RU2767977C2 - Дозирование цинка для дезактивации легководных реакторов - Google Patents
Дозирование цинка для дезактивации легководных реакторов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767977C2 RU2767977C2 RU2019134954A RU2019134954A RU2767977C2 RU 2767977 C2 RU2767977 C2 RU 2767977C2 RU 2019134954 A RU2019134954 A RU 2019134954A RU 2019134954 A RU2019134954 A RU 2019134954A RU 2767977 C2 RU2767977 C2 RU 2767977C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- decontamination
- zinc
- metal surface
- contaminated
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/001—Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
- G21F9/002—Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
- G21F9/004—Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes of metallic surfaces
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу дезактивации загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности путем введения в контакт с дезактивирующим раствором, содержащим комплексообразующий реагент и ион переходного металла, который выбирают из группы, включающей цинк, никель, кобальт и их смеси. Комплексообразующий реагент выбирают из плавиковой кислоты, фосфорной кислоты, азотной кислоты, метансульфоновой кислоты и карбоновых кислот, таких как нитрилотриуксусная кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота, щавелевая кислота, винная кислота, лимонная кислота и пиколиновая кислота, и из их солей. Изобретение позволяет проводить дезактивацию с меньшим количеством циклов и/или с меньшим количеством загрязненных ионообменных смол. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к цинксодержащему дезактивирующему раствору для дезактивации легководных реакторов, а также к способу дезактивации радиоактивных металлических поверхностей таким дезактивирующим раствором.
В области ядерной реакторной техники происходит радиоактивное загрязнение металлических конструктивных элементов. Подобное загрязнение регулярно происходит при обычной эксплуатации реакторов и затрагивает прежде всего металлические конструктивные элементы, которые находятся в первом контуре, например, реактора, охлаждаемого водой под давлением. При этом радиоактивные вещества откладываются в оксидных слоях, которые образовались на поверхности конструктивных элементов и которые поэтому загрязняются этими радиоактивными веществами.
При плановой проверке атомной электростанции обычно требуется освобождать загрязненные конструктивные элементы от радиоактивности, т.е. от отложений на металлической поверхности, в целях защиты осуществляющего проверку персонала от радиации. После этого возможна дальнейшая эксплуатация конструктивных элементах на атомной электростанции. Сказанное аналогичным образом относится и к ситуации, когда должен осуществляться демонтаж атомной электростанции.
Для удаления подобных отложений можно в принципе использовать механические средства, например можно сошлифовывать оксидные слои, а тем самым и загрязненные участки. Однако такой подход малопригоден для дезактивации прежде всего тех конструктивных элементов, которые из-за своих размеров или своего положения труднодоступны для шлифовального инструмента. Известна далее дезактивация конструктивных элементов дезактивирующим раствором, содержащим комплексообразующий реагент, которым служат различные карбоновые кислоты, например щавелевая кислота. При этом на предшествующей стадии сначала окисляют или восстанавливают труднорастворимые компоненты оксидных слоев, например путем применения перманганатов (перманганата калия, марганцовой кислоты) трехвалентный хром Cr(III) окисляют в шестивалентный Cr(VI). После этого состоящий главным образом из ионов железа и никеля оксидный слой растворяют с помощью комплексообразующего реагента и выделяющиеся при этом катионы, в том числе и 60Со2+ или 58Со2+, удаляют из дезактивирующего раствора путем ионного обмена. Такой процесс дезактивации обычно проводят в несколько приемов, послойно удаляя оксидный слой.
Наряду с этими радиоактивными изотопами в дезактивирующий раствор всегда выделяются также неактивные ионы, которые также удаляются из дезактивирующего раствора ионообменными смолами. Помимо этого уже в процессе дезактивации происходит повторное загрязнение конструктивных элементов находящимися в дезактивирующем растворе радиоактивными ионами. В результате этого снижается эффективность процесса дезактивации, что приводит, во-первых, к необходимости проведения большего количества циклов дезактивации, которые связаны со значительными затратами времени и средств, а во-вторых, к образованию повышенного количества загрязненных ионообменных смол, удаление которых требует огромных затрат.
Очевидно, что описанные выше проблемы возникают не исключительно на атомных электростанциях, но и в принципе во всех тех ситуациях, в которых металлические конструктивные элементы соприкасаются с радиоактивностью и поэтому требуют своей дезактивации.
