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Verfahren zum Entfernen von radioaktivem Material von radioaktiv verseuchten
Gegenständen Die Entfernung von radioaktiver Materie von mit ihr verseuchten Gegenständen
ist ein ernstes Problem, dessen Bedeutung mit fortschreitender Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten
radioaktiver Stoffe ständig an Bedeutung zunimmt. Bei derartigen Stoffen ist es
unbedingt erforderlich, sie vollständig zu entfernen, da selbst ein geringer Rest
an Radioaktivität noch außerordentlich nachteilige Wirkungen haben kann. Die mechanische
Entfernung durch Scheuern od. dgl. erfordert jedoch eine verhältnismäßig lange und
unbequem durchzuführende Behandlung, die unwirksam ist, wenn der zu entseuchende
Gegenstand Vertiefungen oder Ritzen hat, die nicht .wirksam mit herkömmlichen Mitteln
erreicht werden können.
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Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, das allgemein als wirkungsvoller
bekannte Reinigungsverfahren mittels Ultraschall auch im Zusammenhang mit radioaktiv
verseuchten Gegenständen durchzuführen.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von radioaktivem
Material von radioaktiv verseuchten Gegenständen mit Hilfe eines Ultraschall-Reiniigungsgerätes,
wobei der zu reinigende Gegenstand in einer Reinigungsflüssigkeit beschallt wird,
-um Kavitationen an seiner Oberfläche zu erzeugen.
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Es ist bekannt, kleinePartikeln mit Hilfe von Ultraschall von schlecht
zugänglichen Oberflächen dadurch abzulösen, daß die zu reinigenden Gegenstände entweder
von Hand oder mittels mechanischer Vorrichtungen in einen flüssigkeitsgefüllten
Behälter gebracht werden, der unter der Einwirkung eines Ultraschallwellen abstrahlenden
Schwingers steht. Hierbei können die zu reinigenden Teile in Körben in die Reinigungsflüssigkeit
eingehängt bzw. durch sie hindurchtransportiert werden. Dieses bekannte Verfahren
läßt jedoch die Reinigung von mit radioaktiven Substanzen verseuchten Gegenständen
nicht zu, da weder bei diesen bekannten Vorrichtungen verhindert wird, daß der eigentliche
Reinigungsapparat verseucht wird, noch eine Möglichkeit dafür vorgesehen ist, die
radioaktive Substanz enthaltende Reinigungsflüssigkeit gefahrlos zu beseitigen.
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Die Anwendung von Ultraschall zur Reinigung von radioaktiv verseuchten
Gegenständen ist ebenfalls bekannt und wird vor allein bei der Instandhaltung von
Maschinen und Geräten in Forschungsstätten und Kraftwerken, die mit radioaktiven
Stoffen arbeiten, benutzt. Bei diesem bekannten Verfahren werden in Trögen oder
Behältern angeordnete Ultraschallgeber verwendet, die in die Reinigungsflüssigkeit,
in die auch die zu reinigenden Gegenstände eingetaucht werden, hineinragen. Hierbei
ist jedoch keine Maßnahme. zur Beseitigung der radioaktive Teilchen aufweisenden
Reinigungsflüssigkeit oder zum Schutz des Ultraschallgebers gegen radioaktive Verseuchung
getroffen. Das eigentliche Problem bei der Reinigung radioaktiv verseuchter Gegenstände
besteht darin, zu verhindern, daß der Reinigungsapparat durch radioaktives I-Iaterial
verseucht wird, sowie darin, zu ermöglichen, daß die Reinigungsflüssigkeit, in welcher
nach Beendigung der Reinigung die radioaktiven Partikeln konzentriert sind, ohne
weitere Gefahren beseitigt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe betrifft die Erfindung daher nicht nur ein
Reinigungsverfahren von radioaktiv verseuchten Gegenständen mittels Ultraschall.
