RU2559291C2 - Method of removing firmly fixed radioactive contaminants - Google Patents

Method of removing firmly fixed radioactive contaminants Download PDF

Info

Publication number
RU2559291C2
RU2559291C2 RU2013153594/07A RU2013153594A RU2559291C2 RU 2559291 C2 RU2559291 C2 RU 2559291C2 RU 2013153594/07 A RU2013153594/07 A RU 2013153594/07A RU 2013153594 A RU2013153594 A RU 2013153594A RU 2559291 C2 RU2559291 C2 RU 2559291C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
decontamination
samples
concentration
decontaminating
firmly fixed
Prior art date
Application number
RU2013153594/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013153594A (en
Inventor
Александр Брониславович Гелбутовский
Игорь Константинович Степанов
Петр Иванович Черемисин
Владимир Эрнестович Петров
Олег Энверович Муратов
Андрей Игоревич Степанов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Экомет-С"
Общество с ограниченной ответственностью "ТВЭЛЛ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Экомет-С", Общество с ограниченной ответственностью "ТВЭЛЛ" filed Critical Закрытое акционерное общество "Экомет-С"
Priority to RU2013153594/07A priority Critical patent/RU2559291C2/en
Publication of RU2013153594A publication Critical patent/RU2013153594A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559291C2 publication Critical patent/RU2559291C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: decontaminating solution is prepared directly on the contaminated surface by first depositing a layer of concentrated sulphuric acid with content of the basic substance of not less than 92%, placing a sheet porous material soaked in decontaminating reagent solutions, holding said material, removing said material and washing the surface with water. The decontaminating reagent used is hypophosphorous acid or potassium or sodium salts thereof with reagent concentration in the soaking solutions of 2-3 g/l and the porous material is held on the surface to be decontaminated for not less than 12 minutes.
EFFECT: reducing the hazard class and concentration of decontaminating reagents, lowering the required level of safety equipment at the workplace when carrying out decontamination while maintaining efficiency of decontamination.
2 dwg

Description

Изобретение относится к ядерной техники, а именно к способам дезактивации, и может быть использовано для удаления прочнофиксированных радиоактивных загрязнений с конструкционных материалов.The invention relates to nuclear technology, and in particular to methods of decontamination, and can be used to remove firmly fixed radioactive contaminants from structural materials.

Известно применение легко снимающихся защитных пленок (покрытий), обладающих дезактивирующими свойствами. В качестве таких пленок могут быть использованы полимеры: полиэтилен, казеин, поливинилхлорид, поливиниловый спирт (ПВС) [Рекомендации по дезактивации и методы оценки дезактивируемости поверхностей в ведущих зарубежных странах. Аналитический обзор лаборатории ДОР ЦНИИАТОМИНФОРМ, Москва, 2000, С.41, табл.7].It is known to use easily removable protective films (coatings) having deactivating properties. The following polymers can be used as such films: polyethylene, casein, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol (PVA) [Recommendations for decontamination and methods for assessing the surface decontamination in leading foreign countries. Analytical review of the laboratory DOR TSNIIATOMINFORM, Moscow, 2000, P.41, table 7].

Для дезактивации металлических, бетонных и оштукатуренных поверхностей сотрудниками ВНИПИЭТ (г.Санкт-Петербург) разработаны пленкообразующие составы на основе ЛВС, которые содержат (масс.%):For decontamination of metal, concrete and plastered surfaces, VNIPIET employees (St. Petersburg) developed film-forming compositions based on a LAN that contain (wt.%):

поливиниловый спирт с молекулярной массой 3000-14000polyvinyl alcohol with a molecular weight of 3000-14000 12÷25,12 ÷ 25, одну из кислот ряда: HNO3, H2SO4, HCl, HFone of the acids of the series: HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, HF 0,5÷2,0,0.5 ÷ 2.0 водаwater остальноеrest

Составы готовят растворением ПВС в воде при температуре 90÷95°C с последующим введением указанных ингредиентов при интенсивном перемешивании. Нанесение на поверхность составов в зависимости от их вязкости обычно осуществляют безвоздушными распылителями либо с помощью кистей, шпателей, щеток, резиновых валиков, катков. Затвердевшую пленку вместе с прилипшим к ней слоем радиоактивного загрязнения удаляют только механическим способом (вручную). Снимающиеся пленки используются обычно для дезактивации легкодоступных поверхностей, таких как полы (с покрытием и без покрытия), стены, полости реакторов. [Нормализация радиационной обстановки при ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС: Сборник / Под ред. Е.А. Константинова. - Сосновый Бор: типография ЛАЭС, 2006. - С.176-178].The compositions are prepared by dissolving PVA in water at a temperature of 90 ÷ 95 ° C, followed by the introduction of these ingredients with vigorous stirring. The application to the surface of the compositions, depending on their viscosity, is usually carried out by airless sprayers or with brushes, spatulas, brushes, rubber rollers, rollers. The hardened film, together with a layer of radioactive contamination adhering to it, is removed only mechanically (manually). Removable films are usually used to decontaminate easily accessible surfaces, such as floors (coated and uncoated), walls, and reactor cavities. [Normalization of the radiation situation during the liquidation of the consequences of the Chernobyl disaster: Collection / Ed. E.A. Konstantinova. - Sosnovy Bor: printing house of Leningrad NPP, 2006. - S.176-178].