В соответствии с этим существует потребность в усовершенствованном способе дезактивации загрязненных радиоактивными веществами металлических поверхностей. При этом прежде всего существует потребность в способе дезактивации, который обладал бы повышенной эффективностью и который позволял бы проводить дезактивацию с меньшим количеством циклов и/или с меньшим количеством загрязненных ионообменных смол.
Указанная задача решается согласно изобретению с помощью способа с признаками, приведенными в п. 1 формулы изобретения. Помимо этого указанная задача решается с помощью водного раствора с признаками, приведенными в п. 11 формулы изобретения, соответственно с помощью его применения согласно п. 12 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Говоря точнее, под предлагаемым в изобретении способом подразумевается способ дезактивации загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности, заключающийся в выполнении стадии введения по меньшей мере одного участка такой загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности в контакт с дезактивирующим раствором, содержащим комплексообразующий реагент и переходный металл. При создании изобретения неожиданно удалось установить, что при добавлении переходного металла в дезактивирующий раствор эффективно уменьшается повторное загрязнение металлической поверхности, происходящее в процессе ее дезактивации.
Не основываясь на какой-либо теории, полагают, что переходный металл, добавленный в дезактивирующий раствор, конкурирует с выделившимися радиоактивными изотопами за (повторное) включение в металлическую поверхность (соответственно в находящийся на ней оксидный слой). Вследствие этого возможно эффективное удаление большего количества радиоактивных изотопов из дезактивирующего раствора в процессе ионного обмена, что в свою очередь приводит к сокращению необходимого количества циклов повторного выполнения стадий дезактивации и/или к уменьшению удаляемого количества ионообменных смол.
Под дезактивирующим раствором в предпочтительном варианте подразумевается водный раствор. Под переходным металлом в предпочтительном варианте подразумевается ион переходного металла, более предпочтительно катион переходного металла, еще более предпочтительно двухзарядный или трехзарядный катион переходного металла. В наиболее предпочтительном варианте под переходным металлом подразумевается двухзарядный катион переходного металла.
В следующем предпочтительном варианте под переходным металлом подразумевается обедненный переходный металл, т.е. переходный металл с уменьшенным по сравнению с его существованием в естественных условиях количеством легко активируемых нейтронами изотопов. Применение обедненного переходного металла предпочтительно прежде всего в том случае, когда дезактивируемый металл, например конструктивный элемент реактора, должен после дезактивации не утилизироваться, а использоваться далее и подвергаться воздействию потока нейтронов.
Равным образом предпочтителен вариант, в котором переходный металл выбран из группы, включающей цинк, никель, кобальт и их смеси. В более предпочтительном варианте переходный металл выбран из группы, включающей цинк и никель. В наиболее предпочтительном варианте переходный металл представляет собой цинк. При применении цинка в дезактивирующем растворе неожиданно обнаружился наиболее сильный эффект при предлагаемом в изобретении уменьшении повторного загрязнения металлической поверхности.
В предпочтительном варианте переходный металл присутствует в дезактивирующем растворе в концентрации от не менее 0,5 до не более 15 мг/кг, предпочтительнее от не менее 0,5 до не более 10 мг/кг, более предпочтительно от не менее 1,5 до не более 5 мг/кг или от не менее 2 до не более 5 мг/кг, наиболее предпочтительно примерно от не менее 3 до не более 4 мг/кг. Вместо указания концентрации в мг/кг ее можно также указывать в ммолях/л, при этом указанное значение в мг/кг необходимо разделить на атомную массу соответствующего переходного металла. В предпочтительном варианте переходный металл присутствует в дезактивирующем растворе в концентрации от не менее 7 до не более 230 мкмолей/л, предпочтительнее от не менее 7 до не более 155 мкмолей/л, более предпочтительно от не менее 23 до не более 70 мкмолей/л или от не менее 30 до не более 80 мкмолей/л, наиболее предпочтительно примерно от не менее 46 до не более 62 мкмолей/л.
Указанные интервалы значений концентрации в предпочтительном варианте относятся к концентрации переходных металлов в момент введения металлической поверхности в контакт с предлагаемым в изобретении дезактивирующим раствором. Равным образом предпочтителен вариант, в котором под указанными концентрациями подразумеваются их средние значения.
