangsmetalle allgemein und bevorzugt auch für Nickel und/oder Cobalt.
Unter dem Begriff „Zink“ sollen bevorzugt die in der Dekontaminationslösung vorliegenden Zink-Ionen, weiter bevorzugt Zn²⁺, verstanden werden. Hierbei kann es sich, noch weiter bevorzugt, um abgereichertes Zink handeln, insbesondere um an ⁶⁴Zn abgereichertes Zink.
Weiter bevorzugt wird das Zink mittels einer löslichen Zinkverbindung in die Dekontaminationslösung eingebracht. Bevorzugte lösliche Zinkverbindungen sind ausgewählt aus den Gruppen der verwendeten Säuren und/oder den verwendeten Komplexbildnern mit Zink, umfassend Zinkmethansulfonat (Zn(CH₃SO₃)₂), Zinknitrat (Zn(NO₃)₂) Zinkpermanganat (Zn(MnO₄)₂), Zinksulfat (ZnSO₄) und/oder einem löslichen Zinkkomplex. Bei dem Zinkkomplex handelt es sich weiter bevorzugt um einen Komplex von Zink und dem eingesetzten Komplexbildner.
Der Begriff der Dekontamination ist dem Fachmann bekannt. Hierunter soll insbesondere die Verminderung und/oder Entfernung von an der Metalloberfläche befindlicher Radioaktivität verstanden werden. Insbesondere soll hierunter die Entfernung einer auf einem metallenen Bauteil befindlichen Ablagerungsschicht von Metalloxiden verstanden werden, wobei die Ablagerungsschicht radioaktive Isotope, bevorzugt Cobalt, aufweist. In anderen Worten werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens radioaktive Isotope aus der zu dekontaminierenden Metalloberfläche entfernt. Bevorzugt sind diese radioaktiven Isotope ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ⁵⁵Fe Ionen, ⁶³Ni Ionen, ⁵⁴Mn Ionen, ⁶⁵Zn Ionen, ¹²⁵Sb Ionen, ¹³⁷Cs Ionen, ⁵⁸Co Ionen und ⁶⁰CO Ionen. Weiter bevorzugt sind die radioaktiven Isotope ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ⁵⁴Mn Ionen, ¹²⁵Sb Ionen, ¹³⁷Cs Ionen, ⁵⁸Co Ionen und ⁶⁰CO Ionen. Am bevorzugtesten handelt es sich bei diesen radioaktiven Isotopen um ⁵⁸Co Ionen und/oder ⁶⁰Co Ionen, noch bevorzugter um ⁶⁰Co Ionen. Das Dekontaminationsverfahren der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise auch als chemische Dekontamination bezeichnet werden. Weiter vorzugsweise kann das Dekontaminierungsverfahren ein Dekontaminierungsverfahren für einen rückzubauenden Kernreaktor oder einen weiter zu betreibenden Kernreaktor sein.
Die Freigabe von festen und flüssigen Stoffen ist nach der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) geregelt und im Wesentlichen aufgeteilt nach der uneingeschränkten Freigabe und der Freigabe zur Beseitigung auf Deponien. Bevorzugt handelt es sich nach der Dekontamination der Metalloberfläche um ein Bauteil, dass zur Beseitigung auf Deponien freigegeben ist. Noch bevorzugter handelt es sich nach der Dekontamination der Metalloberfläche um ein Bauteil, das zur uneingeschränkten Freigabe geeignet ist.
Unter dem Begriff der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche soll im Weiteren bevorzugt die Oberfläche eines metallenen Bauteils einschließlich der darauf befindlichen radioaktiv kontaminierten Ablagerungsschicht verstanden werden, die sich beispielsweise während der gewöhnlichen Verwendung des Bauteils in einem Druckwasserreaktor bildet. Eine solche Ablagerungsschicht besteht bevorzugt aus schwerlöslichen Metalloxiden. In anderen Worten umfasst die zu dekontaminierenden radioaktive Metalloberfläche bevorzugt zumindest eine auf der Oberfläche aus metallenem Grundmaterial angeordnete radioaktiv kontaminierte Schicht schwerlöslicher Metalloxide. Noch bevorzugter handelt es sich bei der Ablagerungsschicht um Spinelle, bevorzugt Cr-Ni-Spinelle und/oder Cr-Fe-Spinelle. Bei Spinellen handelt es sich um, für gewöhnlich in Kristallform vorliegende, schwerlösliche Minerale aus der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide und bevorzugt um Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 3 : 4.
