WO2006034787A1 - Flüssigkonzentrat-set - Google Patents

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WO2006034787A1
WO2006034787A1 PCT/EP2005/009969 EP2005009969W WO2006034787A1 WO 2006034787 A1 WO2006034787 A1 WO 2006034787A1 EP 2005009969 W EP2005009969 W EP 2005009969W WO 2006034787 A1 WO2006034787 A1 WO 2006034787A1
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WO
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concentrate
set according
surfactant
liquid concentrate
complexing agent
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PCT/EP2005/009969
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English (en)
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Inventor
Frank Ritscher
Hans-Joachim TÖPFER
Nikolaus Schneider
Original Assignee
Kärcher Futuretech GmbH
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Publication date
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Priority to ES05784752T priority patent/ES2421909T3/es
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a novel liquid concentrate set for use in the decontamination of radioactively contaminated surfaces.
  • radioactive precipitation (fallout, rainout, washout) contaminates radioactive areas and thus also persons staying there, their equipment, vehicles, etc.
  • articles which are very different in terms of material, surface finish, size, etc., should be handled. In addition to clothing and personal equipment items of the contaminated persons, this includes large appliances, vehicles or even weapons.
  • the contamination conditions to be considered are very different, as are the nuclides occurring as well as their chemical and physical form.
  • a decontamination agent was optimized for the scenario "contamination by nuclear weapon failure" in the form of alkylarylsulfonate and EDTA either alone or in admixture with one another.
  • the liquid concentrate set according to the invention significantly reduces the capacities required for storage and transport, since dilution to the use concentration can only be made on demand and then on site.
  • the two liquid concentrates (complexing agent concentrate and surfactant concentrate) are stored separately and combined only during the production of the decontamination solution used.
  • the invention thus provides a set of two liquid concentrates which can be added to the cleaning fluid, ie generally water, very easily, especially on site.
  • the liquid concentrates can also be added automatically to the cleaning fluid, in particular also when using high-pressure cleaners.
  • the inventive liquid concentrate set up Dekontaminati ⁇ be produced onsaten be obtained with which very good decontamination results even at temperatures of 15 0 C, while temperatures were far application requires 60 0 C in the aforementioned A decontamination agents.
  • the concentrates of the liquid concentrate set according to the invention allow a problem-free storage of the active ingredients including citric acid or its salts, without causing flocculation, deposits or crystallization of active ingredients, so that the concentrates are ready for use even after prolonged storage.
  • the decontamination agents in question require storage periods of 10 years or more.
  • the storage stability is achieved in particular because one of the liquid concentrates contains the citric acid component in high concentration as complexing agent, while the other liquid concentrate contains a biodegradable surfactant packed separately.
  • the citrate ion of the citric acid component like the EDTA used in the prior art, reacts with a variety of cations of charge +2 and +3. Although the complexation constants for the citrate ion are significantly below those of EDTA, its complexing activity proves to be sufficient in extensive experiments.
  • the surfactant concentrate (B) may optionally contain further proportions of a complexing agent, in particular also the citric acid component, so that it is not necessary to work with highly concentrated solutions when formulating the complexing agent concentrate.
  • the content of the complexing agent concentrate (A) of citric acid component is at least about 20% by weight. Nevertheless, small amounts of liquid concentrate are sufficient for achieving a sufficiently high concentration of active substances in the decontamination solution used, in particular also based on the citric acid component.
  • the complexing agent concentrate (A) preferably contains the citric acid component as citrate (for example as trisodium salt), while the acidified surfactant concentrate (B1) contains the citric acid component as citric acid monohydrate.
  • the liquid concentrate set according to the invention can be used for a broad spectrum of possible contamination scenarios.
  • the active ingredients necessary for achieving the decontamination effect, each separately as liquid concentrate, also makes it possible to select the active substances used from the point of view of their environmental compatibility so that formulations can be used in total for which the water hazard class 1 (WGK1) applies ,
  • the decontamination agents of the invention are suitable for most conceivable decontamination scenarios, ranging from nuclear fallout to contamination from industrial sources or a terrorist spread of radioactive material, such as e.g. through a so-called "dirty bomb".
  • the citric acid component which plays the role of the complexing agent, is an optimum solution in the sum of its properties such as environmental compatibility, price, availability, handling and effectiveness in decontamination.
  • Suitable preservatives for the complexing agent concentrate (A) are, inter alia, formaldehyde-based preparations, such as those obtainable, for example, under the trade name ACTICIDE FS from Thor GmbH, Germany.
  • a reducing agent suitable for the complexing agent concentrate is e.g. the thiosulfate, which is preferably used in a proportion of at least 0.2% by weight in the concentrate.
  • the proportion of thiosulphate will not be higher than approx. 3% by weight.
  • biodegradable surfactants for the surfactant concentrate (B)
  • the surfactant concentrates can be adjusted to alkaline or acidic.
  • sugar surfactants are suitable for acidified surfactant concentrates (Bl), in particular so-called sugar surfactants are suitable.
  • Sugar surfactants are not only ecologically harmless to a high degree; In addition, they have outstanding performance properties, in particular good foaming properties, cleaning effect and miscibility with water.
  • Preferred sugar surfactants are alkylpolyglycosides based on natural fatty alcohols.
  • a preferred acidified surfactant concentrate (Bl) comprises from 20% to 55% by weight of one or more sugar surfactants.
  • the acidified surfactant concentrate (B1) may additionally contain from 10 to 25% by weight of complexing agent, in particular also in the form of the above-described citric acid component.
  • alkaline surfactant concentrates (B2) For some decontamination scenarios, the use of alkaline surfactant concentrates (B2) is recommended.
