Способ дезактивации


 


Владельцы патента RU 2416833:

Открытое акционерное общество "Атомэнергоремонт" (RU)

Изобретение относится к области дезактивации твердых радиоактивных отходов, переработки жидких радиоактивных отходов и фиксации радиоактивных элементов в устойчивой твердой среде. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности дезактивации. Согласно изобретению способ дезактивации оборудования от поверхностных радиоактивных загрязнений путем воздействия ультразвука на дезактивируемую поверхность через дезактивирующий раствор, представляющий собой суспензию глины в воде с добавлением абразивного компонента и фосфорной кислоты, которая, реагируя с оксидами алюминия, содержащимися в глине, а также и с оксидами других металлов, в том числе и с оксидами металлов, удаляемых с дезактивируемой поверхности, переводит суспензию в твердое состояние фосфатной керамики, фиксируя в себе загрязнения. 1 ил.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, а точнее к удалению радиоактивных загрязнений с поверхностей оборудования, находившегося в контакте с радиоактивными средами.

Известны способы дезактивации конструкционных материалов путем воздействия на них растворами химических реагентов и промывкой [1]. К недостаткам подобных способов относится то, что дезактивирующие растворы после дезактивации становятся радиоактивными и должны в последующем подвергаться многостадийной переработке как радиоактивные отходы (РАО), чтобы в конечном итоге перевести их в твердое и стойкое к внешним воздействиям состояние - упаковка отходов в матрицу, обеспечивающую их длительное безопасное хранение.

Известен способ дезактивации [2], при котором дезактивация оборудования от поверхностных радиоактивных загрязнений производится путем воздействия ультразвука на дезактивируемую поверхность через водную глинистую суспензию. Возникающие в суспензии под действием ультразвука кавитапионные явления вырывают частицы дезактивируемой поверхности, перенося их в раствор; отработанный раствор, вобравший в себя удаленные с поверхности оборудования радиоактивные загрязнения, подсушивают, формуют, термообрабатывают, переводя в керамическую матрицу.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что для перевода глинистой суспензии в состояние твердой керамики требуется специальное и сложное оборудование, так как дело приходится иметь с высокоактивным дезактивирующим раствором, а высокая температура термообработки (более 1000°С) требует больших затрат энергии.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а также повышение эффективности дезактивации и создание более прочной матрицы для радиоактивных элементов, отправляемых на длительное хранение.

Эта цель достигается тем, что в глинистую суспензию, содержащую и абразивный компонент, непосредственно перед дезактивацией добавляют фосфорную кислоту, полученную смесь используют как дезактивирующий раствор при ультразвуковой дезактивации, после дезактивации отработанный раствор сливают в емкость для хранения, где он отверждается, при этом количество вводимой фосфорной кислоты берут с учетом как количества оксидов алюминия, содержащихся в суспензии, так и оксидов, которые переходят в раствор с дезактивируемой поверхности.

Фосфорная кислота, добавляемая в суспензию непосредственно перед дезактивацией, выполняет две основные функции. Во-первых, она вступает в реакцию с оксидом алюминия, образуя алюминиево-фосфатную керамику, например, по уравнению

Аl2O3+2Н3РO4→2АlРO4+3H2O.

При температурах ниже 100°С эта реакция течет очень медленно, поэтому находящаяся в суспензии в свободном состоянии фосфорная кислота в процессе дезактивации выполняет вторую функцию - растворяет оксидные отложения на дезактивируемой поверхности, что повышает эффективность и скорость дезактивации особенно под воздействием ультразвука, т.к. ультразвук является сильным катализатором. Кроме того, выделяющаяся в процессе реакции вода компенсирует ее испарение из суспензии во время дезактивации, т.е. предохраняет суспензию от преждевременного загустевания.

При облучении суспензии ультразвуком в процессе дезактивации получаемая из нее в последующем керамическая матрица становится значительно прочнее, чем фосфатная керамика, полученная из той же суспензии, но не подвергавшейся облучению. Проведенные исследования показали, что если предел прочности на сжатие у фосфатной керамики из необлученной суспензии составлял 20-25 мПа, то из облученной - 75-80 мПа.

На чертеже представлена одна из возможных схем устройства для реализации предложенного способа дезактивации.

Устройство содержит емкость-сборник дезактивирующей жидкости 1, насос для подачи дезактивирующей жидкости 2, подвижную локальную ванну дезактивации 3 с ультразвуковым излучателем 4, генератор электрических колебаний 5, емкость для отверждения и хранения РАО 6.

Дезактивация производится следующим образом. В емкость 1 заливается водная глинистая суспензия, одним из компонентов которой является фосфорная кислота. При помощи насоса 2 суспензия подается во внутреннюю полость локальной ванны 3, в которой расположена излучающая поверхность ультразвукового излучателя 4. Локальная ванна прижата к дезактивируемой поверхности 7 и может перемещаться по ней при помощи специального механизма (не показан). При включении в работу ультразвукового генератора 5 излучатель 4 начинает излучать ультразвуковые колебания в глинистую суспензию, заполняющую пространство между излучающей поверхностью излучателя и дезактивируемой поверхностью. Под воздействием кавитации, а также акустических течений, возникающих в суспензии, благодаря абразивному воздействию, а также химическому воздействию, вследствие наличия в суспензии фосфорной кислоты, радиоактивные отложения удаляются с поверхности 7 и переходят в суспензию. Механизм перемещения постепенно перемещает локальную ванну по поверхности 7, производя ее дезактивацию. Излишки суспензии из локальной ванны сливаются в емкость 1. Суспензия может использоваться многократно. Отработанный дезактивирующий раствор сливается в емкость 6, где отверждается, например, путем перемешивания при температуре 140-200° [3], а затем отправляется на длительное хранение.

