放射性污染的去污

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电化学去污也可在充满电解液的管道内,用一移动电极进行抛光。电化学去 污方式有:1、浴式浸泡法—适于小件物品;2、电解隔离法—适用于局部区 域(如部分工具或部件)或很大的表面(如乏燃料贮存池覆面);3、电解 液抽吸法—适用于反应堆主回路部件(如蒸汽发生器管头、管道)或其他与 17 安全有关的部件。
四、废金属熔炼(限于污染金属的去污) 废金属熔炼(限于污染金属的去污)
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为了提高去污率,在高压水中加入化学试剂,还有用高压喷射蒸汽,或喷射砂、 干砂、氧化铝、锆氧砂、微钢珠、塑料珠、干冰等磨料。 2、超声去污 、 超声去污是利用超声的空化效应、加速度效应、 超声去污是利用超声的空化效应、加速度效应、声流效应对清洗液和污垢的直接 和间接作用,使污垢层分散、乳化、剥离,而达到去污目的。 和间接作用,使污垢层分散、乳化、剥离,而达到去污目的。超声去污的主要作 用是空化效应。超声波空化气泡瞬时破裂,会产生上千个大气压的冲击力, 用是空化效应。超声波空化气泡瞬时破裂,会产生上千个大气压的冲击力,破坏 污染物,并使他们分散在清洗液中,去污效果很好。 污染物,并使他们分散在清洗液中,去污效果很好。 适用于阀芯、阀杆、 适用于阀芯、阀杆、泵、过滤器花板、切割工具等小工件和仪表杆的去污 过滤器花板、 去污效果好、效率高、二次废物少、 去污效果好、效率高、二次废物少、可远距离操作
1、高压射流去污 、 原理:用高压泵射出高压水,通过喷嘴正向和切向冲击去污物件的表面。 原理:用高压泵射出高压水,通过喷嘴正向和切向冲击去污物件的表面。 高压射流若将机械力、化学力、热力结合起来, 高压射流若将机械力、化学力、热力结合起来,则可更有效地除去污染的 表面垢物和氧化膜,甚至可以对混凝土去污。 表面垢物和氧化膜,甚至可以对混凝土去污。 高压射流利用射流的打击、冲蚀、剥离、切除等作用来除垢、除锈斑、 高压射流利用射流的打击、冲蚀、剥离、切除等作用来除垢、除锈斑、清 焦和清洗,去除污染的放射性核素。 焦和清洗,去除污染的放射性核素。高压射流特别适合于难以实现擦洗的 物体或擦洗工作量太大的物体表面的去污。 物体或擦洗工作量太大的物体表面的去污。 对水磨石地板、油漆地面、 对水磨石地板、油漆地面、塑料地面的去污效果较差
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第三节 去污方法 去污方法:机械-物理法 化学法、电化学法、熔炼发、 物理法、 去污方法:机械 物理法、化学法、电化学法、熔炼发、生物法 实际上这些方法是交叉、复合使用的。 实际上这些方法是交叉、复合使用的。 一、机械-物理法 机械 物理法
吸尘、冲洗(水洗、去污剂洗涤)、机械擦拭、高压射流、超声去污、激光去污 和等离子体去污
放射性污染的去污
放射性气体和气溶胶的逸出和扩散, 放射性液体的跑、冒、滴、漏,以 及由于活化作用,生产、使用和操 作放射性物质的场所与设备,包括 操作人员,都有可能会受到不同程 度的放射性污染。因此,放射性污 染的去污十分重要,尤其对设备检 修、事故处理和核设施退役,这是 必不可少的措施。
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第一节 去污基本概念
废金属熔炼通过加入适当的助熔剂,使放射性核素进行重新分配。
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机械法、化学法、 机械法、化学法、熔炼法去污优缺点
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五、生物去污法 除细胞壁和细胞膜的吸附作用、沉积作用、离子交换作用、诱捕作用外, 微生物的去污净化功能还可能因为具有: 1、甲基化作用,2、脱羟作用,3、氧化还原作用,4、催化作用,5、降 解作用,6、有些细菌能产生H2S,有些细菌能产生HPO2-4,对溶度积小 和容易形成硫化物、磷酸盐沉淀的元素就容易被沉淀下来,7、有些微生 物能吞噬顺磁性或铁磁性元素的硫化物或磷酸盐,因此通过微生物可用 强磁性分离器达到分离和浓缩。 生物去污法选择性强,适用于大体积、低浓度的放射性、 生物去污法选择性强,适用于大体积、低浓度的放射性、重金属和有机 污染物的去污。 污染物的去污。
CORPEX比高压喷射去污受照剂量小,使用化学试剂毒性小,采用低压喷射, 比高压喷射去污受照剂量小,使用化学试剂毒性小,采用低压喷射, 比高压喷射去污受照剂量小 安全性好,并且产生的废水量少。 安全性好,并且产生的废水量少。
