UA44355C2 - Органомінеральний дезактиваційний гель та спосіб дезактивації поверхонь - Google Patents

Abstract

Органомінеральний дезактиваційний гель, утворений колоїдним розчином, до складу якого входять агент в`язкості і активний агент дезактивації, при цьому агент в`язкості поєднує в собі мінеральний та органічний агенти в`язкості, який вибирають серед поліоксиетиленових ефірів формули: СНз - (СН2)n-1 - (О - СН2 - СН2)m - ОН, де n - ціле число від 6 до 18, а m - ціле число від 1 до 23. Спосіб дезактивації металічної поверхні, в якому на поверхню, що підлягає дезактивації, наносять гель, витримують його на поверхні протягом часу, потрібного для дезактивації, а потім видаляють.

Description

Об'єктом даного винаходу є органомінеральний дезактиваційний гель, який використовується для дезактивації радіоактивних поверхонь, зокрема металічних.

Дезактивацію ділянок, забруднених радіоактивними елементами, можна виконувати або механічною, або хімічною обробкою.

Методи, які називають механічною обробкою, є незадовільними, у зв'язку з тим, що призводять до більш або менш важливої модифікації поверхні ділянки, і, крім того, важкі для використання на поверхнях складної форми.

Методи обробки за допомогою замочування в основному складаються з видалення радіоактивних елементів, зафіксованих на поверхні ділянки, за допомогою придатних розчинів активних агентів дезактивації, зокрема Се (ІМ), стабілізованого в середовищі сильно концентрованої кислоти, такої як азотна або сірчана. Це є незручним при приготуванні потрібних об'ємів розчинів для промивання, оскільки наступна обробка, особливо концентрованими розчинами, є дуже дорогою.

Крім того, методи замочування з використанням розчинів, завдають певні проблеми при обробці ділянок значних розмірів, які важко занурювати і повністю замочувати в розчині реактивів.

Таким чином, розчини для дезактивації дозволяють обробляти замочуванням лише пересувні металічні поверхні обмеженого розміру, тобто, такі розчини на практиці не можуть бути застосованими ніде, крім як в рамках демонтажу радіоактивного обладнання.

З іншого боку, дезактивація на місці радіоактивного обладнання за допомогою викиду водних розчинів створює великі кількості радіоактивних стоків, необхідних для забезпечення ефективності процесу дезактивації, оскільки час контакту з поверхнею є незначним.

У зв'язку з цим запропоновано підвищити в'язкість розчинів дезактивації, які включають в себе активний агент, за допомогою агентів в'язкості/гелеутворення, зокрема, подрібнених до маленьких уламків твердих тіл з великою специфічною поверхнею та хімічно інертних.

Серед твердих речовин, які відповідають цим вимогам, - мінеральні носії, такі як оксид алюмінію та кремнезем, що є у продажу. Крім іншого, вони представляють велику різноманітність характеристик, таких як гідрофобність, гідрофільність, рН, що робить їх найкращим засобом підвищення в'язкості/гелеутворення розчинів.

Розбризкування таких гелей, в протилежність розчинам, може дозволити проводити на місці дезактивацію важких металевих поверхонь, які не обов'язково мають бути горизонтальними, а можуть бути і похилими, і навіть вертикальними.

Дезактиваційні гелі можуть, таким чином, бути визначені як колоїдні розчини, що містять агент в'язкості, який звичайно є мінералом, таким як оксид алюмінію або кремнезем, та активний агент дезактивації, наприклад, кислоту або основу, окисний або відновний агент, або їх суміш. Активний агент вибирають з урахуванням природи забруднення та поверхні.

Так, лужний гель для нержавіючої або нелегованої сталі буде мати властивості засобу для обезжирення для видалення нефіксованого забруднення.

Окисний гель для нержавіючої сталі дозволяє видаляти забруднення, фіксовані в гарячих умовах та на холоді. Відновний гель буде використовуватись, скоріш за все, як доповнення до окисного гелю і іншим чином для розчинення оксидів, що утворилися в гарячих умовах, наприклад, в первинному контурі реакторів закритого типу (РЗТ).

Нарешті, кислотний гель для нелегованих сталей дозволить видалити забруднення, фіксоване на холоді.

Використання гелей для дезактивації радіоактивного забруднення ділянок детально описане в документі

ЕВ-А-2 380 624.

Як описано в цьому документі, гель, що використовується для дезактивації, складається з колоїдного розчину органічної або мінеральної сполуки, до якої доданий при необхідності дезактивуючий продукт, такий як хлористоводнева кислота, хлорид олова, оксид та/або фторид натрію.

Хоча ці гелі забезпечують задовільний результат, в той же час вони є незручними у зв'язку з неможливістю видалення інкрустованого радіоактивного забруднення на ділянці з поверхнею невеликої товщини, наприклад, приблизно мкм.

Документ ЕВН-А-2 656 949 описує окисний дезактивуючий гель, який дозволяє видаляти радіоактивні елементи, що відклалися на деталях, а також радіоактивні елементи, інкрустовані в поверхню.

Цей дезактивуючий гель утворений колоїдним розчином, що складається з: а) 8 - 2595 (вагових) мінерального агента гелеутворення, перевага надається пірогенному кремнезему або оксиду алюмінію, б) З - 1бмоль/л мінеральної основи або мінеральної кислоти, та в) 0,1 - тїмоль/л окисного агента, такого як СеМ, Со"! або Ад'!, у яких нормальний окисно-відновний потенціал Ео вищий за 1400мВ/НВЕ (нормальний водневий електрод) в сильнокислому середовищі (рнНе1) або відновлену форму цього окисного агента.

В останньому випадку гель має у своєму складі, крім того, 0,1 - ТїІмоль/л сполуки г), здатної окислювати відновлену форму цього окисного агента.

В дезактивуючому гелі, описаному вище, наявність складових б) та в) дозволяє забезпечити видалення радіоактивних відкладень, сформованих на поверхні деталі, та видалення інкрустованої радіоактивності, що виконується за допомогою контрольованої ерозії поверхні, що підлягає дезактивації.

Окисний гель не має, в той же час, достатньої ефективності проти прилиплих металічних окалин, що знаходяться на поверхі сплавів, таких як аутостенітові сталі Іпсопе! 600 І Іпсоісу.

Документ ЕН-А-2 695 839 описує, таким чином, відновний дезактивуючий гель, який дозволяє видалити ці прилиплі металічні окалини, і який складається з: а) 20 - 3095 (вагових) мінерального агента гелеутворення, переважно на базі оксиду алюмінію, б) 0,1 - 14моль/л мінерального лугу, такого як Маон та КОН, та с) 0,1 - 4,5моль/л відновного агента, який має окисно-відновний потенціал ЕО нижчий за -БООМВ/НВЕ в сильнолужному середовищі (рН 2 13), яке вибирають серед боргідратів, сульфітів, гідросульфітів, сульфідів, гіпофосфітів, цинку та гідразину.

