DE1792289A1 - Verfahren zur Decontamination radioaktiv verunreinigter Gegenstaende - Google Patents

Description

PATENTANWALT^ DR. HANS-GUNTHER EGGERT,DIPLOMCHEMIKER

5KaLN-HlTi)ENTHALPEXER-KINTGEN-STRASSEa

Köln, den 8,August I968 . . Sl/ho. -!öl-.

UGIME KUHLMAHN, rue du General Foy, Paris/Prankreich

Verfahren zur Decontamination radioaktiv verunreinigter

Gegenstände

Die Wäsche und die Gegenstände, die in Kernumwandlungsanlagen verwendet werden.müssen in äusserst sorgfältiger

und

Weise gereinigt/decontaminiert werden, um sie wieder verwenden zu können. Anschliessend ist es erforderlich, die aus dieser Reinigung stammenden Abwässer zu klären,bevor man sie ableitet.

Da die üblichen Reinigungsmittel nicht wirksam genug erscheinen wurde vorgeschlagen, Reinigungsmittel anzuwenden, die sehr starke Komplexbildner enthalten, beispielsweise Derivate der Ethylendiamintetraessigsäure. Durch die Einwirkung dieser Komplexbildner verlieren die Radioelemente jedoch ihre chemische Individualität und die aus der Wäsche stammenden Abwässer,welche diese Elemente enthalten, können dann keinen Fällungsbehandlungen mehr unterworfen werden. Darüber hinaus ist ihre Behandlung durch Eindampfen ebenfalls nicht mehr praktisch durchführbar, weil die Anwesenheit oberflächenaktiver Stoffe die Leistung der Verdampfer beträchtlich verringert.

Es konnte nun ein wirkungsvolles Verfahren zur Decontamination radioaktiv verunreinigter Gegenstände gefunden werden, bei dessen Anwendung die Waschabwässer leicht gereinigt werden können.

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Decontamination redioaktiv verunreinigter Gegenstände, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Gegenstände mit einer Lösung behandelt, die ein im wesentlichen neutrales Salz einer a-Aminoalkanphosphonsäure und ein oberflächenaktives Mittel, gelöst in vorzugsweise entionisiertem Wasser enthält und ggf. die entstandenen Abwasser nach Zugabe von Calciumionen durch Ausfällung oder Behandlung mit Zeolithen reinigt.

, Die Erfindung macht sich die komplexbildenden Eigenschaften

von a-Aminoalkanphosphonsäuren zu Nutze, insbesondere der φ Aminotri-(methanphosphonsäure) die im Handel unter dem Namen "Dequest" durch die Firma Monsanto Chemical Ca. erhältlich ist. Diese Säuren bilden mit zwei- oder mehr-

. wertigen Ionen Komplexe, die stabil genug sind, dass sie im schwachsauren, neutralen oder alkalischen Medium in Lösung vorliegen. Diese Komplexe sind jedoch so labil, dass die Radioelemente daraus z.B. durch einen Überschuss an Fällungsmittel verdrängt werden können.

Die erfindungsgemäss verwendete Waschlösung enthält ausserdem ein oberflächenaktives Mittel, das vorzugsweise vollständig biologisch abbaubar ist, beispielsweise einen geradekettigen oxäthylierten Alkohol mit hohem Molekular-™ gewicht zusammen mit einem im wesentlichen neutralen Natriumsalz einer a-Amino(alkanphosphonsäure). Die Abwässer aus der Wäsche werden nach dem Zusatz von Calciumionen durch Mischfällung oder durch Behandlung mit Zeolithen gereinigt.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagenen oberflächenaktiven Mittel sind vorzugsweise biologisch abbaubare Verbindungen, wie Oxäthylierungsprodukte geradekettiger Alkohole mit höherem Molekulargewicht, wie die im Handel durch die Anmelderin erhältlichen "Plurafacs". Mit Sulfaten und SuIfo-