В качестве достоинств можно отметить простоту выполнения, возможность фиксации и локализации радиоактивных загрязнений (РЗ), отсутствие жидких радиоактивных отходов (ЖРО), небольшой объем образующихся твердых радиоактивных отходов (ТРО).The advantages include ease of implementation, the possibility of fixing and localizing radioactive contaminants (RE), the absence of liquid radioactive waste (LRW), and the small amount of solid radioactive waste (SRW) generated.

Основными недостатками применения пленкообразующих составов являются: низкая эффективность дезактивации, составы применяются, в основном, для удаления слабофиксированных РЗ; малая производительность и высокая трудоемкость; необходимость применения ручного труда, особенно, при удалении пленок, что может привести при высоких уровнях загрязнения поверхности к значительным дозам облучения персонала; образование вторичных некондиционированных ТРО, требующих дальнейшей переработки и кондиционирования [НП-020-2000 «Сбор, переработка, хранение и кондиционирование твердых радиоактивных отходов. Требования безопасности»].The main disadvantages of the use of film-forming compositions are: low decontamination efficiency, the compositions are used mainly to remove poorly fixed RE; low productivity and high labor intensity; the need for manual labor, especially when removing films, which can lead to significant radiation doses to personnel at high levels of surface contamination; formation of secondary non-conditioned solid radioactive waste, requiring further processing and conditioning [NP-020-2000 “Collection, processing, storage and conditioning of solid radioactive waste. Safety requirements"].

В процессе ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС проводились работы по пылеподавлению с применением отечественных и зарубежных латексов. В результате этих работ пылеподавляющие составы, изготовленные на основе латексов, образовывали прочнофиксированные с металлами РЗ на технологическом оборудовании, находящемся на территории базы хранения материалов рядом с аварийным блоком и предназначенном для монтажа 5 и 6-го энергоблоков ЧАЭС. Наиболее эффективным для удаления с поверхности оборудования из нержавеющей стали таких РЗ оказался состав, получаемый смешением концентрированной серной кислоты (удельный вес 1,84 г/см3) с аэросилом (высокодисперсная аморфная двуокись кремния с удельной поверхностью 175-380 м2/г, которая используется в ряде производств в качестве загустителя смазочных материалов, клеев, красок и наполнителей, например, при производстве резины) [Химический энциклопедический словарь. Главный ред. И.Л. Кнунянц. - М.: Сов. энциклопедия, 1983, С.284]. Добавлением небольших порций аэросила к кислоте при перемешивании доводили состав до пастообразной консистенции, а затем с помощью шпателя наносили его на обрабатываемую поверхность. После выдержки в течение 1-5 ч состав вместе с деструктированной латексной пленкой удаляли механическим способом, а обработанную поверхность промывали водой.In the process of eliminating the consequences of the Chernobyl disaster, dust suppression works were carried out using domestic and foreign latexes. As a result of these works, latex-based dust suppression compounds formed solid-state dust-resistant compounds on process equipment located on the territory of the material storage base near the emergency unit and intended for installation of the 5th and 6th Chernobyl power units. The composition obtained by mixing concentrated sulfuric acid (specific gravity 1.84 g / cm 3 ) with aerosil (highly dispersed amorphous silicon dioxide with a specific surface of 175-380 m 2 / g, which turned out to be the most effective for removing such REs from the surface of stainless steel equipment from stainless steel equipment) used in a number of industries as a thickener for lubricants, adhesives, paints and fillers, for example, in the manufacture of rubber) [Chemical Encyclopedic Dictionary. Chief ed. I.L. Knunyants. - M .: Owls. Encyclopedia, 1983, S.284]. By adding small portions of Aerosil to the acid with stirring, the composition was adjusted to a paste-like consistency, and then it was applied using a spatula to the surface to be treated. After exposure for 1-5 hours, the composition together with the degraded latex film was removed mechanically, and the treated surface was washed with water.

Недостатками данного состава являются: ограниченность применения (удаляет слабофиксированные РЗ только с горизонтальных поверхностей); большая длительность процесса (до 5 часов); использование состава только с применением ручного труда; получение вторичных некондиционированных ТРО.The disadvantages of this composition are: limited use (removes poorly fixed REs only from horizontal surfaces); long duration of the process (up to 5 hours); use of the composition only with the use of manual labor; receiving secondary non-conditioned SRW.

