способ дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий и водный состав для его осуществления

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ЗАРАЖЕННЫХ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ И ВОДНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий обработкой последних водных раствором фтороборной кислоты, отличающийся тем, что изделия дополнительно обрабатывают водным раствором окислителя, при этом обработку водным раствором окислителя осуществляют перед обработкой водным раствором фтороборной кислоты или одновременно с ней.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют перекись водорода.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют смесь перекиси водорода и дополнительного окислителя.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве дополнительного окислителя используют перманганат.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве перманганата используют перманганат калия.

6. Способ по одному или нескольким из пп.1 - 5, отличающийся тем, что изделия подвергают предварительному обезжириванию.

7. Способ по одному или нескольким из пп.1 - 6, отличающийся тем, что после обработки изделия подвергают промывке водой.

8. Водный состав для дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий, содержащий фтороборную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит окислитель при следующем соотношении компонентов, моль/л:

Фтороборная кислота - 0,05 - 50,00

Окислитель - 0,003 - 7,00

Вода - Остальное

9. Состав по п. 8, отличающийся тем, что в качестве окислителя он содержит перекись водорода.

10. Состав по п.8, отличающийся тем, что в качестве окислителя он содержит смесь перекиси водорода и дополнительного окислителя.

11. Состав по п.10, отличающийся тем, что в качестве дополнительного окислителя он содержит перманганат.

12. Состав по п.11, отличающийся тем, что в качестве перманганата он содержит перманганат калия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке и захоронению зараженных радиоактивными веществами изделий, в частности к способу и водному составу для дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий.

Известна обработка зараженных радиоактивными веществами металлических изделий водным составом, содержащим 0,05-50 моль/л по меньшей мере одного вещества из группы, включающей фторокремневую кислоту, фтороборную кислоту и их соли [1].

Недостаток известного технического решения заключается в том, что обработка должна проводиться при повышенной температуре с тем, чтобы достичь удовлетворительных результатов.

Целью изобретения является разработка способа и состава для дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий, позволяющих осуществление дезактивации при комнатной температуре без снижения ее результатов.

Цель достигается в способе дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий обработкой последних водным раствором фтороборной кислоты за счет того, что изделия дополнительно обрабатывают водным раствором окислителя, при этом обработку водным раствором окислителя осуществляют перед обработкой водным раствором фтороборной кислотой или одновременно с ней.

В качестве окислителя предпочтительно используют перекись водорода или смесь перекиси водорода и дальнейшего окислителя, например, перманганата, в частности перманганата калия.

Предпочтительно обработку окислителем осуществляют одновременно с обработкой фтороборной кислотой. Однако, в частности, при наличии крупногабаритных изделий может быть целесообразным проведение обработки окислителем перед процессом обработки фтороборной кислотой.

Цель также достигается предлагаемым водным составом для дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий, содержащим 0,05-50 моль/л фтороборной кислоты и 0,003-7 моль/л окислителя.

В качестве окислителя предлагаемый водный состав предпочтительно содержит перекись водорода или смесь перекиси водорода и дальнейшего окислителя, например перманганата, предпочтительно перманганата калия.

В случае необходимости зараженные радиоактивными веществами изделия могут подвергаться предварительному обезжириванию подходящим средством, например ацетоном. После дезактивации изделия можно очищать промывкой водой. При раздельном осуществлении обработку окислителем и обработку фтороборной кислотой можно повторять несколько раз. Обработку окислителем и фтороборной кислотой можно осуществлять любым известным образом. В частности, обработку проводят путем погружения или опрыскивания.

Получаемый в результате дезактивации водный раствор, содержащий отделившийся от изделия металл и отделившуюся окись металла, подвергают электролизу, при котором зараженный радиоактивными веществами материал осаждается на аноде или катоде и затем может направляться на захоронение известными приемами.

Электролиз предпочтительно проводят при комнатной температуре и плотности тока, равной 5-500 мА/см². Получаемый в результате электролиза раствор можно доводить до требуемой концентрации и снова применять на стадии дезактивации. Если степень заражения получаемого в результате электролиза водного раствора фтороборной кислоты слишком высока, то его нейтрализуют добавлением подходящего агента, например гидроокиси калия, или же регенерируют на катионите до чистой, незараженной кислоты. При этом, как известно, образуется осадок, который может фильтроваться или осаждаться. Оставшийся зараженный фильтровальный осадок может захороняться известными приемами. Оставшийся фильтрат больше не является активным и, кроме того, больше не содержит металла. Его можно также направлять на хранение.

Если зараженные радиоактивными веществами металлические изделия представляют собой замкнутые системы из труб, например теплообменники на атомной электростанции, то предлагаемый водный состав можно подавать в эту систему и перекачивать в ней в течение нескольких часов. Затем состав может снова выводиться и регенерироваться путем электролиза. После дезактивации система может промываться водой.

Другая возможность осуществления дезактивации в таких замкнутых системах заключается в том, что состав оставляют в системе и через некоторое время пропускают через ионит, который позволяет удаление из системы всех радиоактивных компонентов и растворенного металла. Очистка ионитами является общеизвестной технологией, так что она не нуждается в разъяснениях в рамках данной заявки.

Изобретение поясняется следующими примерами.

П р и м е р 1. Зараженная радиоактивными веществами свинцовая плита толщиной 0,25 мм, имеющая поверхность 2 х 88 см², подвергается предварительному обезжириванию ацетоном. Затем ее погружают в имеющий комнатную температуру водный раствор, содержащий 0,5 об.% перекиси водорода и фтороборную кислоту в концентрации 5, 15, 25 и 50 об.% соответственно. Обработку проводят в течение 100 мин, после чего раствор содержит примерно 0,11-0,14 г/см² металла. Дезактивированную свинцовую плиту используют в качестве скрапа, а зараженный радиоактивными веществами водный раствор подвергают электролизу при плотности тока 45 мА/см² с применением катода из нержавеющей стали и графитового анода. Осадившийся зараженный материал подают на захоронение, а дезактивированный водный раствор снова используют для осуществления процесса дезактивации.

П р и м е р 2. Повторяют пример 1 с той лишь разницей, что свинцовую плиту с незначительной радиоактивностью обрабатывают водным раствором, содержащим 5 об.% фтороборной кислоты и 0,1 об.% перекиси водорода. При этом в раствор переходит 0,01 г/см² металла.

П р и м е р 3. Повторяют пример 1 с той разницей, что свинцовую плиту обрабатывают в течение 80 мин водным раствором, содержащим 5 об.% фтороборной кислоты и 2 об.% перекиси водорода. При этом в раствор переходит примерно 0,09 г/см² металла.

П р и м е р 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что зараженные радиоактивными веществами плиты, выполненные из указанного в нижеследующей таблицей металла, подвергают обработке водным раствором, содержащим 5 об.% фтороборной кислоты и 0,5 об.% перекиси водорода. Получаемые при этом результаты сведены в следующей таблице.

П р и м е р 5. Повторяют пример 4 с той разницей, что плиты подвергают обработке водным раствором, содержащим 5 об.% фтороборной кислоты, 0,5-2,0 об. % перекиси водорода и 0,1-2 об.% перманганата калия. При этом можно наблюдать существенное увеличение доли перешедшего в раствор металла.