sondern schlägt als wesentliche Ergänzung dieses Vorgangs eine Möglichkeit vor,
die mit radioaktivem Material verseuchten Reinigungssubstanzen gefahrlos zu beseitigen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zu reinigende Gegenstand zusammen
mit der Reinigungsflüssigkeit in einen mit einer festen Wand versehenen Hilfsbehälter
gebracht wird, der seinerseits in den einen Teil des Ultraschall-Reinigungsgerätes
bildenden Behälter eingesetzt wird, sowie daß nach Beendigung der Reinigung der
Gegenstand der Reinigungsflüssigkeit entnommen und diese in dem Hilfsbehälter eingeschlossen
wird.
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ach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Hilfsbehälter aus flexiblem Material besteht. Derartige Behälter können
schnell verschlossen und versiegelt werden und ermöglichen eine sichere Aufbewahrung
bzw. unschädliche Beseitigung der verseuchten Flüssigkeit, nachdem die gereinigten
Gegenstände aus den Behältern herausgenommen worden ist.
Wahlweise
kann der Hilfsbehälter auch aus einer Metallfolie bestehen. Als geeignete Werkstoffe
hierzu werden Aluminiumfolie, Kupferfolie, Bleifolie oder Zinnfolie vorgeschlagen.
Vorzugsweise liegt die Stärke derartiger Metallfolien zwischen 0,025 und 1.5 mm.
Die Stärke der -Metallfolien soll- nicht mehr als 1,5 mm betragen. damit eile übermäßiger
Energieverlust der U ltraschallw-ellen vermieden wird. Da bei -Metallfolien die
Gefahr eines Bruchs unter dem Einfluß der K-avitationswirkung bei zu geringer Bemessuilg
ihrer Stärke besteht, soll sie 0.1 min nicht unterschreiten. Sofern Zinn- oder Kupferfolien
verwendet werden, ist es möglich, auch Folien von nur 0,025 mm Stärke zu verwenden,
wobei jedoch Folien von mehr als 1,5 mm Stärke infolge der Dämpfuligserscheinungen
nicht zu empfehlen sind. Sofern die Stärke der Folien so bemessen ist. daß sie weder
durch die eingelegten Gegenstände noch durch das Hantieren mit dem Hilfs-1>eliiilter
brechen, können gewöhnliche handelsübliche Sorten benutzt werden.
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Vorteilhaft jedoch ist auch die Verwendung von Hilfsbehältern aus
einer biegsamen Kunststoffolie. Insbesondere kommen hierfür Kunststoffolien aus
Polv-<ithvlen oder aus Polystvrol in Frage. Für die Auswahl vier Materialstärke
gelten die gleichen Gesichtspunkte. wie zuvor erwähnt. nämlich der Behälter muß
imstande sein, die Flüssigkeit -aufzunehmen, ohne zu brechen, und andererseits die
Ultraschallenergie ohne unwirtschaftliche @"erlllste an die Reinigungsflüssigkeit
weitergeben.
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Hilfsbehälter aus den genannten Materialien können von dem Außenbehälter
des Reinigungsgerätes in verschiedener Weise aufgenommen werden. Eine besonders
vorteilhafte Ausbildung eines erfindungsgemäßen Hilfsbehälters besteht darin. daß
er ein offenes Ende aufweist, das in der Größe dem oberen Ende des Behälters des
Reinigungsgerätes angepaßt ist, und während der Beschallung mit Ultraschallwellen
dadurch gehalten wird, daß das obere Ende flach außen über den Rand de- Behälters
des Reini-.#unrsgerätes umgebogen ist. Es ist vorteilhaft, biegsame Hilfsbehälter
zu verwenden, die in Größe und I# orin der Innenfläche des Außenbehälters entsprechen,
so daß sie während des Reinigungsvorganges nötigerweise ,durch deal Außenbehälter
abgestützt werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß dieDämpfung derL?ltraschallw-ellen.
