CN108986946A - 一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料及消除方法 - Google Patents

Abstract

一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料及消除方法，涉及一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，吸附沉降材料为多组分的混合液，包括高分子成核剂40～65份、水15～30份、成膜助剂0.8～1.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份；根据放射性烟云的弥散范围、扩散方向选定作业机械或器材，按照扩散控制1000～1500kg/m³的用量将吸附沉降液通过作业设备均匀快速布洒在高温高压烟云上空，本发明通过吸附沉降液降温、消压，吸附烟云中放射性颗粒物、气溶胶防止起随气流扰动进一步迁移、扩散，并在吸附过程中形成包埋着放射性沾染物的共聚膜，达到空气中放射性污染物减少或消除的目的。

Description

一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料及消除方法

技术领域

本发明涉及一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，尤其是涉及一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料及消除方法。

背景技术

公知的，涉核工程事故辐射后果应急处置是核恐怖袭击、核事故以及涉核环境安全保障重要的组成部分，技术的先进性、环境的适应性、应用的有效性对环境保障、核能的安全使用意义重大。因环境条件的复杂性、处置对象多样性、核辐射后果的特殊性以及应急时效性，使得涉核工程事故后果应急处置技术自身就成为事故应急响应和核环境净化的关键技术。

从涉核辐射后果应急处置技术理论研究与分析部分可以看出，不同应急处置对象，有不同的应急处置要求，有不同的技术方法；根据辐射后果应急处置原则及构成所考虑的主要因素，从技术先进性、应用可行性和完善性、力量建设可能性及生态环境保护出发，核事故发生后，空气中放射性污染的控制与消除是涉核事故辐射后果应急救援的一大技术难题。污染的无序扩散与发展并不是涉核事故应急响应的目的与目标，因此，对事故后果发展的控制及缩减事故污染范围、减轻事故危害才是研究空气中放射性污染工程控制与消除方法的根本。

传统的去污方法很多，主要有空气置换消除法、自然干沉降法、自然湿沉降法、人工降水冲刷消除法、强制性吸附沉降法；从控制与消除方法的基本原理、特点、适用性、应急响应目的相符性等分析，干沉降、湿沉降、人工降水冲刷、强制性吸附沉降、通风过滤等方法均可以应用于放射性污染的工程控制与消除，但是在放射性烟羽弥散未达到控制前，自然干湿沉降法却是地面放射性污染范围扩大的根本所在，这与涉核事故应急响应所违背的，也不符合国际相关的条约，有可能引发事故赔偿等一系列纠纷。应急响应的目的就是干涉事故辐射后果的发展、减轻事故危害、最大可能保护生态环境及居民的人身安全，从这个目的出发，在辐射后果应急处置中采用的方法主要是强制性的干预措施与手段，人工降水冲刷、强制性吸附沉降法、人为通风过滤消除三种方法。人工降水冲刷法类同于强制性吸附沉降法，可归为一类。人为通风过滤消除虽可运用于空气放射性污染消除，但其特点决定了仅可用于类似于有特殊用途的坑道或房间类的空气净化，不适合大气中放射性污染的控制与消除，而强制性吸附沉降法不仅可用于室内，亦可用于室外的放射性污染的控制与消除，无论从应急干预的目的，还是强制性控制目标的实现及时限性等方面均具有较大优势，只要解决了方法中所涉及的吸附沉降材料、喷射设备及战术应用等方面的技术难题，即可较好地按照应急响应目标有方向、有步骤、有计划控制事故后产生的放射性污染的区域。因此提出一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料及消除方法，成为本领域技术人员的基本诉求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料及消除方法。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，所述吸附沉降材料为多组分的混合液，包括：