  • Particularly recommended alkaline surfactant concentrates contain surfactants which are selected from alkyl polyethylene glycol ethers, fatty alcohol ethoxylates and carboxyalkyl fatty acid derivatives.
  • Typical representatives of the above surfactants are, for example, alkyl (C ⁇ Q) polyethylene glycol ether + 8EO; Fatty alcohol (C 13 -C 15 ) ethoxylate + 8EO; N-2-hydroxyethyl-N-carboxymethyl fatty acid, amidoethylamine Na salt.
  • the proportion of the surfactants in the surfactant concentrate (B2) is preferably 5 to 20% by weight.
  • a preferred alkaline surfactant concentrate (B2) contains from 2.5% to 10% by weight of one or more alkyl polyethylene glycol ethers and from 2.5% to 10% by weight of one or more fatty alcohol ethoxylates.
  • the alkaline surfactant concentrate (B2) may also contain a complexing agent, with a proportion of from 10 to 25% by weight being preferred.
  • a preferred complexing agent here is the nitrilotriacetate.
  • Another alternative of an alkaline surfactant concentrate (B2) contains 5 to 10 wt .-% of one or more Carboxylalkylfettkladerviate, ei ⁇ nen corrosion inhibitor in the form of 5 to 10 wt .-% alkali metal silicate and optionally up to 2.5 wt. % Alkylbenzenesulfonic acid.
  • the concentrates (A) and (B) may contain a solubilizer, which in particular can further improve the storage stability of the concentrates.
  • the invention further relates to the use of the liquid concentrate sets described above for the decontamination of radioactively contaminated surfaces.
  • the concentrates (A) and (B1) are preferably used in the ratio of 5: 7 to 5: 12.
  • the liquid concentrate sets containing the concentrate (A) and concentrate (B2) are preferably used at a ratio of these components of 1:10 to 3:10.
  • the total concentration of the concentrate components (A) and (B) or (Bl) or (B2) in a cleaning fluid, in particular water, is preferably 0.5 to 5 wt .-%.
  • the pH of the final decontamination fluid is preferably 4 to 6.5. If a ratio of citric acid to trisodium salt of 1: 4 is set via the mixing ratio (A): (B1), a well-puffed pH of about 5.6 results in the cleaning fluid. This pH therefore remains largely constant when using different raw waters (for example surface water).
  • the invention further relates to a method for decontaminating radioactively contaminated surfaces using a high-pressure cleaner, wherein a liquid concentrate set as described above is added to the fluid to be discharged by the high-pressure cleaner substantially continuously during the discharge of the fluid.
  • the discharge of the fluid is preferably done as a foam.
  • the fluids are often aqueous fluids, especially water, although surface water can also be used.
  • the concentrate set is preferably added to the cleaning fluid in such a way that a total concentration of from 0.5 to about 5% by weight in the cleaning fluid is achieved.
  • Table 1 Composition of the standardized test soil
  • test soil is mixed together with stirring in the order mentioned in Table 1.
  • special bitumen C must be pulverized with a mortar before mixing.
  • test dirt on the paint surface takes place in the following manner:
  • test soil A sufficient amount of test soil is evenly distributed on the Lackober ⁇ surface.
  • the test dirt must not be rubbed into the paint.
  • a careful distribution with a cotton ball has been preserved here.
  • the applied test soil is fixed with a water spray.
  • test plate is dried at 55 0 C in a drying oven for 10 minutes.
  • Contamination lanthanum - 140, irrigation 1 h, at least 2 h drying
  • Test surface lacquered panels, 35 x 45 cm or 50 x 50 cm
  • Preparation and application of the ready-to-use decontamination agent from the example formulations described below for liquid concentrates according to the invention is carried out by metering in the respective concentrates to the decontamination water using Kärcher high-pressure cleaner (for example type HDS798C) and using the Kärcher foam nozzle (part no .: 2,637-926).
  • Kärcher high-pressure cleaner for example type HDS798C
  • the Kärcher foam nozzle part no .: 2,637-926
  • a pressure-free (water line pressure) is followed by rinsing off.
  • the decontamination requirement is evaluated by measuring the radioactive residual activity, based on the original contamination activity, and is given in%.
  • the components of the complexing agent concentrate (A) can be mixed together without special measures.
  • sugar surfactant in the form of alkyl polyglycoside based on a natural C 8 -C 10 fatty alcohol (eg Glucopon® 215 CS
  • the constituents of the complexing agent concentrate (B1) can be mixed with one another without special measures.
  • sugar surfactant in the form of alkylpolyglycoside based on a natural C 9 -C 15 -fatty alcohol (for example Glucopon® 215
  • the constituents of the complexing agent concentrate (B1) can be mixed with one another without special measures.
  • the constituents of the complexing agent concentrate (B2) can be mixed with one another without special measures.
  • the constituents of the complexing agent concentrate (B2) can be mixed with one another without special measures.
  • the storage stability can be further improved by conventional auxiliaries.
  • a high-pressure cleaning device eg Kärcher HDS789C
  • the decontamination results are given in Table 2.
  • Application Example 3
  • the decontamination results are given in Table 2.
  • the decontamination results are given in Table 2.
  • decontamination depends on the adherence of the radioactive substances to the surface. This is determined by the various physico-chemical processes that accompany the contamination of the relevant surfaces and ultimately determine the type of decontamination. Thus, in practice, a combination of different types of contamination may occur, such as e.g. :
  • the phases of the decontamination process in the case of contamination of surfaces with radioactive particles consists in the demolition of the particles (first phase) and their transport beyond the limits of the surface to be decontaminated (second phase).