:die von dein Außenbehälter auf die Reinigungsflüssigkeit übertragen werden, weitgehend
herabgesetzt wird, wenn der Raum zwischen den Behälter 1i finit Flüssigkeit gefüllt
ist.
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Die unschädliche Beseitigung der verseuchten Reinigungsflüssigkeit
wird dadurch ermöglicht, daß beim Verschließen des Hilfsbehälters sein offenes Ende
zusammengefaltet wird. Nach der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß nach
dein Entfernen des gereinigten Gegenstandes aus der Flüssigkeit diese mit einem
feinverteilten Absorbens für das radioaktive -Material gemischt wird. Das flüssige
Reinigungsmittel wird entsprechend dem Charakter der Verseuchung gewählt, wie es
bei in Flüssigkeiten arbeitenden Ultraschall-Reinigern üblich ist. Es kann Wasser,
eine wäßrige Lösung von Reinigungssubstanzen oder eine andere Flüssigkeit benutzt
werden, die auf der Basis eines Petroleumderivats aufgebaut ist. Der Reini-@LIIlgsflll»Igke@t
wird in vorteilhafter Weise das Absorbens im -'erhältnis von 1 bis 10 Volumprozent
der Flüssigkeit zugesetzt. Hierzu sind Ton, Eisenoxyd, Halogensalz, Kolloid oder
Schwefel, Aktivkohle, Tagnesiumdioxyd oder Fuller- oder Bleicherde besonders geeignet.
Schließlich wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß hei radioaktivem Cäsium Fullererde
als Absorbens verwendet wird.
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Bei der Durchführung des -Verfahrens wird der Innenbehälter in den
mit Flüssigkeit gefüllten Außenbehälter des Ultraschallreinigers eingesetzt und
die zti entseuchenden Gegenstände werden in die Flüssigkeit eingelegt. Der Raum
zwischen den Behältern wird ebenfalls mit Flüssigkeit gefüllt. Sodann wird der Reinigungsapparat
so lange betrieben, bis die radioaktive Materie von den Gegenständen restlos entfernt
ist. Die Gegenstände werden herausgenommen, gespült und der Hilfsbehälter mit der
darin enthaltenen Flüssigkeit sichergestellt. Dies kann dadurch erfolgen, daß das
offene Ende :des Hilfsbehälters zusammengefaltet wird und,der Behälter mit seinem
Inhalt an einen Ort abgestellt wird, wo er keinen Schaden anrichten kann, oder dadurch,
daß .er eingegraben wird. Selbst wenn der vergrabene Behälter undicht werden sollte,
wird die verhältnismäßig kleine Auslaufmenge und die lange Zeit, die für den Zerfall
der radioaktiven Materie zur Verfügung steht, jede Gefahr einer nennenswerten Verseuchung
des Grundwassers ausschließen. Die @' erwendung eines Hilfsbehälters erleichtert
die sichere Handhabung, den sicheren Transport und die gefahrlose Beseitigung von
radioaktivem Material, das von verseuchten Gegenständen entfernt wurde.
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Zusätzlich kann die Wirkung der radioaktiven Teil chen in der Reinigungsflüssigkeit
:dadurch vermindert werden, daß die Flüssigkeit mit einem Material ge-Inischt wird,
das diese Partikel absorbiert. Dieses Material wird zweckmäß.igerweise fein verteilt
zugesetzt, wenn die gereinigten Gegenstände aus dem Innenbehälter herausgenommen
sind. Die absorbierendes Material enthaltende Flüssigkeit kann unter Umrühren mit
der Reinigungsflüssigkeit vermischt werden, so daß es, gleichmäßig verteilt, den
größten Teil der radioaktiven Substanz aus der Flüssigkeit entfernt. Wird ein Hilfsbehälter,
der mit auf diese Weise behandelter Flüssigkeit gefüllt ist, vergraben, ist ein
Leckwerden dieses Behälters belanglos, da der Grad der Verseuchung :der Flüssigkeit
so niedrig ist. daß keine schädliche Wirkung entsteht.