Нанесення гелей на поверхню, наприклад, на металічну поверхню, з метою дезактивації виконується переважно за допомогою пістолета, наприклад, під тиском від 50 до 1б0Обар і навіть більше. До розбризкування гель слід взбовтати для гомогенності. Якщо дія виконана правильно, гель промивається викидом води, після чого отримані рідкі відходи (ефлюенти) оброблюються, наприклад, нейтралізацією, відстоюванням та фільтрацією,

Всі описані вище гелі - кислі, лужні, відновні та окисні, мають інші, крім описаних вище, переваги, такі як здатність обробляти поверхні складної форми, простота застосування, невелика кількість хімічних реактивів, які використовуються при розбризкуванні на одиницю поверхні, у зв'язку з чим утворюється незначна кількість продуктів змиву після промивання нанесеного гелю, визначений час контакту з поверхнею для її повної дезактивації і пов'язана з цим можливість контролювання ерозії під час дезактивації. З іншого боку, при розбризкуванні геля з відстані, дози, які абсорбуються агентами радіоактивної очистки з наповнювачем, значно зменшуються.

Типові гелі з описаних вище були комерціалізовані Компанією РЕМО1І під назвою «РЕМОІВАЮ».

В документі ЕР-А-0 674 323 описані гель та спосіб для захисту від забруднення та дезактивації радіоактивних поверхонь. Зазначений гель являє собою водний колоїдний розчин і має від 2,5 до 1595 (мас.) гелеутворюючого агента і від 5 до15 95 (мас.) плівкоутворювача, який містить 5іО», АІ2Оз, МоО, ЕєО і КО.

Водний розчин, крім того, може додатково містити консервант з бактеріостатичним ефектом та/або антистатик, та/"або акриловий співполімер, та/"або барвник, та/(або адсорбент. Для дезактивації"! гель наносять на забруднену поверхню, а потім видаляють промиванням водою.

Всі описані вище гелі - кислі, лужні, відновні та окисні - однаковим чином, особливо окисні гелі, мають значну корозивну здатність.

На жаль, вони не підтримують великі швидкості зрізання, які передбачаються розбризкуванням, що є найбільш класичним методом нанесення цих гелей.

Дійсно, всі гелі, що мають у своєму складі мінеральний агент підвищення в'язкості, зокрема кремнезем, який може бути гідрофільним, гідрофобним, основним або кислим і має реологічні властивості, що характеризуються тиксотропною поведінкою; в'язкість зменшується під зрізом під час викиду, потім допомагає реструктуризації геля після припинення зрізання за допомогою адгезії на поверхні. Реограма в гістерезисі характеризує поведінку такої рідини.

Контроль цієї тиксотропії є фундаментальним для проведення викиду і оптимального прилипання гелю до обробляємої поверхні. Швидкість відбудови гелей, або часткове чи повне відновлення структури, складає основне поняття для його викиду.

Дійсно, відновлення структури означає повернення до гелеутворення, або адгезію на поверхні, а короткий час відбудови (репрізи) характеризує швидке відновлення достатньої в'язкості геля після викиду всього матеріалу.

Що стосується наповнювача мінерального агента в'язкості гелей, описаних вище, які на сьогодні є комерціалізованими, їх час репрізи є надто великим. Наприклад, різні заряди в Сар-О-5іЇ М5, який є кремнеземним пірогенним гідрофільним та кислотним, комерціалізованним компанією ОБСИ55А, час репрізи завжди вищий за 5сек, що є занадто великим.

Час повернення в'язкості до такої, що гель буде здібним адгезуватися на поверхні, може бути безумовно знижений, але це в той же час потребує обов'язкового збільшення кількості мінерального наповнювача.

В'язкість при збовтуванні до викиду є, таким чином, більшою і розбризкування буде складнішим. Більш того, ця збільшена кількість мінерального наповнювача вимагає необхідного збільшення об'єму рідини для промивання та кількості твердих залишків, які потребують обробки.

Наприклад, на сьогодні 20кг гелю дають після обробки за допомогою фільтрації рідких відходів від промивання об'єм радіоактивних залишків, що відповідає бочці в 200 літрів.

Існує необхідність покращення реологічних властивостей існуючих гелей, які мають у своєму складі агент гелеутворення / в'язкості, обов'язково на основі кремнезему чи оксиду алюмінію, особливо для отримання більш короткого часу репрізи, а також для підвищення здібності геля до відновлення його структури зі збереженням системи, яка при збовтуванні повинна зберігатися достатньо рідкою, щоб дозволити викид.

Ці поліпшення повинні бути отриманими при зменшенні кількості мінерального наповнювача, однозначно нижчого, ніж в сучасних гелях, з метою отримання мінімальних об'ємів твердих відходів.

Нарешті, ці вдосконалення реологічних властивостей повинні проводитись без впливу на корозивні властивості та інші якості цих гелей дезактивації.

Отримані фактори дезактивації повинні бути принаймні ідентичними до таких, що є у існуючих гелей.

Задачею даного винаходу є, таким чином, створення дезактиваційного геля з поліпшеними реологічними властивостями, з нижчою ніж в сучасних гелях кількістю мінерального наповнювача, і який серед інших властивостей, має набір необхідних характеристик, описаних вище.

Згідно з винаходом, ця та інші цілі можуть бути досягнутими використанням органомінерального дезактиваційного геля, який складається з колоїдного розчину, що має у своєму складі: а) агент в'язкості б) активний агент дезактивації, який відрізняється тим, що агент в'язкості а) є комбінацією мінерального агента в'язкості та органічного агента в'язкості (коагент в'язкості), вибраний серед водорозчинних органічних полімерів та поверхнево- активних речовин.

Згідно з винаходом, включення в агент в'язкості а) геля дезактивації крім мінерального агента в'язкості органічного агента в'язкості (який називається коагент в'язкості) дозволяє неймовірно сильно поліпшити реологічні властивості геля та значно зменшити кількість мінерального наповнювача цих гелей, при цьому корозивні властивості та інші якості цих гелей не будуть уражені.

Зменшення кількості мінерального наповнювача тягне за собою, відповідно, зменшення кількості твердих залишків.

Отримані за допомогою гелей згідно даного винаходу фактори дезактивації можна порівняти (дивись вище) з аналогічними гелями попереднього складу, тобто з гелями, що утримують той же агент дезактивації, але без коагента в'язкості.

Ефективність агента дезактивації, що використовується, абсолютно не змінюється в присутності коагента в'язкості в гелях згідно з даним винаходом.

Наприклад, корозивні властивості гелей, які в винаході далі називають «кислотними окисними гелями», абсолютно не погіршуються при додаванні коагента в'язкості.

В той же час, ці гелі зберігають свою характеристичну структуру значно довше, їх значно легше видалити, наприклад, промиванням, при цьому знов має місце зменшення об'ємів рідини для промивання.

Нарешті, реактиви, які використовуються, є доступними, і їх вартість незначна, що робить можливим виробництво гелей згідно з даним винаходом у великому масштабі і по промисловому плану.

Гель згідно з даним винаходом отримують при додаванні до водного розчину складової а) - тобто, агента в'язкості / гелеутворення, який є комбінацією мінерального агента в'язкості та органічного агента в'язкості.

