Мийний засіб для дезактивації

Винахід належить до області дезактивації, стосується мийних засобів і може бути використаний для обробки різних поверхонь і матеріалів. Розвиток ядерної енергетики висуває на перший план задачу захисту обслуговуючо го персоналу від шкідливого впливу радіонуклідів. Тому забруднені радіонуклідами поверхні й матеріали вимагають обов'язкової дезактивації. Для поверхонь і матеріалів використовуються різні реактиви. Наприклад, для дезактивації устаткування використовують лугу, перманганат калію, щавлеву кислоту. Приміщення дезактивують водяним (1%-вим) розчином щавлевої кислоти з додаванням гексаметафосфата й сульфанола. Для дезактивації одягу і взуття використовуються розчини, які містять компоненти, що утворюють солі: щавлеву кислоту, соду, фосфа т натрію й детергенти (сульфанол, мило). При цьому у всіх випадках після дезактивації розчини, забруднені радіонуклідами, мають великий об'єм і вимагають додаткової переробки для утилізації й захоронення. Тому дуже важливим є створення універсальних дезактивуючи х мийних засобів, придатних для обробки різних поверхонь і матеріалів, які не потребують додаткової переробки для утилізації й захоронення. Відомо мийний засіб для дезактивації - "Защита" (ТУ 64-6-371-85) Мийний засіб містить іонообмінні смоли й універсальну мийну основу при наступному вмісті компонентів (мас.%): іонообмінні смоли - 18-22, універсальна мийна основа 78-82. Цей мийний засіб використовують для дезактивації устатк ування, персоналу й спецодягу. Коефіцієнт дезактивації засобу "За щита" не менш 18%. Водневий показник (рН) складає 7,5-9,5. Однак мийний засіб "Захист" має ряд недоліків: - низький коефіцієнт дезактивації; - наявність абразивного ефекту для хромованих, скляних поверхонь та поверхонь з органічного скла; - необхідність додаткових витрат на утилізацію відходів, зв'язаних із руйнуванням іонообмінних смол і наступним зв'язуванням радіоактивних відходів. Відомий обраний як прототип мийний засіб "Магнит" [Патент РФ №2035074, G21F9/34, 1993, ТУ 9144-00117734746-93]. Мийний засіб "Магнит" містить іонообмінні речовини (поліамінокарбонові кислоти, поліамінофосфонові кислоти), основу із синтетичного мийного засобу (СМЗ), при наступному співвідношенні компонентів у суміші (мас.%): 3-10 поліамінокарбонових кислот або їхніх солей, 1-5 поліамінофосфонових кислот і їхні х солей на 96-85 основи. Коефіцієнт дезактивації такого мийного засобу складає 70% (для бетонної поверхні). Однак мийний засіб "Магнит" має ряд обмежень: - неможливість використання його для обробки шкіри, а також багаторазової обробки тканинних поверхонь; - наявність у складі складних органічних сполук, виробництво яких вимагає значних витрат; - додаткові витрати на утилізацію відходів після обробки ним. В основу винаходу поставлена задача - створити такий мийний засіб, що мав би високий коефіцієнт дезактивації, був би більш дешевим як при виробництві, так і при утилізації його, а також міг би використовува тися для багаторазової обробки шкіри та тканинних виробів. Поставлена задача вирішується за допомогою мийного засобу для дезактивації, який містить іонообмінні речовини й основу із синтетичного мийного засобу. Відповідно до винаходу засіб додатково містить лимонну кислоту у кількості, яка забезпечує нейтральне значення водневого показника, а як іонообмінні речовини використовують клиноптилоліт і синтетичний цеоліт - цеоліт NaA при наступному змісті компонентів у суміші, мас.%: клиноптилоліт - 15-35, цеоліт NaA - 3-8, лимонна кислота 0,3-0,7, основа із синтетичного мийного засобу інше. Цеоліти характеризуються хімічною, термічною, радіаційною стійкістю, механічною міцністю, необоротною сорбцією, досить високою ємністю. Цеоліти значно дешевше, ніж іонообмінні смоли, а їхні запаси на Україні досить великі. Розчин мийного засобу після дезактивації займає значно менший об'єм , ніж розчин відомих мийних засобів [1] і [2] і вимагають значно менших витрат для утилізації й захоронення (клиноптилоліт міцно зв'язується з радіонуклідами і може бути основою для захоронення радіонуклідів). Вибір клиноптилоліта обумовлений його високою специфічною селективністю до ізотопу цезію-137. Через те що, з іншими ізотопами і важкими металами клиноптилоліт взаємодіє гірше, для розширення спектра застосування нового мийного засобу до складу був уведений синтетичний цеоліт - цеоліт NaA. Клиноптилоліт і синтетичний цеоліт не руйнують тканинну поверхню, навіть при багаторазовому використанні. Лимонну кислоту уведено для створення нейтрального середовища, яке придатне для обробки різних матеріалів та шкіри людини. Основа зі СМЗ зменшує поверхневий натяг розчину, що поліпшує змивні характеристики засобу з поверхні після зняття забруднення. Клиноптилоліт входить до складу дезактивуючого засобу в кількості не менш 15мас.