一种去除放射性污染沉积氧化物的方法与流程

1.本发明属于放射性去污技术领域，涉及一种去除放射性污染沉积氧化物的方法。


背景技术：

2.反应堆一回路主工艺系统的材料上沉积的活化腐蚀产物是核电站集体剂量的主要诱因，采用一回路注锌，对pwscc、材料表面氧化膜生长以及腐蚀产物的释放速率均有很好的抑制作用，但同时也改变了一回路氧化膜的物理化学特性。在高温高压的条件下，材料表面形成形式为ab2o4的尖晶石结构的双层氧化膜，锌离子能置换出尖晶石结构内层中的铁、钴、镍等离子，并在加氢的条件下，形成氧化物颗粒尺寸小，结合紧密的氧化膜。由于辐射防护的要求，在核电厂停堆大修期间，反应堆一回路部分设备检修拆卸下的部件需要去污，去除其表面沉积的金属氧化物。
3.中国专利申请cn 101714414 a描述了一种涉及马氏体不锈钢的放射性去污工艺，采用氧化-还原的去污剂，大大降低马氏体不锈钢部件的放射性污染程度并确保其可重复使用，保证了相关工作人员的身体健康，有效减少了放射性废物的产生。但该工艺只适用于马氏体不锈钢的放射性去污。
4.中国专利申请cn 107828524 a描述了一种核污染清洗去污剂及其制备方法，该核污染清洗去污剂主要是由去离子水、柠檬酸、edta-4钠盐、油酸三乙醇胺、苯甲酸钠、缓蚀剂、消泡剂、乙醇、ph调节剂组成，通过原料混合
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搅拌
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溶解
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包装而制得成品。但该去污剂只适用于核电站放射性污染构件的核污染去污。
5.中国专利申请cn 1988051 a描述了一种核设施放射性污染去污剂及去污方法，其以硝酸、(nh4)2ce(no3)6混合液为去污介质进行超声去污，但这种去污剂及去污方法不适用于注锌反应堆的部分部件。
6.注锌反应堆中的沉积金属氧化物的物化特性与一般压水堆中的沉积氧化物显著不同，现有的放射性污染去污方法难以满足注锌反应堆放射性污染沉积氧化物的去污要求，即：去除沉积氧化物的效率大于99％，且不损伤基体。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，以能够在传统化学去污技术的基础上，去除注锌反应堆部件表面沉积的金属氧化物，且不损伤基体。
8.为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，所述的方法包括如下步骤：
9.(1)部件的氧化去污剂溶液氧化去污；
10.(2)部件的漂洗；
11.(3)部件的还原去污剂溶液还原去污；
12.(4)部件的漂洗；
13.(5)部件的晾干。
14.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中步骤(1)中，采用氧化去污剂溶液将不溶性的低价态金属氧化物氧化为高价的可溶性的离子，所述的氧化去污剂为高锰酸钾和/或过硫酸钾。
15.在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中所述的氧化去污剂溶液氧化去污的条件为：氧化去污剂在溶液中的质量百分数为0.05-0.75％，溶液ph值为1-3，温度为50-80℃，氧化时间为4-10h。
16.在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中所述的氧化去污剂溶液氧化去污的条件为：氧化去污剂在溶液中的质量百分数为0.1-0.5％，溶液ph值为1.5-2.5，温度为60-75℃，氧化时间为6-10h。
17.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中步骤(2)和步骤(4)中，采用去离子水对部件进行漂洗，漂洗温度为50-80℃，漂洗时间为0.25-0.5h。
18.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中步骤(3)中，采用还原去污剂溶液将不溶性的高价态金属氧化物还原为低价的可溶性的离子，所述的还原去污剂选自草酸、柠檬酸、抗坏血酸中的一种或几种。
19.在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中所述的还原去污剂溶液还原去污的条件为：还原去污剂在溶液中的质量百分数为0.05-0.75％，溶液ph值为2-6，温度为50-80℃，还原时间为4-10h。
20.在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中所述的还原去污剂溶液还原去污的条件为：还原去污剂在溶液中的质量百分数为0.1-0.5％，溶液ph值为3-5，温度为55-75℃，还原时间为5-10h。
21.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中步骤(5)中，将部件吊起于清洗槽上方，晾干部件表面水。