Мінеральний агент в'язкості звичайно є мінеральним агентом в'язкості, нечутливим до окислення, стійким до активних складових дезактивації б), та переважно має збільшену специфічну поверхню, наприклад, більшу за 100ме/г.

Введення в агент в'язкості а) органічного агента в'язкості, згідно з винаходом, дозволяє завдяки синергійному ефекту між двома агентами в'язкості (мінеральний агент в'язкості та коагент в'язкості) ефективно зменшити кількість мінерального агента в'язкості, необхідного для забезпечення утворення геля, що матиме в'язкість, достатню для утримання у вигляді плівки на поверхні ділянки, яка не є обов'язково горизонтальною, а може бути вертикальною або похилою.

Звичайно перевага надається в'язкості геля від 103 до 107 Па.сек, де перевага в момент використання надається 102 Па.сек, тобто при значному зрізанні, для забезпечення легкого нанесення на поверхню ділянки, наприклад викидом з пістолету.

Згідно з винаходом та в протилежність до гелів попереднього рівня техніки, в яких агент в'язкості складався лише з мінерального агента в'язкості, кількість цього мінерального агента в'язкості звичайно може бути зменшена, наприклад, менше ніж до 2095(вагових), наприклад, до 1 - 1595(вагових), переважно 1 - 8об(вагових), ще більш переважно, до 1 - 795(вагових), наприклад, від 4 до боб(вагових), особливо

Бос(вагових).

У випадку оксиду алюмінію кількість мінерального агента в'язкості може бути зменшена, наприклад, до 1 - 15о6(вагових), переважно 1 - 8об(вагових), переважно 1 - 795(вагових), наприклад, від 4 до боб(вагових), особливо 595(вагових) розчину.

У випадку кремнезему кількість мінерального агента в'язкості може складати, наприклад, менше ніж 895, наприклад, 1 - 795 і звичайно 4 - 695, наприклад, 595 (вагових) розчину.

Ця кількість дається тільки для відомості і залежить, зокрема, від мінерального агента в'язкості та активного агента дезактивації, які використовуються.

Для аналогічного геля кількість мінерального наповнювача геля згідно з винаходом завжди значно зменшена в порівнянні з таким же гелем, який не має в своєму складі мінерального агента в'язкості.

Мінеральний агент в'язкості / гелеутворення може бути на основі оксиду алюмінію АгОз, або може бути отриманий гідролізом при підвищеній температурі. Як приклад використовуємого мінерального агента в'язкості / гелеутворення можна назвати продукт, що продається під комерційною назвою «АІштіпе С».

Мінеральний агент в'язкості / гелеутворення може також бути на основі кремнезема. Цей кремнезем може бути гідрофільним, гідрофобним, основним, як кремнезем, що продається під назвою «ТіховіЇ 73» компанією

РОН-ПУЛЕНК, або кислотним, як кремнеземи, що продаються під назвою «ТІХОБІЇ. 331» та «ТІХОБІЇ ЗВАВ» компанією РОН-ПУЛЕНК.

Серед кислотних кремнеземів можна назвати кремнеземи у формі рідини, що мають комерційні назви «ЗМОМ/ТЕХ О» і «5МОМ/ТЕХ ОЇ» компанії «Босієїє Мізвап СПетіса! Іпдивіієв», та кремнеземи, що продаються під загальною назвою «Сар-О-5іІ» компанією «босієїе Оедигза», такі як кремнеземи «Сар-О-51ї»

М5, «Сар-О-51ії» Н5, «Сар-О-51ії» ЕН5Б.

Серед кремнеземів перевагу має пірогенний гідрофільний та кислотний кремнезем «Сар-О-51І» М5 зі специфічною поверхнею 200мг3/г, він дає найкращі результати: тобто, в'язкісні властивості є максимальними при мінімальній кількості мінерального наповнювача, особливо коли він використовується в гелях, які називають «окисними гелями».

Згідно з важливими характеристиками винаходу, агент в'язкості а) містить крім мінерального агента в'язкості, який описаний вище, органічний агент в'язкості.

Цей органічний агент в'язкості, який ще називають «коагент в'язкості», головним чином вибирають серед розчинних у воді полімерів та поверхнево-активних речовин.

Переважно, цей полімер або цей поверхнево-активний агент, повинні відповідати ряду вимог, пов'язаних, головним чином, з його використанням в ядерних установках.

Він не повинен мати у своємі складі ні сірки, ні галогена, він повинен брати участь в мінімальній кількості загальних органічних процесів, мати високу стійкість в присутності активних агентів дезактивації а): наприклад, високу стійкість в кислому та/або окислюючому середовищі. З іншого боку, він повинен бути мало чутливим до іонної сили середовища, бути термостабільним при температурах від 0 до 50"С. Нарешті, він повинен проявляти високу спорідненість до мінеральних агентів в'язкості, зокрема, до кремнеземів.

Серед водорозчинних органічних полімерів, які мають перевагу, слід назвати полімери акрилової кислоти та сополімери з акриламідом.

Ці полімери можуть бути використані в гелі з дуже низькою концентрацією, наприклад, від 0,1 до 595, переважно, 0,1 - 295 (вагових), ще більш переважно, 0,5 - 195 (вагових), концентрація, при якій можливе значне поліпшення реологічних властивостей гелей та важливе зменшення кількості мінерального наповнювача в окислі алюмінію та/або в кремнеземі, наприклад, з величини 1595 зменшується до 595 (вагових).

Поверхнево-активні речовини, що входять в склад агента в'язкості а) згідно з винаходом повинні звичайно задовольняти умовам, які переліковані вище.

Згідно з винаходом продемонстровано, що поверхнево-активні речовини родини поліоксиетиленових ефірів формули:

СНз- (СНе)п- - (О - СН» - СНа)т - ОН, які ще позначають СпЕт, дивовижним способом відповідають потрібним критеріям, а саме, серед інших властивостей мають значну спорідненість до мінеральних часток, особливо кремнезема, значну хімічну інертність та достатню стабільність в дуже кислому, дуже окислюючому та електролітичне сильному середовищі, як в гелях для дезактивації.

Навіть у дуже незначних кількостях ці поверхнево-активні речовини здатні підтримувати конструкцію просторової сітки тиксотропного геля.

Без бажання бути пов'язаним з будь якою теорією, здається, що одночасно мають місце взаємодії між частками кремнезема та полярною головкою, з одного боку, та з аліфатичними гідрофобними ланцюгами між ними, з другого боку.

В представленій вище формулі п означає довжину аліфатичного ланцюга та є цілим числом, яке змінюється від 6 до 18, переважно від 6 до 12, т керує висотою полярної головки і є цілим числом, яке може змінюватись від 1 до 23, переважно від 2 до 6.

Серед поверхнево-активних речовин перевага віддається сполукам СеєЕ» (гексиловий ефір ді(етиленгліколя)), СіоЕз та С12Ех.

Сполуки формули СпЕт маються в наявності у фірм А ОВІСН та 5ЕРРІС.

Природа поверхнево-активного агента залежить від типу геля для дезактивації, який використовується, тобто, від природи та кількості активного агента дезактивації б) та від природи і від кількості мінерального агента в'язкості.