% від загальної маси засобу, тому що при меншій його кількості знижується ефективності дезактивації, збільшення концентрації більше 20мас.% приводить до розшарування мийного розчину і неможливості проведення дезактивації поверхні. Вибір діапазону цеоліту NaA у межах від 3мас.% до 8мас.% пояснюється тим, що в при меншій концентрації знижується ефективність дезактивації, а збільшення концентрації вище 8мас.% приводить до значного подорожчання мийного засобу, а також до збільшення об'єму відходів після дезактивації. Вибір діапазону лимонної кислоти обумовлений створенням нейтрального показника мийного засобу (рН=6,77,5). Якщо лимонної кислоти менше 0,3мас.%, утворюється лужне середовище, що веде до збільшення руйнівної дії на шкіру та тканину. Якщо кількість лимонної кислоти у мийному засобі становить більше ніж 0,7мас.%, то утворюється кисле середовище, що також веде до збільшення руйнівної дії на шкіру та тканину. До основи із синтетичного мийного засобу відносяться наступні компоненти: ПАВ (поліфосфати, наприклад, триполіфосфат ТПФ), а також лимонна кислота, що можуть входити до складу в різних варіантах, наприклад, таких як у рецептурі "Лотос". Пропонована сполука має рН=7,0. Для моделювання ізотопних забруднень у лабораторних умовах були використані ізотопи цезію-137 і стронція-90, а так само суміші ізотопів цезію-137 і стронцію-90. Приклад. Для одержання пропонованого мийного засобу були узяті компоненти при наступному співвідношенні (мас.%): клиноптилоліт - 35, цеоліт NaA - 8, лимонна кислота 0,7, основа зі СМЗ - інше. Для одержання мийного засобу проводили змішування у вигляді порошку клиноптилоліту і цеоліту NaA з додаванням основи зі СМЗ. Суміш доводили до однорідності. Мийний засіб із різним вмістом компонентів використовували для дезактивації тканинних виробів після багаторазового забруднення, а також для дезактивації металу, керамічної плитки, бетону, дерева, яке покрито фарбою або лаком), скла. Дезактивацію тканинних виробів проводили шляхом замочування у розчині, яке містить дезактивуючий засіб із періодичним помішуванням. Дезактивацію різних поверхонь (металу, керамічної плитки, бетону, дерева, яке покрито фарбою або лаком, скла) проводили за допомогою пропонованого мийного засобу у вигляді пасти. Утворені відходи легко згущають та висушують, що дозволяє захоронити відходи дезактивації у твердому стані. Результати застосування мийного засобу наведені в табл. 1 (коефіцієнт дезактивації тканини після І-IV циклів забруднення - дезактивації), табл. 2 (коефіцієнт дезактивації твердих поверхонь: метал, керамічна плитка, дерево, скло). Таблиця 1 Склад мийного засобу (клиноптилоліт-цеоліт NaA-лимонна кислота - основа зі СМЗ), мас.% 1. 14-6-0,3-79,7 2. 15-2-0,4-82,6 3. 15-7-0,4-77,6 4. 20-8-0,6-71,4 5. 20-2-0,2-77,8 6. 25-8-0,7-66,3 7. 30-8-0,7-61,3 8. 35-8-0,7-56,3 9. "Магнит" 10. "Защита" Цикли забруднення дезактивації І II III IV 19,6 20,2 20,6 23,2 21,5 25,0 25,8 27,2 21,2 20,0 17,5 17,8 19,2 20,4 19,4 23,8 25,0 25,2 12,1 10,0 17,0 17,4 19,0 20,0 19,0 23,4 24,6 23,4 12,0 9,6 11,7 14,5 15,3 17,5 16,2 18,4 19,3 20,0 8,5 7,0 Таблиця 2 Склад мийного засобу (клиноптилоліт-цеоліт NaAлимонна кислота - основа зі СМЗ), мас.% Для металу 1. 14-6-0,3-79,7 2. 15-2-0,4-82,6 3. 15-7-0,4-77,4 4. 20-8-0,6-71,4 5. 20-2-0,2-77,8 6. 25-8-0,7-66,3 7. 30-8-0,7-61,3 8. 35-8-0,7-56,3 9. "Магнит" 10. "Защита" 53,0 53,7 56,2 62,00 60,0 64,5 66,7 67,0 68,0 19,0 Коефіцієнт дезактивації Для дерева, Для яке покрито керамічної фарбою або плитки лаком 47,3 45,5 48,0 45,8 50,4 48,7 56,5 54,8 54,7 51,6 58,0 55,0 60,0 58,2 62,0 60,5 66,5 64,7 18,0 13,5 Для скла 53,0 53,8 56,4 62,0 60,4 64,7 66,8 67,0 68,5 19,0 Завдяки тому, що до складу пропонованого мийного засобу входить природний компонент - клиноптилоліт, запаси якого в Україні дуже великі, а видобуток ведеться відкритим способом, воно значно дешевше відомих [1] і [2]. Крім того, розчин препарату після дезактивації займає значно менше за об'ємом, ніж розчин відомих препаратів, що обумовлює менші витрати для утилізації і поховання (клиноптилоліт міцно зв'язується з радіонуклідами і може бути основою для поховання радіонуклідів). Поряд з цим мийний засіб не має обмежень для хромованих, скляних поверхонь та поверхонь з органічного скла через відсутність абразивного ефекту. Таким чином, пропонований мийний засіб має ряд переваг: низька собівартість, невеликі витрати для утилізації і поховання, можливість багаторазового використання для дезактивації тканинних поверхонь.