В последующем описании вместо "переходных металлов" исключительно в качестве примера рассматривается только элемент цинк. Вместе с тем приведенные ниже пояснения в тех случаях, когда это применимо, аналогичным образом относятся также к переходным металлам в целом и предпочтительно также к никелю и/или кобальту.
Под термином "цинк" в предпочтительном варианте должны пониматься присутствующие в дезактивирующем растворе ионы цинка, более предпочтительно ионы Zn2+. При этом в еще более предпочтительном варианте речь может идти об обедненном цинке, прежде всего о цинке, обедненном по изотопу 64Zn.
В еще одном предпочтительном варианте цинк вводят в дезактивирующий раствор в виде растворимого соединения цинка. Предпочтительные растворимые соединения цинка выбраны из группы соединений применяемых кислот и/или применяемых комплексообразующих реагентов с цинком, включая метансульфонат цинка (Zn(CH3SO3)2), нитрат цинка (Zn(NO3)2), перманганат цинка (Zn(MnO4)2), сульфат цинка (ZnSO4) и/или растворимый комплекс цинка. Под комплексом цинка в более предпочтительном варианте подразумевается комплекс цинка и применяемого комплексообразующего реагента.
Термин "дезактивация" известен специалисту. Под этим термином подразумевается снижение и/или удаление находящейся на металлической поверхности радиоактивности. Под дезактивацией следует прежде всего понимать удаление находящегося на металлическом конструктивном элементе слоя отложений оксидов металлов, в котором присутствуют радиоактивные изотопы, преимущественно кобальт. Иными словами, предлагаемым в изобретении способом удаляют радиоактивные изотопы с дезактивируемой металлической поверхности. В предпочтительном варианте такие радиоактивные изотопы выбраны из группы, включающей ионы 55Fe, ионы 63Ni, ионы 54Mn, ионы 65Zn, ионы 125Sb, ионы 137Cs, ионы 58Со и ионы 60Со. В более предпочтительном варианте радиоактивные изотопы выбраны из группы, включающей ионы 54Mn, ионы 125Sb, ионы 137Cs, ионы 58Со и ионы 60Со. В особенно предпочтительном варианте под такими радиоактивными изотопами подразумеваются ионы 58Со и/или ионы 60Со, наиболее предпочтительно ионы 60Со. Предлагаемый в настоящем изобретении способ дезактивации предпочтительно можно также назвать химической дезактивацией. В еще одном предпочтительном варианте подобный способ дезактивации может представлять собой способ дезактивации для применения на демонтируемом ядерном реакторе или эксплуатируемом далее ядерном реакторе.
Обращение с твердыми и жидкими веществами регулируется в соответствии с действующим в Германии Постановлением по радиационной защите ("Strahlenschutzverordnung", StrlSchV) и в основном подразделяется на разрешение к неограниченному использованию и на разрешение к захоронению в могильниках. В предпочтительном варианте после дезактивации металлической поверхности речь идет о конструктивном элементе, разрешенном к захоронению в могильниках. В более предпочтительном варианте после дезактивации металлической поверхности речь идет о конструктивном элементе, пригодном для неограниченного использования.
Под выражением "загрязненная радиоактивными веществами металлическая поверхность" в последующем предпочтительно подразумевается поверхность металлического конструктивного элемента, включая находящийся на ней загрязненный радиоактивными веществами слой отложений, которая образуется, например, при обычном применении конструктивного элемента в реакторе, охлаждаемом водой под давлением. Подобный слой отложений состоит преимущественно из труднорастворимых оксидов металлов. Иными словами, дезактивируемая радиоактивная металлическая поверхность предпочтительно имеет по меньшей мере один расположенный на поверхности основного металлического материала загрязненный радиоактивными веществами слой труднорастворимых оксидов металлов. Более предпочтительно под слоем отложений подразумеваются шпинели, преимущественно хромоникелевые шпинели (Cr-Ni-шпинели) и/или железохромистые шпинели (Cr-Fe-шпинели). Под шпинелями подразумеваются представленные большей частью в кристаллической форме труднорастворимые минералы из класса оксидов и гидроксидов, а предпочтительно подразумеваются оксиды, в которых количественное соотношение между металлом и кислородом составляет 3:4.
