DE3114543A1

DE3114543A1 - Verfahren zum dekontaminieren der oberflaeche eines koerpers von radioaktiven verunreinigungspartikeln und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3114543A1
Application number: DE19813114543
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Alkem GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1982-12-16

Description

Verfahren zum Dekontçtminieren der Oberfläche eines Körpers von radio-
aktiven Verunreinigungspartikeln und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei der Fertigung bestimmter fester Körper, z.B. von Kernreaktor-Brennstäben, die aus mit Kernbrennstoff gefüllten und an beiden Enden verschlossenen metallischen Hüllrohren bestehen, tritt häufig eine KontLminierung der äußeren Körperoberfläche mit radioaktiven Verunreinigungspartikeln auf. Diese radioaktiven Verunreinigungspartikel belasten bei der Weiterverarbeitung des Körpers, insbesondere der Brennstäbe, die Umgebung und können so auch das Fertigungspersonal gefährden. Man ist deshalb bestrebt, diese radioaktiven Verunreinigungspartikel vor der Weiterverarbeitung der Körper möglichst restlos zu beseitigen.
Bisher hat man solche radioaktiven Verunreinigungspartikel durch Wischen mit Lappen beseitigt, die mit Isopropanol oder Azeton getränkt sind.
Da jedoch hierbei die Lappen die radioaktiven Verunreinigungspartikel aufnehmen, ergibt sich stets das Problem der Beseitigung dieser Lappen.
Außerdem müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um das Personal beim Wischen der kontaminierten Körper mit den getränkten Lappen nicht zu belasten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu GrundeUein Dekonta;minierverfahren für die Oberfläche von festen Körpern-anzugebenj bei dem Bedienungspersonal nicht unmittelbar mit diesen Körpern in Berührung za--kommen braucht und bei dem kdrue radioaktiv verunreinigteLPutzeittel anfallen, die ihrerseits wieder umständSieX zu beseitigen waeen.
Bekanntlich werden bei einer an der Oberfläche eines inbesondere elektrisch leitenden-Körpers durchgeführten elektrischen Gasentladung von dieser Oberfläche Partikel abgetragen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine solche elektrische Gasentladung auch zum Abtragen von radioaktiven Verunreinigungspartikeln, die sich auf der Oberfläche eines solchen Körpers befinden, verwendet werden kann, ohne daß hierbei Bedienungspersonal unmittelbar mit dem Körper in Berührung kommen muR. Als Abfallprodukdfällt bei dieser Gasentladung nur-radioaktive Partikel enthaltendes Gas an, welches verhältnismäßig und wieder aufbereitet werden kann.
Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zum Abtragen von Partikeln von der Oberfläche eines Körpers, insbesondere eines elektrisch leitenden Körpers, mittels einer an dieser Oberfläche durchgeführten elektrischen Gasentladung. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch die Verwendung zum Dekontaminieren der Körperoberfläche von radioaktiven Verunreinigungspartikeln, vorzugsweise von dran- , plutonium-u./ oder thoriumhaltigen Verunreinigungspartikeln.
Besonders vorteilhaft kann die elektrische Gasentladung zum Dekonta -minieren der Oberfläche eines metallischen Körpers, z. B. eines Hüllrohres für Kernreaktor-Brennelemente angewendet werden.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders günstige Einrichtung ist in vorteitafter Weise durch eine Gasentladungskammer gekennzeichnet mit einer ersten Entladungselektrode und mit einem Halter für den die zweite Entladungselektrode bildenden zu dekontaminierenden Körper.
Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung näher erläutert: In der Zeichnung ist eine hohlzylinderförmige Gasentladungskammer 2 dargestellt, die in den Wasingen an ihren beiden Enden zwei sich gegenüberliegende Dichtungsringe 6 aufweist. Das eine Ende der Entladungskammer 2-ist über eine>%asdicht verschließbare Schleuse 8 mit einer Handschuhbox 9 verbunden während das andere Ende in den Arbeitsraum führt, in dem-sich auch das Bedienungspersonal aufhält.
Am Mantel der Gasentladungskammer 2 ist eine in das Innere dieser Gasentladungskammer 2 hinein reichende erste Entladungselektrode 3 angebracht. Die zweite Entladungselektrode bildet der Körper, dessen Oberfläche von radioaktiven Partikeln zu dekonta minieren ist.Im v.orliegenden Beispiel handelt es sich bei diesem Körper um ein metal lisches Hüllrohr 1, das durch die aus elastischem Werkstoff, zum B.
Gummi bestehende Dichtungsringe 6 eingesteckt ist und von diesen Dichtungsringen 6 gasdicht-umschlossen-und gehalten wird. DenLentsprechend sind , wie in der Zeichnung angedeutet, sowohl-die Entladungselektrode 3 als auch as Hüllrohr 1 über elektrische Leitungen mit einer dleich-oder Wechselspannungsquelle verbunden.
Die Gauentladungskammer 2 weist ferner einet mit einem Absperrventil versehenseinlaßstutzen 4 und einen mit einem Gasfilter 5 a versehenen Gas absaugstutzen 5 auf. Beide Stutzen 4 und 5 münden in den Raum der Gasentladungskammer 2, der sich zwischen den beiden Dichtungsringen 6 befindet.In diesen Raum ragt auch die Entladungselektrode 3.
Das langestreckte metallische Hüllrohr 1 wird zunächst an einem Ende qasdicht zuqeschweißt und sodann mit seinem offenen Ende durch die beiden Dichtungsringe 6gaze geöffnete Schleuse 8 hindurch in die Handschuhbox 9 bis zu einer vorbestimmten Länge hineingeführt. Hierbei wird das Hüllrohr 1 an seinem verschlossenen Ende , wo es von den Dichtungsringen 6 gasdicht umschlossen wird, auch von diesen Dichtungsringen 6 gehaltert.
In der Handschuhbox 9 wird sodann beispielsweise plutoniumhaltiger Brennstoff in das Hüllrohr l-eingefüllt und hierauf das offene Hüllrohrende gasdicht verschweißt.
Anschließend wird das Hüllrohr 1 aus der Handschuhbox 9 durch die Schleuse 8 hindurch soweit herausgezogen, daß sich sein zuvor in der Handschuhbox 9 befindliche* Teil in der Gasventladungskammer 2 zwischen den beiden Dichtunasrinaen 6 befindet Hierauf wird die Schleuse 8 gasdicht verschlossen und Gas durch. den Absaugstutzen 5 beir3e--hlossenem Absperrventil im Ansaugstutzen 4 zur Herstellung eines Unterdrucks in der Gasentladungskammer 2 abgesaugt.
Durch Anlegen der Elektrode 3 und des Hüllrohres 1 an die Spannung der Spannungsquelle 10 wird sodann die Gasentladung an der Oberfläche des in in der Gasentladungskammer 2 befindlichen Teiles des Hüllrohres 1 in Gang gesetzt, wodurch dort befindliche, plutoniumhaltig°e Verunreinigungspartikel abgetragen werden und in das in der Gasentladungskammer 2 befindliche Gas gelangen.
Nach Beendigung der Gasentladung wird das Gas aus der Gasentladungskammer 2 vollends durch den Stutzen abgesaugt. Hierbei bleiben die plutoniumhaltigenJradioaktiven Partikel im Filter 5 a zurück.
Es ist günstig, der Entladungsatmosphäre in der Gasentladungskammer 2 nach dem gasdichten Verschließen der Schleuse 8 ein Gas zuzusetzen mit dem die auf der Oberfläche des Hüllrohres 1 befindlichen radioaktiven Verunreinigunspartikel, also z.B. Plutoniumpartikel, eine chemische Verbindung bilden, die bei den in der Gasentladungskammer 2 herrschenden Betriebsbedingungen sublimiert. Diese chemische Ver- bindung, dieTdurch die Gasentladung von der Oberfläche des Hüllrohre abgetragenen radioaktiven Partikel enthält, kann sich auf einem