Таким чином, сполуки СпЕт особливо адаптовані для застосування в окисних кислотних гелях, що мають у своєму складі кремнезем.

Також, кількість поверхнево-активної речовини залежить від природи геля дезактивації та від концентрації і від природи мінерального агента в'язкості.

Ця кількість поверхнево-активної речовини буде звичайно складати 0,1 - 595 (вагових), переважно - 0,2 - 290 (вагових), ще більш переважно - 0,5 - 195 (вагових).

Згідно з винаходом агент в'язкості а) може бути використаний в усіх гелях дезактивації, які належать до описаного вище типу, тобто у яких активний агент дезактивації б) використовується в гелі для дезактивації.

Зокрема, він може використовуватись на місці виключно мінерального агента в'язкості, який застосовується в будь- яких гелях дезактивації минулого рівня техніки, наприклад, тих, що описані в документах ЕВ-А-2 380 624; ЕВ-А-2 656 949 та ЕВ-А 2 695 839.

Очевидно, що гелі для дезактивації мають різну природу по активному агенту дезактивації б), який вони утримують; в цілому, розрізняють лужні, кислотні, відновні та окисні гелі.

Так, гель дезактивації згідно з винаходом може утримувати як активний агент дезактивації б) кислоту, переважно мінеральну кислоту, яка, переважно, вибирається серед азотної кислоти, хлористоводневої кислоти, сірчаної кислоти, фосфорної кислоти або їх сумішей.

Кислота звичайно присутня в концентрації від 1 до 1їОмоль/л, переважно від З до 1Омоль/л.

Гель, який називається «кислотним гелем», особливо придатний для видалення забруднення, фіксованого на холоді на нелегованих сталях.

В цьому типі кислотних гелей мінеральний агент в'язкості переважно є кремнеземом, а коагент в'язкості переважно є поліоксиетиленовим ефіром.

Згідно з винаходом, гель дезактивації може також містити як активний агент дезактивації б) основу, переважно мінеральну основу, яку вибирають переважно серед соди, поташу та їх сумішей.

Основа переважно представлена в концентрації від 0,1 до 14моль/л.

Гель, який називається «лужним», має важливі властивості обезжирювання і особливо придатний для видалення забруднення, не фіксованого на нержавіючих та нелегованих сталях.

В цьому типі лужних гелей мінеральний агент в'язкості представлений переважно оксидом алюмінію.

Гель для дезактивації, згідно з винаходом, може також як активний агент дезактивації б) містити відновний агент, цей відновний агент може, наприклад, бути відновним агентом, який описано в документі ЕВ-

А-2 695 839, в якому використовуємий відновний агент є відновним агентом, що має нормальний окисно- відновний потенціал БО нижчий за -600мВ/НВЕ (нормальний водневий електрод) в сильно лужному середовищі (рН 2 13).

Як приклад таких відновних агентів можна назвати боргідрати, сульфіти, гідросульфіти, сульфіди, гіпофосфіти, цинк, гідразин та їх суміші.

Коли використовують боргідрати, сульфіти, сульфіди, гідросульфіти або гіпофосфіти, вони звичайно виступають у формі солей металів, наприклад, солей лужних металів, таких як натрій.

Коли використовують як відновний агент боргідрат натрію, рН колоїдного розчину переважно є вищим або рівним 14, при цьому значенні боргідрат залишається стабільним.

Відновні агенти, як це описано в документі ЕВ-А-2 695 839, звичайно з'єднані на мінеральній основі, такій як Маон чи КОН, в концентрації звичайно 0,1-14моль/л, концентрація відновного агента звичайно дорівнює значенню від 0,1 до 4,5моль/л.

В такому відновному гелі мінеральний агент в'язкості найчастіше буває на основі оксиду алюмінію.

Гель, який називається «відновним гелем», звичайно використовується як альтернатива та додаток до окисного геля, що описаний нижче.

Такий гель дозволяє ослабити та видалити металічну окалину, адгезовану на поверхні, яка осіла в гарячих умовах на поверхню сплаву, такого як нержавіючі аустенітові сталі Іпсогеї! та ІпсоїІсу, які утворюють первинний контур реактора замкнутого циклу (РЗЦ), і які не чутливі до дії окисних гелей дезактивації.

Гель дезактивації згідно з винаходом може ще утримувати окисний агент як активний агент дезактивації б).

Цей окисний агент може бути, наприклад, таким окисним агентом, як описано в документі ЕВ-А-2 659 949, в якому окисний агент, що використовується, є окисним агентом, який повинен мати нормальний окисно- відновний потенціал вищий за 1400мВ/НВЕ в сильно кислому середовищі (рН « 1), тобто окислювальна сила його повинна бути вищою ніж у перманганата.

Як приклад таких окисних агентів можна назвати Се"У, Со!!, Ад! або їх суміші.

Дійсно, потенціали окисно-відновних пар, які відповідають цим окисним агентам, мають такі значення :

Се"уСе" Ео/НВЕ - 1610мВ

Со!у/Со!! Ео/НВЕ - 1820мВ

Ад'/Ад" Ео/НВЕ - 1920 мВ

Використання цих чисельних окисних агентів особливо підходить для дезактивації металічної поверхні, наприклад, благородних сплавів, таких як нержавіючі сталі 304 та 316 І, Іпсопеї! та ІпсоїПІоу.

Більш того, ці окисні агенти можуть також окислювати певні малорозчинні колоїдні оксиди, такі як РиО», для їх переведення в розчинну форму, таку як РиО2--.

В гелі дезактивації згідно з винаходом можна також використовувати окисний агент у відновленій формі, наприклад, можна використовувати Се", Со!, Ад! в умовах додавання до геля сполуки, здібної окислювати цю відновлену форму, або в умовах поєднання геля з іншим гелем або з іншим колоїдним розчином, який має сполуку, здібну окислювати цю відновлену форму окисного агента.

Сполука, здібна окислювати відновлену форму окисного агента, може складатися, наприклад, з персульфата лужного металу.

Окисні агенти, серед яких перевага віддається церію (ІМ), звичайно зв'язані з мінеральною основою, або, з метою стабілізації з мінеральною кислотою, такою як НСІ, НзРО»х, Н25О», і, переважно, з НМоОз, концентрація яких звичайно складає від 1 до 10моль/л, переважно - від З до 10моль/л, ще більш переважно - від 2 до Змоль/л, наприклад, 2,88мольл, концентрація окисного агента відносно неї звичайно дорівнює 0,1 - 2моль/л, переважно, - 0,6-1,5моль/л, ще більш переважно така концентрація дорівнює Тмоль/л.

При використанні як окисних агентів окисних катіонів, таких як Се"У, Со!", Аді, вони можуть бути введені в формі їх солей, таких як нітрати, сульфати або інші, але вони також можуть бути електрогенерованими.

Окисні гелі переважно мають у своєму складі церій (ІМ) у формі електрогенерованого нітрату церію (ІМ)

Се(МоОз)« або у формі гексанітратоцерату діамонію (МНа)26Се(МОз)вє, цей останній має перевагу у зв'язку з відносною нестабільністю нітрату церію (ІМ) в середовищі концентрованої азотної кислоти.