Известен способ удаления прочнофиксированных РЗ с поверхности металлов и сплавов, заключающийся в том, что дезактивирующий раствор приготовляют непосредственно на загрязненной поверхности, для чего на нее сначала наносят слой концентрированной серной кислоты с содержанием основного вещества не менее 92%, а затем накладывают пористый материал, смоченный водным раствором реагентов. В целях сокращения расхода реагентов и обеспечения оптимального соотношения массы водной и массы серной кислоты пористый материал применяют в виде листов (газетной или фильтровальной бумаги), а для повышения эффективности дезактивации в раствор, предназначенный для пропитки материалов, вводят дезактивирующий реагент гидрохинон до создания концентрации 5-10 г/л. Данный способ выбран нами за прототип [Авторское свидетельство СССР №1565278 A1. Способ удаления прочнофиксированных радиоактивных загрязнений, выдан 15.01.1990 г.].There is a method of removing firmly fixed REs from the surface of metals and alloys, which consists in the fact that a decontamination solution is prepared directly on the contaminated surface, for which a layer of concentrated sulfuric acid with a basic substance content of at least 92% is first applied to it, and then a porous material moistened aqueous solution of reagents. In order to reduce the consumption of reagents and ensure the optimum ratio of the mass of water and the mass of sulfuric acid, the porous material is used in the form of sheets (newsprint or filter paper), and to increase the decontamination efficiency, a hydroquinone deactivation reagent is introduced to create a concentration of 5- 10 g / l This method we have chosen for the prototype [USSR Author's Certificate No. 1565278 A1. A method for removing firmly fixed radioactive contaminants, issued January 15, 1990].

Основным недостатком предлагаемого способа является применение в качестве дезактивирующего реагента органического соединения гидрохинона (1,4-дигидробензол-C6H4(OH)2), относящегося по степени воздействия на организм к 2-му классу опасности - высокоопасным вредным веществам, обращение с которыми требует повышенных мер безопасности [Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны (с изменениями на 12 июля 2011 года)]. Согласно этому документу предельно допустимая концентрация аэрозолей гидрохинона составляет 1 мг/м3. Попадание аэрозолей в организм человека может привести к снижению уровня гемоглобина в крови. Наличие аэрозолей гидрохинона в воздухе способствует повреждению глаз, вызывает изменения кожи как начальной стадии дерматоза. Образование аэрозолей гидрохинона происходит в результате разогрева раствора, происходящего за счет реакции гидратации концентрированной серной кислоты, которая сопровождается интенсивным выделением тепла. В связи с испарением с поверхности пористых материалов, смоченных водными растворами гидрохинона, и образованием токсичных паров в качестве меры предупреждения необходима организация местного вытяжного устройства и защита глаз и рук персонала.The main disadvantage of the proposed method is the use as a deactivating reagent of an organic compound of hydroquinone (1,4-dihydrobenzene-C 6 H 4 (OH) 2 ), which is related to the degree of exposure to the body to hazard class 2 - highly hazardous harmful substances, the handling of which requires increased safety measures [Hygienic standards GN 2.2.5.1313-03. Maximum allowable concentration (MPC) of harmful substances in the air of the working area (as amended on July 12, 2011)]. According to this document, the maximum permissible concentration of hydroquinone aerosols is 1 mg / m 3 . Aerosols in the human body can lead to a decrease in hemoglobin in the blood. The presence of hydroquinone aerosols in the air contributes to eye damage, causing skin changes as the initial stage of dermatosis. The formation of hydroquinone aerosols occurs as a result of heating the solution, which occurs due to the hydration reaction of concentrated sulfuric acid, which is accompanied by intense heat. In connection with the evaporation from the surface of porous materials moistened with aqueous solutions of hydroquinone and the formation of toxic fumes, a local exhaust device and protection of the eyes and hands of personnel are necessary as a preventive measure.

Другим существенным недостатком способа-прототипа следует считать образование некондиционированных горючих ТРО. Для уменьшения объема горючих отходов и снижения уровня пожароопасности при их хранении, транспортировании и захоронении они должны быть направлены на сжигание [см. п.5.5 НП-020-2000]. Для сжигания ТРО, содержащих органические вещества, в том числе гидрохинон, потребуется дополнительное оснащение существующих печей сжигания ТРО в части повышения герметичности узла сжигания и камеры дожига, поглощения (нейтрализации) продуктов термолиза гидрохинона и очистки образующихся дымовых газов и др.Another significant disadvantage of the prototype method should be considered the formation of unconditioned combustible SRW. To reduce the amount of combustible waste and reduce the fire hazard during storage, transportation and disposal, they should be directed to incineration [see Clause 5.5 NP-020-2000]. To burn solid radioactive waste containing organic substances, including hydroquinone, additional equipment of existing solid waste burning furnaces will be required to increase the tightness of the combustion unit and the afterburner, absorption (neutralization) of hydroquinone thermolysis products and purification of the resulting flue gases, etc.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа удаления прочнофиксированных радиоактивных загрязнений с поверхности конструкционных материалов, позволяющего:The problem to which the invention is directed, is to create a method for removing firmly fixed radioactive contaminants from the surface of structural materials, allowing:

- достигать высокую эффективность удаления прочнофиксированных РЗ (не менее 98-99%);- to achieve high removal efficiency of strongly fixed REs (at least 98-99%);

- снизить класс опасности применяемых дезактивирующих реагентов с высокоопасных вредных веществ до нетоксичных;- reduce the hazard class used deactivating reagents from highly hazardous harmful substances to non-toxic;

- снизить требования к уровню техники безопасности при организации процесса дезактивации;- reduce the requirements for the level of safety during the organization of the decontamination process;

- исключить образование ТРО, содержащих токсичные органические реагенты;- eliminate the formation of SRW containing toxic organic reagents;

- уменьшить вероятность возникновения локальных типов коррозии (межкристаллитная, щелевая, коррозионное растрескивание и др.) на технологическом оборудовании из нержавеющей стали;- reduce the likelihood of local types of corrosion (intergranular, crevice, corrosion cracking, etc.) on technological equipment made of stainless steel;

- использовать при переработке и кондиционировании образующихся вторичных ТРО существующее технологическое оборудование (без модернизации печи сжигания).- use the existing technological equipment (without upgrading the incinerator) when processing and conditioning the resulting secondary SRW.

Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата в способе удаления прочнофиксированных РЗ с поверхности конструкционных материалов, включающем приготовление дезактивирующего раствора на поверхности путем нанесения слоя концентрированной серной кислоты, содержащей не менее 92% H2S2O4, накладывание листового пористого материала (газетной или фильтровальной бумаги), смоченного водным раствором дезактивирующего реагента, выдержку, удаление материала и промывку поверхности водой, в качестве дезактивирующего реагента используют фосфорноватистую кислоту или ее калиевые или натриевые соли с концентрацией реагентов в смачивающих растворах 2÷3 г/л с выдержкой пористого материала на дезактивируемой поверхности не менее 12 мин.To solve the problem and achieve the technical result in a method of removing firmly fixed REs from the surface of structural materials, including preparing a decontamination solution on the surface by applying a layer of concentrated sulfuric acid containing at least 92% H 2 S 2 O 4 , applying a porous sheet material (newspaper or filter paper) moistened with an aqueous solution of a deactivating reagent, soaking, removing material and washing the surface with water as a deactivating agent reagent is present hypophosphorous acid or its potassium or sodium salt with concentration of reactants in the wetting solution of 2 ÷ 3 g / l delayed porous material decontaminated surface for at least 12 min.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Пример 1. Методика эксперимента. Эффективность удаления РЗ оценивали в лабораторных условиях на образцах конструкционных материалов размером 40×40×1 мм. В каждом эксперименте использовали по 3 образца, которые загрязнялись с одной стороны каплями раствора, содержащего цезий - 137, кобальт - 60, церий - 144 и рутений - 106 в соотношении 40:5:3:2 с общей объемной активностью 5·107 Бк/л. Для испарения влаги с поверхности образцов их помещали в вытяжной шкаф, где они находились в течение суток при 18-20°C, затем помещали в сушильный шкаф, где их выдерживали 14 суток при 230-250°C.Example 1. The experimental technique. The removal efficiency of REs was evaluated in laboratory conditions on samples of structural materials with a size of 40 × 40 × 1 mm. In each experiment, 3 samples were used, which were contaminated on one side with droplets of a solution containing cesium - 137, cobalt - 60, cerium - 144 and ruthenium - 106 in a ratio of 40: 5: 3: 2 with a total volumetric activity of 5 · 10 7 Bq / l To evaporate moisture from the surface of the samples, they were placed in a fume hood, where they were kept at 18–20 ° C for 24 hours, then placed in an oven, where they were kept for 14 days at 230–250 ° C.

Эффективность способов удаления РЗ оценивали по коэффициентам дезактивации (Кд), представляющим отношение начальной загрязненности поверхности образцов к остаточной, а также по степени удаленной активности - отношении удаленной активности к начальной, выраженном в процентах. Для определения этих показателей на радиометрической установке измеряли скорость счета (имп./мин), создаваемую РЗ до и после обработки. В качестве детектора излучения использовали газоразрядный счетчик, который располагался в свинцовом домике, а образцы устанавливали в держатель, создавая постоянную геометрию между окном счетчика и поверхностью образца.The effectiveness of RE removal methods was evaluated by the deactivation coefficients (Cd), representing the ratio of the initial contamination of the surface of the samples to the residual, as well as the degree of remote activity — the ratio of remote activity to the initial, expressed as a percentage. To determine these indicators, a counting rate (imp./min) created by the RE before and after processing was measured on a radiometric setup. A gas discharge counter was used as a radiation detector, which was located in a lead house, and the samples were installed in the holder, creating a constant geometry between the counter window and the sample surface.

