11. Методы дезактивации

Химический метод дезактивации

При дезактивации химическим методом радиоактивные отложения снимаются за счет химического взаимодействия при заполнении оборудования химическим раствором или погружением его в соответствующий химический раствор.

На АЭС для дезактивации оборудования ЯППУ и радиоактивных контуров применяется окислительно-восстановительный двухванный химический метод дезактивации. Этот метод основан на последовательном воздействии щелочного и кислотного растворов на радиоактивные отложения, состоящие в основном из окислов железа и хрома.

В щелочном растворе, содержащим сильный окислитель, например перманганат калия (KMnO₄), труднорастворимые окислы железа и хрома переходят в мягкорастворимые окислы металов. В качестве реагентов применяються следующие растворы: щавлевая, азотная, ортофосфатная.

Эффективность химического метода дезактивации в основном зависит от состояния внутренних поверхностей оборудования и трубопроводов (механической обработки, коррозионных повреждений), от конструктивного исполнения отдельных узлов, от температуры дезактивирующих растворов, скорости их циркуляции в контуре или в ванне, от времени выдержки оборудования в контакте с раствором, а так же от количества циклов дезактивации.

При необходимости (для более глубокой отмывки) циклы дезактивации этим методом могут повторяться несколько раз. На практике обычно ограничиваются 2-3 циклами, при этом коэффициент дезактивации достигает 80-100.

Химический метод целесообразно применять для дезактивации следующего оборудования АЭС:

• ГЦН;

• оборуд и трубопроводов отдельных цирк петель или автономных частей контура циркул т\н;

• установок СВО;

• арматуры, установленной на радиоактивных контурах;

• реактора и внутриреакторных узлов;

• механизмов (приводов) управления стержнями СУЗ;

• теплообменников, установленных в радиоактивных контурах;

• инструмента и ремонтах приспособлений.

Электрохимический метод дезактивации

Этот метод дезактивации по своей сущности представляет собой анодное травление дезактивируемых металлических поверхностей в электролите при пропускании через него постоянного электрического тока. В результате удаляется поверхностный слой металла.

Электрохимический метод дезактивации с большим эффектом применяются для очистки отдельных участков или мест оборудования (отдельных узлов), когда невозможно всю деталь (или узел) поместить в дезактивационную ванну. Электрохимический метод по сравнению с химическим даёт значительно меньшее количество жидких радиоактивных отходов - дезактивирующих растворов. Кроме того, этот метод лучше других позволяет удалить с поверхности металла прочно фиксированные загрязнения в виде коррозионных и окисных пленок, а так же различные плотные отложения. Для электрохимического метода дезактивации используется наиболее часто водный раствор щавелевой кислоты; серной кислоты и ортофосфорной кислоты.

Источником постоянного электрического тока - выпрямительный агрегат. Напряжение поддерживается на уровне 8 - 40 В, плотность тока 0,1 - 0,2 А/см². Продолжительность цикла дезактивации не превышает нескольких минут.

На АЭС электрохимический метод широко применяется для локальной дезактивации внутренних поверхностей следующего оборудования:

• деталей и узлов ГЦН;

• внутренних деталей арматуры радиоактивных контуров;

• отдельных узлов механизмов управления стержнями СУЗ;

• отдельных участков трубопроводов и оборудования, имеющих значительные загрязнения;

• стальных облицовок стен и других металлических поверхностей, находившихся в контакте с радиоактивными средами.

Дезактивация этим методом чаще всего проводят следующими способами:

- при мокром способе дезактивируемая деталь погружается в электролит или электролит наливается в отмываемые детали (например, в корпуса клапанов). В этом случае сама дезактивируемая деталь является анодом. Форма катода во избежание неравномерного травления должна приближаться к форме дезактивируемой поверхности.

• при полусухом методе очистка поверхности проводится с помощью выносного катода, представляющего собой пластину из свинца или алюминия формой, повторяющей конфигурацию дезактивируемой поверхности. Для предотвращения короткого замыкания между катодом и анодом-деталью на выносной катод накладывается войлок или стеклоткань в 5-6 слоев непрерывно смачиваемых электролитом.

Эффективность электрохимического метода зависит от плотности тока, равномерности прилегания выносного катода к дезактивируемой детали, характера загрязнений и материала деталей. При электрохимическом методе могут достигаться высокие коэффициенты дезактивации ( 100 - 500).

Пароэмульсионный метод дезактивации.

При этом методе дезактивации очищаемая поверхность подвергает-

ся воздействию смеси дезактивирующего раствора и пара под давлением

0,8-1,2 МПа, подаваемой с помощью специального устройства (типа “пистолет”). Метод позволяет быстро удалять слабофиксированные загрязнения, а также разрыхлять плотные радиоактивные отложения на поверхностях оборудования и помещений.

Эффективность пароэмульсионного метода зависит от исходного состояния дезактивируемой поверхности, от рода загразнений (аэрозольное, коррозионное, механическое и т.п.) и применяемых химических растворов. В качестве дезактивирующего раствора при пароэмульсионном методе обычно используется водный раствор с содержанием 15 - 25 г/кг щавелевой кислоты, 5 г/кг поверхностно-активного вещества, например ОП-7 и 5 г/кг комплексообразователя - гексаметафосфата натрия.

Пароэмульсионный метод целесообразно применять для дезактивации:

• внутренних поверхностей баков, металлических стен бассейнов для перегрузки и хранения отработавшего топлива и других емкостей, имеющих радиоактивные загрязнения;

• поверхностей полов и стен в защитных боксах и других помещениях ЯППУ;

• наружных поверхностей технологического оборудования;

• станков, ремонтно-технологических приспособлений, инструмента и другой оснастки, имеющих радиоактивные загрязнения.

Эффективность пароэмульсионного метода может быть весьма высокой, вплоть до полного удаления легкоснимаемых загрязнений. Скорость обработки дезактивируемых поверхностей также высока и составляет около 1 м²/мин. Однако, для использования этого метода требуются соответствующие условия, допускающие применение пара и химических растворов. Кроме того, в процессе такой мокрой дезактивации образуется значительное количество жидких радиоактивных отходов, сбор которых в помещениях, в ёмкостях или бассейнах зачастую затруднен.

Сухой метод дезактивации

Сущность сухого метода дезактивации заключается в том, что чистые поверхности отдельных помещений (боксов, “горячих камер” и т.п.) заблаговременно, до начала ремонтных или других работ с загрязненными предметами, обрабатываются с помощью распылителя специальными эмульсиями из поверхностно-активных и коллоидных веществ, которые образуют плотную защитную пленку.

Защитные пленки могут быть разного типа (по своему составу и способу нанесения). Но всегда основным условием в этом способе дезактивации является легкость механического удаления защитной пленки без применения воды.

- метод полихлорвиниловых плёнок (наносим плёнку, она вытягивает радиоакт. вещества, потом снимаем)

- метод сухого льда (подаються микрочасти с большим Р и скоростью и при ударении испаряеться, выбивая при этом РА вещ-ва)