Азотна кислота стабілізує церій зі ступенем окислення ІМ, бере участь у корозії та забезпечує, серед інших, підтримання в розчині кородованої породи, а саме, азотнокислих комплексів металів перехідних станів металічних сплавів.

Таким чином, гелі мають в своєму складі, наприклад, мінеральний агент в'язкості, переважно кремнезем, такий як «Сар-О-5і» М5 в концентрації переважно від 4 до боб(вагових), наприклад, 5о5(вагових), та органічний агент в'язкості, переважно поліоксиетиленовий ефір, наприклад, типу СеЕг2, СіоЕз або Сі2Е«4 в концентрації переважно між 0,2 та 295(вагових), наприклад, 195(вагових).

Так, типовим прикладом окисного геля дезактивації згідно з винаходом є такий склад колоїдного розчину: -0,6 - 1,5моль/л, переважно моль/л (МНа)г2Се(МОз)в, або Се(МОз)а, -2 - Змоль/л, переважно 2,8в8моль/л НМО»з, - 4 - бус(вагових), переважно 595(вагових) кремнезема, - 0,2 - 2уб(вагових), переважно 195(ваговий) поліоксиетиленового ефіру.

Описані вище гелі для дезактивації використовуються, зокрема, для дезактивації металічних поверхонь, що важливо для періодичного догляду за існуючим устаткуванням і для демонтажу ядерного устаткування.

Гелі згідно з даним винаходом можуть бути використані, наприклад, для дезактивації чанів, басейнів для збору відходів, коробок для рукавичок і т...

Об'єктом винаходу також є спосіб дезактивації металічних поверхонь, який включає в себе нанесення геля дезактивації згідно з даним винаходом на поверхню, яка підлягає очистці, утримання цього геля на поверхні протягом часу, достатнього для проведення дезактивації, цей час складає, наприклад, від 10 хвилин до 24 годин, переважно, від 30 хвилин до 10 годин, ще більша перевага віддається проміжку від 2 до 5 годин, видалення цього геля з металічної поверхні, наприклад, промиванням, або механічною дією.

Кількість геля, що наноситься на поверхню, яка підлягіає дезактивації, дорівнює звичайно від 100 до 2000 г/сме, переважно, 100 - 1000г/сме, ще більш переважно - 200 - 800г/см".

Очевидно, що обробку потрібно повторювати кілька разів, використовуючи при цьому той самий гель, або гелі з іншою природою для успішного виконання послідовних етапів, при цьому кожний етап включає в себе нанесення геля, витримування геля на поверхні, яку слід дезактивувати, та видалення геля з поверхні, наприклад, промиванням або механічною дією.

Обробка також може бути повторно проведена на групі поверхонь, або лише на її частині, яка, наприклад, має складну форму, або якщо в окремих ділянках поверхні визначається висока активність (мРад/год), що потребує інтенсивної обробки.

Можна також до першого нанесення геля провести одне або кілька промивань поверхонь, які підлягають дезактивації водою або водним розчином, переважно під високим тиском, після чого очистити та/або обеззаразити обробляєму поверхню.

Наприклад, спосіб дезактивації може включати в себе такі послідовні етапи, як описано в документі ЕВ-А- 2 695 839: 1) нанести на поверхню, що підлягає дезактивації, відновний гель дезактивації згідно з винаходом,

витримати цей гель на поверхні протягом часу від 10 хвилин до 5 годин та промити металічну поверхню для видалення залишків відновного геля, та 2) нанести на оброблену таким чином поверхню окисний гель в кислому середовищі, витримати цей гель на поверхні протягом 30 хвилин - 5 годин та промити металічну поверхню, оброблену таким чином, для видалення окисного геля.

Спосіб дезактивації може включати в себе також такі етапи: розпилювання по поверхні, яка підлягає дезактивації, розчину соди і витримування його протягом, наприклад, 30 хвилин, промивання водою, нанесення на поверхню, оброблену таким чином, окисного геля в кислому середовищі та його витримування на поверхні протягом 30 хвилин - 5 годин, переважно, 2 годин, промивання водою.

Час контакту може змінюватись між крайніми границями і залежить від природи активного агента дезактивації та від природи «коагента в'язкості». Наприклад, для окисного кислого геля, в складі якого є поверхнево-активна речовина як коагент в'язкості, час контакту переважно складає 30 хвилин - 5 годин, перевага віддається інтервалові 2 - 5 годин.

Для відновного геля час контакту буде переважно складати 10 хвилин - 5 годин.

Нанесення геля на металічну поверхню, що підлягає дезактивації може виконуватись за класичною методикою, наприклад, викидом за допомогою пістолета, змочуванням та висушуванням, обгортанням, а також з використанням щітки. Перевага віддається нанесенню геля викидом / розбризкуванням пістолетом, наприклад, під тиском (вакуумний компресор) на рівні 10 - 200кг/см2 , наприклад, 10 - 16Окг/см7, та наприклад, - 10Окг/см".

Гель може бути видалений переважно промиванням обробленої поверхні, або також за допомогою інших засобів, наприклад, механічних, або струменем газу, наприклад, стисненим повітрям.

Для проведення промивання звичайно використовують демінералізовану воду або водний розчин, в якому гель, який використовується, може бути розчинений, або в якому можуть утворитись відокремлені частки, які змиваються водою.

Промивання може проводитись під тиском, наприклад, під тиском від 10 до 1бОкг/см2 .

Відповідно до найбільш цікавої характеристики винаходу та того факту, що гелі по даному винаходу, в склад яких входять мінеральний агент в'язкості, такий як кремнезем, та органічний агент в'язкості, такий як поверхнево-активна речовина, зберігають протягом значного часу - до 48 годин і довше свою структуру геля, промивання поверхні дуже спрощене і може виконуватись при невеликому тискові, наприклад, 15кг/см", або навіть без тиску, і не потребує великої кількості демінералізованої води або іншого розчину, наприклад, менше 1ТОл/м-.

Кількість промивань (або пропускань) на одну операцію дезактивації, після якої відсоток визначаємих речовин в мінеральному осаді ефлюентів (наприклад, кількість 5іОо та АІ2Оз в воді басейну для збирання відходів дезактивації) досягає визначеного рівня, зменшується, оскільки гель по даному винаходу має в своєму складі менше мінерального наповнювача.

Крім того, завдяки винаходу кількість ефлюентів, що утворюються, значно зменшується, що саме пов'язано з об'ємом рідин для промивання.

В протилежність, гелі без органічного коагента в'язкості, наприклад, без поверхнево-активної речовини, згідно з минулим рівнем техніки, які мають у своєму складі лише, наприклад, кремнезем, через відносно короткий проміжок часу стають сухими та тріскають, їх промивання дуже складне і потребує великих кількостей води під значним тиском. При цьому утворюються великі кількості рідких ефлюентів.

Рідини, що утворюються при промиванні (ефлюенти), оброблюють відповідним чином, наприклад, вони можуть бути нейтралізовані, наприклад, содою у випадку використання кислого геля.