Для подтверждения факта образования на загрязненной поверхности образцов прочнофиксированных РЗ три образца были дезактивированы водным раствором, содержащим 5 г/л H2C2O4 + 3 г/л гексаметафосфата натрия + 1 г/л сульфонола, который широко применяется в отечественной атомной энергетике. Дезактивацию образцов проводили в динамическом режиме в следующей последовательности: сначала их закрепляли в держатель, затем помещали в стеклянную емкость, заливали вышеуказанным раствором, нагретым до 90°C, закрывали крышкой, устанавливали на аппарат для встряхивания. Время обработки - 15 мин. В результате обработки Кд не превышали значения 1,05, что свидетельствовало о том, что выбранная методика загрязнения образцов обеспечивала формирование на их поверхности прочнофиксированных загрязнений.To confirm the fact that solidly fixed REs were formed on the contaminated surface of the samples, three samples were deactivated with an aqueous solution containing 5 g / L H 2 C 2 O 4 + 3 g / L sodium hexametaphosphate + 1 g / L sulfonol, which is widely used in domestic nuclear energy. Decontamination of the samples was carried out in dynamic mode in the following sequence: first, they were fixed in a holder, then placed in a glass container, filled with the above solution heated to 90 ° C, closed with a lid, and mounted on a shaker. Processing time - 15 minutes. As a result of the processing, the Cd did not exceed the value of 1.05, which indicated that the chosen method of sample contamination ensured the formation of firmly fixed contaminants on their surface.

Оценку эффективности удаления РЗ по способу-прототипу проводили с использованием подготовленных по вышеуказанной методике образцов из нержавеющей стали X18H10T. На загрязненную поверхность образцов наносили концентрированную Н2SO4 с плотностью 1,84 г/см2 тонким слоем, образующимся при свободном растекании кислоты. Затем смачивали фильтровальную бумагу с показателем плотности 73,5 г/см2 (ГОСТ 12026-76) двумя растворами с концентрацией органического восстановителя гидрохинона 5 и 10 г/л. Выдержку фильтровальной бумаги в смачивающем растворе с целью пропитки осуществляли путем погружения в раствор в течение 5 мин. Пропитанную фильтровальную бумагу накладывали на поверхность образцов с предварительно нанесенной концентрированной H2SO4, затем после 5 мин выдержки фильтровальную бумагу удаляли, поверхность промывали струей воды, высушивали. Радиометрические измерения образцов показали, что при смачивании фильтровальной бумаги раствором с концентрацией гидрохинона 5 г/л степень удаления РЗ с поверхности составляла 97,8% (Кд=45), а при использовании раствора с концентрацией 10 г/л гидрохинона - достигала 98,3% (Кд=65). Среднее значение удаляемой активности было равно 98%.Evaluation of the effectiveness of the removal of RE by the prototype method was carried out using samples prepared from the above method from stainless steel X18H10T. Concentrated Н 2 SO 4 with a density of 1.84 g / cm 2 was applied onto the contaminated surface of the samples with a thin layer formed during free acid spreading. Then, filter paper with a density index of 73.5 g / cm 2 (GOST 12026-76) was wetted with two solutions with a concentration of organic hydroquinone reducing agent of 5 and 10 g / l. The filter paper was kept in the wetting solution for the purpose of impregnation by immersion in the solution for 5 minutes. The impregnated filter paper was applied to the surface of the samples pre-coated with concentrated H 2 SO 4 , then after 5 min exposure the filter paper was removed, the surface was washed with a stream of water, and dried. Radiometric measurements of the samples showed that when the filter paper was wetted with a solution with a hydroquinone concentration of 5 g / l, the degree of RE removal from the surface was 97.8% (Cd = 45), and when using a solution with a concentration of 10 g / l of hydroquinone, it reached 98.3 % (Cd = 65). The average value of the deleted activity was equal to 98%.

При оценке эффективности удаления РЗ с образцов из нержавеющей стали по предлагаемому способу фильтровальную бумагу смачивали водным раствором, содержащим в качестве дезактивирующих реагентов фосфорноватистую кислоту, а также ее калиевую соль с различной концентрацией, см. рис.1.When evaluating the efficiency of removing RE from stainless steel samples according to the proposed method, the filter paper was moistened with an aqueous solution containing hypophosphorous acid as well as its potassium salt with various concentrations as deactivating agents, see Fig. 1.

