SK281355B6 - Spôsob zneškodňovania katexu a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Abstract

Spôsob zneškodňovania katexu nasýteného rádioaktívnymi a inaktívnymi katiónmi spočíva v premieňaní inaktívnych katiónov, ktoré nie sú dvojmocné na aniónové komplexy, ktoré sa z katexu vymývajú, takže tento môže prijímať ďalšie dvojmocné rádioaktívne katióny, pričom po striedajúcom sa nasýtení a selektívnej regenerácii sa živica katexu privedie na konečné úložisko. Katex (3) je napájacím potrubím (4) napojený na nádrž (5) s komplexotvornou látkou a súčasne vývodom (6) na zariadenie (7) na spracovanie komplexov.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu zneškodňovania katexu, ktorý je nasýtený rádioaktívnymi a inaktívnymi katiónmi. Vynález sa týka i zariadenia na zneškodňovanie takého katexu.

Doterajší stav techniky

Katexy sa používajú pri uskutočňovaní dekontaminácie v zariadeniach jadrovej techniky. Pritom sa v katexoch zachytávajú katióny vznikajúce ako odpad pri dekontaminácii. Po bežnej dekontaminácii obsahuje katex ako rádioaktívne, tak aj inaktívne katióny. Rádioaktívnymi katiónmi sú “'C'o. ^S8Co, ⁵⁴Mn a/alebo ⁵¹Cr. Vyskytovať sa ale môžu i iné rádioaktívne katióny. Inaktívnymi katiónmi sú spravidla katióny železa a niklu. Po dekontaminácii zariadenia zostáva ako zvyšok nasýtený katex. Nasýtené živice nachádzajúce sa v katexe sa musia zneškodniť. Pritom sa musia odstrániť z katexovej nádrže a ďalej spracovať na konečné uloženie. Stupne postupu až po uloženie na konečné úložisko sú drahé a nákladné, pretože živice obsahujú rádioaktívne látky.

Pretože pri zvyčajnom spôsobe dekontaminácie vzniká ako odpad veľké množstvo katiónov, musí sa zneškodňovať veľké množstvo živice a ukladať na konečné úložisko. Úlohou vynálezu je poskytnúť spôsob zneškodňovania katexu, ktorý zaručuje, že vzniká ako odpad čo najmenej živice, ktorá obsahuje rádioaktívne katióny, a preto sa musí bezpečne uchovávať v konečnom úložisku. Poskytnúť sa má aj vhodné zariadenie na zneškodňovanie katexu.

Podstata vynálezu

Prvá menovaná úloha sa podľa vynálezu rieši tak, že inaktívne katióny, ktoré nie sú dvojmocné, sa premieňajú na aniónové komplexy a že tieto komplexy sa vymývajú z katexu.

Katex sa tým selektívne regeneruje. Rádioaktívne katióny vyskytujúce sa v katexe sú totiž všetky dvojmocné, a preto zostávajú v katexe. Tým, že inaktívne katióny sa z katexu odstraňujú, poskytuje živica v katexe znovu viac miesta na nové dekontaminačné použitie katexu. Pritom sa znovu dostávajú do katexu rádioaktívne a inaktívne katióny a pri druhej selektívnej regenerácii sa zasa len inaktívne katióny odstraňujú. Striedaním dekontaminačného použitia a selektívnej regenerácie sa dosiahne tá výhoda, že katex sa môže udržiavať v prevádzke dovtedy, kým nie je nasýtený takmer výlučne rádioaktívnymi katiónmi. Pretože jeho kapacita nie je ohraničená veľkými množstvami inaktívnych katiónov, poskytuje viac miesta pre rádioaktívne katióny ako obvykle, a preto je použiteľný pre veľmi dlhé časové úseky. V jednom časovom intervale vzniká ako odpad výhodne málo živice, ktorá sa musí dopravovať do konečného úložiska. Vystačí sa teda s veľmi malým konečným úložiskom.

Aniónové komplexy, ktoré sa vymyli z katexu, neobsahujú žiadne rádioaktívne zložky. Môžu sa preto odstrániť jednoduchým spôsobom. Roztok, ktorý' komplexy obsahuje, sa môže napríklad odpariť.

Pri procese dekontaminácie sa môžu vytvárať predovšetkým inaktívne železnaté katióny. Tieto sa však už vyskytujúcimi sa malými množstvami vzdušného kyslíka oxidujú na železité katióny. Preto inaktívne katióny železa, ktoré tvoria veľkú časť inaktívnych katiónov, neexistujú a ko dvojmocné katióny a premiestňujú sa na aniónový komplex.

Aby sa podporila oxidácia železnatých katiónov, môže sa použiť oxidačné činidlo, napríklad malé množstvo peroxidu vodíka.

Premena inaktívnych katiónov na aniónové komplexy nastáva napríklad pri teplote vyššej ako 20 °C. Premena nastáva obzvlášť pri teplote od 60 °C do 80 °C. Pri týchto teplotách prebieha premena obzvlášť výhodne.