22.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种去除放射性污染沉积氧化物的方法，其中步骤(1)-步骤(4)均在超声协同作用下进行，超声功率密度为15-35w/cm2，超声频率为15-45khz。
23.本发明的有益效果在于，利用本发明的去除放射性污染沉积氧化物的方法，能够在传统化学去污技术的基础上，去除注锌反应堆部件表面沉积的金属氧化物，且不损伤基体。
24.本发明针对现有放射性污染金属氧化物去污方法的缺陷，开发了一种用于注锌反应堆放射性污染沉积氧化物去污的方法，优化了去污剂的浓度、组分，并针对不同的去污对象设置通用和专用的去污流程、温度、时间，使在不损伤基体金属的前提下，最大程度地去除沉积的金属氧化物，去除率可达99％，从而降低作业人员的辐照剂量。
具体实施方式
25.以下通过实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
26.实施例1：放射性污染沉积氧化物的去除(一)
27.本实施例为用于注锌反应堆rns余热排出泵mp08泵壳放射性污染沉积氧化物去污的方法，具体步骤如下：
28.(1)氧化去污剂溶液氧化去污：采用质量百分比浓度0.2％的高锰酸钾溶液作为氧化去污剂溶液，硝酸调整溶液的ph值为2。氧化去污控制温度60-75℃，将mp08泵壳放置于去污槽中的支架上固定，在超声协同作用下氧化去污6h，超声功率密度30w/cm2，超声频率40khz。
29.(2)漂洗：采用去离子水，于50-70℃下超声协同漂洗40min。
30.(3)还原去污剂溶液还原去污：采用质量百分比浓度0.2％的草酸溶液作为还原去污剂溶液，氢氧化钠调整溶液的ph值为4.5。还原去污控制温度60-75℃，在超声协同作用下还原去污6h，超声功率密度30w/cm2，超声频率40khz。
31.(4)漂洗：采用去离子水，于50-70℃下超声协同漂洗20min。
32.(5)晾干：将固定mp08泵壳的支架吊至去污槽上部，晾干水分。
33.mp08泵壳采用上述方法去污后，经擦拭取样测量，表面污染水平从150bq/cm2降至0.3bq/cm2，沉积金属氧化物去除率达99.8％；剂量率水平从3000μsv/h降至220μsv/h，减少了92.7％。这说明去除沉积氧化物的效果显著。去污后挂片扫描电镜10000倍显示，无晶间腐蚀，对基体无损伤。
34.实施例2：放射性污染沉积氧化物的去除(二)
35.本实施例为用于注锌反应堆稳压器安全阀波纹管放射性污染沉积氧化物去污的方法，具体步骤如下：
36.(1)氧化去污剂溶液氧化去污：采用质量百分比浓度0.2％的高锰酸钾溶液作为氧化去污剂溶液，硝酸调整溶液的ph值为2.5。氧化去污控制温度60-75℃，将稳压器安全阀波纹管放置于去污槽中的支架上固定，在超声协同作用下氧化去污10h，超声功率密度25w/cm2，超声频率30khz。
37.(2)漂洗：采用去离子水，于60-80℃下超声协同漂洗30min。
38.(3)还原去污剂溶液还原去污：采用质量百分比浓度0.2％的草酸加质量百分比浓度0.2％的柠檬酸溶液作为还原去污剂溶液，氢氧化钠调整溶液的ph值为5。还原去污控制温度60-80℃，在超声协同作用下还原去污10h，超声功率密度25w/cm2，超声频率30khz。
39.(4)漂洗：采用去离子水，于60-80℃下超声协同漂洗30min。
40.(5)晾干：将固定稳压器安全阀波纹管的支架吊至去污槽上部，晾干水分。
41.稳压器安全阀波纹管采用上述方法去污后，经擦拭取样测量，表面污染水平从500bq/cm2降至0.5bq/cm2，沉积金属氧化物去除率达99.9％；剂量率水平从4000μsv/h降至500μsv/h，减少了87.5％。这说明去除沉积氧化物的效果显著。去污后挂片扫描电镜10000倍显示，无晶间腐蚀，对基体无损伤。
42.实施例3：放射性污染沉积氧化物的去除(三)
43.本实施例为用于注锌反应堆pv01截止阀阀芯放射性污染沉积氧化物去污的方法，具体步骤如下：
44.(1)氧化去污剂溶液氧化去污：采用质量百分比浓度0.2％的过硫酸钾溶液作为氧化去污剂溶液，硝酸调整溶液的ph值为1.5。氧化去污控制温度60-75℃，将pv01截止阀阀芯放置于去污槽中的支架上固定，在超声协同作用下氧化去污8h，超声功率密度35w/cm2，超声频率45khz。
45.(2)漂洗：采用去离子水，于60-80℃下超声协同漂洗30min。
46.(3)还原去污剂溶液还原去污：采用质量百分比浓度0.5％的柠檬酸溶液，氢氧化钠调整溶液的ph值为4.5。还原去污控制温度55-75℃，在超声协同作用下还原去污8h，超声功率密度35w/cm2，超声频率45khz。
47.(4)漂洗：采用去离子水，于60-80℃下超声协同漂洗30min。
48.(5)晾干：将pv01截止阀阀芯的支架吊至去污槽上部，晾干水分。
49.pv01截止阀阀芯采用上述方法去污后，经擦拭取样测量，表面污染水平从260bq/cm2降至0.8bq/cm2，沉积金属氧化物去除率达99.7％；剂量率水平从3500μsv/h降至360μsv/h，减少了89.7％。这说明去除沉积氧化物的效果显著。去污后挂片扫描电镜10000倍显示，无晶间腐蚀，对基体无损伤。
50.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。