Смоченную фильтровальную бумагу накладывали на поверхность образцов, выдерживали 15 мин, затем удаляли, а поверхность промывали струей воды, затем высушивали. После измерения остаточной активности образцов рассчитывали значения Кд, результаты экспериментов приведены на рис.1. Из анализа приведенных на рисунке кривых видно, что максимальная эффективность удаления РЗ наблюдается при использовании водных растворов фосфорноватистой кислоты и ее калиевой соли с концентрацией 2-3 г/л и составляет для H3PO2 - 99% (Кд=79), а для KH2PO2 - 98,5% (Кд=69).Wet filter paper was applied to the surface of the samples, held for 15 minutes, then removed, and the surface was washed with a stream of water, then dried. After measuring the residual activity of the samples, the Cd values were calculated; the experimental results are shown in Fig. 1. An analysis of the curves shown in the figure shows that the maximum efficiency of RE removal is observed when using aqueous solutions of hypophosphorous acid and its potassium salt with a concentration of 2-3 g / l and is 99% for H 3 PO 2 (Cd = 79), and for KH 2 PO 2 - 98.5% (Cd = 69).

Аналогичные эксперименты проводились с использовании в качестве листового пористого материала - газетной бумаги с удельной массой 45-65 г/м2. В результате обработки наблюдали снижение Кд по сравнению с фильтровальной бумагой в 1,2-1,4 раза. Однако, несмотря на более низкий Кд, процент удаленной активности с образцов снижался незначительно - с 99 до 98%.Similar experiments were carried out using newsprint paper with a specific gravity of 45-65 g / m 2 as a porous sheet material. As a result of processing, a decrease in CD was observed in comparison with filter paper by 1.2-1.4 times. However, despite the lower Cd, the percentage of removed activity from the samples decreased slightly - from 99 to 98%.

Проведенные эксперименты также показали, что при использовании натриевой соли достигается сопоставимая с калиевой солью эффективность удаления РЗ.The experiments also showed that when using the sodium salt, a RE removal efficiency comparable to the potassium salt is achieved.

Пример 2. Для определения минимального времени, необходимого для получения максимальной эффективности по удалению прочнофиксированных РЗ, была выполнена серия экспериментов. Методика экспериментов была идентичной методике, приведенной в примере 1, их результаты представлены на рис.2.Example 2. To determine the minimum time required to obtain maximum efficiency in the removal of firmly fixed REs, a series of experiments was performed. The experimental procedure was identical to that given in Example 1; their results are presented in Fig. 2.

Из анализа кривых, приведенных на рис.2, следует, что минимальное время контакта фильтровальной бумаги с поверхностью образцов для получения максимального эффекта удаления РЗ составляет не менее 12 мин.From the analysis of the curves shown in Fig. 2, it follows that the minimum contact time of the filter paper with the surface of the samples to obtain the maximum effect of the removal of RE is at least 12 minutes.

Пример 3. Для оценки возможности использования предлагаемого способа для дезактивации других конструкционных материалов была проведена дезактивация образцов, изготовленных из сплава титана ВТ 1-0 и латуни марки Л80. Размеры образцов, методика загрязнения и дезактивации были аналогичными, как в примере 1 для предлагаемого способа. Концентрация гипофосфита калия в водном растворе для пропитки фильтровальной бумаги водой составляла 3 г/л, а время ее контакта с загрязненной поверхностью - 15 мин.Example 3. To assess the possibility of using the proposed method for the decontamination of other structural materials, decontamination of samples made of titanium alloy VT 1-0 and brass grade L80 was carried out. The sizes of the samples, the method of contamination and decontamination were similar, as in example 1 for the proposed method. The concentration of potassium hypophosphite in an aqueous solution for impregnating filter paper with water was 3 g / l, and its contact time with a contaminated surface was 15 min.

Проведенные эксперименты показали, что эффективность удаления РЗ с поверхности титанового сплава была сопоставима с эффективностью, полученной для образцов из нержавеющей стали, Кд составил 75. Для образцов из латуни Кд=35, но степень удаления РЗ при этом оставалась очень высокой - 97%. Это свидетельствует о том, что предлагаемый способ можно использовать для дезактивации оборудования, изготовленного не только из нержавеющих сталей, но и из латуни и сплавов титана.The experiments showed that the efficiency of the removal of REs from the surface of the titanium alloy was comparable with the efficiency obtained for samples of stainless steel, Kd was 75. For samples of brass, Kd = 35, but the degree of removal of REs remained very high at 97%. This suggests that the proposed method can be used to decontaminate equipment made not only of stainless steels, but also of brass and titanium alloys.