  • the first phase depends critically on the nature of the decontaminant (irradiation).
  • the desired decontamination effect on the surface to be de-contaminated can be ensured with optimum contact time.
  • the success of the decontamination presupposes that the second phase of the decontamination (for example by an effective aftertreatment by means of a high-pressure water jet) reliably ensures the removal of the detached radioactive particles from the surface.

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Abstract

Um Mittel für die Dekontamination radioaktiv kontaminierter Oberflächen zur Verfügung zu stellen, die einfach in der Anwendung, lagerstabil und unproblematisch hinsichtlich der Logistikanforderungen sind, wird ein Flüssigkonzentrat-Set vorgeschlagen, das ein wässriges Komplexbildnerkonzentrat und ein wässriges Tensidkonzentrat umfasst, wobei das Komplexbildnerkonzentrat bis zu 35 Gew.% Citronensäurekomponente, umfassend Citronensäure und/oder eines oder mehrerer ihrer Salze und gegebenenfalls geringe Mengen eines Konservierungsmittels und/oder eines Reduktionsmittels und das Tensidkonzentrat mit einem oder mehreren biologisch abbaubaren Tensiden umfasst.

Description

Flüssigkonzentrat-Set
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Flüssigkonzentrat-Set zur Verwendung bei der Dekontamination von radioaktiv kontaminierten Oberflächen.
Nach der Freisetzung von radioaktiven Substanzen in die Umwelt werden durch radioaktive Niederschläge (Fallout, Rainout, Washout) weite Gebiete und somit auch sich dort aufhaltende Personen, deren Ausrüstung, Fahrzeuge, usw. radio¬ aktiv kontaminiert. Bei der Dekontamination sollen Gegenstände, di e hinsichtlich Material, Oberflächenbeschaffenheit, Größe etc. sehr unterschiedlich sind, behan¬ delt werden. Dies schließt neben Bekleidung und persönlichen Ausrüstungsge¬ genständen der kontaminierten Personen Großgeräte, Fahrzeuge oder auch Waf¬ fen ein.
Die zu berücksichtigenden Kontaminationsbedingungen sind sehr verschieden, ebenso wie die dabei auftretenden Nuklide sowie deren chemische und physikali¬ sche Form.
In der Vergangenheit wurde so genannte A-Dekontaminationsmitte l für das Sze¬ narium "Kontamination durch Kernwaffenfallout" in Form von Alkylarylsulfonat und EDTA entweder allein oder auch in Abmischung miteinander optimiert.
Das mit Hilfe dieser Dekontaminationsmittel erzieibare Ergebnis wa r zwar zu¬ frieden stellend, jedoch dürfen diese Dekontaminationsmittel aufgrund ihrer starken Umweltbelastung, insbesondere bei Übungen, Erprobungen oder auch bei der Katastrophen hi If e nicht mehr eingesetzt werden. Für das mittle rweile breiter zu definierende Einsatzspektrum der Dekontaminationsmittel und d ie sich daraus ergebenden vielfältigen Kontaminationsszenarien sind die A-Dekontaminations¬ mittel herkömmlicher Prägung deshalb wenig geeignet. Als Alternative wurde deshalb in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 94 208 66 Ul eine Dekontaminationslösung zum EntStrahlen von radioaktiv kontaminierten Oberflächen vorgeschlagen, welche als Wirkstoffe Citronensäure oder deren Salze, ein Tensid aus der Gruppe der Fettalkoholsulfate und ein weiteres Tensid aus der Gruppe der Sulfobernsteinsäuremonoester beinhaltet. Die Gesamtrezep¬ tur beinhaltet die Wirkstoffe insgesamt mit 1 Gew.-%, wobei die restlichen 99 Gew.-% aus Wasser bestehen.
Die Vorhaltung und der Transport solcher Lösungen stellen naturgemäß hohe lo¬ gistische Anforderungen, weil die fertige Reinigungslösung als solche vorgehalten werden und zu den jeweiligen Einsatzpunkten transportiert werden muss.
Alternativ wäre vorstellbar, die pulverförmigen Bestandteile erst am Einsatzort in Wasser einzumischen. Die pulverförmigen Bestandteile sind jedoch staubende Substanzen und in der Handhabung ungünstig, wodurch Dosierungsprobleme entstehen und zusätzliche aufwändige Arbeitssch ritte erforderlich sind.
Von Seiten der Umweltverträglichkeit weist die in dem deutschen Gebrauchsmu¬ ster vorgeschlagene Dekontaminationslösung deutliche Vorteile gegenüber den bisher verwendeten so genannten A-Dekontaminationsmitteln auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Mittel für die Dekontamination radio¬ aktiv kontaminierter Oberflächen zur Verfügung zu stellen, die einfach in der An¬ wendung, lagerstabil und unproblematisch hinsichtlich der Logistikanforderungen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Flüssigkonzentrat-Set gemäß An¬ spruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Flüssigkonzentrat-Set vermindert die für die Lagerung und den Transport notwendigen Kapazitäten erheblich, da eine Verdünnung auf die Einsatzkonzentration erst im Bedarfsfall und dann vor Ort geschehen kann. Bis zu diesem Zeitpunkt werden die beiden Fiüssigkonzentrate (Komplexbildner¬ konzentrat und Tensidkonzentrat) getrennt gelagert und erst bei der Herstellung der zum Einsatz gelangenden Dekontaminationslösung zusammengeführt. Die Erfindung stellt damit ein Set von zwei Flüssigkonzentraten zur Verfügung, die insbesondere vor Ort sehr einfach dem Reinigungsfluid, d.h. in der Regel Wasser, zudosiert werden können. Insbesondere lassen sich die Flüssigkonzentrate auch automatisch dem Reinigungsfluid zudosieren, insbesondere auch bei dem Einsatz von Hochdruckreinigern.
Mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkonzentrat-Set lassen sich Dekontaminati¬ onslösungen herstellen, mit denen sehr gute Dekontaminationsergebnisse bereits bei Temperaturen von 15 0C erzielt werden, während bei den vorgenannten A- Dekontaminationsmitteln bislang Anwendungstemperaturen von 60 0C verlangt wurden.
Die Konzentrate des erfindungsgemäßen Flüssigkonzentrat-Sets erlauben eine problemfreie Lagerung der Wirkstoffe einschließlich der Citronensäure bzw. deren Salze, ohne dass es zu Ausflockungen, Ablagerungen oder zum Auskristallisieren von Wirkstoffen kommt, sodass die Konzentrate auch nach längerer Lagerdauer unmittelbar für den Einsatz bereit stehen. Bei den in Rede stehenden Dekonta¬ minationsmitteln sind Lagerdauem von 10 Jahren und mehr gefordert.
Die Lagerstabilität wird insbesondere deshalb erzielt, weil eines der Flüssigkon¬ zentrate die Citronensäurekomponente in hoher Konzentration als Komplexbild¬ ner enthält, während das andere Flüssigkonzentrat ein biologisch abbaubares Tensid separat verpackt beinhaltet.
Das Citrat-Ion der Citronensäurekomponente reagiert wie das im Stand der Technik verwendete EDTA mit einer Vielzahl von Kationen der Ladung +2 und +3. Die Komplexbildungskonstanten liegen für das Citrat-Ion zwar deutlich unter denen von EDTA, jedoch erweist sich seine Komplexierungsaktivität in umfangrei¬ chen Versuchen als ausreichend. Das Tensidkonzentrat (B) kann gegebenenfalls weitere Anteile an einem Kom¬ plexbildner, insbesondere auch die Citronensäurekomponente enthalten, so dass bei der Formulierung des Komplexbildnerkonzentrats nicht notwendigerweise mit höchstkonzentrierten Lösungen gearbeitet werden muss. Vorzugsweise beträgt jedoch der Gehalt des Komplexbildnerkonzentrats (A) an Citronensäurekompo¬ nente mindestens ca. 20 Gew.-%. Trotzdem reichen geringe Mengen Flüssig¬ konzentrat für das Erzielen einer ausreichend hohen Konzentration an Wirk¬ stoffen in der zum Einsatz gelangenden Dekontaminationslösung aus, insbeson¬ dere auch bezogen auf die Citronensäurekomponente.
Bevorzugt enthält das Komplexbildnerkonzentrat (A) die Citronensäurekompo¬ nente als Citrat (z.B. als Trinatriumsalz), während das sauer eingestellte Tensid¬ konzentrat (Bl) die Citronensäurekomponente als Citronensäure-Monohydrat enthält.
Das erfindungsgemäße Flüssigkonzentrat-Set ist für ein breites Spektrum mögli¬ cher Kontaminations-Szenarien einsetzbar. Die zur Erzielung der Dekontaminati¬ onswirkung erforderlichen Wirkstoffe jeweils getrennt als Flüssigkonzentrat vor¬ rätig zu halten, erlaubt die Auswahl der verwendeten Wirkstoffe auch unter dem Gesichtspunkt ihrer Umweltverträglichkeit, sodass insgesamt Rezepturen ver¬ wendet werden können, für die die Wassergefährdungsklasse 1 (WGKl) gilt.
So eignen sich die erfindungsgemäßen Dekontaminationsmittel für die meisten denkbaren Dekontaminationsszenarien, angefangen von nuklearem Fallout bis zu Kontaminationen aus industriellen Quellen oder einer terroristischen Verbreitung radioaktiven Materials, wie z.B. durch eine so genannte "Dirty Bomb".
Durch die Möglichkeit in den Konzentraten sehr hohe Wirkstoffanteile in flüssiger Form bereit zu halten, muss dem Reinigungsfluid nur geringe Menge Konzentrat zudosiert werden, sodass sich erhebliche logistische Vorteile hieraus ergeben. Die Citronensäurekomponente, die die Rolle des Komplexbildners spielt, stellt in der Summe ihrer Eigenschaften wie Umweltverträglichkeit, Preis, Verfügbarkeit, Handhabung und Wirksamkeit bei der Dekontamination eine optimale Lösung dar.
Als Konservierungsmittel für das Komplexbildnerkonzentrat (A) eignen sich unter anderen Formaldehyd basierende Präparate, wie sie beispielsweise unter der Handelsbezeichnung ACTICIDE FS von der Thor GmbH, Deutschland erhältlich sind.
Ein für das Komplexbildnerkonzentrat geeignetes Reduktionsmittel stellt z.B. das Thiosulfat dar, welches vorzugsweise mit einem Anteil von mindestens 0,2 Gew.- % im Konzentrat verwendet wird. Deutlich höhere Anteile sind möglich, jedoch wird man unter praktischen Gesichtspunkten den Anteil des Thiosulfats nicht hö¬ her als ca . 3 Gew.-% wählen.
Bei der Auswahl der biologisch abbaubaren Tenside für das Tensidkonzentrat (B) kann auf verschiedene Tenside zurückgegriffen werden, wobei vorzugsweise solche Tenside Verwendung finden, die ebenfalls der WGK 1 zugeordnet werden. Die Tensidkonzentrate können dabei alkalisch oder sauer eingestellt werden.
