HU207777B - Composition for decontaminating radioactively contaminated surfaces - Google Patents

Abstract

Compsns. for the decontamination of radiation affected surfaces (A) or for the protection of clean areas from contamination (B) contain (all wt.%'s): (A) 40-70 natural latex, 8-20 vinyl-acetate latex, 10-30 lubricating-reinforcing fillers, 3-6 ion-exchange adsorbing agent and opt. 5 various additives as stabilising and colouring agents, anti-oxidants, and anti-coagulants. (B) 40-70 Vinyl-acetate latex, 15-25 lubricating and reinforcing fillers, 8-15 plasticiser and opt., max. 5, additives namely stabilisers, antioxidants, antioxidants and colourants. (A) may be applied by spraying to produce a 0.5-1.0mm thick film. - Contaminated film is removed in strips.

Description

A találmány tárgya polimer alapú kompozíció sugárszennyezett felületek dekontaminálására.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a polymer based composition for decontamination of radiation contaminated surfaces.

Az izotóptechnikában, az atomiparban és az ezekkel összefüggő területeken a munkavégzés során sugárszennyezett felületek jönnek létre. A sugárszennyezés helye és várható értéke általában előre prognosztizálható, ezért a termelésben és a karbantartásban a sugárszennyezett felületeket tervszerűen dekontamináljuk.In the field of isotope technology, the nuclear industry and related areas, surfaces which are contaminated during work are created. The location and expected value of the radiation contamination is generally predictable, so that during production and maintenance, the contaminated surfaces are planned to be decontaminated.

A sugárszennyezett felületek dekontaminálására eddig többféle eljárást dolgoztak ki. Összefoglaló irodalmi ismertetést és értékelést ad a „Decontamination and Demolition of Concrete and Metál Structures During the Decommissioning of Nuclear Facilities” (International Atomié Energy Agency, Vienna 1988, Technical Reports series No. 286). Az ismertetés aTo date, various methods have been developed to decontaminate radiation contaminated surfaces. A summary of literature and evaluation is given in "Decontamination and Demolition of Concrete and Metal Structures during the Decommissioning of Nuclear Facilities" (International Atomic Energy Agency, Vienna 1988, Technical Reports Series No. 286). Description a

- kémiai,- chemical,

- elektrokémiai,- electrochemical,

- ultrahangos eljárások hatásfokát, és az ezekhez használt vegyszereket és berendezéseket tárgyalja.- discusses the efficiency of ultrasonic processes and the chemicals and equipment used for them.

A legősibb módszer - megfelelő személyi védelem mellett - a különféle vegyszerekkel végzett lemosás. Ezt a módszert nagy felületek dekontaminálására még ma is elterjedten használják. A módszer hátránya, hogy alkalmazásakor sok radioaktív szennyvíz keletkezik, amelynek feldolgozása, deponálásra való előkészítése sok gondot okoz és költséges technológiát igényel. Ide sorolható például Suwa, Takeshi et al. eljárása (63-235 899/A sz. közzétett japán szabadalmi bejelentés, Method of decontamination fór chemically dissolving radioactive erűd.), amely szerint krómoxid leoldására kénsav-kénessav-cérium-oldatot használnak. Az eljárás lényege, hogy a Ce-IV/Ce-III koncentráció aránya 1nél kisebb kell legyen, így az oxidációja háttérbe szorul, és a dekontaminálási tényező nagyobb lesz. (Dekontaminálási tényezőnek a dekontaminálás előtti sugárszennyezés és a dekontaminálás utáni sugárszenynyezés arányát nevezzük.)The oldest method - with proper personal protection - is to wash with various chemicals. This method is still widely used for decontamination of large surfaces. The disadvantage of this method is that it generates a large amount of radioactive waste water, which is difficult to process and prepare for disposal and requires expensive technology. Suwa, Takeshi et al. (Japanese Patent Application Laid-open No. 63-235,899 / A, Method of Decontamination for Chemically Dissolving Radioactive Erosion), wherein a solution of sulfuric acid and sulfuric acid is used to dissolve chromium oxide. The essence of the process is that the Ce-IV / Ce-III concentration ratio should be less than 1, thus the oxidation will be suppressed and the decontamination factor will be higher. (The decontamination factor is the ratio of pre-decontamination to post-decontamination radiation contamination.)