Do nasýteného katexu sa privádza napríklad komplexotvomá látka, čím sa inaktívne katióny premieňajú na aniónové komplexy.

Komplcxotvorná látka pritom premieňa na komplexy len katióny, ktoré nie sú dvojmocné. Z katiónov vyskytujúcich sa v katexe po procese dekontaminácie sú dvojmocné len aktívne katióny. Pomocou použitia komplexotvomej látky sa katex selektívne regeneruje tým, že na aniónové komplexy sa premieňajú len inaktívne katióny, zatiaľ čo rádioaktívne katióny zostávajú viazané na živici katexu.

Ako komplexotvomá látka so používa napríklad kyselina šťaveľová. Táto vytvára s inaktívnymi katiónmi, napríklad železitými, oxalátové komplexy, napríklad oxalátoželezitý komplex.

Ako komplcxotvorná látka je vhodný najmä napríklad roztok kyseliny šťaveľovej, ktorý obsahuje viac ako 0,1 mol kyseliny šťaveľovej. Vhodný je predovšetkým jednomolový roztok kyseliny šťaveľovej.

Pomocou použitia kyseliny šťaveľovej sa dosiahne tá výhoda, že katex sa môže po selektívnej regenerácii ihneď znova použiť na dekontamináciu.

Zostávajúce zvyšky kyseliny šťaveľovej v katexe totiž nerušia proces dekontaminácie. Výhodne je možné sa zriecť nákladného vyplachovania katexu po selektívnej regenerácii.

Pomocou voľby vhodnej koncentrácie kyseliny šťaveľovej sa dosiahne tá výhoda, že na jednej strane vystačí na selektívnu regeneráciu množstvo kyseliny šťaveľovej privedené do katexu, na druhej strane však privedený objem roztoku kyseliny šťaveľovej je prispôsobený ku kapacite katexu.

Aniónové komplexy vypláchnuté z katexu sa môžu oxidačné rozpadať. Na to sa môže k aniónovým komplexom v určitom priradenom stupni postupu pridávať peroxid vodíka a/alebo ozón. Pri takomto oxidačnom rozpade komplexov vzniká oxid uhličitý, ktorý sa môže uvoľňovať. Okrem toho vzniká ako odpad roztok, ktorý obsahuje inaktívne katióny. Taký roztok nevyžaduje žiadne nákladné stupne zneškodňovania.

Pomocou spôsobu podľa vynálezu sa dosiahne najmä tá výhoda, že katexová živica, ktorá po stupni dekontaminácie obsahuje rádioaktívne a inaktívne katióny, sa môže selektívne regenerovať, tzn., že živica sa zbavuje inaktívnych katiónov, zatiaľ čo rádioaktívne katióny zostávajú viazané na živici. Na rovnaké množstvo živice sa teda môže výhodne pomocou selektívnej regenerácie naviazať viac rádioaktívnych katiónov. Z toho vyplýva, že ako odpad vzniká menej živíc nasýtených rádioaktívnymi katiónmi, a preto sa musí pre také živice pripraviť len málo priestoru na konečné uloženie.

Druhá stanovená úloha, poskytnúť zariadenie na zneškodňovanie katexu, sa rieši podľa vynálezu tým, že katex je spojený s napájacím potrubím na komplexotvomú látku a s vývodom.

Týmto napájacím potrubím sa po ukončení dekontaminačného použitia privádza komplexotvomá látka na selektívnu regeneráciu katexu. Aniónové komplexy inaktívnych katiónov, vzniknuté potom na katexe, sa odvádzajú vývo2 dom, pretože katex nemôže zachytávať žiadne anióny. V katexe tak vzniká znovu miesto na absorpciu katiónov počas druhého dekontaminačného použitia.

Vývod katexu je spojený napríklad so zariadením na spracovanie, do ktorého ústi potrubie na oxidačné činidlo. V tomto zariadení na úpravu sa môžu rozpadať komplexy. Pritom vzniká oxidu uhličitý, ktorý sa uvoľňuje ako aj inaktívne katióny v roztoku, ktorý sa môže zneškodniť jednoduchými prostriedkami.

Katex je umiestnený napríklad v nádrži, ktorú je možné použiť na konečné uloženie. Tým sa dosahuje tá výhoda, že celý katex, keď je úplne nasýtený rádioaktívnymi katiónmi, sa môže dopravovať na konečné úložisko. Vystačí sa výhodne bez priameho kontaktu s nasýtenou živicou katexu. Živica sa nemusí vyberať z katexu.

So zariadením podľa vynálezu sa pomocou spôsobu podľa vynálezu dosiahne tá výhoda, že sa vyžaduje len malá kapacita konečného úložiska pre katexovú živicu.