Ефлюенти звичайно також піддають розподілу на тверду та рідку фракції, наприклад, фільтрацією патронним фільтром для відділення рідких ефлюентів від твердих відходів, кількість яких надзвичайно зменшується у зв'язку з тим, що гелі по цьому винаходу мають в своєму складі незначну кількість мінерального наповнювача.

Так, кількість мінерального наповнювача гелей згідно з даним винаходом зменшена в З - 4 рази в порівнянні з гелями минулого рівня техніки, які мають в своєму складі лише мінеральний агент в'язкості, що веде до зменшення затримки твердих відходів, наприклад, на фільтрі з аналогічним фактором -в 3-4 рази.

В певних випадках кількість мінерального наповнювача в гелі по даному винаходу настільки мала, що вона дозволяє переносити ефлюенти промивання крізь випарювач без будь - якої попередньої обробки.

Гелі дезактивації даного винаходу можуть бути легко виготовлені, наприклад, додаванням до водного розчину сполуки б), тобто, активного агента дезактивації, агента в'язкості а). Звичайно спочатку додають мінеральний агент в'язкості, такий як кремнезем, а потім органічний агент в'язкості (коагент в'язкості).

Гелі по даному винаходу звичайно мають дуже великий час зберігання, в той час як хімічна інертність деяких поверхнево-активних речовин лімітована у часі, наприклад, у присутності оксиданта, такого як церій (М.

Велика розчинність цих поверхнево-активних речовин призводить до швидкої гомогенізації під час їх включення в гель. Для оптимальної ефективності, їх введення в розчин повинне, таким чином, переважно виконуватись незадовго до застосування геля.

Серед інших характеристик та переваг винаходу краще навести наступні приклади, які є наочними та не обмежують винахід і являють собою підписи під малюнками, в яких : фігура 1 показує в'язкість (виражену в Па.сек) залежно від часу репрізи (в сек) різних гелей минулого рівня техніки, в яких агент в'язкості складався лише з «Сар-О-5іЇ» М5 з процентним вмістом в частинах, відповідно, 695 (крива у вигляді суцільної лінії), 895 (крива у вигляді крапок), 1095 (крива у вигляді пунктира) і нарешті 1295 (змішана крива), фігура 2 показує в'язкість (виражену в Па.сек) залежно від часу репрізи (в сек) різних гелей, в яких агент в'язкості згідно з винаходом складається, відповідно з «Сар-О-5іЇ» у кількості боб(вагових) та Техірої! (195)

(крива у вигляді крапок), з «Сар-О-5іЇ» у кількості 5У(вагових) та С12Еаз (195) (пунктирна крива), з «Сар-О-51ії» у кількості 59о(вагових) та СіоЕз (195) (змішана крива), з «Сар-О-5іЇ» у кількості 5оо(вагових) та СеЕг (1925) ( верхня суцільна крива).

На ньому також представлена крива, що показує в'язкість залежно від часу репрізи геля, який має у своєму складі лише 1095«Сар-О-51іЇІ», що виступає у ролі агента в'язкості (нижня суцільна крива).

Приклад!1.

Вивчали реологічні властивості водних гелей, представлених минулим рівнем техніки, вимірюванням їх в'язкості в різні моменти, час О відповідав моменту викиду геля.

Отримані результати нанесені на фігуру 1, яка представляє криві в'язкості залежно від часу репрізи для гелей, в яких агент в'язкості містить лише мінеральний агент в'язкості, а саме, кремнезем «Сар-О-51іЇ» М5 з процентним вмістом бо», 895, 1095 та 1295.

Відмічено, що незалежно від кількості «Сар-О-5іЇ» М5 в цьому гелі, час репрізи завжди перевищує 5 секунд і є таким чином дуже великим, навіть при підвищеній концентрації кремнезему.

Прикладг.

Вивчали реологічні властивості гелей згідно з винаходом, вимірюючи їх в'язкість в різні моменти часу, час

О відповідав моменту викиду геля.

Отримані результати нанесені на фігуру 2, яка представляє криві в'язкості залежно від часу репрізи для гелей, в яких агент в'язкості, згідно з даним винаходом, містить комбінацію мінерального агента в'язкості (кремнезем «Сар-О-5іЇ») та поверхнево-активної речовини («СеЕг», «СіоЕз» або «Сі2Е«») або полімера («Техірої»), кожний раз у кількості 19оваговий.

З метою порівняння на фігуру 2 нанесена також крива, представлена вже на фігурі 1, яка відображає в'язкість залежно від часу репрізи геля, що як агент в'язкості містить лише 1095«Сар-О-511».

Криві на фігурі 2 показують явне поліпшення реологічних характеристик різних гелей, виготовлених згідно з винаходом. Слабка в'язкість при значному зрізанні (Її - 0) гелей по даному винаходу залишається меншою ніж у гелей минулого рівня техніки на фігурі 1 та вищою за 0,1Па.сек.

Гелі, виготовлені комбінацією агентів в'язкості згідно з даним винаходом, є, таким чином, під збовтуванням, та на зразок гелей минулого рівня техніки достатньо рідкі, щоб дозволити проведення викиду.

Але, більш того, всі гелі, виготовлені комбінацією агентів в'язкості згідно з даним винаходом, мають здібність до самореструктурізації, яка явно збільшена в дивних та повністю неочікуваних пропорціях.

У стані спокою в'язкість всіх гелей, виготовлених згідно з даним винаходом поєднанням агента в'язкості типу кремнезема, та «коагента в'язкості»-поверхнево-активної речовини або полімера, значно збільшується, навіть при дуже незначних концентраціях (195) полімера або поверхнево-активної речовини.

Так, у стані спокою в'язкість геля по даному винаходу, такого, як гель, виготовлений з використанням агента в'язкості, що має у своєму складі 59овагових «Сар-О-5іЇ» та 195ваговий поверхнево-активної речовини

СвЕг, збільшується до 50 при очікуваному значенні 20 - 25Па.сек.

Криві на фігурі 2 показують також, що час репрізи гелей згідно з даним винаходом значно зменшений, та що реструктуризація гелей по даному винаходу проходить дуже швидко, що забезпечує практично негайну адгезію на поверхні, що обробляється.

Поліпшення реологічних властивостей гелей по даному винаходу за рахунок введення в склад геля крім мінерального агента в'язкості специфічного органічного агента в'язкості (коагента в'язкості), іде разом із важливим зменшенням концентрації мінерального агента в'язкості. Гелі згідно з даним винаходом, які включають також незначні кількості, такі як 595 вагових кремнезему, виявляють значно кращі реологічні властивості в порівнянні з гелями минулого рівня техніки, які мають в своєму складі такі ж кількості кремнезему, але не мають органічний коагент в'язкості.

Таким чином, можна говорити про дійсно синергійний ефект мінерального агента в'язкості з одного боку і коагента в'язкості з іншого.

При бажанні приготувати гель згідно з даним винаходом з властивостями, аналогічними властивостям гелей минулого рівня техніки без коагентів в'язкості, можна зменшити концентрацію мінерального агента в'язкості, такого як кремнезем, менш ніж до 195, навіть до 0,19овагових.

Гелі по даному винаходу, у зв'язку з незначною кількістю в них не так важливого мінерального наповнювача, створюють менші кількості відходів.

Приклад3.

