[go: up one dir, main page]

RU2163039C1 - Method for decontaminating materials and articles from radioactive pollutants - Google Patents

Method for decontaminating materials and articles from radioactive pollutants Download PDF

Info

Publication number
RU2163039C1
RU2163039C1 RU99114051A RU99114051A RU2163039C1 RU 2163039 C1 RU2163039 C1 RU 2163039C1 RU 99114051 A RU99114051 A RU 99114051A RU 99114051 A RU99114051 A RU 99114051A RU 2163039 C1 RU2163039 C1 RU 2163039C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
decontamination
mol
mole
articles
solution
Prior art date
Application number
RU99114051A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.А. Ерин
А.А. Баранов
В.М. Чистяков
Г.А. Тимофеев
Original Assignee
Государственный научный центр Российской Федерации Научно-исследовательский институт атомных реакторов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научный центр Российской Федерации Научно-исследовательский институт атомных реакторов filed Critical Государственный научный центр Российской Федерации Научно-исследовательский институт атомных реакторов
Priority to RU99114051A priority Critical patent/RU2163039C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2163039C1 publication Critical patent/RU2163039C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

FIELD: decontamination of radioactive materials and articles. SUBSTANCE: nitric acid solutions of 1.5- 4 mole/l concentration incorporating ions of bivalent silver in the amount of 0.01-0.1 mole/l are used for decontamination. Decontaminating solution is added with 0.01-0.5 mole/l of phosphoric acid and 0.01-0.1 mole/l of sodium persulfate. Single cycle is required to decontaminate surface at room temperature to safe level for reusing material or article upon such treatment. EFFECT: improved decontaminating efficiency. 3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к ядерной технике и технологии, преимущественно к дезактивации материалов и изделий от радиоактивного загрязнения. The invention relates to nuclear engineering and technology, mainly to the decontamination of materials and products from radioactive contamination.

Известен способ дезактивации, основанный на двухстадийной обработке изделий: на первой стадии используют окисляющий раствор, содержащий марганцевую или хромовую кислоты при температуре 70oC, на второй - проводится обработка изделий раствором щавелевой кислоты при комнатной температуре (Schenker Е. , Buckley D., Alder Н.Р., Francioni W., Heess W., Couraht A./ VS-decontamination process// Water Chem.Nucl.React. Syst.: Proc.Int.Conf. Bournemonth, 23-27 Oct., 1989, v. 2, London, 1989, p 186-187).A known method of decontamination based on a two-stage processing of products: in the first stage, an oxidizing solution containing manganese or chromic acid is used at a temperature of 70 o C, in the second, the products are processed with a solution of oxalic acid at room temperature (Schenker E., Buckley D., Alder N.P., Francioni W., Heess W., Couraht A. / VS-decontamination process // Water Chem. Nucl. React. Syst .: Proc.Int.Conf. Bournemonth, 23-27 Oct., 1989, v . 2, London, 1989, p 186-187).

Недостатком указанного способа являeтся использование химически агрессивной среды (хромовая, марганцевая кислоты), проведение процесса при высокой температуре, двухстадийность цикла дезактивации. The disadvantage of this method is the use of a chemically aggressive medium (chromic, manganese acid), the process at high temperature, two-stage decontamination cycle.

Другой известный способ дезактивации изделий основан на использовании разбавленных растворов, содержащих комплексообразователи, например, лимонную, щавелевую кислоты, хелатные реагенты, раствор никoлиновой кислоты и формиата ванадия (II) при температуре 85-95oC (Wold C.J. Chemical decontamination: an effective technology for nuclear plants "Power", 1984, 128, N 2, 83-87).Another known method of product decontamination is based on the use of dilute solutions containing complexing agents, for example, citric, oxalic acids, chelating agents, a solution of nicolinic acid and vanadium (II) formate at a temperature of 85-95 o C (Wold CJ Chemical decontamination: an effective technology for nuclear plants "Power", 1984, 128, N 2, 83-87).

Достоинством этого способа является использование менее химически агрессивных веществ и низкая кислотность растворов. Недостатком является то, что и по указанному способу температура процесса высокая. The advantage of this method is the use of less chemically aggressive substances and low acidity of solutions. The disadvantage is that according to the specified method, the process temperature is high.