优点:去污效率高,去污时间短,超临界流体可以在循环使用,二次废物少, 优点:去污效率高,去污时间短,超临界流体可以在循环使用,二次废物少, 对去污物件的腐蚀作用小。 对去污物件的腐蚀作用小。 不足:去污在高压下进行,设备一次性投资大,去污过程非连续操作, 不足:去污在高压下进行,设备一次性投资大,去污过程非连续操作,效率低
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第二节 去污方法选择原则
放射性污染物可能是离子、分子态,颗粒物或胶体。污染核素的载体可能是垢物、 氧化膜层、油漆或涂料。放射性污染的形成机制,可以分为: 1、沉积和附着作用; 2、吸附和离子交换作用; 3、表面静电作用; 4、扩散渗透作用。
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二、去污方法选择原则 去污方法的选择要重视安全性、经济性和可实现性,应优选:
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常用的化学去污剂:
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化学去污 可分为稀化学去污(DCD,软去污)和浓化学去污(CCD,硬去污)两大类, 两者的优缺点比较如表8-3所示:
稀化学去污法特别适合于反应堆系统去污,也适合于辅助系统去污。
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常用的化学去污剂如表8-4
各类金属适用的化学去污剂如下:
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特种化学去污法
1、化学凝胶去污法 、 将化学凝胶用作去污剂( 的载体, 将化学凝胶用作去污剂(如 )的载体,喷涂在待去污 物体的表面上。使去污剂与污染表面维持较长时间的接触。 物体的表面上。使去污剂与污染表面维持较长时间的接触。作用一定时 间后,用水漂洗或通过喷淋除去凝胶物,物体表面得到去污。 间后,用水漂洗或通过喷淋除去凝胶物,物体表面得到去污。此法优点 是二次废物量较少。 是二次废物量较少。 2、泡沫去污法 、 泡沫去污将去污剂和湿润剂加压喷涂在待去污的物体的表面,形成泡沫 泡沫去污将去污剂和湿润剂加压喷涂在待去污的物体的表面, 使去污剂与污染表面维持较长时间的接触。经过一定时间后, 层,使去污剂与污染表面维持较长时间的接触。经过一定时间后,用水 漂洗或喷淋,除去泡沫得到表面去污。 漂洗或喷淋,除去泡沫得到表面去污。 3、可剥离膜去污法 、 利用由化学去污剂和成膜剂做成的具有多种官能团的高分子膜进行去污。 利用由化学去污剂和成膜剂做成的具有多种官能团的高分子膜进行去污。 因为加入各种络合剂、乳化剂、浸润剂, 因为加入各种络合剂、乳化剂、浸润剂,可剥离膜有较强的去污能力和成 膜性能,成膜前它是一种高分子溶液或水性分散乳液, 膜性能,成膜前它是一种高分子溶液或水性分散乳液,用喷雾法或涂刷法 将其施加于待去污物体的表面,干燥后成膜。 将其施加于待去污物体的表面,干燥后成膜。成膜过程中高分子链上的官 能团以及其中的络合剂与污染核素发生作用,污染核素萃取进膜中, 能团以及其中的络合剂与污染核素发生作用,污染核素萃取进膜中,剥掉 15 涂膜便达到去污目的。 涂膜便达到去污目的。
理想的去污工艺,应有最大的去污因子、最少的二次废物、最少的受照剂量和环 境影响。去污工艺需要作以下评价:
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三、去污需要重视的问题
1、优化选择 试剂、材料和人工,人员的受辐照。去污方法和去污程度。 2、“热点”去污 焊缝、裂纹和拐角等地方积累较多的放射性物质,造成污染热点。 3、二次废物 4、二次污染 5、安全问题 6、探测措施 7、设计考虑 8、人员培训
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三、电化学去污(只适用于金属物件) 电化学去污(只适用于金属物件)
电化学去污是利用电解或电抛光技术,在电回路中的直流电作用下发生阳极溶解 除去金属表面的薄膜层,这相当于电镀的相反过程。污染物做阳极,电解槽做阴 极,通过高密度电流(100~2000A/m2)不断更新电解液,不仅除去金属表面污 染物,还使得其表面变得光滑。
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三、去污的作用和意义
(1)降低放射性水平,减少工作人员受照剂量,保护公众和环境; (2)便于维修和拆卸活动,降低屏蔽和远距离操作的要求; (3)降低或消除对探测的干扰影响; (4)使设备、工具、材料、建筑物和场址有可能再利用; (5)减少废物贮存、运输和处置的费用; (6)减少需要处置废物的体积或使废物可以降级处置; (7)有可能回收易裂变材料(如235U、239Pu); (8)方便事故处理和退役活动。