Bei dem Metall der zu dekontaminierenden Metalloberfläche kann es sich prinzipiell um jegliches geeignete Metall handeln. Bevorzugt handelt es sich bei dem Metall um ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Nickel, Chrom, Mangan, Titan, Niob, Kupfer, Cobalt und Kombinationen zumindest zwei dieser Metalle. Noch bevorzugter ist das Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Chrom, Nickel, Cobalt, und Kombinationen zumindest zwei dieser Metalle.
Erfindungsgemäß wird weiterhin zumindest ein Abschnitt der Metalloberfläche mit der Dekontaminationslösung in Kontakt gebracht. Bevorzugt werden mehrere Abschnitte und noch bevorzugter die gesamte Metalloberfläche mit der Dekontaminationslösung in Kontakt gebracht. Zur verbesserten Verständlichkeit wird im Folgenden auf die radioaktiv kontaminierte Metalloberfläche Bezug genommen, obgleich damit auch immer ein Abschnitt derselben gemeint ist.
Das erfindungsgemäße Inkontaktbringen der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche mit der Dekontaminationslösung kann auf jegliche geeignete Art und Weise erfolgen. Bevorzugt wird die zu dekontaminierende Metalloberfläche mit der Dekontaminationslösung benetzt. Weiter bevorzugt wird die Dekontaminationslösung in den Primärkreis eines Reaktors eingebracht.
Die Dekontaminationslösung kann noch bevorzugter umgewälzt werden. Hierdurch werden vorteilhafterweise Konzentrationsgradienten im Bereich der Metalloberfläche vermieden und die Effizienz des Dekontaminationsprozesses gesteigert. Die Umwälzung erfolgt weiter bevorzugt kontinuierlich und, ebenfalls vorzugsweise, unter Verwendung von Pumpen.
Ebenfalls bevorzugt handelt es sich bei der zu dekontaminierenden Metalloberfläche um die innere Mantelfläche eines metallenen und zylinderförmigen Bauteils (wie beispielsweise ein Rohr eines Rekuperators) und die Dekontaminationslösung wird in den Hohlraum des zylinderförmigen Bauteils eingeführt.
Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verfahren vor dem Verfahrensschritt des Inkontaktbringens des zumindest eines Abschnitts der Metalloberfläche mit der erfindungsgemäßen Dekontaminationslösung, d.h. als ersten Verfahrensschritt, einen zusätzlichen Verfahrensschritt zur Oxidation oder zur Reduktion der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche auf. Dieser Verfahrensschritt kann im Falle der Oxidation auch als Voroxidation der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche bezeichnet werden. Weiter bevorzugt erfolgt bei der Voroxidation die Aufoxidierung von Cr-III zu Cr-VI. Die Voroxidation wird bevorzugt durch Inkontaktbringen der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche mit Salpetersäure und Kaliumpermanganat, mit Natriumhydroxid und Kaliumpermanganat, einer Vanadium-Verbindung (bevorzugt Vanadium Formiat) oder mit Permangansäure durchgeführt, wobei die Permangansäurebehandlung am bevorzugtesten ist. Im Falle eines vorgelagerten Verfahrensschritts zur Reduktion wird bevorzugt die Oxidationsschicht mit Hilfe einer Vanadiumverbindung reduziert. Im daran anschließenden Verfahrensschritt werden die gelösten Produkte bevorzugt mit Picolinsäure komplexiert.
Weiter bevorzugt kann nach dem Voroxidationsschritt und vor dem Inkontaktbringen des zumindest eines Abschnitts der Metalloberfläche mit der erfindungsgemäßen Dekontaminationslösung ein zusätzlicher Verfahrensschritt zur Reduktion des überschüssigen Oxidationsmittels, beispielsweise der Permanganate (Kaliumpermanganat, Permangansäure), durchgeführt werden.