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Das Absorbens wird entsprechend der jeweils vorliegenden radioaktiven
Substanz oder der Substanzen gewählt. die .die Verseuchung hervorrufen, da dann
die Absorption .schneller und wirksamer verläuft. Zum Beispiel wird radioaktives
Cäsium durch Ton absorbiert, insbesondere durch Bleichende. Ein kurzes Umrühren
genügt. um eine vollständige Dispersion zti erreichen. Normalerweise erfolgt eine
wirksame Absorption in weniger als einer Minute, und bei geeigneter Auswahl des
Absorbens kann die Flüssigkeit praktisch restlos entseucht werden. Beispiel 1 Ein
aus Aluminiumfolie von 0.25 mm Stärke bestehender Hilfsbehälter mit einer dem Außenbehälter
eines Ultraschall-Reinigers angepaßten Form wird in den Außenbehälter eingesetzt,
wobei die Oberkante des Behälters nach außen über den Rand des Außenbehälters umgebogen
wird. Der Hilfsbehälter wird mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt und Wasser oder die
deiche Reinigungsflüssigkeit in den Raum zwischen Hilfs- und Außenbehälter gegossen.
Die zu reinigenden Gegenstände werden -in die Flüssigkeit des Hilfsbehälters gelegt,
und der Reiniger wird in Betrieb gesetzt. Wenn die Reinigung der Gegenstände beendet
ist, werden sie herausgenommen und abgeschüttelt, das obere Ende des Folienbehälters
wird zusammengefaltet und versiegelt, worauf der Behälter vergraben wird.
Beispiel
2 Ein Hilfsbehälter aus einer 0,25 mm starken Ultrafolie wird in einen Ultraschall-Reinigungsbehälter
eingesetzt, so daß er die Innenfläche des Behälters berührt. Reinigungsflüssigkeit
wird in den Behälter eingefüllt und Reinigungsflüssigkeit oder Wasser zwischen den
Innen- und Außenbehälter gegossen. Die verseuchten Gegenstände werden in die Flüssigkeit
gelegt und das Reinigungsgerät wird in Gang gesetzt. \Tachdem die Gegenstände gereinigt
sind, werden sie aus der Flüssigkeit herausgenommen, abgespült und .eine 5 Volumprozent
der Flüssigkeit entsprechende %lenge an Ton in den Behälter gegeben, worauf die
Flüssigkeit durchgerührt wird. Die Oberkante des Innenbehälters wird zusammengelegt
umgebogen, so daß sie dicht schließt, und der Behälter wird vergraben.
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Beispiel 3 Das Verfahren nach Beispiel 1 wird zur Reinigung von Gegenständen
verwendet, die mit radioaktivem Cäsium verseucht sind. Nachdem die Gegenstände aus
der Flüssigkeit herausgenommen worden sind, wird 1 V olumprozent der Flüssigkeit
an Bleicherde (Fullererde) in den Behälter gegeben und die Flüssigkeit umgerührt.
Der Behälter wird versiegelt und vergraben.
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Beispiel 4 Ein Hilfsbehälter aus einer flexiblen Polyäthylenfolie
von 0,25 mm Stärke wird .in den Außenbehälter eines Ultraschall-Reinigers gelegt,
wobei die Oberkante des Innenbehälters nach außen um den Rand des Außenbehälters
umgebogen wird und der Boden des Innenbehälters den Boden des Außenbehälters berührt.
Ein Reinigungsmittel wird zugegeben, die verseuchten Gegenstände in die Flüssigkeit
gelegt und der Ultraschall-Reiniger in Betrieb gesetzt. Wenn die Reinigung beendet
ist, werden die Gegenstände aus dem Behälter herausgenommen, der obere Rand des
Kunststoffbehälters wird zusammengelegt, zusammengebunden oder zusammengeklemmt,
so daß er .dicht schließt, worauf der Behälter vergraben wird.