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3、CAN-DECON法 、 法
二、退役去污
常用方法:铈氧化法,CORD/UV法,CORPEX法,SANIDIN泡沫去污法,FL-AP 法,中国原子能院重水堆去污方法。
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2、CORD/UV法 、 法
去污过程: 去污过程:
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3、CORPEX法 、 法
CORPEX是一种方便操作、水基、接近中性的化合物,是一种强有机络合剂,能同 是一种方便操作、水基、接近中性的化合物,是一种强有机络合剂, 是一种方便操作 许多金属生成配位化合物并能溶解它们,在较宽温度和pH范围内适用 范围内适用。 许多金属生成配位化合物并能溶解它们,在较宽温度和 范围内适用。 CORPEX 法去污效率高,用途大。 法去污效率高,用途大。 CORPEX法的反应机制: 法的反应机制: 法的反应机制 CORPEX-921和氧化物相作用,减弱氧化层结构的完整性,引起破裂和脱落, 和氧化物相作用,减弱氧化层结构的完整性,引起破裂和脱落, 和氧化物相作用 CORPEX继续溶解这些氧化层落下物。去污完成之后,加入一种氧化剂 继续溶解这些氧化层落下物。 继续溶解这些氧化层落下物 去污完成之后, CORPEX-960完全破坏生成的螯合物,消除以后难处理的问题,并且 完全破坏生成的螯合物, 完全破坏生成的螯合物 消除以后难处理的问题,并且99.8%放射 放射 性金属离子以氧化物或氢氧化物的形式从溶液中沉淀下来。 性金属离子以氧化物或氢氧化物的形式从溶液中沉淀下来。去污产生二次废物适 于排放和再利用。破坏过程的产物是CO2、氮氧化物、金属氢氧化物、金属氧化 氮氧化物、金属氢氧化物、 于排放和再利用。破坏过程的产物是 物和水。 物和水。
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二、化学法
化学法是利用化学药剂溶解除去放射性污染物。化学法基于溶解、氧化、还原、 配合(络合、螯合)、钝化、缓蚀、表面湿润等化学作用,除去带有放射性核素 的污垢物、油漆涂层、氧化膜层,保护基体材料。 化学法是放射性去污使用最多的方法,具有以下优点:
缺点和不足:
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去污工艺:
为增加去污效果,采用以下措施:
一、去污的定义
去污是用物理、化学或生物的方法去除或降低放射性污染过程。从广义来说,去 污就是把放射性物质从不希望其存在的部位去除或全部去除。 去污实际上只是改变了放射性核素存在形式和位置,可用下式表示:
从上式可以看出,去污并未从根本上消除放射性核素,只是放射性核素存在的 位置或方式发生了改变,去污过程会产生二次废物。 二、去污效果的表示方法
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第四节 去核设施系统和设备进行去污。
常用的去污工艺有AP-AC法、AP-CITROX法、CAN-DECON法等。 法 法等。 常用的去污工艺有 法 法等
AP-AC法:碱性高锰酸钾-柠檬酸去污法,第一步是用碱性 法 碱性高锰酸钾 柠檬酸去污法 第一步是用碱性KMnO4氧化溶解 柠檬酸去污法, Cr2O3, 第二步用柠檬酸铵除去残留腐蚀膜。 第二步用柠檬酸铵除去残留腐蚀膜。 AP-CITROX法:碱性高锰酸钾-柠檬酸草酸混合液去污法以碱性高锰酸钾作为氧 法 碱性高锰酸钾 柠檬酸草酸混合液去污法以碱性高锰酸钾作为氧 化剂和溶解铬,用柠檬酸-草酸混合液溶解残余的 草酸混合液溶解残余的Fe 化剂和溶解铬,用柠檬酸 草酸混合液溶解残余的 3O4锈层和镍铁氧体 (NiOFe2O3)。
可剥离膜:聚乙烯或聚氯乙烯系列;聚醋酸乙烯及其改性物系列;聚丙烯酸酯系 列。 可剥离膜去污的二次废物量比一般化学法减少2/3,节省工时1/2,节约费用1/3。 可剥离膜去污对表面光滑的物件去污效果好,对多孔性粗糙物件、复杂结构部件 及放射性深部污染情况,去污效果较差。 4、超临界萃取去污法 、 超临界萃取去污是用超临界流体萃取核素。超临界流体是处于临界温度和临界压 力以上的流体,它兼有气、液双重特性。既有气体的高扩散性、低粘性、可压缩 性和渗透性,又有与液体相近的密度和溶解能力。
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