A. Kozloduj, G. Szimova, G. Kojcsev eljárása szintén kémiai; szakaszosan kivitelezett savas redukálás segítségével az alábbi dekontaminálási tényezőket (D_f) érték el: Cs¹³⁷ The procedure of A. Kozloduy, G. Simova, G. Koychev is also chemical; achieved the following decontamination factors (D _f ) by batch acid reduction: Cs ¹³⁷

- acélon 16,7+1,3- 16.7 + 1.3 on steel

- üvegen 123,4=E0,8.- on glass 123.4 = E0.8.

A dekontaminálás elektrokémiai módszerei mind elektrolízisen alapulnak, azon, hogy a szennyező anyag anódikusan oldatba megy. A „Decontamination of Nuclear Facilities by Electrochemical Methods” című cikk (Hungárián Academy of Sciences, Institute of Isotopes, Budapest; O.. Pavlik, Technical Document issued by the JAEA, Vienna 1989) rozsdamentes fémfelületről elektrokémiai módszerrel leoldott fémréteggel elért dekontaminálási eljárást és annak hatásfokát ismerteti. Az elektrolit összetételétől függően 28-174 közötti dekontaminálási tényezőt (D_rat) értek el. A 2 538 604, 2 534 410 és a 2 533 356 sz. publikált francia szabadalmi bejelentések szintén elektrokémiai eljárásokra vonatkoznak, amelyek lényegében csak az alkalmazott elektrolitban különböznek egymástól. Ezzel a módszerrel nagytömegű radioaktív szennyvíz nem keletkezik, de alkalmazhatósága igen behatárolt, mivel csak az áramot vezető felületek, tárgyak tisztíthatok vele.The electrochemical methods of decontamination are all based on electrolysis, whereby the pollutant is anodically dissolved. Decontamination of Nuclear Facilities by Electrochemical Methods (Hungarian Academy of Sciences, Institute of Isotopes, Budapest; O. Pavlik, Technical Documentation issued by the JAEA, Vienna 1989). describes its efficiency. Depending on the electrolyte composition, a decontamination factor (D _r at) of 28-174 was achieved. Nos. 2,538,604, 2,534,410 and 2,533,356. The published French patent applications in the same patent also relate to electrochemical processes which differ substantially only in the electrolyte used. This method does not produce large amounts of radioactive waste water, but its applicability is very limited, since only surfaces and objects conducting electricity can be cleaned with it.

Az ultrahangos eljárások nem túlságosan terjedtek el; a kémiai módszerekkel közös hátrányuk, hogy szintén igen sok szennyezett víz keletkezik.Ultrasonic procedures are not very widespread; their common disadvantage with chemical methods is that they also produce a large amount of polluted water.

Megemlíthető végül egy közlemény („Leszedhető dezaktiváló lakk”, Zsiska, B„ KGST Szimpózium Praha, 1985. 04. 22-25.), amely lehúzható dekontamináló bevonatról számol be. A beszámoló szerint a bevonó rendszer 7 különböző lakkból áll, amelyeket külön-külön fel kell hordani. Az 1. és 2. réteg polivinilalkoholporból készített bevonat, erre épül rá a vegyszeresen oldott PVC-porból kialakított bevonat. Az oldáshoz többek között oxálsavat, salétromsavat is használnak, amelyek fémfelületekre erős oxidáló hatást fejtenek ki. Emellett a kobalt-60-ra, és a cézium-137-re közölt dekontaminálási tényező (1,9-7,2) oly mértékben rossz, hogy az eljárás az atomerőművekben támasztott követelményeknek nem felel meg.Finally, there is a publication ("Detachable Deactivating Varnish", Zsiska, B "KGST Symposium Praha, 22-25 April 1985), which describes a peelable decontaminating coating. According to the report, the coating system consists of 7 different varnishes which must be applied separately. Layers 1 and 2 are made of polyvinyl alcohol powder, on which is deposited a coating of chemically dissolved PVC powder. Among the solutions used are oxalic acid and nitric acid, which have a strong oxidizing effect on metal surfaces. In addition, the decontamination factors (1.9-7.2) reported for cobalt-60 and cesium-137 are so bad that the process does not meet the requirements of nuclear power plants.

Hasonló megoldás ismert a DD-81 048 sz. NDKbeli szabadalmi leírásból, amely szerint a szennyezett felületet filmképzőként polivinilalkoholt tartalmazó készítménnyel kell bevonni egyszeresen vagy többszörösen. Az eljárás eredményességéről a leírás nem tartalmaz adatokat.A similar solution is known from DD-81 048. NDK, according to which the contaminated surface is to be coated once or more with a composition comprising polyvinyl alcohol as a film former. The description of the efficiency of the procedure does not contain any data.