Наиболее близким по своей сущности и по назначению к заявляемому является способ дезактивации (патент США N 4226640, МКИ G 21 F 9/28, опубликован 07.10.80), заключающийся в том, что поверхностное загрязнение радионуклидным веществом удаляется вначале обработкой водным раствором перманганата щелочи при температуре 85-125oC и промывкой водой. Затем производится обработка в течение 2-20 ч при температуре 85-120oC раствором цейрата, оксалата и ингибитора (ЭДТА+ формиат железа III) при pH=3,5. На последней стадии промытое водой изделие обрабатывают в течение 2-8 ч при температуре 20-80oC с водным раствором органической кислоты (H3C) и перeкиси водорода, содержащим взвешенные инертные частицы.The closest in essence and in purpose to the claimed is a method of decontamination (US patent N 4226640, MKI G 21 F 9/28, published 07.10.80), which consists in the fact that surface contamination with a radionuclide substance is removed first by treatment with an aqueous solution of alkali permanganate when a temperature of 85-125 o C and washing with water. Then the treatment is carried out for 2-20 hours at a temperature of 85-120 o C with a solution of ceirate, oxalate and inhibitor (EDTA + iron formate III) at pH = 3.5. In the last stage, the product washed with water is treated for 2-8 hours at a temperature of 20-80 o C with an aqueous solution of an organic acid (H 3 C) and hydrogen peroxide containing suspended inert particles.

Недостатками указанного способа являются:
- многостадийность и длительность процесса;
- проведение процесса при высоких температурах;
- использование агрессивных химических соединений (окислителя, восстановителя, щелочи и т.д.);
- необходимость контроля и поддержания величины pH раствора.
The disadvantages of this method are:
- multi-stage and duration of the process;
- carrying out the process at high temperatures;
- the use of aggressive chemical compounds (oxidizing agent, reducing agent, alkali, etc.);
- the need to control and maintain the pH of the solution.

Таким образом, использование перечисленных методов дезактивации сопряжено со значительными неудобствами в работе, связанными с поддержанием высокой температуры, кислотности, использованием окислителей, контролем pH раствора, затратами времени для снижения высокой активности до фоновых или нулевых значений. Thus, the use of the listed methods of decontamination is associated with significant inconveniences in the work associated with maintaining high temperature, acidity, using oxidizing agents, controlling the pH of the solution, and spending time to reduce high activity to background or zero values.

Поэтому целью изобретения была разработка более эффективного, простого в применении способа, при этом позволяющего очистить дезактивируемую поверхность до безопасного в использовании состояния. Therefore, the aim of the invention was to develop a more effective, easy to use method, while allowing to clean the decontaminated surface to a safe state in use.

Заявляемый способ заключается в том, что для дезактивации изделий используют растворы азотной кислоты (от 1,5 до 4 моль/л), содержащие ионы двухвалентного серебра в количестве 0,01-0,1 моль/л. Для повышения устойчивости двухвалентного серебра и увеличения эффективности дезактивации изделий в указанный состав дезактивирующего раствора добавляют также фосфорную кислоту в количестве от 0,01 до 0,5 моль/л и персульфат натрия (калия, аммония) в количестве 0,01-0,1 моль/л. The inventive method consists in the fact that for the decontamination of products using solutions of nitric acid (from 1.5 to 4 mol / L) containing ions of divalent silver in an amount of 0.01-0.1 mol / L. To increase the stability of divalent silver and increase the efficiency of product decontamination, phosphoric acid in an amount of from 0.01 to 0.5 mol / L and sodium persulfate (potassium, ammonium) in an amount of 0.01-0.1 mol are also added to the specified composition of the decontamination solution. / l

От прототипа заявляемый способ отличается тем, что:
- дезактивация проводится при комнатной температуре;
- процесс дезактивации протекает за один цикл;
- за один цикл дезактивации достигается снижение активности в 102-103 раз.
The claimed method differs from the prototype in that:
- decontamination is carried out at room temperature;
- the decontamination process proceeds in one cycle;
- in one cycle of deactivation, a decrease in activity of 10 2 -10 3 times is achieved.

Примеры конкретного выполнения способа дезактивации. Examples of specific performance of the decontamination method.

1. Дезактивация изделий из нержавеющей стали, сплавов из титана и циркония. 1. Decontamination of stainless steel products, alloys of titanium and zirconium.

Дезактивации подвергались изделия, загрязненные α-излучателями (241,243Am; 238Pu; 242Cm), предварительно обработанные кипячением раствором 1 моль/л HNO3 в течениe 4 ч для удаления снимаемой активности. Затем остаточная "неснимаемая" активность удалялась при дезактивации раствором 4 моль/л HNO3 + 0,1 моль/л AgO + 0,1 моль/л Na2S2O8 в течение 60 мин. Результаты дезактивации представлены в табл. 1.Decontaminated products were contaminated with α-emitters ( 241.243 Am; 238 Pu; 242 Cm), pretreated with boiling solution of 1 mol / L HNO 3 for 4 h to remove the removed activity. Then, the residual “unremovable” activity was removed upon deactivation with a solution of 4 mol / L HNO 3 + 0.1 mol / L AgO + 0.1 mol / L Na 2 S 2 O 8 for 60 min. The results of decontamination are presented in table. 1.