Металл дезактивируемой металлической поверхности может в принципе представлять собой всякий пригодный металл. В предпочтительном же варианте под таким металлом подразумевается металл, выбранный из группы, включающей железо, никель, хром, марганец, титан, ниобий, медь, кобальт и комбинации по меньшей мере двух таких металлов. В более предпочтительном варианте металл выбран из группы, включающей железо, хром, никель, кобальт, и комбинации по меньшей мере двух таких металлов.
Согласно изобретению далее по меньшей мере один участок металлической поверхности вводят в контакт с дезактивирующим раствором. В предпочтительном варианте в контакт с дезактивирующим раствором вводят несколько участков металлической поверхности, а в более предпочтительном варианте всю металлическую поверхность. Для упрощения и наглядности в последующем описании рассматривается загрязненная радиоактивными веществами металлическая поверхность, несмотря на то что под ней всегда подразумевается также ее участок.
Предусмотренное изобретением введение загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности в контакт с дезактивирующим раствором может осуществляться любым пригодным для этого способом. В предпочтительном варианте дезактивируемую металлическую поверхность смачивают дезактивирующим раствором. В еще одном предпочтительном варианте дезактивирующий раствор вводят в первый контур реактора.
В еще более предпочтительном варианте дезактивирующий раствор можно приводить в циркуляционное движение. Связанное с этим преимущество состоит в предотвращении возникновения градиентов концентрации в зоне металлической поверхности и в повышении эффективности процесса ее дезактивации. Циркуляцию дезактивирующего раствора в еще одном предпочтительном варианте осуществляют в непрерывном режиме и с применением насосов, что также предпочтительно.
Равным образом предпочтителен вариант, в котором дезактивируемая металлическая поверхность представляет собой внутреннюю боковую поверхность металлического конструктивного элемента цилиндрической формы (такого, например, как труба рекуператора), в полость которого вводят дезактивирующий раствор.
В предпочтительном варианте предлагаемый в изобретении способ перед стадией введения по меньшей мере одного участка металлической поверхности в контакт с предлагаемым в изобретении дезактивирующим раствором, т.е. в качестве первой стадии, предусматривает дополнительную стадию окисления или восстановления загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности. Эту стадию в случае окисления можно также назвать предварительным окислением загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности. Предпочтителен далее вариант, в котором при предварительном окислении происходит окисление трехвалентного хрома Cr(III) в шести валентный Cr(VI). В предпочтительном варианте предварительное окисление осуществляют путем введения загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности в контакт с азотной кислотой и перманганатом калия, с гидроксидом натрия и перманганатом калия, с соединением ванадия (предпочтительно формиатом ванадия) или с марганцовой кислотой, при этом обработка марганцовой кислотой является наиболее предпочтительной. В случае же восстановления на такой предшествующей стадии оксидный слой в предпочтительном варианте восстанавливают с помощью соединения ванадия. На непосредственно следующей за этим стадии растворенные продукты связывают в комплекс пиколиновой кислотой.
В следующем предпочтительном варианте можно после стадии предварительного окисления и перед введением по меньшей мере одного участка металлической поверхности в контакт с предлагаемым в изобретении дезактивирующим раствором осуществлять дополнительную стадию по восстановлению избыточного окислителя, например перманганатов (перманганата калия, марганцовой кислоты).
Равным образом предпочтителен вариант, в котором предлагаемый в изобретении способ перед введением по меньшей мере одного участка металлической поверхности в контакт с предлагаемым в изобретении дезактивирующим раствором предусматривает следующую стадию по меньшей мере частичного удаления находящихся в дезактивирующем растворе радиоактивных изотопов, соответственно их ионов. Такие радиоактивные изотопы в предпочтительном варианте выбраны из группы, включающей 55Fe, 63Ni, 54Mn, 65Zn, 125Sb, 137Cs, 58Co, 60Co. В более предпочтительном варианте радиоактивные изотопы выбраны из группы, включающей 54Mn, 125Sb, 137Cs, 58Со и 60Со. В особенно предпочтительном варианте под такими радиоактивными изотопами подразумеваются/подразумевается 58Со и/или 60Со, наиболее предпочтительно 60Со.
В предпочтительном варианте удаление радиоактивных изотопов осуществляется путем связывания с ионообменной смолой, более предпочтительно катионообменной смолой и/или синтетическим органическим ионитом. В наиболее предпочтительном варианте под ионообменником подразумевается сильнокислотный катионообменник, у которого протоны обмениваются на связанные катионы. Подобные ионообменные смолы достаточно хорошо известны специалисту.