Пример 4. Для оценки коррозионного воздействия предлагаемого способа на конструкционные материалы из нержавеющей стали, латуни и сплава титана были проведены эксперименты с образцами этих материалов, не подвергавшимися обработке для получения на их поверхности прочнофиксированных РЗ. Сначала образцы обезжиривали ацетоном и высушивали. Затем их взвешивали на аналитических весах марки «Adventurer» с чувствительностью определения ±0,2 мг. Образцы конструкционных материалов обрабатывали по предлагаемому способу с двух сторон для получения максимальных потерь с использованием в качестве дезактивирующего реагента KH2PO2 с концентрацией 3 г/л и временем выдержки 12 мин. После обработки образцы сушили и повторно взвешивали. Потеря массы образцов не обнаруживалась. Исходя из чувствительности весов, максимальная убыль массы образца равна 0,2 мг. При площади образца 32 см2 удельные коррозионные потери за обработку по предлагаемому способу не превысят 0,006 мг/см2, что является очень малой величиной.Example 4. To assess the corrosive effects of the proposed method on structural materials from stainless steel, brass and a titanium alloy, experiments were conducted with samples of these materials that were not subjected to processing to obtain firmly fixed REs on their surface. First, the samples were degreased with acetone and dried. They were then weighed on an Adventurer analytical balance with a detection sensitivity of ± 0.2 mg. Samples of structural materials were processed according to the proposed method on both sides to obtain maximum losses using KH 2 PO 2 as a deactivating agent with a concentration of 3 g / l and a holding time of 12 minutes. After processing, the samples were dried and reweighed. No weight loss was detected. Based on the sensitivity of the balance, the maximum decrease in sample mass is 0.2 mg. With a sample area of 32 cm 2, the specific corrosion loss per treatment by the proposed method will not exceed 0.006 mg / cm 2 , which is a very small value.

Предлагаемый способ обладает 98,5-99%-ной эффективностью удаления прочнофиксированных радиоактивных загрязнений с поверхности конструкционных материалов, сопоставимой с эффективностью способа-прототипа (около 98%).The proposed method has a 98.5-99% efficiency in removing firmly fixed radioactive contaminants from the surface of structural materials, comparable to the efficiency of the prototype method (about 98%).

Для реализации способа вместо высокоопасного реагента (2-й класс опасности) используются реагенты, которые являются нетоксичными, безопасными при использовании и применяются для приготовления лекарств [Краткая химическая энциклопедия в 5 томах: т.5. - М.: Сов. Энциклопедия, 1967. С.514-515].To implement the method, instead of a highly hazardous reagent (hazard class 2), reagents are used that are non-toxic, safe to use and are used to prepare drugs [Brief chemical encyclopedia in 5 volumes: v.5. - M .: Owls. Encyclopedia, 1967. S.514-515].

Снижение класса опасности и концентрации дезактивирующих реагентов (в среднем в три раза) позволит снизить затраты на обеспечение требуемого уровня техники безопасности на рабочем месте при проведении дезактивационных работ, например, за счет уменьшения кратности обмена воздуха в рабочем помещении или отказа от использования дополнительной локальной системы вентиляции.Reducing the hazard class and concentration of deactivating reagents (on average three times) will reduce the cost of ensuring the required level of safety at the workplace when carrying out decontamination works, for example, by reducing the frequency of air exchange in the work room or by not using an additional local ventilation system .

Конечными продуктами окисления используемых в предлагаемом способе дезактивирующих реагентов, содержащих H2PO2- - ионы, являются PO4-3 - ионы, которые, как известно, подавляют развитие локальных типов коррозии (межкристаллитная, щелевая, коррозионное растрескивание и некоторые другие) на оборудовании, изготовленном из нержавеющей стали.The final oxidation products used in the proposed method of deactivating reagents containing H 2 PO 2 - ions are PO 4 -3 - ions, which are known to suppress the development of local types of corrosion (intergranular, crevice, corrosion cracking and some others) on the equipment made of stainless steel.

ТРО, образующиеся при реализации предлагаемого способа, не содержат токсичные органические реагенты, и их утилизацию можно будет выполнять на действующих печах сжигания, эксплуатирующихся на АЭС и комбинатах типа «Радон».SRW generated during the implementation of the proposed method does not contain toxic organic reagents, and their disposal can be performed on existing incinerators operating at nuclear power plants and plants of the Radon type.