Ebenfalls bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Inkontaktbringen des zumindest eines Abschnitts der Metalloberfläche mit der erfindungsgemäßen Dekontaminationslösung den weiteren Verfahrensschritt der zumindest teilweisen Entfernung der in der Dekontaminationslösung befindlichen radioaktiven Isotope, bzw. deren Ionen, auf. Bevorzugt sind diese radioaktiven Isotope ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ⁵⁵Fe, ⁶³Ni, ⁵⁴Mn, ⁶⁵Zn, ¹²⁵Sb, ¹³⁷Cs, ⁵⁸Co und ⁶⁰Co. Weiter bevorzugt sind die radioaktiven Isotope ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ⁵⁴Mn, ¹²⁵Sb, ¹³⁷Cs, ⁵⁸Co und ⁶⁰Co. Am bevorzugtesten handelt es sich bei diesen radioaktiven Isotopen um ⁵⁸Co und/oder ⁶⁰Co, noch bevorzugter um ⁶⁰Co.
Bevorzugt erfolgt die Entfernung der radioaktiven Isotope über Bindung an ein Ionenaustauscherharz, bevorzugter ein Kationenaustauscherharz und/oder einen Kunstharz-Ionenaustauscher. Am bevorzugtesten handelt es sich bei dem Ionenaustauscher um einen starksauren Kationenaustauscher, bei dem Protonen für die gebundenen Kationen getauscht werden. Solche Ionenaustauscherharze sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
Weiter bevorzugt werden ungefähr ≥ 50 %, noch weiter bevorzugt ungefähr ≥ 70 %, ≥ 80 %, ≥ 90 % oder ≥ 99 % der in der Dekontaminationslösung befindlichen radioaktiven Isotope entfernt. Am bevorzugtesten werden ungefähr ≥ 99 % und < 100 % der in der Dekontaminationslösung befindlichen Isotope entfernt.
Weiter bevorzugt erfolgt das erfindungsgemäße Verfahren zyklisch. In anderen Worten werden zumindest die Verfahrensschritte des Inkontaktbringens der Metalloberfläche mit der erfindungsgemäßen Dekontaminationslösung und die daran anschließende zumindest teilweise Entfernung der in der Dekontaminationslösung befindlichen radioaktiven Isotope zumindest einmal wiederholt. Selbstverständlich können hierbei auch einzelne oder alle der weiteren zuvor aufgeführten Verfahrensschritte zusätzlich wiederholt werden. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren solange wiederholt, bis ein Dekontaminationsfaktor erreicht wurde, der einer Reduktion der Aktivität der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche um ≥ 1 bis ≤ 3 Größenordnung(en), weiter bevorzugt ungefähr 2 Größenordnungen entspricht. Die Bestimmung des Dekontaminationsfaktors erfolgt bevorzugt über die Messung der Aktivität des zur Entfernung der in der Dekontaminationslösung befindlichen radioaktiven Isotope verwendeten Ionenaustauscherharzes, bzw. einen Vergleich der Aktivität des Ionenaustauscherharzes vor und nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ebenfalls bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren ungefähr 1 bis 30 Mal, bevorzugter 10 bis 25 Mal, noch bevorzugter 13 bis 20 Mal zyklisch wiederholt. Ein Bereich von 13 bis 17 Zyklen zeigte besonders gute Ergebnisse bei Einsatz von Oxalsäure.
Erfindungsgemäß umfasst die Dekontaminationslösung neben dem Übergangsmetall zumindest einen Komplexbildner. Der Komplexbildner kann auch als Chelatbildner bezeichnet werden. Komplexbildner bilden mit Metallionen Chelatkomplexe aus. Beispielhafte Komplexbildner umfassen Säuren, wie Nitriloessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Flußsäure, Phosphorsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Citronensäure und deren Salze.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Komplexbildner um eine Säure. Die Dekontaminationslösung umfasst weiterhin Wasser, womit die wasserlöslichen Bestandteile der Dekontaminationslösung in ihrer gelösten Form vorliegen können. In anderen Worten handelt es sich bei der Dekontaminationslösung um eine wässrige Lösung.
Die Säure ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Carbonsäure, Methansulfonsäure, Oxalsäure, Picolinsäure, Salpetersäure und Citronensäure. Weiter bevorzugt ist die Säure eine Mischung aus Methansulfonsäure und Oxalsäure. Am bevorzugtesten ist die Säure Oxalsäure. Weiter bevorzugt umfasst die Dekontaminationslösung weiterhin ein Oxidationsmittel, bevorzugter Permangansäure, oder ein Reduktionsmittel. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Dekontaminationslösung Zinkmethansulfonat, Zinknitrat, Zinkpermanganat, Zinksulfat und/oder einen Zinkkomplex des eingesetzten Komplexbildners. Der Komplex aus dem Übergangsmetall und dem eingesetzten Komplexbildner ist besonders bevorzugt.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Dekontaminationslösung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ebenfalls Bestandteil dieser Erfindung.