Für sauer eingestellte Tensidkonzentrate (Bl) eignen sich insbesondere so ge¬ nannte Zuckertenside. Zuckertenside sind nicht nur ökologisch in hohem Maße unbedenklich; sie weisen darüber hinaus hervorragende anwendungstechnische Eigenschaften auf, insbesondere gute Schaumbildungseigenschaften, Reini¬ gungswirkung und Mischbarkeit mit Wasser.
Als Zuckertenside werden bevorzugt auf natürlichen Fettalkoholen basierende Alkylpolyglycoside verwendet.
Bevorzugt werden diese aus auf C8-C14-, C8-C1Q' C12"C14 Fettalkoholen ba¬ sierenden Alkylpolyglucosiden ausgewählt. Ein bevorzugtes sauer eingestelltes Tensidkonzentrat (Bl) umfasst 20 bis 55 Gew.-% ein oder mehrere Zuckertenside.
Daneben kann das sauer eingestellte Tensidkonzentrat (Bl) 10 bis 25 Gew.-% zusätzlich an Konπplexbildner enthalten, insbesondere auch in Form der oben be¬ schriebenen Citronensä urekomponente.
Für manche Dekontaminationsszenarien empfiehlt sich die Verwendung alkalisch eingestellter Tensidkonzentrate (B2).
Besonders empfehlenswerte alkalische Tensidkonzentrate (B2) enthalten Tensi¬ de, die ausgewählt sind aus Alkylpolyethylenglykolethem, Fettalkoholethoxylaten und Carboxyalkylfettsäurederivaten.
Typische Vertreter für die vorgenannten Tenside sind z.B. Alkyl(C^Q)polyethylen- glykolether + 8EO; Fettalkohol(C13-C15)-ethoxylat + 8EO; N-2-Hydroxyethyl-N- carboxymethylfettsäure, amidoethylamin Na-SaIz.
Der Anteil der Tenside in dem Tensidkonzentrat (B2) beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%.
Ein bevorzugtes alkalisch eingestelltes Tensidkonzentrat (B2) enthält 2,5 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Alkylpolyethylenglycolether und 2,5 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Fettalkoholethoxylate.
Auch das alkalisch eingestellte Tensidkonzentrat (B2) kann einen Komplexbildner enthalten, wobei hier ein Anteil von 10 bis 25 Gew.-% bevorzugt ist.
Ein bevorzugter Komplexbildner ist hierbei das Nitrilotriacetat. Eine weitere Alternative eines alkalischen eingestellten Tensidkonzentrats (B2) enthält 5 bis 10 Gew.-% einer oder mehrerer Carboxylalkylfettsäurederviate, ei¬ nen Korrosionsinhibitor in Form von 5 bis 10 Gew.-% Alkalisilikat sowie gegebe¬ nenfalls bis zu 2,5 Gew.-% Alkylbenzolsulfonsäure.
Ferner können die Konzentrate (A) und (B) einen Lösungsvermittler enthalten, der insbesondere die Lagerstabilität der Konzentrate weiter verbessern kann.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der zuvor beschriebenen Flüssigkon¬ zentrat-Sets zur Dekontamination von radioaktiv kontaminierten Oberflächen.
Bei der Verwendung der Flüssigkonzentrat-Sets werden die Konzentrate (A) und (Bl) vorzugsweise im Verhältnis von 5: 7 bis 5: 12 verwendet.
Die Flüssigkonzentrat-Sets, die das Konzentrat (A) und Konzentrat (B2) beinhal¬ ten, werden vorzugsweise mit einem Verhältnis dieser Komponenten von 1: 10 bis 3:10 verwendet.
Die Gesamtkonzentration an den Konzentratkomponenten (A) und (B) bzw. (Bl) oder (B2) in einem Reinigungsfluid, insbesondere Wasser, beträgt bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%.
Bei Verwendung der sauer eingestellten Tensidkonzentrate (Bl) liegt der pH des fertigen Dekontaminationsfluids bevorzugt bei 4 bis 6,5. Wird über das Mi¬ schungsverhältnis (A): (Bl) ein Verhältnis Citronensäure:Trinatriumsalz von 1:4 eingestellt, ergibt sich im Reinigungsfiuid ein gut gepuffter pH von ca. 5,6. Dieser pH bleibt deshalb bei Verwendung verschiedener Rohwässer (z.B. Oberflächen¬ wasser) weitestgehend konstant.
Bei Verwendung alkalisch eingestellter Tensidkonzentrate wird im Reinigungsfluid ein pH von 10 bis 12 angestrebt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Dekontamination radioaktiv kon¬ taminierter Oberflächen unter Verwendung eines Hochdruckreinigers, wobei ein Flüssigkonzentrat-Set wie zuvor beschrieben dem von den Hochdruckreiniger auszubringende Fluid im Wesentlichen kontinuierlich beim Ausbringen des Fluids zudosiert wird. Das Ausbringen des Fluids geschieht bevorzugt als Schaum.
Die Fluide sind wie zuvor erwähnt häufig wässrige Fluide, insbesondere Wasser, wobei auch Oberflächenwasser zum Einsatz kommen kann.
Das Konzentrat-Set wird dem Reinigungsfluid vorzugsweise so zudosiert, dass eine Gesamtkonzentration von 0,5 bis ca. 5 Gew.-% in d em Reinigungsfluid er¬ reicht wird.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folg enden anhand von Bei¬ spielen noch näher erläutert.