В еще одном предпочтительном варианте находящиеся в дезактивирующем растворе радиоактивные изотопы удаляют в количестве примерно не менее 50%, более предпочтительно примерно не менее 70%, не менее 80%, не менее 90% или не менее 99%. В наиболее предпочтительном варианте находящиеся в дезактивирующем растворе радиоактивные изотопы удаляют в количестве примерно от не менее 99% до менее 100%.
В следующем предпочтительном варианте предлагаемый в изобретении способ осуществляют в циклическом режиме. Иными словами, по меньшей мере стадии введения металлической поверхности в контакт с предлагаемым в изобретении дезактивирующим раствором и следующего затем по меньшей мере частичного удаления находящихся в дезактивирующем растворе радиоактивных изотопов повторяют по меньшей мере однократно. Очевидно, что при этом можно также повторять отдельные или все дополнительные, описанные выше стадии. В предпочтительном варианте предлагаемый в изобретении способ повторяют до тех пор, пока не будет достигнут коэффициент дезактивации, который соответствует снижению (уровня) радиоактивности загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности на не менее 1 порядка величин и не более 3 порядков величин, более предпочтительно на примерно 2 порядка величин. Коэффициент дезактивации в предпочтительном варианте определяют, измеряя радиоактивность ионообменной смолы, используемой для удаления находящихся в дезактивирующем растворе радиоактивных изотопов, соответственно сравнивая радиоактивность ионообменной смолы до и после осуществления предлагаемого в изобретении способа.
Равным образом предпочтителен вариант, в котором предлагаемый в изобретении способ циклически повторяют примерно от 1 до 30 раз, предпочтительнее от 10 до 25 раз, более предпочтительно от 13 до 20 раз. Особенно хорошие результаты при использовании щавелевой кислоты достигаются при количестве циклов в пределах от 13 до 17.
Согласно изобретению дезактивирующий раствор наряду с переходным металлом содержит по меньшей мере один комплексообразующий реагент. Комплексообразующий реагент можно также назвать хелатообразующим реагентом. Комплексообразующие реагенты образуют с ионами металлов хелаты. Примерами комплексообразующих реагентов являются кислоты, такие как нитрилотриуксусная кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота, плавиковая кислота, фосфорная кислота, щавелевая кислота, винная кислота, лимонная кислота, и их соли.
В особенно предпочтительном варианте под комплексообразующим реагентом подразумевается кислота. Дезактивирующий раствор содержит далее воду, в соответствии с чем водорастворимые компоненты дезактивирующего раствора могут присутствовать в нем в своем растворенном виде. Иными словами, дезактивирующий раствор представляет собой водный раствор.
Кислота в предпочтительном варианте выбрана из группы, включающей карбоновую кислоту, метансульфоновую кислоту, щавелевую кислоту, пиколиновую кислоту, азотную кислоту и лимонную кислоту. В еще одном предпочтительном варианте кислота представляет собой смесь из метансульфоновой кислоты и щавелевой кислоты. В наиболее предпочтительном варианте кислота представляет собой щавелевую кислоту. В следующем предпочтительном варианте дезактивирующий раствор содержит далее окислитель, предпочтительно марганцовую кислоту, или восстановитель. В еще одном предпочтительном варианте дезактивирующий раствор содержит метансульфонат цинка, нитрат цинка, перманганат цинка, сульфат цинка и/или комплекс цинка с используемым комплексообразующим реагентом. Комплекс из переходного металла и используемого комплексообразующего реагента особенно предпочтителен.
Применение предлагаемого в изобретении дезактивирующего раствора для осуществления предлагаемого в изобретении способа также является объектом настоящего изобретения.
Примеры
На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано:
на фиг. 1 корреляция между концентрацией Zn в дезактивирующем растворе и дезактивацией по изотопу 60Со,
на фиг. 2 - корреляция между концентрацией Zn в дезактивирующем растворе и дезактивацией по изотопу 60Со и
на фиг. 3 - корреляция между концентрацией Fe в дезактивирующем растворе и дезактивацией по изотопу 60Со.