Figurenliste
Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 die Korrelation von Zn-Konzentration der Dekontaminationslösung und ⁶⁰Co Dekontamination.
2 die Korrelation von Zn-Konzentration der Dekontaminationslösung und ⁶⁰Co Dekontamination.
3 die Korrelation von Fe-Konzentration der Dekontaminationslösung und ⁶⁰Co Dekontamination.

Beispiel 1: Korrelation von Zn-Konzentration und ⁶⁰Co Dekontamination
Es wurden Primärkreisdekomtaminationen eines Leichtwasserreaktors durchgeführt, wobei die mittlere Zn- und Fe-Konzentration im Dekontaminationsmedium und die hierbei über das Ionenaustauscherharz (starksaurer Kationentauscher) aus der Dekontaminationslösung entfernten ⁶⁰Co bestimmt wurde. Die Primärkreisdekontaminationen wurden über 15 Zyklen durchgeführt.
Wie anhand der 1 und 2 (Bestimmung der ⁶⁰Co Dekontamination in Abhängigkeit der Zn-Konzentration) zu erkennen ist, besteht eine sehr gute Korrelation zwischen diesem Übergangsmetall und der Menge an ausgetragenem ⁶⁰Co.
Im Vergleich dazu konnte eine solche sehr gute Korrelation zwischen der Fe-Konzentration und ⁶⁰Co nicht nachgewiesen werden (siehe 3).
Beispiel 2: Korrelation von Ni-Konzentration bzw. Cr-Konzentration und ⁶⁰Co Dekontamination
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei anstelle der Zn-Konzentration die Ni-Konzentration bzw. die Cr-Konzentration betrachtet wurde. Hierbei zeigte sich jeweils ebenfalls eine Korrelation zwischen Konzentration des Übergangsmetalls und der über ⁶⁰CO ausgetragenen Aktivität. Die bestimmte Korrelation nahm tendenziell und im Vergleich zu Zn von Ni über Cr ab.

Claims

Verfahren zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche aufweisend den Schritt: - Inkontaktbringen zumindest eines Abschnitts der Metalloberfläche mit einer Dekontaminationslösung umfassend einen Komplexbildner und ein Übergangsmetall.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übergangsmetall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zink, Nickel, Cobalt oder Mischungen davon.
Verfahren nach zumindest einem der zuvor stehenden Ansprüche, wobei die Konzentration des Übergangsmetalls in einem Bereich von ≥ 0,5 und ≤ 15 mg/kg liegt.
Verfahren nach zumindest einem der zuvor stehenden Ansprüche, wobei das Übergangsmetall Zink ist und in einer Konzentration in einem Bereich von ≥ 2 und ≤ 5 mg/kg vorliegt.
Verfahren nach zumindest einem der zuvor stehenden Ansprüche, wobei ⁵⁸Co Ionen und/oder ⁶⁰Co Ionen aus der Metalloberfläche entfernt werden.
Verfahren nach zumindest einem der zuvor stehenden Ansprüche, wobei die Dekontaminationslösung in den Primärkreislauf eines Kernreaktors eingebracht wird.
Verfahren nach zumindest einem der zuvor stehenden Ansprüche, wobei eine Umwälzung der Dekontaminationslösung erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der zuvor stehenden Ansprüche, wobei das Verfahren als ersten Verfahrensschritt einen Voroxidationsschritt oder einen Reduktionsschritt zur Oxidation bzw. zur Reduktion der radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche aufweist.
Verfahren nach zumindest einem der zuvor stehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt aufweist: - zumindest teilweise Entfernung der in der Dekontaminationslösung befindlichen radioaktiven Isotope.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei alle Verfahrensschritte zumindest einmal wiederholt werden.
Wässrige Lösung zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Metalloberflächen und/oder zur Verwendung in einem Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10 umfassend einen Komplexbildner und ein Übergangsmetall in einer Konzentration im Bereich von ≥ 0,5 mg/kg und ≤ 15 mg/kg.
Verwendung der wässrigen Lösung nach Anspruch 11 zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminierten Metalloberfläche.