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BAD ORIGINAL

naten von Alkoholen werden ebenfalls gute Ergebnisse erzielt. Man kann ausser dem oberflächenaktive Stoffe verwenden, die nicht oder nur teilweise biologisch abbaubar sind, wie Alkylarylsulfate und -sulfonate, Oxäthylierungsprodukte des Polypropylenglycols, wie die durch die Anmelderin im Handel erhältlichen "Emkalyx-Pluoronics" aus Ä'thylenoxyd und Proplyenoxyd erhaltene Polyäther der Formel"

HO(C₂H₄O)a (C' HgO)b (CgH₄O)CH, .

oxäthylierte Alkylphenole, sowie die Oxyäthylierungs- und Oxypropylierungsprodukte von Ethylendiamin, z.B. die durch die Anmelderin im Handel erhältlichen "Tetronics".

Man stellt zunächst in entionisiertem Wasser eine Ausgangslösung her, die 5 bis 500 g pro Liter der Lösung einer a-Amino-(alkanphosphonsäure) und 10 bis 500 g pro Liter der Lösung eines oberflächenaktiven Mittels enthält. Man neutralisiert mit Natronlauge bis zu einem pH-Wert von 7 bis 7*5· Diese Lösung stellt das Konzentrat dar. Die Waschlösung erhält man durch Verdünnung dieses Konzentrats mit Wasser auf 10 %, vorzugsweise mit entionisiertem Wasser. Man setzt der Waschlösung ggf. Zusatzstoffe, wie Desinfektionsmittel, optische Aufheller"etc. zu. Die Konzentration der Waschflüssigkeit wird natürlich dem Grad der Verschmutzung der zu decontaminierenden Gegenstände angepasst. Die Behandlung dieser Gegenstände mit der Waschlösung wird ggf. unter kräftigem Bürsten vorgenommen.

Mit dem erfindungsgemässsen Verfahren wird ein sehr hoher Grad der Decontaminierung erzielt. Nach der Behandlung ist die Radioaktivität der decontaminierten Gegenstände bei Prüfung mit üblichen Vorrichtungen nicht mehr von dem durch die Umgebung hervorgerufenen Geräuschpegel unterscheidbar.

Die aus der Wäsche stammenden Abwässer weisen im allgemeinen eine geringe oder mittlere spezifische Aktivität

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(10 bis 10" C/nr )■ auf. Man gibt dazu Calcium in Form des Nitrats oder Ghlorids bis zu einer Ionenkonzentration , die genügt, um die seltenen Erden und das Strontium aus ihren Komplexen mit a-Amino(alkanphosphonöäuren) zu verdrängen. Ohne dass das Verfahren darauf beschränkt wäre , liegt die zugesetzte Menge an Calciumionen im allgemeinen unterhalb 1/100 g/Äquivalent der Lösung. Schliesslich reinigt man die Lösung auf übliche Weise, beispielsweise durch gemeinsame Ausfällung oder vorzugsweise mit H:lfe von Zeolithen. Speziell durch die Behandlung mit Zeolithen wird ein ausgezeichneter Reinigungsgrad erzielt.

Die folgenden Beispiele beziehen sich auf die Decontamination von zwei verschiedenen Gegenständen, die in Kernumwandlungsanlagen verwendet werden und auf die Behandlung der entstandenen Abwässer

Beispiel 1

Es wurde ein Konzentrat in entionisiertem Wasser hergestellt, das 50 g pro Liter der Lösung des Alkohols Plurafac RA 20 (oxyäthylierter und oxypropylierter Alkohol O(CkHi₁O)In(G₅HgO)_nH und 50 g pro Liter Amino-tri(methanphosphonsäure) enthielt. Diese Lösung wurde duroh Zugabe von Natronlauge neutralisiert. Dann wurde mit entionisiertem Wasser auf das 10-fache verdünnt und die radioaktiv verunreinigte Wäsche mit dieser auf 80 bis 90°^c gehaltenen Lösung gewaschen. Nach dem Waschen konn-te mit üblichen Kontrollvorrichtungen keine Radioaktivität mehr an der Wäsche festgestellt werden.

Beispiel 2

Decontamination von Laborgeräten.