Пример 1: Корреляция между концентрацией Zn и дезактивацией по изотопу 60Со
В данном примере проводили эксперименты по дезактивации первого контура легководного реактора, определяя среднюю концентрацию Zn и Fe в дезактивирующей среде и количество изотопа 60Со, удаленного при этом из дезактивирующего раствора посредством ионообменной смолы (сильнокислотного катионообменника). Дезактивацию первого контура проводили в 15 циклов.
Из приведенных на фиг. 1 и 2 графиков (определение дезактивации по изотопу 60Со в зависимости от концентрации Zn) следует, что существует очень хорошая корреляция между этим переходным металлом и количеством выведенного 60Со. В сравнении с этим столь же очень хорошей корреляции между концентрацией Fe и количеством 60Со обнаружить не удалось (см. фиг. 3).
Пример 2: Корреляция между концентрацией Ni. соответственно концентрацией Cr и дезактивацией по изотопу 60Со
В данном примере повторяли пример 1, но вместо концентрации Zn рассматривали концентрацию Ni, соответственно концентрацию Cr. В данном случае также обнаружилась корреляция между концентрацией каждого из этих переходных металлов и выведенной с изотопом 60Со радиоактивностью. Определенная в этом примере корреляция проявляла тенденцию к ослаблению и в сравнении с Zn ослабевала у Ni и в еще большей степени у Cr.
Claims (10)
1. Способ дезактивации загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности, заключающийся в выполнении стадии введения по меньшей мере одного участка такой загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности в контакт с дезактивирующим раствором, содержащим комплексообразующий реагент, выбранный из плавиковой кислоты, фосфорной кислоты, азотной кислоты, метансульфоновой кислоты и карбоновых кислот, таких как нитрилотриуксусная кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота, щавелевая кислота, винная кислота, лимонная кислота и пиколиновая кислота, и из их солей, и ион переходного металла, который выбирают из группы, включающей цинк, никель, кобальт и их смеси.
2. Способ по п. 1, при осуществлении которого концентрация переходного металла составляет от не менее 0,5 до не более 15 мг/кг.
3. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при осуществлении которого ион переходного металла представляет собой цинк и присутствует в концентрации от не менее 2 до не более 5 мг/кг.
4. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при осуществлении которого с металлической поверхности удаляют ионы 58Co и/или ионы 60Co.
5. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при осуществлении которого дезактивирующий раствор вводят в первый контур ядерного реактора.
6. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, при осуществлении которого дезактивирующий раствор приводят в циркуляционное движение.
7. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, который в качестве его первой стадии предусматривает стадию предварительного окисления загрязненной радиоактивными веществами металлической поверхности или стадию ее восстановления.
8. Способ по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, который предусматривает далее стадию по меньшей мере частичного удаления находящихся в дезактивирующем растворе радиоактивных изотопов.
9. Способ по п. 8, все стадии которого повторяют по меньшей мере однократно.
10. Применение водного раствора, содержащего комплексообразующий реагент, выбранный из плавиковой кислоты, фосфорной кислоты, азотной кислоты, метансульфоновой кислоты и карбоновых кислот, таких как нитрилотриуксусная кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота, щавелевая кислота, винная кислота, лимонная кислота и пиколиновая кислота, и из их солей, и ион, который выбирают из группы, включающей цинк, никель, кобальт и их смеси в концентрации от не менее 0,5 до не более 15 мг/кг, для дезактивации загрязненных радиоактивными веществами металлических поверхностей.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017107584.4 | 2017-04-07 | ||