Цей приклад відноситься до використання окисних гелей по даному винаходу, які як активний агент дезактивації утримують оокисний агент, такий як церій (ІМ) а як органічний коагент в'язкості - поліоксиетиленовий ефір або водорозчинний полімер.

Були проведені випробування корозії в неактивних умовах, тобто при відсутності радіоактивного забруднення на металічних пластинах аустенітової нержавіючої сталі типу 3161: і мова іде про нержавіючу сталь на основі заліза (7095), хрома (1795), нікеля (1195) та молібдена (295).

Гелі, які випробували, готували додаванням до демінералізованої води з метою отримання 1 кг геля таких речовин: - З70г гексанітроцерата діамонія (МНа)» Се (МОз)6, який поставляється компанією Аїагісн, при цьому отримують концентрацію 1 моль/л, - 105мл 6595 азотної кислоти, яка поставляється компанією Аїдгісн, при цьому концентрація. НМОз становить 2,88моль/л, - 5б0г або бог «Сар-О-5іЇ» М5, який поставляється компанією Юедивзза, концентрація кремнезема в гелі складатиме 595 або 695, - 10г ТЕХІРОЇ 63-510, який поставляється компанією 5СОТТ ВАОЕРН, і має кінцеву концентрацію 196ваговий, або згідно гелям - 10г поліекситиленового ефіру типу СеЕг гексиленового ефіру діетиленгліколя, який поставляється компанією Апіагсн, або СчіоЕз, випускаємого компанією 5ЕРРІС, або Счі2Ей4, (який називається

«ВВАЇУ 30»), випускаємого компанією Айагісн. Концентрація поверхнево-активної речовини при цьому складає

Тосваговий.

Виготовлені гелі наносять на сталеву пластину, яка підлягає обробці, товщиною ї1мм, на ме поверхні обробки потрібно кг геля.

Дію корозії перевіряли зважуванням.

Кількість церію, що використовується в цьому прикладі, дорівнює Імоль/літр, що дозволяє зчищати зі сталевої пластини шар в середньому 1 мікрон на годину для товщини геля приблизно 1мм.

Таблиця!, представлена нижче, представляє кількості знятого матеріала з нової пластини із нержавіючої сталі типу 316Ї. при використанні гелей з концентрацією церію (ІМ) 1М.

Таблиця

Коагент | Мінеральний Кількість | Тривалість | Корозія в'язкості наповнювач геля (мікрон) (в частинах) (кг/м2)

СвЕо1956 | 596 Саб-О-5ІЇ | 1 день 2 год

СеЕо1956 | 596 Сар-О-51Ї | 1 день 2 год

СеЕ»о196 | 595 Сар-О-51Ї | 1 день 2 год

СіоЕзібо | 595 бавБ-О-51іЇ, | 1 день 1 год без Се

СіоЕзі96 | 596 Сар-О-5іЇ | 20 хв 1 год

СіоЕз195 / 595 Саб-О-51Ї | 1 день 2 год ВХ

СіоЕз!96 | 596 Сар-О-5ЇЇ | 5 днів 2 год

Сі2Елі96 | 596 Саб-О-5Ї | 2 дні 2 год

Техірої 1965 | 696 Сар-О-5ІЇ | 26 днів 30 хв 08

Техіро!196 | 696 Сар-О-5ІЇ | 26 днів 2 год

Техірої 195 | 695 Сарб-О-5ІЇ | 26 днів 1 год

Техіро! 195 695 Сар-О-51ІЇ | 26 днів 2 год 09

Кількість кородованого сплаву залежить, в основному, від кількості церію (ІМ) в гелі, таким чином нормально, що всі отримані значення порівнянні.

Результати свідчать, что наявніть в окисному гелі поверхнево-активної речовини або полімера, згідно з винаходом, не призводить до моментальної дифузії розчинених в середовищі желеутворення порід.

Прикладі.

Проведені випробування корозії при тих же умовах, що і в Прикладіз3 на металічних пластинах типу 3161.

Гелі, що випробовувалися, мали таку формулу: (МНа)»5 Се (МОЗз)є 1М,

НМО» 2,88 М, 5іО» «Сар-О-5ії» М5 595вагових,

Поліоксиетиленовий ефір типу СеЕ», СіоЕз або С12Е4, 195ваговий. Для порівняння, паралельно досліджували окисний гель з невеликою в'язкістю, до складу якого входив активний агент гексанітратоцерат діамонію в концентрації 1М, азотна кислота в концентрації 2,88 М та, як агент в'язкості, 89о(вагових) «Сар-О- 5ІЇ» М5, а коагент був відсутній.

Підкреслюємо, що погані реологічні властивості цього геля минулого рівня техніки виявлялися в тому, що він не підлягав викиду.

Товщина нанесеного геля складає приблизно їмм, при цьому на 1м2 поверхні потрібно їкг гелю. Дію корозії перевіряли зважуванням.

В таблиціг2 наведені кількості матеріала, знятого з комерційної, звичайно інертної, пластини нержавіючої сталі типу 3161.

Таблиця2

Зразок Коагент | Мінеральний ; Кількість | Трива- | Корозія, в'язкості наповнювач геля лість, Мікрон

Сар-0О-5ІЇ кг/м2 год,

Фо ваговий 1 Без 1,10 1 0,4 поверхнево -активної речовини (ПАР)

Наведені в таблиці 2 дані корозії показують, що незалежно від геля, який використовується, загальна ерозія для 1,1кг геля на м? майже ідентична і в середньому дорівнює: 0,4 мкм за 1 годину, 0,Омкм за 2 години, 1,2мкм за 5 год та 24 години.

Слід зробити такі зауваження щодо стану геля після контакту протягом 5 та 24 годин: - Зразокі4. без ПАР : після 5 і майже до 24 годин контакту «гель» зберігає свій оранжевий колір, характерний для присутності порід церію. Наприкінці 24 годин він стає повністю сухим та розтрісканим, промивання пластини утруднене : поверхня має «мармуровий» вигляд. - Зразок8. СеЕг 1905. : після 5 годин контакту гель повністю втрачає забарвлення, або має слабко блакитний відтінок завдяки наявності оксидів або азотнокислих комплексів перехідних металів.

Після 24 годин та, не дивлячись на втрату 2595 його вагових частин, він зберігає текстуру геля, та очищення пластини набагато спрощене в порівнянні з гелем без ПАР і потребує менш ніж 10 літрів води на / м? при невеликому тискові. - Зразокі2. СіоЕз 195 та зразок1!б. С1і2Е4 195 : наприкінці 24 годин гелі виявляють залишкове жовте забарвлення, вони не розтріскуються, незважаючи на втрату 2795 їх ваги. Вони зберігають текстуру геля, та їх промивання залишається простим.

З цих результатів витікає, що : в гелях без ПАР 24 години контакту не призводять до тотального споживання Се(ІМ), навіть якщо величина корозії значна. Більш того, з'являються проблеми промивання.

Через 5 годин втрата оранжевого забарвлення геля з ПАР свідчить про відновлення «всього» Се(ІМ) до

Се).

Зупинення корозії після цього часу нанесення, до того ж підтверджується оцінкою загальної ерозії.