2. Дезактивации подвергалась внешняя поверхность корпуса из нержавеющей стали гамма-источника на основе кобальта-60. Поверхностная γ-активность, обусловленная Co-60, была на уровне 7·103-20·103 Бк. Каждая партия источников обрабатывалась однократно раствором состава 3,0 моль/л HNO3 + 0,5 моль/л H3PO4 + 0,1 моль/л AgO + 0,1 моль/л Na2S2O8. Результаты приведены в табл. 2.2. The external surface of the housing was made of cobalt-60-based gamma-source stainless steel. The surface γ activity due to Co-60 was at the level of 7 · 10 3 -20 · 10 3 Bq. Each batch of sources was treated once with a solution of 3.0 mol / L HNO 3 + 0.5 mol / L H 3 PO 4 + 0.1 mol / L AgO + 0.1 mol / L Na 2 S 2 O 8 . The results are shown in table. 2.

Приведенные экспериментальные данные, полученные на примерах 1 и 2, показывают, что с помощью заявляемого способа дезактивации достигается снижение на порядки поверхностной α-,γ-активности, которая не снимается мазком, не удаляется длительным кипячением в 1 моль/л азотной кислоты. При этом убыль массы для исследованных материалов не превышает 0,1 мас.%. Специальные исследования показали также, что наиболее эффективно дезактивация протекает при концентрации азотной кислоты в области 1,5-4,0 моль/л. Использование азотной кислоты ниже 1,0 моль/л нецелесообразно из-за снижения растворимости оксида серебра. При концентрации азотной кислоты выше 4 моль/л уменьшается устойчивость AgO. Добавление фосфорной кислоты до 0,5 моль/л, а также персульфата натрия (калия, аммония) до концентрации 0,1 моль/л увеличивает эффективность процесса дезактивации в результате увеличения устойчивости ионов двухвалентного серебра. The experimental data obtained in examples 1 and 2 show that using the proposed method of decontamination, a reduction by orders of magnitude of the surface α-, γ-activity, which is not removed by smear, is not removed by prolonged boiling in 1 mol / l of nitric acid. In this case, the mass loss for the studied materials does not exceed 0.1 wt.%. Special studies have also shown that the most effective decontamination occurs at a concentration of nitric acid in the region of 1.5-4.0 mol / L. The use of nitric acid below 1.0 mol / L is impractical due to a decrease in the solubility of silver oxide. At a concentration of nitric acid above 4 mol / L, the stability of AgO decreases. The addition of phosphoric acid to 0.5 mol / L, as well as sodium persulfate (potassium, ammonium) to a concentration of 0.1 mol / L, increases the efficiency of the decontamination process as a result of increased stability of divalent silver ions.

Отработанное серебро затем может быть повторно использовано после его регенерации с использованием известных процессов осаждения в виде хлорида серебра, восстановления его металлическим цинком с последующим растворением металлического серебра в растворе азотной кислоты. Проверка этого способа регенерации на реальных растворах показала, что препарат азотнокислого серебра получается с содержанием α-,γ-продуктов, не превышающем фоновых значений, и может быть использован в дальнейшем для дезактивации. The spent silver can then be reused after its regeneration using known precipitation processes in the form of silver chloride, reduction with metallic zinc, followed by dissolution of metallic silver in a solution of nitric acid. Testing this regeneration method with real solutions showed that the silver nitrate preparation is obtained with a content of α-, γ-products not exceeding the background values, and can be used in the future for decontamination.

Claims (3)

1. Способ дезактивации материалов и изделий от радиоактивного загрязнения, включающий обработку кислотой или смесью кислот, содержащими окислитель, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют оксид серебра или смесь оксида серебра и персульфата натрия (калия, аммония). 1. A method of decontamination of materials and products from radioactive contamination, comprising treating with an acid or mixture of acids containing an oxidizing agent, characterized in that silver oxide or a mixture of silver oxide and sodium persulfate (potassium, ammonium) is used as an oxidizing agent. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для кислотной обработки используют азотную кислоту, концентрацию которой выбирают в диапазоне 1,5 - 4 моль/л, фосфорную кислоту концентрацией 0,1 - 0,5 моль/л. 2. The method according to claim 1, characterized in that for acid treatment using nitric acid, the concentration of which is selected in the range of 1.5 to 4 mol / L, phosphoric acid with a concentration of 0.1 to 0.5 mol / L. 3. Способ по п.1 отличается тем, что концентрацию окислителей выбирают в диапазоне 0,01 - 0,1 моль/л. 3. The method according to claim 1 is characterized in that the concentration of oxidizing agents is selected in the range of 0.01 - 0.1 mol / L.
RU99114051A 1999-06-29 1999-06-29 Method for decontaminating materials and articles from radioactive pollutants RU2163039C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99114051A RU2163039C1 (en) 1999-06-29 1999-06-29 Method for decontaminating materials and articles from radioactive pollutants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99114051A RU2163039C1 (en) 1999-06-29 1999-06-29 Method for decontaminating materials and articles from radioactive pollutants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2163039C1 true RU2163039C1 (en) 2001-02-10