DE102017107584.4A DE102017107584A1 (de) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Zinkdosierung zur Dekontamination von Leichtwasserreaktoren |
PCT/EP2018/055374 WO2018184780A1 (de) | 2017-04-07 | 2018-03-05 | Zinkdosierung zur dekontamination von leichtwasserreaktoren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019134954A RU2019134954A (ru) | 2021-05-07 |
RU2019134954A3 RU2019134954A3 (ru) | 2021-05-07 |
RU2767977C2 true RU2767977C2 (ru) | 2022-03-22 |
Family
ID=61691927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019134954A RU2767977C2 (ru) | 2017-04-07 | 2018-03-05 | Дозирование цинка для дезактивации легководных реакторов |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10998106B2 (ru) |
EP (1) | EP3607562B1 (ru) |
JP (1) | JP6858274B2 (ru) |
KR (1) | KR102246411B1 (ru) |
CN (1) | CN110494928A (ru) |
DE (1) | DE102017107584A1 (ru) |
ES (1) | ES2897688T3 (ru) |
RU (1) | RU2767977C2 (ru) |
UA (1) | UA124477C2 (ru) |
WO (1) | WO2018184780A1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0416756A2 (en) * | 1989-08-09 | 1991-03-13 | Westinghouse Electric Corporation | Method for decontaminating a pressurized water nuclear reactor system |
RU2137232C1 (ru) * | 1997-07-31 | 1999-09-10 | Государственный научный центр Российской Федерации "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А.Бочвара" | Способ удаления радиоактивных загрязнений |
US20150117587A1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-04-30 | Westinghouse Electric Company Llc | Ambient temperature decontamination of nuclear power plant component surfaces containing radionuclides in a metal oxide |
JP2015143636A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT9719B (de) | 1901-08-03 | 1902-11-10 | Erminio Ferraris | Kugelmühle für Nassvermahlung. |
GB2077482B (en) * | 1980-06-06 | 1983-06-08 | Us Energy | Coolant system decontamination |
GB2085215A (en) * | 1980-08-11 | 1982-04-21 | Central Electr Generat Board | An application technique for the decontamination of nuclear reactors |
US5434331A (en) * | 1992-11-17 | 1995-07-18 | The Catholic University Of America | Removal of radioactive or heavy metal contaminants by means of non-persistent complexing agents |
DE69417018T2 (de) * | 1993-11-30 | 1999-10-21 | British Nuclear Fuels Plc, Warrington | Verfahren zur behandlung von teilchenmaterial |
GB9610647D0 (en) * | 1996-05-21 | 1996-07-31 | British Nuclear Fuels Plc | Decontamination of metal |
WO2000078403A1 (en) * | 1999-06-24 | 2000-12-28 | The University Of Chicago | Method for the decontamination of metallic surfaces |
FR2803855B1 (fr) * | 2000-01-13 | 2002-05-31 | Usinor | Procede d'oxalatation de la surface zinguee d'une tole |
TW529041B (en) * | 2000-12-21 | 2003-04-21 | Toshiba Corp | Chemical decontamination method and treatment method and apparatus of chemical decontamination solution |
US6944254B2 (en) * | 2002-09-06 | 2005-09-13 | Westinghouse Electric Co., Llc | Pressurized water reactor shutdown method |
DE102009047524A1 (de) | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Areva Np Gmbh | Verfahren zur Oberflächen-Dekontamination |
WO2012009781A1 (en) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Atomic Energy Of Canada Limited | Reactor decontamination process and reagent |
US9738551B2 (en) | 2012-04-18 | 2017-08-22 | Westinghouse Electric Company Llc | Additives for heat exchanger deposit removal in a wet layup condition |
KR20140095266A (ko) * | 2013-01-24 | 2014-08-01 | 한국원자력연구원 | 금속 표면 고착성 방사능 오염 산화막 제거를 위한 무착화성 화학 제염제 및 이를 이용한 화학 제염방법 |
KR101523763B1 (ko) * | 2013-06-19 | 2015-06-01 | 한국원자력연구원 | 금속 표면 고착성 방사능 오염 산화막 제거를 위한 산화 제염제 및 이를 이용한 산화 제염방법 |
US9334579B2 (en) * | 2013-10-29 | 2016-05-10 | Westinghouse Electric Company Llc | Targeted heat exchanger deposit removal by combined dissolution and mechanical removal |
-
2017
- 2017-04-07 DE DE102017107584.4A patent/DE102017107584A1/de not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-03-05 KR KR1020197027140A patent/KR102246411B1/ko active IP Right Grant