高分子成核剂40～65份、水15～30份、成膜助剂0.8～1.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，高分子成核剂为淀粉系列高吸水性树脂、纤维素系列高吸水性树脂、蛋白质系列高吸水性树脂、含氮天然及衍生物高分子系列吸水性树脂、合成聚合物系高吸水性树脂、共混物或复合物系高吸水性树脂中的至少一种，粒径范围在0.001～0.1μm内；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，成膜助剂为醇酸十二、二丙二醇甲醚或醇酯十二成膜助剂中的至少一种；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂、硅油粉末型消泡剂中的至少一种；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，分散剂为甲基戊醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的至少一种；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，防冻剂为乙二醇、丙三醇的至少一种；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为碳氢表面活性剂、氟碳表面活性剂中的至少一种；稳定剂为氯化铁、氯化铝的至少一种；流变调节剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇中的至少一种。

一种对空气中放射性核污染物的消除方法，包括以下步骤：

（1）根据核事故应急响应放射性污染控制压制的要求，确定沾染应急处置目标区的范围及***燃烧物特征；

（2） 根据放射性烟云的弥散范围、扩散方向选定作业机械或器材，任务要求为：放射性高温高压烟云的降温消压、吸附沉降；

（3）根据上一步骤的任务要求，按照扩散控制1000～1500kg/m³的用量将吸附沉降液通过直升机吊舱、高扬程作业车均匀快速布洒在高温高压烟云上空，通过吸附沉降液降温、消压的作用，同时吸附烟云中放射性颗粒物、气溶胶防止起随气流扰动进一步迁移、扩散，并在吸附过程中形成包埋着放射性沾染物的共聚膜，依靠自身重力沉降至地面，并靠自身的粘附力，较好的附着在地面，防止污染物再悬浮造成二次污染；

（4） 利用机械或人工将沉降到地面的共聚膜从介质表面剥离且转移，即可实现应急处置去污的标准。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、采用上述对空气中放射性核污染物的消除方法，将具有黏性的、可加速空气中放射性气溶胶凝结成核沉降的吸附沉降液，利用飞机或地面喷射装置释放到放射性气溶胶浓度大的大气空间内以及事故放射性烟云排放口，在空气中经一系列连锁的物理吸附、碰并和化学反应等作用，使放射性气溶胶的重量大幅度增加，从而加速放射性气溶胶沉降到地面的方法，达到空气中放射性污染物减少或消除的目的。

2、吸附沉降液通过液流冲击、碰撞、分子间的范德华力等将放射性微颗粒吸附形成更大的液滴，加速放射性微颗粒从空气中分离和沉降；携带着放射性微颗粒的沉降液滴在沉降到地面，在地面扩展并形成共聚膜，对地面已沉降的放射性污染物亦起到部分固定、覆盖作用，并可通过后续的剥离实现放射性污染物的回收。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

本发明所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，所述吸附沉降材料为多组分的混合液，包括：

高分子成核剂40～65份、水15～30份、成膜助剂0.8～1.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，高分子成核剂为淀粉系列高吸水性树脂、纤维素系列高吸水性树脂、蛋白质系列高吸水性树脂、含氮天然及衍生物高分子系列吸水性树脂、合成聚合物系高吸水性树脂、共混物或复合物系高吸水性树脂中的至少一种，粒径范围在0.001～0.1μm内；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，成膜助剂为醇酸十二、二丙二醇甲醚或醇酯十二成膜助剂中的至少一种；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂、硅油粉末型消泡剂中的至少一种；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，分散剂为甲基戊醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的至少一种；

所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，防冻剂为乙二醇、丙三醇的至少一种；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为碳氢表面活性剂、氟碳表面活性剂中的至少一种；稳定剂为氯化铁、氯化铝的至少一种；流变调节剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇中的至少一种。

一种对空气中放射性核污染物的消除方法，包括以下步骤：

（1）根据核事故应急响应放射性污染控制压制的要求，确定沾染应急处置目标区的范围及***燃烧物特征；

（2） 根据放射性烟云的弥散范围、扩散方向选定作业机械或器材，任务要求为：放射性高温高压烟云的降温消压、吸附沉降；

（3）根据上一步骤的任务要求，按照扩散控制1000～1500kg/m³的用量将吸附沉降液通过直升机吊舱、高扬程作业车均匀快速布洒在高温高压烟云上空，通过吸附沉降液降温、消压的作用，同时吸附烟云中放射性颗粒物、气溶胶防止起随气流扰动进一步迁移、扩散，并在吸附过程中形成包埋着放射性沾染物的共聚膜，依靠自身重力沉降至地面，并靠自身的粘附力，较好的附着在地面，防止污染物再悬浮造成二次污染；

