Українські науковці винайшли прилад для безконтактної електрохімічної дезактивації
Українські науковці розробили й випробували пристрій для електрохімічного вилучення радіонуклідного забруднення з поверхонь обладнання АЕС в нестаціонарних умовах. Він дозволяє уникнути накопичення великих об’ємів відпрацьованих розчинів, забруднених радіонуклідами, як при електрохімічній дезактивації у стаціонарних ваннах.
Відомі методи електрохімічного видалення радіонуклідів практично непридатні для дезактивації габаритного обладнання (теплообмінна апаратура, трубопроводи і з’єднання, пристрої для завантаження тепловидільних елементів тощо) в стаціонарних умовах, оскільки вимагають створення ванн відповідної величини, великих питомих витрат реагентів та електроенергії. А вилучити радіонукліди з внутрішніх поверхонь (наприклад, трубопроводів), ці методи взагалі нездатні.
Науковці Інституту загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського НАН України, Національного університету харчових технологій та Інституту ядерних досліджень НАН створили пристрій для електрохімічної дезактивації, що дозволяє уникнути цих проблеми.
Автори розробки зліва направо: член-кореспондент НАН України Анатолій Омельчук, кандидат хімічних наук Інна Юденкова, кандидат технічних наук Микола Масло, кандидат технічних наук Валерій Шевель
Радіонукліди накопичуються здебільшого в мікротріщинах і мікровпадинах поверхневого шару обладнання (близько 50 мкм), сформованого оксидними сполуками. Під час електрохімічної дезактивації відбувається руйнування цього шару струмом, а елементи, які його утворюють, переводяться у сполуки, які накопичуються в розчинах, за допомогою яких ця процедура виконується.
Поверхню, яку необхідно дезактивувати, з’єднують із позитивним полюсом джерела постійного струму (або роблять одним з електродів, якщо використовують змінний струм). Поступальними рухами нею переміщують виносний катод, який контактує з анодом через шар пористого діелектричного матеріалу, насиченого розчином, за допомогою якого вилучають радіонукліди (рис.1).
Рис.1. Принцип вилучення радіонуклідів у режимі виносного електроду з відкритих (на схемі ліворуч) і внутрішніх (праворуч) поверхонь
Катод оснащений телескопічною штангою, на якій змонтовано пристрої, що забезпечують живлення електричним струмом, безперервну подачу розчину у пористий діелектрик, переміщення поверхнею аноду з будь-яким нахилом, швидку заміну пористого матеріалу при насиченні його радіонуклідами. Так обслуговуючий персонал позбавляється потреби контактувати з джерелом радіоактивного забруднення (рис.2).
Радіонукліди, що переходять у розчин при електролізі, накопичуються в пористому матеріалі (кремнеземних або базальтових багатошарових тканинах). Питомі витрати розчину при використанні цих матеріалів оцінюються приблизно у 3-4 мл/дм2 поверхні.
На відміну від стаціонарного режиму, розроблений метод дозволяє дезактивувати обладнання без демонтажу з місця експлуатації та без обмежень за розмірами.
Створене обладнання випробували на Дослідницькому ядерному реакторі Інституту ядерних досліджень НАН України та Чорнобильській АЕС.
Під час експериментів з електрохімічної дезактивації та обговорення отриманих результатів на Чорнобильській АЕС (ліворуч) і на Дослідницькому реакторі Інституту ядерних досліджень НАН України (праворуч)
Отримані результати показали, що електрохімічна дезактивація дозволяє зменшити рівень забруднення поверхонь різних фрагментів технологічного обладнання до норм, що допускають безпечну експлуатацію обслуговуючим персоналом.