A 3 446 931 sz. NSZK-beli közrebocsátási irat olyan kompozíciót ismertet, amely általánosan elszennyezett felületek, egyebek között radioaktív anyagokkal szennyezett felületek tisztítására alkalmazható. A kompozíció oldószertartalmú, ami alkalmazhatóságát korlátozza.No. 3,446,931. The German Patent Publication discloses a composition which can be used for cleaning generally soiled surfaces, including surfaces contaminated with radioactive materials. The composition contains a solvent which limits its applicability.

Speciális dekontamináló kompozíciót ismertet a 3 103 353 sz. NSZK-beli közrebocsátási irat. Az U235 szennyeződések eltávolítására kidolgozott paszta szerves oldószert és lágyítót tartalmaz.A special decontaminating composition is disclosed in U.S. Patent No. 3,103,353. Disclosure document in the Federal Republic of Germany. U235 Dust Remover Paste contains organic solvent and plasticizer.

Egy kutatási zárójelentésként megjelent közlemény (Polymer-based Chemical fór oxide-scale renovál and Decontamination: Final Report, D. M. Fogel-A. V. Cugini. EPRI-NP. 5278 80 P, július 1987.) Pentek-600 nevű készítménnyel végzett dekontaminálás eredményét ismerteti. A kopolimer alapú készítményből fémfelületen lehúzható réteget alakítanak ki, majd megszilárdulása után lehúzzák a rátapadt sugárszennyezéssel együtt. Az eljárás D_rtényezője 24-90. A készítmény összetételét azonban nem közük.A final study report (Polymer-based Chemical on Oxide-Scale Renovation and Decontamination: Final Report, DM Fogel-AV Cugini, EPRI-NP. 5278 80 P, July 1987) discloses the result of decontamination with Pentek-600. The copolymer-based composition is formed into a peelable layer on a metal surface and, once solidified, is peeled off with the adhering radiation. The D _r factor of the process is 24-90. However, the composition of the preparation is not related.

Hasonlóképpen jár a Dupont cég, amely viszonylag jó dekontamináló hatású készítményt fejlesztett ki, de nemcsak az összetételt nem közük, még meg sem lehet venni a polimerbázisú készítményt, hanem az eljárást — a Dupont szakembereivel együtt - fizetett szolgáltatásként lehet csak igénybe venni.Likewise, Dupont, which has developed a relatively good decontaminating composition, does not only buy the composition, it is not even possible to buy a polymer-based preparation, but the process can only be used as a paid service with Dupont specialists.

A találmány feladata olyan készítmény kifejlesztése volt, amellyel sugárszennyezett felületek, illetve sugárszennyezéstől védeni kívánt felületek vonhatók be oly módon, hogy megszilárdulása után a bevonat leszedhető tapétaként lehúzható, összepréselhető és kis térfogatú, száraz hulladékként deponálható.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a composition for coating radiation-contaminated surfaces, or surfaces to be protected from radiation contamination, such that, once solidified, the coating can be peeled off, compressed and deposited as a small dry volume.

A fenti feladatot olyan készítménnyel oldottam meg, amelyI solved the above problem with a composition which

HU 207 777 ΒHU 207 777 Β

40-70 tömeg% természetes latexet,40-70% by weight of natural latex,

8-20 tömeg% polivinil-acetát latexet (30-45 t%8-20 wt% polyvinyl acetate latex (30-45 wt%

PVA),PVA)

10-30 tömeg% csúsztatható, erősítő töltőanyagot,10-30% by weight sliding reinforcing filler,

3-6 tömeg% 0,1-0,5 mm szemcseméretu, OH-formájú, 0-14 pH tartományban működtethető, 10 MGy sugártűrésű ioncserélő gyantát és adott eseteben legfeljebb tömeg% adalékot, előnyösen stabilizáló, öregedésgátló, koagulálás elleni szert, színezéket tartalmaz.Contains 3-6% by weight of 0.1-0.5mm particle size, OH-form, ion-exchange resin with a 10MGy radius tolerance, and optionally up to a weight percentage of additives, preferably stabilizing, anti-aging, anticoagulant, dyes .

A dekontamináló készítmény pH-értéke 10 és 11 közötti érték, tekintettel arra, hogy a természetes latex (a Hevea brasiliensis gumifa teje) lúgos tartományban stabil emulzió, stabilizáló szerként például kálium-hidroxid vizes oldatát alkalmazhatjuk. OH-formájú ioncserélő gyantaként például a Mikro-Varion AT-N gyantát alkalmazhatjuk.The pH of the decontaminating composition is from 10 to 11, since an aqueous solution of potassium hydroxide may be used as a stabilizing agent in the alkaline range of natural latex (Hevea brasiliensis gum tree milk). For example, the Micro-Varion AT-N resin can be used as the OH-form ion exchange resin.

