Украинские ученые изобрели прибор для бесконтактной электрохимической дезактивации
Украинские ученые разработали и испытали устройство для электрохимического извлечения радионуклидного загрязнения с поверхностей оборудования АЭС в нестационарных условиях. Оно позволяет избежать накопления больших объемов отработанных растворов, загрязненных радионуклидами, как при электрохимической дезактивации в стационарных ваннах.
Известные методы электрохимического удаления радионуклидов практически непригодны для дезактивации габаритного оборудования (теплообменная аппаратура, трубопроводы и соединения, устройства для загрузки тепловыделяющих элементов и т.п.) в стационарных условиях, так как требуют создания ванн соответствующей величины, больших удельных расходов реагентов и электроэнергии. А изъять радионуклиды из внутренних поверхностей (например, трубопроводов), эти методы вообще неспособны.
Ученые Института общей и неорганической химии им. В. И. Вернадского НАН Украины, Национального университета пищевых технологий и Института ядерных исследований НАН создали устройство для электрохимической дезактивации, что позволяет избежать этих проблем.
Авторы разработки слева направо: член-корреспондент НАН Украины Анатолий Омельчук, кандидат химических наук Инна Юденкова, кандидат технических наук Николай Масло, кандидат технических наук Валерий Шевель
Радионуклиды накапливаются в основном в микротрещинах и микровпадинах поверхностного слоя оборудования (около 50 мкм), сформированного оксидными соединениями. Во время электрохимической дезактивации происходит разрушение этого слоя током, а образующие его элементы переводятся в соединения, которые накапливаются в растворах, с помощью которых эта процедура выполняется.
Поверхность, которую необходимо дезактивировать, соединяют с положительным полюсом источника постоянного тока (или делают одним из электродов, если используют переменный ток). Поступательными движениями ней перемещают выносной катод, который контактирует с анодом через слой пористого диэлектрического материала, насыщенного раствором, с помощью которого изымают радионуклиды (рис.1).
Рис.1. Принцип извлечения радионуклидов в режиме выносного электрода из открытых (на схеме слева) и внутренних (справа) поверхностей
Катод оснащен телескопической штангой, на которой смонтировано устройство, обеспечивающие питание электрическим током, непрерывную подачу раствора в пористый диэлектрик, перемещения поверхностью анода с любым наклоном, быструю замену пористого материала при насыщении его радионуклидами. Так обслуживающий персонал избавляется от необходимости контактировать с источником радиоактивного загрязнения (рис.2).
Радионуклиды, переходящие в раствор при электролизе, накапливаются в пористом материале (кремнеземных или базальтовых многослойных тканях). Удельные расходы раствора при использовании этих материалов оцениваются примерно в 3-4 мл / дм2 поверхности.
В отличие от стационарного режима, разработанный метод позволяет дезактивировать оборудования без демонтажа с места эксплуатации и без ограничений по размерам. Созданное оборудование испытали на Исследовательском ядерном реакторе Института ядерных исследований НАН Украины и Чернобыльской АЭС.
Во время экспериментов с электрохимической дезактивации и обсуждение полученных результатов на Чернобыльской АЭС (слева) и на исследовательском реакторе Института ядерных исследований НАН Украины (справа)
Полученные результаты показали, что электрохимическая дезактивация позволяет уменьшить уровень загрязнения поверхностей различных фрагментов технологического оборудования с нормами, допускающими безопасную эксплуатацию обслуживающим персоналом.