- 2018-03-05 RU RU2019134954A patent/RU2767977C2/ru active
- 2018-03-05 EP EP18712094.4A patent/EP3607562B1/de active Active
- 2018-03-05 CN CN201880023839.3A patent/CN110494928A/zh active Pending
- 2018-03-05 UA UAA201910746A patent/UA124477C2/uk unknown
- 2018-03-05 WO PCT/EP2018/055374 patent/WO2018184780A1/de active Application Filing
- 2018-03-05 ES ES18712094T patent/ES2897688T3/es active Active
- 2018-03-05 US US16/603,327 patent/US10998106B2/en active Active
- 2018-03-05 JP JP2019554828A patent/JP6858274B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0416756A2 (en) * | 1989-08-09 | 1991-03-13 | Westinghouse Electric Corporation | Method for decontaminating a pressurized water nuclear reactor system |
RU2137232C1 (ru) * | 1997-07-31 | 1999-09-10 | Государственный научный центр Российской Федерации "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А.Бочвара" | Способ удаления радиоактивных загрязнений |
US20150117587A1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-04-30 | Westinghouse Electric Company Llc | Ambient temperature decontamination of nuclear power plant component surfaces containing radionuclides in a metal oxide |
JP2015143636A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018184780A1 (de) | 2018-10-11 |
DE102017107584A1 (de) | 2018-10-11 |
EP3607562B1 (de) | 2021-09-22 |
RU2019134954A (ru) | 2021-05-07 |
US10998106B2 (en) | 2021-05-04 |
US20200051706A1 (en) | 2020-02-13 |
CN110494928A (zh) | 2019-11-22 |
ES2897688T3 (es) | 2022-03-02 |
JP2020516876A (ja) | 2020-06-11 |
EP3607562A1 (de) | 2020-02-12 |
UA124477C2 (uk) | 2021-09-22 |
RU2019134954A3 (ru) | 2021-05-07 |
KR102246411B1 (ko) | 2021-05-03 |
JP6858274B2 (ja) | 2021-04-14 |
KR20190132374A (ko) | 2019-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5602241B2 (ja) | 表面除染方法 | |
US20130220366A1 (en) | Method for surface decontamination | |
US6504077B1 (en) | Method for the decontamination of metallic surfaces | |
KR101883895B1 (ko) | 방사성 폐기물을 혁신적으로 줄일 수 있는 제염방법 및 이를 위한 키트 | |
JP6339104B2 (ja) | 原子炉の冷却回路の構成部材の表面汚染除去方法 | |
EP3446316B1 (en) | Method for decontaminating metal surfaces of a nuclear facility | |
KR20140095266A (ko) | 금속 표면 고착성 방사능 오염 산화막 제거를 위한 무착화성 화학 제염제 및 이를 이용한 화학 제염방법 | |
KR101523763B1 (ko) | 금속 표면 고착성 방사능 오염 산화막 제거를 위한 산화 제염제 및 이를 이용한 산화 제염방법 | |
EP0090512A1 (en) | Process for treatment of oxide films prior to chemical cleaning | |
CA1230806A (en) | Ceric acid decontamination of nuclear reactors | |
Murray | A chemical decontamination process for decontaminating and decommissioning nuclear reactors | |
RU2767977C2 (ru) | Дозирование цинка для дезактивации легководных реакторов | |
CA2695691C (en) | Method for decontaminating surfaces, which have been contaminated with alpha emitters, of nuclear plants | |
KR20170118110A (ko) | 원자로의 냉각 시스템에서의 금속 표면 오염 제거 방법 | |
US4880559A (en) | Ceric acid decontamination of nuclear reactors | |
KR101601201B1 (ko) | 금속 표면 고착성 방사능 오염 산화막 제거를 위한 무착화성 화학 제염제 및 이를 이용한 화학 제염방법 | |
Murray et al. | Dilute chemical decontamination process for pressurized and boiling water reactor applications | |
Kádár et al. | Accumulation of uranium, transuranium and fission products on stainless steel surfaces. I. A comprehensive view of the experimental parameters influencing the extent and character of the contamination | |
Kaminski et al. | Metal surface decontamination using 1-hydroxyethane-1, 1-diphosphonic acid | |
RU2458418C1 (ru) | Способ удаления переходных металлов и радионуклидов из растворов, содержащих комплексообразующий агент | |
JPS62130396A (ja) | 放射性物質を含む酸化物皮膜の除去方法 | |
Mikhal'chenko et al. | Kinetics of magnetite dissolution in aqueous solutions of hydroxyethylidenediphosphonic acid | |
Swanson | Clean Option: An Alternative Strategy for Hanford Tank Waste Remediation; Detailed Description of First Example Flowsheet | |
KR100313971B1 (ko) | 금속기판상에점착된산화물을용해하는방법 | |
JPS6246298A (ja) | 放射性廃液の処理方法 |