Ermittlung der Dekontaminationswirkung
Mit nachfolgend beschriebenen Rezepturen für Flüssigko nzentrat-Sets werden entsprechende Versuche durchgeführt, bei denen ihre Dekontaminationswirkung (Reinigungswirkung) auf lackierten Testblechen ermittelt wird, die bei einem Teil der Versuche mit einem standardisierten Testschmutz beaufschlagt (kontaminiert) wurden.
Standardisierter Testschmutz
Tabelle 1 : Zusammensetzung des standardisierten Testschmutzes
Figure imgf000010_0001
Der Testschmutz wird in der Tabelle 1 genannten Reihenfolge unter Rühren zu¬ sammengemischt. Das Spezialbitumen C muss vor der Anmischung mit einem Mörser pulverisiert werden.
Das Aufbringen des Testschmutzes auf die Lackoberfläche erfolgt in folgender Art und Weise:
Eine ausreichende Menge Testschmutz wird gleichmäßig auf die Lackober¬ fläche verteilt. Der Testschmutz darf nicht in den Lack eingerieben werden. Ein vorsichtiges Verteilen mit einem Wattebausch hat sich hier bewahrt. Der aufgebrachte Testschmutz wird mit einem Wassersprühnebel fixiert.
Überschüssiger Testschmutz wird durch einen drucklosen Wasserstrahl ab¬ gewaschen.
Das Testblech wird bei 55 0C im Trockenschrank 10 Minuten getrocknet.
Kontamination der Testsusbtrate
Kontamination: Lanthan - 140, Beregnung 1 h, mindestens 2 h Trocknung
Testoberfläche: lackierte Platten, 35 x 45 cm bzw. 50 x 50 cm
- auf saubere Platten
- auf Platten mit Testanschmutzung
Durchführung der Dekontamination
Herstellung und Applikation des anwendungsbereiten Dekontaminationsmittels aus den nachfolgend beschriebenen Beispielsrezepturen für erfindungsgemäße Flüssigkonzentrate erfolgt durch Zudosierung der jeweiligen Konzentrate zum Dekontaminationswasser mittels Kärcher-Hochdruckreiniger (z.B. Typ HDS798C) und unter Verwendung der Kärcher Schaumdüse (Teile-Nr. : 2.637-926).
Nach der gewählten Einwirkzeit des Dekontaminationsschaums folgt ein drucklo¬ ses (Wasserleitungsdruck) Abspülen. Die Bewertung des Dekontaminationserfoiges geschieht mittels Messung der ra¬ dioaktiven Restaktivität, bezogen auf die ursprüngliche Kontaminationsaktivität und wird in % angegeben.
Rezeptur-Beispiel 1 : Kompiexbildnerkonzentrat (A)
30 Gew.-% Trinatriumcitrat
1 Gew.-% Natriumthiosulfat
0,2 Gew.-% Konservierungsmittel ACTICIDE FS
Rest demineralisiertes Wasser
Die Bestandteile des Komplexbildnerkonzentrats (A) können ohne besondere Maßnahmen miteinander vermischt werden.
Rezeptur-Beispiel 2: saures Tensidkonzentrat (Bl)
40 Gew.-% Zuckertensid in Form von Alkylpolyglykosid basierend auf ei¬ nem natürlichen C8-C10-Fettalkohol (z.B. Glucopon® 215 CS
UP der Firma Cognis B. V., Niederlande) 18 Gew.-% Citronensäure-Monohydrat
Rest demineralisiertes Wasser
Die Bestandteile des Komplexbildnerkonzentrats (Bl) können ohne besondere Maßnahmen miteinander vermischt werden.
Rezeptur-Beispiel 3: saures Tensidkonzentrat ("Bl)
30 Gew.-% Zuckertensid in Form von Alkylpolyglykosid basierend auf ei¬ nem natürlichen Cg-C-^-Fettalkohol (z.B. Glucopon® 215
CSUP und/oder Glucopon® 215 DK/HH der Firma Cognis B.V.) 5 Gew.-% Zuckertensid in Form von Alkylpolyglykosid basierend auf ei¬ nem natürlichen C8-C10-Fettalkohol (z.B. Glucopon® 600 EC
UP der Firma Cognis B. V.) 19,5 Gew.-% Citronensäure Monohydrat
Rest demineralisiertes Wasser
Die Bestandteile des Komplexbildnerkonzentrats (Bl) können ohne besondere Maßnahmen miteinander vermischt werden.
Rezeptur-Beispiel 4: alkalisches Tensidkonzentrat (B2)
15 Gew.-% Trinatriumnitrilotriacetat als Komplexbildner
3 Gew.-% Alkyl(C10)polyethylenglykolether + 8EO
3 Gew.-% Fettalkohol(C13-C15)-ethoxylat + 8EO
Rest demineralisiertes Wasser
pH = 12,5 (bei 20 0C), in 1 %iger Verdünnung pH = 10
Die Bestandteile des Komplexbildnerkonzentrats (B2) können ohne besondere Maßnahmen miteinander vermischt werden.
Rezeptur-Beispiel 5: alkalisches Tensidkonzentrat fB2)
8 Gew.-% Alkyl(C10)polyethylenglykolether + 8^0
8 Gew.-% Fettalkohol (C13-C15)ethoxylat + 8EO
5 Gew.-% N-2-Hydroxyethyl-N-carboxymethylfettsäure, amidoethylamin, Na-SaIz (30 %ig wässrig)
6 Gew.-% Alkalisilikat
1 Gew.-% Alkylbenzolsulfonsäure
Rest demineralisiertes Wasser pH = 13 (bei 20 0C); in 1 %iger Verdünnung pH = 11
Die Bestandteile des Komplexbildnerkonzentrats (B2) können ohne besondere Maßnahmen miteinander vermischt werden.