Zariadenie na zneškodňovanie katexu, ktorým sa dá uskutočňovať príslušný spôsob, sa vysvetľuje bližšie na základe nákresu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Nákres ukazuje systém 1, ktorý sa má dekontaminovať, ktorým môže byť napríklad primárny okruh jadrovej elektrárne. Na dckontamináciu sa privádza vopred privedený dekontaminačný roztok cez dekontaminačný okruh 2, do ktorého je zapojený katex 3. V katexe 3 sa zachytávajú ako rádioaktívne, tak i inaktívne katióny.

Na zneškodnenie katexu 3 sa tento odpojí od dekontaminačného okruhu 2. Potom sa privedie do katexu 3 cez napájacie potrubie 4 z nádrže 5 na komplexotvomú látku komplexotvomá látka. Pomocou tejto komplexotvomej látky sa premenia inaktívne katióny na aniónové komplexy, ktoré potom katex 3 opustia.

Roztok, ktorý obsahuje komplexy, sa dostáva cez vývod 6 katexu 3 do zariadenia 7 na spracovanie komplexov. Na spracovanie komplexov sa privádza do zariadenia na spracovanie 7 cez potrubie 8 oxidačné činidlo z nádrže 9 na oxidačné činidlo. Zo zariadenia 7 na spracovanie vychádza potrubie 10 na roztok, ktorý neobsahuje žiadne rádioaktívne látky, a potrubie 11 na plyn, napríklad na oxid uhličitý. Potom, čo sa raz alebo viackrát vystriedal proces dekontaminácie a selektívna regenerácia katexu 3, obsahuje živica katexu 3 takmer už iba rádioaktívne katióny. Živica sa teda využila optimálne na odstránenie rádioaktívnych katiónov. Živica sa potom môže dopraviť do konečného úložiska. Pomocou optimálneho využitia živice sa vystačí s veľmi malým úložiskom na živicu.

Katex 3 môže byť umiestnený už v prevádzke podľa príkazov v nádrži 12, ktorá sa môže použiť na konečné uloženie. Potom nie je potrebné prelievanie nasýtenej živice do špeciálnej nádrže na konečné uloženie. Dokonca sa celý katex 3 dopravuje na konečné úložisko a nahrádza sa novým katexom 3. Personál tak neprichádza do styku s nasýtenou živicou.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob zneškodňovania katexu (3), ktorý je nasýtený rádioaktívnymi a inaktívnymi katiónmi, vyznačujúci sa tým, že na selektívnu regeneráciu katexu (3) sa len inaktívne katióny, ktoré nie sú dvojmocné, premieňajú na aniónové komplexy a tieto komplexy sa vymý vajú z katexu (3), takže tento môže prijímať dodatočné dvojmocné rádioaktívne katióny, a že po striedajúcom sa nasýtení a selektívnom regenerovaní sa privádza živica katexu (3) na konečné úložisko.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že železnaté katióny sa oxidujú na železité katióny a že železité katióny sa premieňajú na aniónové komplexy.
3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa používa oxidačné činidlo na oxidáciu železnatých katiónov.
4. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa t ý m , že ako oxidačné činidlo sa používa malé množstvo peroxidu vodíka.
5. 5. Spôsob podľa jedného z nárokov laž 4, vyznačujúci sa tým,že inaktívne katióny sa premieňajú na aniónové komplexy pri teplote vyššej ako 20 °C.
6. 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že inaktívne katióny sa premieňajú na aniónové komplexy pri teplote od 60 °C do 80 °C.
7. 7. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že do nasýteného katexu (3) sa privádza komplexotvomá látka, čím sa inaktívne katióny premieňajú na aniónové komplexy.
8. 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa t ý m , že ako komplexotvomá látka sa privádza do nasýteného katexu (3) kyselina šťaveľová.
9. 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že ako komplexotvomá látka sa privádza roztok, ktorý obsahuje viac ako 0,1 mol kyseliny šťaveľovej.
10. 10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že ako komplexotvomá látka sa privádza jednomolový roztok kyseliny šťaveľovej.
11. 11. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 10, v y značujúci sa tým, že aniónové komplexy vymyté z katexu (3) sa oxidačné rozkladajú.
12. 12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa t ý m , že k aniónovým komplexom sa pridáva peroxid vodíka a/alebo ozón, čím sa aniónové komplexy oxidačné rozpadajú.
13. 13. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa jedného z nárokov 1 až 12, vyznačujúce sa tým, že katex (3) je spojený s napájacím potrubím (4) na komplexotvomú látku a s vývodom (6).
14. 14. Zariadenie podľa nároku 13, vyznačuj úce sa t ý m , že vývod (6) je spojený so zariadením na spracovanie (7), do ktorého ústi potrubie (8) na oxidačné činidlo.
15. 15. Zariadenie podľa jedného z nárokov 13 alebo 14, vyznačujúce sa tým, že katex (3) je umiestnený v nádrži (12), ktorú je možné použiť na konečné uloženie.