（4） 利用机械或人工将沉降到地面的共聚膜从介质表面剥离且转移，即可实现应急处置去污的标准。

实施例1

高分子成核剂65份、水30份、成膜助剂1.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

其中高分子成核剂为淀粉系列高吸水性树脂；成膜助剂为醇酸十二；消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂；分散剂为聚丙烯酰胺；防冻剂为乙二醇；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为氟碳表面活性剂；稳定剂为氯化铁；流变调节剂为甲基纤维素。

按照实施例1进行小面积野外实验，在直径为2米范围内放置较潮湿的秸秆等易燃物，并以直径2米扩增向外标记至外圆直径20米，将燃烧产生的粉尘作为标记物；将秸秆引燃，待烟云成团并扩散高度达到5米时，将实施例1中配制好的材料通过喷洒设备喷射在烟云上空，布洒量为1000kg/m³，环境条件为野外环境，温度变化范围为10℃~25℃，相对湿度范围为16%~36%，平均风速为2级，风向为不定向，待去污剂沉降干燥成膜后，测得标记物最远扩散直径为4m。

实施例2

高分子成核剂60份、水30份、成膜助剂0.8份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

其中高分子成核剂为蛋白质系列高吸水性树脂；成膜助剂为醇酸十二；消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂；分散剂为聚丙烯酰胺；防冻剂为乙二醇；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为碳氢表面活性剂；稳定剂为氯化铁；流变调节剂为甲基纤维素。

按照实施例2进行野外实验，在直径为2米范围内放置较潮湿的秸秆等易燃物，并沿顺风向2米扩增向外标记水平直线，宽度20米，标记至100米处，将燃烧产生的粉尘作为标记物；秸秆引燃，待烟云成团并随风扩散高度达到5米、前进2米时，将实施例2中配制好的材料通过两架小型直升机，间距10米在距离燃烧点10米处形成阻断带，逆风向朝目标物飞行，布洒量为1000kg/m³，环境条件为野外环境，温度变化范围为10℃~25℃，相对湿度范围为16%~36%，平均风速为2级，风向为定向，待去污剂沉降干燥成膜后，测得标记物最远扩散距离为6米。

实施例3

高分子成核剂55份、水25份、成膜助剂1.0份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

其中，高分子成核剂为淀粉系列高吸水性树脂和纤维素系列高吸水性树脂， 成膜助剂为醇酸十二和二丙二醇甲醚；消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂和有机硅消泡剂；分散剂为甲基戊醇和聚丙烯酰胺；防冻剂为乙二醇和丙三醇；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为碳氢表面活性剂和氟碳表面活性剂；稳定剂为氯化铁和氯化铝；流变调节剂为甲基纤维素和羟乙基纤维素。

按照实施例3进行小面积野外实验，在直径为2米范围内放置较潮湿的秸秆等易燃物，并以直径2米扩增向外标记至外圆直径20米，将燃烧产生的粉尘作为标记物；将秸秆引燃，待烟云成团并扩散高度达到10米时，将实施例3中配制好的材料通过喷洒设备喷射在烟云上空，布洒量为1200kg/m³，环境条件为野外环境，温度变化范围为25℃~35℃，相对湿度范围为16%~36%，平均风速为3级，风向为不定向，待去污剂沉降干燥成膜后，测得标记物最远扩散直径为4.5m。

实施例4

高分子成核剂50份、水20份、成膜助剂1.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

高分子成核剂为蛋白质系列高吸水性树脂和含氮天然及衍生物高分子系列吸水性树脂； 成膜助剂二丙二醇甲醚和醇酯十二成膜助剂；消泡剂为有机硅消泡剂和硅油粉末型消泡剂；分散剂为聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐；防冻剂为丙三醇；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为氟碳表面活性剂；稳定剂为氯化铝；流变调节剂为羟乙基纤维素。