Bei den vorstehenden Rezeptur-Beispielen 1 bis 5 lässt sich die Lagerstabilität durch übliche Hilfsstoffe weiter verbessern.
Anwendunqsbeispiel 1:
Das Komplexbildnerkonzentrat (A) von Beispiel 1 wird zusammen mit dem Ten- sidkonzentrat (Bl) von Beispiel 2 dem von einem Hochdrucksreinigungsgerät (z.B. Kärcher HDS789C) ausgebrachten Wasserstrom im Verhältnis (A): (Bl) = 5:10 zudosiert, sodass im einen Fall eine Gesamtkonzentration der beiden Kon¬ zentrate von 2 im anderen Fall 5 Gew.-% resultiert.
Die Dekontaminationsergebnisse an sauberen und mit Testschmutz verunreinig¬ ten Testplatten sind in der Tabelle 2 angegeben. Die genannten Werte gelten für Dekontaminationsfluide mit einer Temperatur von 15 0C und einer Einwirkungs¬ dauer von 5 min.
Anwendunqsbeispiel 2:
Das Komplexbildnerkonzentrat (A) von Beispiel 1 wird zusammen mit dem Ten- sidkonzentrat (Bl) von Beispiel 3 wie in Anwendungbeispiel 1 beschrieben in ei¬ nem Verhältnis (A1):(B1) = 5: 10 ausgebracht. Die Dekontaminationsergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Anwendungsbeispiel 3 :
Das Komplexbildnerkonzentrat (A) von Beispiel 1 wird zusammen mit dem Ten- sidkonzentrat (B2) von Beispiel 4 wie in Anwendungsbeispiel 1 beschrieben in einem Verhältnis (A):(B2) = 1,5:10 ausgebracht. Die Dekontaminationsergeb¬ nisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Anwendungsbeispiel 4:
Das Komplexbildnerkonzentrat (A) von Beispiel 1 wird zusammen mit dem Ten- sidkonzentrat (B2) von Beispiel 5 wie in Anwendungsbeispiel 1 beschrieben in ei¬ nem Verhältnis (A) :(B2) = 2,3 : 10 ausgebracht. Die Dekontaminationsergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Figure imgf000015_0001
Eine Einwirkzeit von 5 min ist in vielen Fällen ausreichend. Längere Einwirkzeiten bringen weiter verbesserte Dekontaminationsergebnisse, wobei Einwirkzeiten von mehr als 10 min kaum noch größere Effekte zeigen.
Bei einer Temperatur von 50 0C durchgeführte Versuche zeigen, dass die Dekontaminationsergebnisse nur geringfügig von der Temperatur abhängig sind. Die erzielbare Restaktivität als Maß für den Dekontaminationserfolg ist u.a. ab¬ hängig von der Art der Kontamination, von den Materialeigenschaften sowie der Art und dem Zustand der zu dekontaminierenden Oberfläche und von den De¬ kontaminationsmitteln und -verfahren. Sie ist somit einerseits ein objektiver Gradmesser für die Qualität der Dekontamination. Andererseits ist sie eine rela¬ tive Größe, da die Effektivität der Dekontamination nur unter einheitlichen Be¬ dingungen verglichen werden können, d.h. für ein und dasselbe System (radioaktiver Stoff - Oberfläche - Dekontaminationsverfahren).
Der Erfolg der Dekontamination hängt vom Anhaften der radioaktiven Stoffe mit der Oberfläche ab. Dies ist durch die verschiedenen physikalisch-chemischen Prozesse bestimmt, die die Kontamination der relevanten Oberflächen begleiten und letztlich die Art der Dekontamination bestimmen. So kann in der Praxis eine Kombination verschiedener Arten der Kontamination auftreten, wie z.B. :
Adhäsion fester oder flüssiger radioaktiver Stoffe
Adsorption, Ionenaustausch, Adsorption/Chemisorption von Radionukliden
Diffusion und Eindringen von Radionukliden in die Tiefe der Oberfläche.
Unter den Bedingungen von radioaktivem Fall-out oder Rain-out nach Kernwaf¬ fendetonationen bzw. Havarien oder Unfällen in Kernanlagen erfolgt im Regelfall ein freies Absetzen von Trägern radioaktiver Stoffe aus der Luft in Form von fe¬ sten Partikeln oder Tropfen. Bedingt auch durch die unterschiedliche Neigung der Oberflächen kommt es zu einer ungleichmäßigen Kontamination der äußeren Oberfläche der betroffenen Objekte.
Die Phasen des Dekontaminationsprozesses im Falle einer Kontamination von Oberflächen mit radioaktiven Teilchen besteht im Abriss der Teilchen (erste Phase) sowie ihrem Transport über die Grenzen der zu dekontaminierenden Oberfläche hinaus (zweite Phase). Insbesondere die erste Phase hängt in entscheidendem Maße von der Art des Dekontaminationsmittels (Einstrahlungsmittels) ab. Bei Anwendung der erfin¬ dungsgemäßen wässrigen Tensid- und Komplexbiidnerkonzentraten kann bei optimaler Kontaktzeit der angestrebte Dekontaminationseffekt auf der zu de¬ kontaminierenden Oberfläche gesichert werden. Der Erfolg der Dekontamination setzt aber voraus, dass die zweite Phase der Dekontamination (z.B. durch eine effektive Nachbehandlung mittels Hochdruck-Wasserstrahl) zuverlässig das Ent¬ fernen der abgelösten radioaktiven Teilchen von der Oberfläche gewährleistet.
Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass die Effektivität einer Dekontamination nicht allein von der Art des Dekontaminationsmittels abhängt, sondern von der optimalen Berücksichtigung aller für die Dekontamination relevanten Einfluss¬ faktoren. Somit ist der Dekontaminationsprozess stets ganzheitlich zu betrach¬ ten.
Die in der ABC-Abwehr erforderlichen Dekontaminationsverfahren müssen daher für alle zu erwartenden Einsatzbedingungen im höchsten Maße universell ver¬ wendbar sein. Das bedingt eine optimales Zusammenspiel zwischen hocheffekti¬ ven Dekontaminationsmitteln (Entstrahlungsmitteln) und dazu adäquaten Appli¬ kations- und Nachbehandlungssystemen. Hieraus wird die Bedeutung ersichtlich, das erfindungsgemäße Flüssigkonzentrat-Set mit Hockdruckstrahlgeräten ausbringen zu können.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E
1. Flüssigkonzentrat-Set zur Verwendung bei der Dekontamination radioaktiv kontaminierter Oberflächen, umfassend ein wässriges Komplexbildnerkon¬ zentrat und ein wässriges Tensidkonzentrat, wobei
(A) das Komplexbildnerkonzentrat umfasst
(a) bis zu 35 Gew.-% einer Citronensäurekomponente, umfassend Citronensäure und/oder eines oder mehrere ihrer Salze; und
(b) gegebenenfalls geringe Mengen eines Konservierungsmittels und/oder eines Reduktionsmittels
und
(B) das Tensidkonzentrat mit einem oder mehreren biologisch abbaubaren Tensiden.
2. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexbildnerkonzentrat (A) mindestens 20 Gew-% an Citronensäure¬ komponente umfasst.
3. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexbildnerkonzentrat (A) als Reduktionsmittel mindestens 0,2 Gew.-% Thiosulfat umfasst.
4. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Thiosulfat in dem Komplexbildnerkonzentrat (A) höchstens 3 Gew.-% beträgt.
5. Flüssigkonzentrat-Set nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Tensidkonzentrat ein sauer eingestelltes Tensidkonzen- trat (Bl) ist und als Tensid ein oder mehrere Zuckertenside, insbesondere in Form von auf natürlichen Fettalkoholen basierenden Alkylpolyglycosiden umfasst.
6. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkylpolyglycoside auf C8-C14-, C8-C10- und/oder C12-C14-Fettalkoholen basieren.
7. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tensidkonzentrat (Bl) die Zuckertenside mit einem Anteil von 20 bis 55 Gew.-% enthält.
8. Flüssigkonzentrat-Set nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Tensidkonzentrat (Bl) einen Anteil an einem Komplex¬ bildner enthält.
9. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplexbildner in dem Tensidkonzentrat (Bl) mit einem Anteil von 10 bis 25 Gew.-% enthalten ist.
10. Flüssigkonzentrat-Set nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Tensidkonzentrat ein alkalisch eingestelltes Tensidkon¬ zentrat (B2) ist und Tenside umfasst, die ausgewählt sind aus Alkylpoly- ethylenglykolethem, Fettalkoholethoxylaten und Carboxyalkylfettsäure- derivaten.
11. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Tenside in dem Tensidkonzentrat (B2) 5 bis 20 Gew.-% be¬ trägt.
12. Flüssigkonzeπtrat-Set nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Tensidkonzentrat (B2) 2,5 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Alky- polyethylenglykolether und 2,5 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Fettal- koholethoxylate umfasst.
13. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Tensidkonzentrat (B2) einen Anteil eines Komplexbildners umfasst.
14. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplexbildner mit einem Anteil von 10 bis 25 Gew.-% in dem Tensid¬ konzentrat (B2) enthalten ist.
15. Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplexbildner Nitrilotriacetat umfasst.
16. Flüssigkonzentrat-Set nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Tensidkonzentrat (B2) einen Korrosionsinhibitor umfasst.
17 Flüssigkonzentrat-Set nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Tensidkonzentrat (B2) in Kombination 5 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Carboxamethylfettsäurederivate, 5 bis 10 Gew.-% Alkalisilikat als Korrosionsinhibitor und bis zu 2,5 Gew.-% Alkylbenzolsulfonsäure enthält.
18. Verwendung eines Flüssigkonzentrat-Sets gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Oberfläche.
19. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzen¬ trate (A) und (Bl) im Verhältnis 5:7 bis 5: 12 verwendet werden.
20. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzen¬ trate (A) und (B2) im Verhältnis 1: 10 bis 3: 10 verwendet werden.
21. Verwendung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrate (A) und (B), (A) und (Bl) bzw. (A) und (B2) jeweils in einer Gesamtkonzentration von 0,5 bis 5 Gew.-% einem Reinigungsfluid, insbe¬ sondere Wasser, zugesetzt werden.
22. Verfahren zur Dekontamination radioaktiv dekontaminierter Oberflächen unter Verwendung eines Hochdruckreinigers, wobei ein Flüssigkonzentrat- Set gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 einem von dem Hochdruckreini¬ ger auszubringenden Fluid im Wesentlichen kontinuierlich beim Ausbringen des Fluids zudosiert wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein wässriges Fluid ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige Fluid Wasser ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrat-Set dem Fluid zur Erzielung einer Gesamtkonzentra¬ tion im Fluid von 0,5 bis 5 Gew.-% zudosiert wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrate (A) und (Bl) in einem Verhältnis von 5:7 bis 5: 12 verwendet werden.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrate (A) und (B2) in einem Verhältnis von 1: 10 bis 3: 10 verwendet werden.
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