Diese Geräte enthielten Teile aus Eisen, Stahl, Inox-Metall, Duraluminium, Aluminium, Kupfer, Messing, Polystyrol,

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Nylon, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Porzellan und Glas. Um eine wirkungsvolle Decontamination zu erzielen, wurden · die Glasgeräte sofort nach deren Gebrauch in die Lösung gelegt. ■

Das ursprüngliche Konzentrat in entionisiertem Wasser enthielt pro Liter der Lösung ^O g des Alkohols Plurafac RA (oxyäthylierte und oxypropylierte Alkohole RO (CgH^O )m (C-JHgO )_nH) und 7o g Amino-tri(methanphosphonsäure). Es wurde mit Natronlauge neutralisiert, so dass ein Konzentrat mit einem pH-Wert zwischen 7 und 7*5 erhalten wurde. Das Konzentrat wurde mit entionisiertem Wasser auf 10 % der Konzentration verdünnt und die erhaltene Waschlösung auf 6o°C gehalten. Die zu reinigenden Gegenstände wurden unter Bürsten gewaschen.

Nach dieser Behandlung konnte mit den Kontrollvorrichtungen die Aktivität der deconta ruinierten Gegenstände nicht mehr vom Pegel des Umgebungsgeräusches unterschieden werden.

Beispiel 3

Decontamination der Waschabwässer. .

Die in Beispiel 2 angefallene Decontaminlerungslösung hatte eine scheinbare Aktivität von II60O Impulsen pro ml während 5 Minuten. Diese Aktivität wurde mit einer Vorrichtung mit sehr niedrigem Geräuschpegel gemessen, die mit einem Zähler grosser Oberfläche und dünnem Fenster versehen war, der mit einem Gasstrom gespült wurde.

Pro Liter der Lösung wurden 0,5 S Calciumionen in Form des Nitrats zugesetzt und die erhaltene Lösung wurde in drei Teile geteilt. Jeder dieser Teile wurde für sich gereinigt.

Der erste Teil hatte nach der Ausfällung von Calciumcarbonat eine scheinbare Aktivität von 965 Impulsen pro ml

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pro 5 Minuten. Der Decontaminationfaktor betrug demnach 12.

Der zweite Teil wies nach der Ausfällung von Calciumphosphat eine scheinbare Aktivität von 580 Impulsen pro ml pro 5 Minuten auf. Der Decontaminationsfaktor betrug

In dem dritten Teil wurde Zeolith dispergiert und anschliessend durch Filtration abgetrennt. Es wurde eine scheinbare Aktivität von 128 Impulsen pro ml" pro 5 Minuten erzielt. Der Decontaminationsfaktor betrug demnach 90.

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Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Decontamination radioaktiv verunreinigter Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gegenstände mit einer Lösung behandelt, die ein im wesentlichen neutrales Salz einer α-Amino-(alkanphosphonsäure) und ein oberflächenaktives Mittel, gelöst in vorzugsweise entionisiertem Wasser enthält und ggf. die entstandenen Abwässer nach Zugabe von Calciumionen durch Ausfällung oder Behandlung mit Zeolithen reinigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung Amino-tri(methanphosphonsäure) oder deren Homologe enthält.

J>. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gegenstände mit einer Lösung behandelt, die aus einem Konzentrat aus 10 bis 500 g einer oc-Amino-(alkanphosphonsäure) und 10 bis 500 g eines oberflächenaktiven Mittels in vorzugsweise entionisiertem Wasser, durch Neutralisieren mit Natronlauge bis zu einem pH-Wert von 7 bis 7*5 und Verdünnen, vorzugsweise auf 10$ , erhalten wurde.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung ein biologisch abbaubares oberflächenaktives Mittel enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnetj dass das oberflächenaktive Mittel ein geradekettiger oxäthylierter Alkohol mit hohem Molekulargewicht ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung ausserdem Desinfektionsmittel und/oder optische Aufheller enthält.

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7» Verfahren nach einem der .Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Gegenstand Wäsche ist und die Lösung einen Alkohol der Formel R0CC₂H_2fO)m(C,H₆O)_nH(Plurafac RA 4-0) enthält.

8., Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als oberflächenaktives Mittel einen Alkohol Plurafac RA 20
verwendet.

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