Установка для електрохімічної дезактивації металевого устаткування

1. Установка для електрохімічної дезактивації радіоактивно забрудненого металевого устаткування, що містить електролітичну ванну, облицьовану зсередини ізоляційним матеріалом, і дезактивовуване металеве устаткування як анод, яка відрізняється тим, що вона містить як катод систему сталевих електродів, що забезпечують дезактивацію внутрішніх і зовнішніх поверхонь металу, а електролітом служить лужний розчин гумінових речовин, що є природними комплексоутворювачами важких металів. C2 2 (19) 1 3 74886 4 Відомі електрохімічні способи дезактивації [4] зитивного полюса джерела постійного струму, а розрізняються хімічним складом електроліту і, як катодні пластини - до негативного полюса. правило, проводяться в кислих середовищах, що Катод на фіг. 1 виконаний у вигляді системи має свої недоліки, наприклад, посилення корозійпластин, що залежать від конфігурації дезактивоних процесів. вуваного металевого устаткування і рівня забрудЗадачею винаходу е створення універсальної нення. установки з тривалим терміном служби для дезакКожна з металевих пластин закріплена з можтивації різних конфігурацій металевих поверхонь з ливістю переміщення і може мати отвори для пеелектрохімічним руйнуванням оксидних плівок, що ремішування електроліту. Катод може бути викоутворюються в процесі експлуатації ядерних енернаний також у вигляді сітчастого каркаса. гетичних установок, при одночасному підвищенні При дезактивації внутрішньої поверхні труб ефективності процесу очищення шляхом активізакатод (фіг. 2) виконаний у вигляді розташованого ції переведення радіонуклідів у розчин за рахунок коаксіальне до очищуваного об'єкта металевого прикладеного позитивного потенціалу з наступною стрижня 5, наприклад, дроту, з радіально закріпїх взаємодією з гуміновими речовинами за дополеними на ньому пружними ізоляційними пластмамогою реакцій комплексоутворення. совими волокнами 7 (конструкція типу «йоржик»). Це досягається тим, що в установці для елекПроцес дезактивації в пропонованій установці трохімічної дезактивації радіоактивне забрудненовідбувається таким чином. го металевого устаткування, яка містить електроМеталеву деталь устаткування, що підлягає літичну ванну, облицьовану зсередини ізоляційним дезактивації, цілком занурюють в електролітичну матеріалом, і дезактивовуване металеве устаткуванну. Перед початком роботи установлюють кавання, використовуване як анод, відповідно до тоди, відповідні конфігурації оброблюваної повервинаходу як катод використовують систему сталехні. Включають джерело постійного струму і напрувих електродів спеціальної конструкції, що забезги. печують дезактивацію внутрішніх і зовнішніх повеПісля руйнування оксидних плівок позитивний рхонь металу, а як електроліт використовують потенціал, прикладений до поверхні дезактивовулужний розчин гумінових речовин, що є природниваного об'єкта, виштовхує катіони радіонуклідів, ми комплексоутворювачами важких металів. що сприяє переходу їх у розчин. Для інтенсифікаКатод виконаний у вигляді металевих пластин, ції зазначеного процесу в розчин вводяться гумізакріплених з можливістю переміщення, з отворанові речовини, що є добрими природними комплеми для перемішування електроліту чи у вигляді ксоутворювачами. Самі по собі зруйнувати плівки сітчастого каркаса для створення електромагнітнохімічно вони нездатні, і тому можуть бути ефектиго поля, або у вигляді коаксіального дезактивовувним дезактиваційним засобом тільки після їх пованому об'єкту металевого стрижня з радіальне переднього руйнування. закріпленими на ньому пружними електронепровіВведені до складу електроліту аніони гумінодними волокнами, використовуваними при обробці вих речовин взаємодіють з вивільненими після внутрішніх поверхонь, наприклад, труб. руйнування оксидних плівок радіонуклідами, переЯк електроліт використовуються 0,1-0,5%-ний водячи їх тим самим у розчин у вигляді комплекслужний розчин гумінових речовин із рН 7-10 і розних солей. чини солей лужних металів. Ефективності процесу сприяє барботаж елекЯк підлужувальний агент використовуються гітроліту. дроксиди або карбонати лужних металів. Результати запропонованої обробки забрудКрім того, установка оснащена системою понених поверхонь на установці, що заявляється, дачі повітря на барботаж