A kompozíció célszerűen színezéket tartalmaz, így a felhordott réteg vastagságát becsülni lehet.The composition preferably contains dyes so that the thickness of the applied layer can be estimated.

A tárolhatóság fokozására a készítmény célszerűen koagulálást gátló adalékot is tartalmaz.In order to increase the shelf life, the composition preferably also contains an anticoagulant additive.

A készítmény csúsztató és erősítő töltőanyagot is tartalmaz a megszáradt film jobb lehúzhatósága érdekében. Az ilyen aktív töltőanyagként elsősorban ásványi töltőanyagok, így kaolin, talkum jöhetnek számításba, alkalmazható azonban a kohópemye, az alumínium-oxid, a perlit is.The composition also contains a glidant and a reinforcing filler for better peeling of the dried film. Such active fillers include, in particular, mineral fillers such as kaolin, talc, but also metallurgy, alumina and perlite.

Végül a készítmények előnyösen minden olyan adalékot tartalmaznak, amelyet lágygumiban szokás alkalmazni, ún. öregedésgátló, antioxidánsok stb.Finally, the compositions preferably contain all the additives commonly used in soft gums, so-called gums. anti-aging, antioxidants, etc.

A készítmény diszperzit festékhez hasonló konzisztenciájú, 4 mm-es fuvokával felszerelt fordcsészéből 45-55 mp alatt folyik ki. A beszáradásakor kapott film Shore A keménysége 55-65 °C. Az alkalmazás körülményei között (2-13 pH, 100 °C) a készítmény stabil.The formulation flows out of a rotary cup with a consistency of a disperse dye, with a 4 mm plug, in 45-55 seconds. The film obtained upon drying has a Shore A hardness of 55-65 ° C. The formulation is stable under the conditions of use (pH 2-13, 100 ° C).

Az alkalmazás az alábbiak szerint történik. A munka közben sugárszennyezetté vált felületre a dekontamináló készítményt 0,15-1,0 mm rétegvastagságban felvisszük. Ez célszerűen szórással történik, vízszintes felületek esetén leöntéssel is történhet, az ecsetelés nem ajánlatos, mert ezzel a radioaktivitást csak szétkenjük. A réteg vastagságától és a készítmény viszkozitásától függően a készítmény 12-36 óra alatt megszárad, ez alatt az idő alatt az izotópok adszorbeálódnak a készítményben lévő ioncserélőhöz. A száraz bevonat rugalmas és szilárd, jól összefüggő csíkokban leszedhető. A bevonaton 0,5 m széles csíkokat jelölünk, a csíkokat lehasítjuk úgy, hogy a filmet a szennyezett oldal felé tekercseljük fel. A lehámozott tekercs sajtolással kis térfogatúra tömöríthető, majd száraz radioaktív hulladékként tárolóba helyezhető.Application is as follows. The decontaminating composition is applied at a thickness of 0.15 to 1.0 mm on the surface which has become contaminated during operation. This is usually done by spraying, and in case of horizontal surfaces it can be done by pouring, brushing is not recommended as this will only spread the radioactivity. Depending on the thickness of the layer and the viscosity of the composition, the composition dries within 12 to 36 hours, during which time the isotopes are adsorbed to the ion exchanger in the composition. The dry coating can be removed in flexible and solid strips that are well connected. The coating is marked with 0.5 m wide strips, the strips are cut off by winding the film towards the dirty side. The peeled roll can be compressed into a small volume by compression and then disposed of as dry radioactive waste.

A találmányt az alábbi példákkal közelebbről ismertetjük.The invention is further illustrated by the following examples.

1. példa tömegrész természetes latex (Texhid, forgalmazza:Example 1: parts by weight of natural latex (Texhid, available from:

Taurus) tömegrész vinil-acetát latex (Palma-fluid 1157, gyártó: Taurus) tömegrész talkumTaurus) parts by weight vinyl acetate latex (Palma fluid 1157 by Taurus) parts by weight talc

5,5 tömegrész Mikro-Varion AT (OH) ioncserélő por (gyártja: Nitrokémia, Balaton-fűzfő) tömegrészt Matoflex TMQ (stabilizátor, gyártja:5.5 parts by weight Micro-Varion AT (OH) ion exchange powder (manufactured by Nitrochemistry, Balaton willow) with parts by weight Matoflex TMQ (stabilizer manufactured by:

Materiál Vegyipari Kisszövetkezet, Budapest)Small Chemical Cooperative of Materiaál, Budapest)

1,2 tömegrész Maftamol (stabilizátor, gyártja: Máfki,1.2 parts by weight of Maftamol (stabilizer, manufactured by Máfki,

Veszprém)Veszprem)

0,2 tömegrész kék színezék0.2 parts by weight of blue dye

0,1 tömegrész kristályos kálium-hidroxid.0.1 parts by weight of crystalline potassium hydroxide.