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7 niederschlagen, der sich in der Gasentladungskammer 2 zwischen den Dichtungsringen 6 befindet, hohlzylinderförmig ausgebildet ist, das Hüllrohr l mit Abstand umgibt und mit einer Durchführung für die Entladungselektrode 3 versehen ist.
Günstig ist es , in der Entladungsatmosphäre in der Gasentladungskammer 2 ein halogenhaltiges Gas zu verwenden, welches durch die Gasentla dung reaktives Halogen freisetzt. Geeignet sind hier zum Beispiel Frigene, also beispielsweise Cp F6 , die mit von der Oberfläche des Hüllrohres stammendem Plutonium Plutonaum-Hexafluorid bilden, welches sich leicht auf dem Sublvmationsschild 7 niederschlägt.
Mit der Einrichtung nach der Zeichnung wird also die Oberfläche des Hüllrohres 1 in der Gasentladungskammer 2 von radioaktiven Partikeln dekont xminiert, ohne daß das Bedienungspersonal mit dieser Oberfläche in Berührung kommt.Die vom Hüllrohr 1 abgetragenen radioaktiven Partikel befinden sich entweder auf dem Sublimationsschild 7 oder im Gasfilter 5a , von wo sie mit geringem Aufwand und ohne Belastung von Bedienungspersonal werden können.
13 Patentansprüche 1. Figur

Claims

ß tentansprüche Verfahren zum Abtragen von Partikeln von der Oberfläche eines Körpers, inbesondere eines elektrisch leitenden Körpers, mittels einer an dieser Oberfläche durchgeführten t trischen Gasentla dung., gekennzeichnet durch die Verwendung zum ekontciiiinierßder Körperoberfläche von radioaktiven Verunreinigungspartikeln, vorzugsweise von uran-, plutonium- und / oder thoriumhaltigen Verunreinigungsparti keln.
2. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch die Verwendung zum Dekonta minieren der Oberfläche eines metallischen Körpers.
3. Verfahren nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch die Verwendung zum Dekontckminieren der Oberfläche eines Hüllrohres (1) für Kernreaktor-Brennelemente.
4. Verfahren nach Anspruch 3 gekennzeichnet durch die Verwendung zum Dekonta minieren der Oberfläche des Hüllrohres (1) während und / oder nach dem Füllen desselbe4nit vorzugsweise uran-, plutonium-und / oder thoriumhaltigen Kernbrennstoff.
5.. Verfahren nach Anspruch 4 gekennzeichnet durch die Verwendung zum Dekontovminiern der Oberfläche des Hüllrohres ( 1) nach dem Verschließen desselben.an den Enden.
6; Verfahren nachAnspruch 1 gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gases in der Entladungsatmosphäre, das mit den radioaktiven Verunreinigungspartikeln eine chemische Verbindung bildet, die bei den herrschenden Betriebsbedingungen sublimiert.
7. Verfahren nach Anspruch 6 gekennzeichnet durch Verwendung eines halogenhaltigen Gasgin der Entladungsatmosphäre, welches durch die Gasentladung reaktives Halogen freisetzt
8. Verfahren nach Anspruch 7 gekennzeichnet durch die Verwendung von Frigenen in der Entladungsatmosphäre
9. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch-Absaugen der Entladungsatmosphäre aus der Umgebung des Körpers während und / oder nach der Gasentladung.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9 gekennzeichnet durch eine Gas~entladungskammer (2) mit einer ersten Entladungselektrode ( 3 ) und mit einem-Halter für den eine zweite Entladungselektrode bildenden Körper.
11, Einrichtung nach Anspruch 10 gekennzeichnet durch tws g, axial gigen überligende , mit Dichtungsringen (6) versehene Durchführungen in der Aussenwand der Entladungskammer t2) als Halter für den Körper.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 gekennzeichnet durch einen zur (2) führenden Gasabsaugstutzen (5), der mit einem Filter(5 a) zum Abfiltern radioaktiver Partikel versehen ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 10 gekennzeichnet durch einen in der Gasentladungskammer (2) befindlichen Sublimationsschild auf den sich von der Oberfläche des Körpers abgetragene.

radioaktive Partikel niederschlagen.