При поиске аналогов и прототипа не обнаружены технические решения, сходные с отличительными признаками заявляемого способа, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "Изобретательский уровень".

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволил выявить отличительные признаки, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "новизна".

Возможность использования заявляемого изобретения в отечественной промышленности позволяет сделать вывод о его соответствию критерию «промышленная применимость».

По предлагаемому способу путем воздействия ультразвука на дезактивируемую поверхность через дезактивирующий раствор, представляющий собой суспензию глины в воде с добавлением фосфорной кислоты, достигается повышение эффективности дезактивации и возможность перевода дезактивирующего раствора в алюминиево-фосфатаую керамику, а количество вводимой в суспензию фосфорной кислоты берется с учетом как количества оксидов алюминия, содержащихся в суспензии, так и оксидов, которые переходят в раствор с дезактивируемой поверхности.

Источники информации

1. Патент № 2245587 RU.

2. Патент № 2328785 RU.

3. Патент № 2318260 RU.

Способ дезактивации оборудования от поверхностных радиоактивных загрязнений путем воздействия ультразвука на поверхность через водную глинистую суспензию, отличающийся тем, что в глинистую суспензию до дезактивации вводят абразивный компонент и фосфорную кислоту, количество вводимой в суспензию фосфорной кислоты берется с учетом как количества оксидов алюминия, содержащихся в суспензии, так и оксидов, которые переходят в раствор с дезактивируемой поверхности, выполняют дезактивацию, после использования раствор сливают в емкость, в которой производится его отверждение в фосфатную керамику.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, реабилитации территорий, загрязненных радионуклидами среднего и низкого уровня удельной активности. .
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к области переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ), и может быть использовано в технологических схемах переработки ОЯТ.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды, конкретно к дезактивации почв, грунтов, песка, ионообменных смол, шлаков и других твердых сыпучих отходов, загрязненных радионуклидами, и может применяться на АЭС, радиохимических производствах, в зонах техногенных катастроф и аварийных разливов ЖРО.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к методам обращения с радиоактивными отходами, и может быть использовано при демонтаже кессонов с размещенными в них дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС), находящимися в хранилищах судов атомно-технологического обслуживания (АТО).

Изобретение относится к способам растворения оксидов актинидов, являющихся основой оксидного ядерного топлива, и может быть использовано для переработки некондиционных топливных сборок тепловыделяющих элементов и сборок, прошедших ядерный топливный цикл в реакторе.
Изобретение относится к области радиохимии, в частности к способу выделения рутения из облученного технеция, представляющего собой сплав технеция и рутения, и может быть использовано в радиохимии, аналитической и в препаративной химии.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, реабилитации территорий, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами. .

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами и предназначено для переработки радиоактивно загрязненного пластиката низкого и среднего уровней активности.

Изобретение относится к средствам защиты окружающей среды от радиоактивных загрязнений, а именно к дезактивирующим полимерным композициям на основе водных дисперсий полиакрилатов и/или поливинилацетатов.

Изобретение относится к технологии очистки поверхностей от различных загрязнений, способ дистанционной очистки поверхности от загрязнений, преимущественно радиоактивных, путем их удаления с помощью гибкой неметаллической сетки включает доставку гибкой сетки к месту производства работ, укладку ее на загрязненную поверхность, нанесение на нее очищающего пленкообразующего состава, выдержку его до затвердевания и удаление сетки вместе с загрязнениями.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами, а именно к способу реагентной дезактивации песчаных грунтов от радионуклидов цезия, который включает обработку песчаных грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в качестве которых используют минеральную серную кислоту с концентрацией 2-4 М, при соотношении жидкой и твердой фаз 0,5/1-1/1 в автоклаве при температуре 100-140°С
Изобретение относится к технологии переработки уранфторсодержащих отходов и может быть использовано для переработки отходов сублиматного производства

Изобретение относится к области разделения ионов металлов и их изотопов под воздействием электромагнитного поля в диссоциированных растворах и может быть использовано при переработке отработавшего ядерного топлива и руд, содержащих редкоземельные элементы, для очистки промышленных и бытовых стоков
Изобретение относится к атомной промышленности, к способам обращения с радиоактивными отходами (РАО), в частности к способам переработки РАО с помощью технологий, предусматривающих их термообработку

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способу получения азотнокислых солей урана и актинидов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для удаления радиоактивного загрязнения с металлических поверхностей, и может найти применение для дезактивации поверхностей отходов свинца, углеродистых и нержавеющих сталей, образующихся при ремонте и демонтаже оборудования радиохимических лабораторий и производств

Изобретение относится к химической технологии, конкретно - к технологии переработки отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для удаления радиоактивного загрязнения с металлических поверхностей
Наверх