A fenti receptúra komponenseit összekeverjük és az elegyet homogenizáljuk.The components of the above formulation are mixed and the mixture is homogenized.

A kapott kompozíciót a Paksi atomerőműben üzemi körülmények között kipróbáltuk. Az 1 mm rétegvastagságban felvitt, 15 óra alatt megszáradt réteggel az alábbi dekontaminálási tényezőket értük el:The resulting composition was tested at Paks Nuclear Power Plant under operating conditions. The following decontamination coefficients were achieved by applying a layer of 1 mm film thickness, dried in 15 hours, as follows:

137ce 60_Co epoxi bázisú festett felület Df=l 8 Df=13 rozsdamentes acél KO 36 Df=112 Df=49137ce 60 _Co Epoxy Based Painted Surface Df = 18 Df = 13 Stainless Steel KO 36 Df = 112 Df = 49

2. példa (összehasonlító példa)Example 2 (Comparative Example)

A Paksi atomerőmű 12 db tartályát évente egyszer dekontaminálni kell. A tartályok méretei: A vegyszeres dekontaminálás úgy történik, hogy a védőruhás technikus beszáll a tartályba, és vegyszeres vízzel a tartály falait ötször lemossa, aminek során 80 m^{1 * 3} (!) radioaktív szennyvíz keletkezik. Ezt a szennyvizet kíméletesen, 75-80 °C-on, hogy a vízgőz fel ne kavarja a levegőt, el kell párologtatni, amihez - ha ezt a vízmennyiséget 24 óra alatt akarjuk elpárologtatni - 2100 kW fűtési teljesítmény kell. A víz elpárologtatása után maradt radioaktív iszap bitumenes hordókban kerül végső eltemetési helyére.The 12 tanks of the Paks Nuclear Power Plant must be decontaminated once a year. Container Sizes: Chemical decontamination is accomplished by removing the protective clothing technician into the container and rinsing the container walls with chemical water five times to produce 80 m ^{1 * 3} (!) Of radioactive effluent. This waste water must be evaporated gently at 75-80 ° C so that the water vapor does not stir the air, which requires 2100 kW heating power if we want to evaporate this amount of water in 24 hours. The radioactive sludge remaining after evaporation of the water will be disposed of in its final burial place in bitumen barrels.

Ezzel szemben a találmány szerint, az 1. példa szerint előállított kompozícióval kezelve a tartályt mindössze 1/4 m³ összepréselt fólia maradt, amelyet száraz radioaktív hulladékként lehet kezelni.In contrast, according to the invention, treated with the composition prepared in Example 1, the container remained only 1/4 m ^{3 of} compressed film, which could be treated as dry radioactive waste.

SZABADALMI IGÉNYPONTPatent Claim Point

Claims (3)

1. Kompozíció sugárszennyezett felületek dekontaminálására, amely filmképző polimereket, köztük polivinil-acetátot, valamint töltőanyagot és adott esetben adalékot tartalmaz, azzal jellemezve, hogy 40-70 tömeg% természetes latexet,A composition for decontaminating radiation-contaminated surfaces comprising film-forming polymers, including polyvinyl acetate, and a filler and optionally an additive, characterized in that it comprises 40-70% by weight of natural latex, 8-20 tömeg% polivinil-acetát latexet (30-45 t% PVA),8-20 wt% polyvinyl acetate latex (30-45 wt% PVA), 10-30 tömeg% csúsztató, erősítő töltőanyagot,10-30% by weight of lubricant, reinforcing filler, 3-6 tömeg% 0,1-0,5 mm szemcseméretű, OH-formájú, 0-14 pH tartományban működtethető, 10 MGy sugártűrésű ioncserélő gyantát és adott esetben legfeljebb3-6% by weight ion-exchange resin in the form of OH having a particle size of 0.1-0.5 mm and operating in the pH range of 0-14, and optionally up to 5 tömeg% adalékot, előnyösen stabilizáló, öregedésgátló, koagulálás elleni szert, színezéket tartalmaz.It contains 5% by weight of an additive, preferably a stabilizing, anti-aging, anticoagulant, dye.