електроліту і підтримки представлені в наступних прикладах. робочої температури не нижче 10°С. Приклад 1. Пластини з нержавіючої сталі розСуть запропонованого технічного рішення поміром 440х560 занурювали на добу в 5%-ний розяснюється з використанням креслень, на яких чин хлористоводневої кислоти, що містить радіопредставлено: нукліди, просушували і витримували до утворення Фіг.1 схема установки для електрохімічної деоксидних плівок. Дезактивацію пластин миючими зактивації зовнішніх поверхонь металевого устатзасобами проводили в чотири етапи. На першому кування; етапі на пластину наносили штатний дезактивуюФіг.2 схема взаємного розташування анода і чий розчин ДС-РАС, розтирали його щіткою, змикатода при дезактивації внутрішніх поверхонь мевали водою і проводили вимірювання (3талевого устаткування. активності пластини. Другий етап аналогічний Установка для електрохімічної дезактивації першому. На третьому етапі як дезактивуючий радіоактивне забруднених металевих поверхонь засіб використовували штатний порошок «Захист», складається з електролітичної ванни 1, облицьона четвертому використовували щавлеву кислоту. ваної зсередини ізоляційним матеріалом 2, наприПаралельно дезактивацію як вихідних пластин, так клад пластикатом, і заповненої електролітом 3. і після чотири етапної хімічної дезактивації провоУстановка оснащена системою 4 подачі повітря на дили згідно з описаним вище відповідним винахобарботаж електроліту. Під дзеркало електроліту дові процесу. поміщені пластини - катоди 5 і анод 6 (фіг. 1). АноРезультати представлені в таблиці 1. дом є дезактивовувана деталь, підключена до по 5 74886 6 Таблиця 1 Результати дезактивації стальних пластин № пласти- Витримка, ни діб 1 1 Середнє значення Традиційний метод Забруднення, част./см2.хв. К очищ. Початков. Кінцев. 3300-7700 25-150 30-500 6820 80 163 3 1364 4-13 316-1380 7 940 529 3 Середнє значення Примітка: вимірювання 6 249-1015 13 1050-2420 4100-9700 9-17 6080 4 4050-9140 4-8 6560 3 Середнє значення 7 4200-12100 1 Середнє значення 12 7640 2 80 Електрохімічний метод Забруднення, част./ см2.хв. К очищ. Початков. Кінцев. 25-150 8-15 5-13 -активності проводилося радіометром-дозиметром МКС-01-Р. Приклад 2. Сталева пластина розміром 100Х100, що перебувала в тривалому контакті з урановим концентратом, і не очищувана штатними розчинами для дезактивації була піддана дезактивації відповідно до винаходу. Пластина служила анодом, як катод використовувалася титанова пластина, електролітом служила лужна суспензія гумінових речовин з добавками сульфату натрію. За дві години дезактивації -активність знизилася в 10 разів, а -активність після дезактивації протягом трьох годин з 1000 мкР/год знизилася до фону, Приклад 3. Дезактивації відповідно до винаходу була піддана робоча деталь першого контуру ядерного реактора (зворотний клапан), що мала активність -випромінювання 3000 часток см2/хв. Після 150 хвилин дезактивації коефіцієнт очищення становив 400. Приклад 4. Відповідно до винаходу були дезактивовані фрагменти парогенератора і трубопроводу автономного контуру насоса, виготовлені з нержавіючих сталей спеціальних марок. У процесі експлуатації протягом 20 років вони перебували в контакті з теплоносієм першого контуру з параметрами середовища: температура 260°С, питома активність 106 к/л, рН близько 6,5, що сприяло утворенню хімічно міцної оксидної плівки із сорбованими в ній радіонуклідами. Результати дезактивації представлені в табл.2. Таблиця 2 Результати Зразок Трубка автономного контуру Трубка парогенераторна -спектрометричних вимірювань Початкова питома активність по Со-60, Бк/см2 4,4Е+5 8,1Е+5 Приклад 5: Описаним способом очистили до фону за 5 хвилин фрагмент експлуатованого на АЕС захисного свинцевого екрана, що служив біологічним захистом, з рівнем забруднення 150 мкР/г. Джерела інформації: 1. Шведов В.П., Седов В.М., Рыбальченко И.Л., Власов И.Н. Ядерная технология М.: Атомиз Кінцева активність 1,6Е+2 1,1Е+2 Коефіцієнт дезактивації 272 733 дат, 1979. 2. Патент Росії № 1830149, кл.. G21 F 9/00, 1993. 3. Патент Росії № 2017244, кл.. G21 F 9/36, 1994. 4. Ампелогова Н.И. и др. Развитие методов электрохимической дезактивации в ядерной энергетике: ЦНИИатоминформ, 1987. 39 с. 7 Комп’ютерна верстка M. Клюкін 74886 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601