Claims (1)

Способ удаления прочнофиксированных радиоактивных загрязнений с поверхности конструкционных материалов, включающий приготовление дезактивирующего раствора на поверхности путем нанесения слоя концентрированной серной кислоты, накладывание листового пористого материала, смоченного водным раствором дезактивирующего реагента, выдержку, удаление материала и промывку поверхности водой, отличающийся тем, что в качестве дезактивирующего реагента используют фосфорноватистую кислоту или калиевые или натриевые соли этой кислоты с концентрацией реагентов в смачивающих растворах 2÷3 г/л при выдержке пористого материала на дезактивируемой поверхности не менее 12 мин. The method of removing firmly fixed radioactive contaminants from the surface of structural materials, including the preparation of a decontamination solution on the surface by applying a layer of concentrated sulfuric acid, applying a porous sheet of material moistened with an aqueous solution of a deactivation reagent, exposure, removal of the material and surface washing with water, characterized in that as a decontamination hypophosphorous acid or potassium or sodium salts of this acid with a concentration of traction of reagents in wetting solutions of 2 ÷ 3 g / l when holding porous material on a decontaminated surface for at least 12 minutes.
RU2013153594/07A 2013-12-03 2013-12-03 Method of removing firmly fixed radioactive contaminants RU2559291C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153594/07A RU2559291C2 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Method of removing firmly fixed radioactive contaminants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153594/07A RU2559291C2 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Method of removing firmly fixed radioactive contaminants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013153594A RU2013153594A (en) 2015-06-10
RU2559291C2 true RU2559291C2 (en) 2015-08-10

Family

ID=53285198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013153594/07A RU2559291C2 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Method of removing firmly fixed radioactive contaminants

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559291C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3634111C1 (en) * 1986-10-07 1988-01-07 Kernforschungsanlage Juelich Process for incorporating substances into a ceramic matrix by chemical precipitation of a hydrosol of the matrix
RU2210123C2 (en) * 2001-10-24 2003-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара" Method of cleaning metallic surfaces from radioactive contaminants
WO2004076375A2 (en) * 2003-02-26 2004-09-10 Ch2M Hill, Inc. Method of waste stabilization with dewatered chemically bonded phosphate ceramics
RU2457560C1 (en) * 2011-06-07 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" Method of chemical decontamination of radioactive materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3634111C1 (en) * 1986-10-07 1988-01-07 Kernforschungsanlage Juelich Process for incorporating substances into a ceramic matrix by chemical precipitation of a hydrosol of the matrix
RU2210123C2 (en) * 2001-10-24 2003-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара" Method of cleaning metallic surfaces from radioactive contaminants
WO2004076375A2 (en) * 2003-02-26 2004-09-10 Ch2M Hill, Inc. Method of waste stabilization with dewatered chemically bonded phosphate ceramics
RU2457560C1 (en) * 2011-06-07 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" Method of chemical decontamination of radioactive materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Химический энциклопедический словарь. Главный ред. И.Л. Кнунянц. - М.: Сов. энциклопедия, 1983, С.284. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013153594A (en) 2015-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI595506B (en) Process to decontaminate radioactively contaminated surfaces of the components of the cooling system of a nuclear power plant
KR102286086B1 (en) Pigmented decontaminating gel and method for decontaminating surfaces using said gel
JP2015508300A (en) Decontamination gel and method for decontaminating a surface by wetting using said gel
UA82465C2 (en) Method for treatming a surface with treating gel, use thereof and treating gel
WO2018143186A1 (en) Decontamination device and decontamination method employing said decontamination device
CN113480896A (en) Polyvinyl alcohol strippable membrane radioactive detergent and use method thereof
RU2559291C2 (en) Method of removing firmly fixed radioactive contaminants
US7799241B2 (en) Liquid for preventing dispersion of or for fixing dispersible dust
ES2742859T3 (en) Aqueous disinfectant foam, preparation procedure and its uses
JP2009036617A (en) Uranium dissolution and separation method using ionic liquid and uranium recovery method using it
JP2001501901A (en) Compositions and methods for removing asbestos
Rao et al. Surface decontamination studies using polyvinyl acetate based strippable polymer
WO2018164601A1 (en) Composition for dust suppression and containment of radioactive products of combustion
RU2723635C1 (en) Method for local deactivation of metal surfaces with hard-to-remove radioactive contaminants
Dragolici et al. Introduction in means and methods used in chemical, biological, radiological and nuclear decontamination
KR101657529B1 (en) Chemical decontamination agents having high decontamination efficiency and low corrosivity, preparation method thereof and decontamination method thereof
Gurau et al. Minimizing radioactive waste through chemical decontamination techniques
JP4940696B2 (en) Treatment agent for asbestos-containing material and method for treating asbestos-containing material
RU2443446C2 (en) Formulation for forming self-degassing coating
Lowes Mitigation of Corrosion Under Insulation (CUI) of Carbon Steel of Different Insulating Materials: a Literature Review and Testing Analysis
Block et al. A novel approach for the in-situ chemical elimination of chrysotile from asbestos-containing fireproofing materials
KR20130122035A (en) Method for chemical decontamination of surface of radioactive metal waste
RU2570398C1 (en) Multifunctional composition for treating residential facilities after terrorist acts
JP2013019876A (en) Decontamination agent for radionuclide cesium
CN112587682A (en) Method for removing aerosol pollution in laboratory

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181204