Family

ID=20221962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99114051A RU2163039C1 (en) 1999-06-29 1999-06-29 Method for decontaminating materials and articles from radioactive pollutants

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2163039C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308870B6 (en) * 2019-05-03 2021-07-21 České vysoké učení technické v Praze Method of decontaminating the internal surfaces of the primary circuit of a nuclear power plant and decontaminating solution

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4226640A (en) * 1978-10-26 1980-10-07 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Method for the chemical decontamination of nuclear reactor components
GB2112199A (en) * 1981-11-02 1983-07-13 Kernforschungsz Karlsruhe Method for decontaminating radioactively contaminated surfaces of metallic materials
EP0185393A1 (en) * 1984-12-21 1986-06-25 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Process for decontaminating the surface of an object
EP0418722A1 (en) * 1989-09-21 1991-03-27 Ente Nazionale Per L'energia Elettrica - (Enel) Total decontamination process for radioactive metal material
RU2059313C1 (en) * 1994-04-28 1996-04-27 Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors
RU2119688C1 (en) * 1997-03-04 1998-09-27 Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина Silicon decontamination technique

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4226640A (en) * 1978-10-26 1980-10-07 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Method for the chemical decontamination of nuclear reactor components
GB2112199A (en) * 1981-11-02 1983-07-13 Kernforschungsz Karlsruhe Method for decontaminating radioactively contaminated surfaces of metallic materials
EP0185393A1 (en) * 1984-12-21 1986-06-25 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Process for decontaminating the surface of an object
EP0418722A1 (en) * 1989-09-21 1991-03-27 Ente Nazionale Per L'energia Elettrica - (Enel) Total decontamination process for radioactive metal material
RU2059313C1 (en) * 1994-04-28 1996-04-27 Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors
RU2119688C1 (en) * 1997-03-04 1998-09-27 Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина Silicon decontamination technique

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АМПЕЛОГОВА Н.И. и др. Дезактивация в ядерной энергетике. - М.: Энергоиздат, 1982, с.124-125, 127-130. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308870B6 (en) * 2019-05-03 2021-07-21 České vysoké učení technické v Praze Method of decontaminating the internal surfaces of the primary circuit of a nuclear power plant and decontaminating solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5078894A (en) Formulations for iron oxides dissolution
EP0071336B1 (en) Process for the chemical dissolution of oxide deposits
EP0046029B1 (en) An application technique for the descaling of surfaces
US5205999A (en) Actinide dissolution
US4508641A (en) Process for the decontamination of steel surfaces and disposal of radioactive waste
US5225087A (en) Recovery of EDTA from steam generator cleaning solutions
CA1252415A (en) Decontaminating metal surfaces with chelating solution and electrolysis
US4705573A (en) Descaling process
JPS601600B2 (en) Method of chemical decontamination of nuclear reactor structural parts
US5024805A (en) Method for decontaminating a pressurized water nuclear reactor system
GB2064852A (en) Decontaminating reagents for radioactive systems
JP4191486B2 (en) Decontamination method for solid iodine filter
RU2163039C1 (en) Method for decontaminating materials and articles from radioactive pollutants
US6521809B1 (en) Treatment of organic materials
US5093072A (en) Process for the radioactive decontamination of metal surfaces, particularly portions of primary circuits of water-cooled nuclear reactors
RU2147780C1 (en) Method for decontaminating contaminated steel surfaces
RU2059313C1 (en) Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors
RU2197027C2 (en) Method for recovering waste water containing permanganates of alkali metals
RU2119688C1 (en) Silicon decontamination technique
US3658714A (en) Method of decontaminating radioactive wastes
RU2137232C1 (en) Method for removing radioactive contaminants
RU2169957C2 (en) Method for decontaminating water-cooled reactor circuits
RU2152650C1 (en) Method for decontaminating ground polluted with cesium radionuclides
PARTRIDGE et al. Chemical decontamination of metals(treatment with a cerium-nitric acid solution)
KR900003610B1 (en) How to remove contaminated metal surfaces from nuclear reactors

Legal Events

Date Code Title Description
HK4A Changes in a published invention
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170630