按照实施例4进行野外实验，在直径为2米范围内放置较潮湿的秸秆等易燃物，并沿顺风向2米扩增向外标记水平直线，宽度20米，标记至100米处，将燃烧产生的粉尘作为标记物；秸秆引燃，待烟云成团并随风扩散高度达到10米、向前扩散2米时，将实施例4中配制好的材料通过两架小型直升机，间距10米在距离燃烧点10米处喷洒吸附沉降材料形成液体阻断带，逆风向朝目标物飞行，布洒量为1000kg/m³，环境条件为野外环境，温度变化范围为25℃~35℃，相对湿度范围为16%~36%，平均风速为3级，风向为定向，待去污剂沉降干燥成膜后，测得标记物最远扩散距离为8米。

实施例5

高分子成核剂45份、水15份、成膜助剂1.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

高分子成核剂为合成聚合物系高吸水性树脂和复合物系高吸水性树脂； 成膜助剂为醇酯十二成膜助剂；消泡剂为硅油粉末型消泡剂；分散剂为聚丙烯酸盐；防冻剂为乙二醇；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为碳氢表面活性剂；稳定剂为氯化铁；流变调节剂为聚乙烯醇。

按照实施例5进行小面积野外实验，在直径为2米范围内放置较潮湿的秸秆等易燃物，并以直径2米扩增向外标记至外圆直径20米，将燃烧产生的粉尘作为标记物；将秸秆引燃，待烟云成团并扩散高度达到10米时，将实施例5中配制好的材料通过喷洒设备喷射在烟云上空，布洒量为1200kg/m³，环境条件为野外环境，温度变化范围为25℃~35℃，相对湿度范围为16%~36%，平均风速为5级，风向为不定向，待去污剂沉降干燥成膜后，测得标记物最远扩散直径为8m。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (7)

1.一种对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征是：所述吸附沉降材料为多组分的混合液，所述混合液包括：

高分子成核剂40～65份、水15～30份、成膜助剂0.8～1.5份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、表面活性剂1份、稳定剂0.1、流变调节剂0.6份。

2.根据权利要求1所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征是：高分子成核剂为淀粉系列高吸水性树脂、纤维素系列高吸水性树脂、蛋白质系列高吸水性树脂、含氮天然及衍生物高分子系列吸水性树脂、合成聚合物系高吸水性树脂、共混物或复合物系高吸水性树脂中的至少一种，粒径范围在0.001～0.1μm内。

3.根据权利要求1所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征是：成膜助剂为醇酸十二、二丙二醇甲醚或醇酯十二成膜助剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征是：消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂、硅油粉末型消泡剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征是：分散剂为甲基戊醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的对空气中放射性核污染物的吸附沉降材料，其特征是：防冻剂为乙二醇、丙三醇的至少一种；防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂；表面活性剂为碳氢表面活性剂、氟碳表面活性剂中的至少一种；稳定剂为氯化铁、氯化铝的至少一种；流变调节剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇中的至少一种。

7.一种利用权利要求1-6中任一权利要求所述的吸附沉降材料对空气中放射性核污染物的消除方法，包括以下步骤：

（1）根据核事故应急响应放射性污染控制压制的要求，确定沾染应急处置目标区的范围及***燃烧物特征；

（2） 根据放射性烟云的弥散范围、扩散方向选定作业机械或器材，任务要求为：放射性高温高压烟云的降温消压、吸附沉降；

（3）根据上一步骤的任务要求，按照扩散控制1000～1500kg/m³的用量将吸附沉降液通过直升机吊舱、高扬程作业车均匀快速布洒在高温高压烟云上空，通过吸附沉降液降温、消压的作用，同时吸附烟云中放射性颗粒物、气溶胶防止起随气流扰动进一步迁移、扩散，并在吸附过程中形成包埋着放射性沾染物的共聚膜，依靠自身重力沉降至地面，并靠自身的粘附力，较好的附着在地面，放着污染物再悬浮造成二次污染；

（4） 利用机械或人工将沉降到地面的共聚膜从介质表面剥离且转移，即可实现应急处置去污的标准。