Очевидно, подовження часу контакту більш ніж 5 годин є недоцільним.

Більш того, всі гелі з ПАР промиваються значно легше, при цьому використовуються менші кількості води, а саме, менше за 1Ол/м? при невеликому тискові.

Різниця в забарвленні після 5 годин використання між гелями з (знебарвленні) та без ПАР (оранжеві) для однакової корозії показує нам, що частина Се(ІМ) окислює ПАР. Це є перевагою для обмеження ЮОСО ефлюентів за рахунок деградації ПАР. Цей окремий пункт буде розвинений далі.

Примітка: друга дія на зразок Ме5 тієї ж кількості геля дає корозію в 0,9мкм, в той час як при першому нанесенні протягом однієї години ця величина складала 0.4мкм. Таким чином, при успішному зніманні неактивного шару, який утворився за рахунок природного окислення, загальна ерозія в середньому складає 1 мкм на годину, що узгоджується з даними Приклада 3.

Чотири вдалі впливи на одну і ту ж пластину показали таку корозію: 0,9 - 1 - 1,1 та 0,9мкм. Такі ж результати були отримані при використанні інших типів геля, як з ПАР, так і без них.

Прикладб.

Даний приклад стосується використання окисних гелей згідно винаходу, до складу яких входить як мінеральний агент в'язкості кремнезем «Сар-О-5іїЇ» в кількості 595 або 695 вагових; як органічний агент в'язкості (коагент в'язкості) СеЕг в кількості 0,79ю або 1:9оваговий, і як активний окисний агент - гексанітратоцерат діамонія в концентрації 1 мол/л та НМО»з в кількості 2,88мол/л.

Умови нанесення гелей ті ж самі, що і в прикладах З та 4, які описані вище, але визначення корозії проводили на окислених пластинах типу 3161.

Зразки були виготовлені прожарюванням в печі при 600"С в проточному повітрі, пластини були аналогічними тим, що використовували в прикладах З та 4, по методу, описаному МУ.М.НапКіп в «Процеси дезактивації скляних каністр утилізації» («Оесопіатіпайоп ргосебв5ез ог мавіє діаєв сапівієгв»). Мисієаг

Іїесппоіоду, моі!.59, 19825.

Ця термічна обробка призводить до утворення на поверхні нержавіючих сплавів шару окислу, склад якого по товщі та морфології можна порівняти з тим, який може знаходитись на поверхні сталей, які підлягають дезактивації.

Наступна таблицяЗ показує кількості речовин, знятих з пластин нержавіючої сталі типу 3161 з різними гелями. Пластини були окислені протягом 4 днів прожарюванням при 600"С (товщина окислу була однаковою).

ТаблицяЗ

Зразок | Коагент | Мінеральний ! Кількість | Тривалість | Корозія в'язкості | Наповнювач | Геля кг/м? год. Мкм

Сар-О-51ІЇ 9о вагових

БезпАР | 811511

В наступній таблиції4 наведені кількості матеріалу, які знімаються з поверхні пластин нержавіючої сталі 3161 . Пластини окислювали протягом 2 днів при температурі 600"С, товщина окалини не була однаковою на поверхні пластини.

Таблиця4

Зразок Коагент Мінеральний | Кількість | Трив. | Корозія в'язкості наповнювач геля Мкм

Сар-О-51Ї Кг/м2 |Год.

Фо вагових

Севао,тю | 6 | мо 2 | 16

Сеео,.тю | 6 | т |5 | 29

Приклади з З по 5 показують, що крім неочікуваного поліпшення реологічних властивостей та зменшення кількості мінерального наповнювача, які були отримані при використанні коагента в'язкості в окисному гелі згідно з даним винаходом, присутність поверхнево-активної речовини лише в дуже помірних кількостях обмежує корозивні можливості гелей, і тільки незначна кількість Се(ІМ) споживається поверхнево-активною речовиною.

В протилежність до гелей без ПАР, під час корозії структура геля зберігається, що забезпечує кращу дифузію породи настільки єдкої, що викликає корозію. Крім того, промивання полегшене.

З іншего боку, корозія гелем трохи змінює стан та склад поверхні пластин.

Наступні приклади демонструють використання гелей по даному винаходу та існуючих гелей.

Прикладб.

В прикладі проводили дезактивацію по методу згідно з даним винаходом баку з нержавіючої сталі об'ємом

БОм3, тобто який має площу поверхні,що підлягає дезактивації, 120 м.

Використовується кислий окисний гель по даному винаходу, який має такий склад: «Сар-0-51ії» М5: 595 коагент в'язкості (поліетиленовий ефір «СвЕг») 190

Сем 05мМ

НМО:: 10 М

Обробка з метою дезактивації складалася з таких етапів:'викиду на поверхню баку розчину соди, який витримували на поверхні протягом 2 годин, промивання водою, викиду за допомогою пістолета, під тиском 1Т5кг/см2, кислотного окисного геля по описаному вище винаходу, розподілюючи його в кількості Ікг/ме поверхніта витримування його на поверхні протягом 12 годин, промивання водою при низькому тиску, наприклад, близько 15кг/м-, викиду другої порції гелю при тих же умовах, що описані вище, тобто в кількості 1 кг/м? поверхні і витримування на ній протягом 2 годин, промивання водою при низькому тиску, наприклад, близько 15Бкг/м. Перед початком обробки та після неї визначали радіоактивне випромінювання на поверхні.

Початкова доза випромінювання на поверхні складала 557мРаді/ч, а кінцева доза складала 4мРад/ч.

Був також визначений фактор дезактивації ФД, який є відношенням початкової дози до кінцевої і приблизно дорівнює 140.

Приклад?7 (порівняльний).

Вивчали дезактивацію баку з нержавіючої сталі, ідентичному тому, як в Прикладіб, але з використанням комерційного окисного геля типу «РЕМОІНАО ОХ», що випускається компанією ЕЕМОІ, який має такий склад : - «Сар-О-5ії» М5 : 15 90 - Сем: 05 М - НМОз 10 М

Етапи та умови обробки проведення дезактивації були такими ж, як і в прикладі 6, з єдиною відміною в тому, що промивання для видалення гелю проводять при дуже значному тиску - 150 - З0Окг/см? замість низького тиску.

Отриманий фактор дезактивації дорівнює 140.

Однак, крім того, що видалення гелю промиванням є значно складнішим, ніж в попередньому прикладі, та потребує значного тиску, та що об'єм ефлюєнтів від промивання більш великий, мінеральний наповнювач, кількість якого зменшена в три рази в органомінеральному гелі по даному винаходу в попередньому прикладі, дає тоді в наступній фільтрації ефлюєнтів кількість твердих відходів в три рази менше тієї, яка утворюється при фільтруванні ефлюєнтів промивання гелю цього прикладу, який представляє минулий рівень техніки.

Прмкладв :

В цьому прикладі проводиться дезактивація за методом по даному винаходу З коробок для рукавичок з нержавіючої сталі 316 І, забруднених в основному радіоактивними елементами ураном, цезієм, плутонієм та стронцієм.

Загальна забруднена поверхня цих коробок для рукавичок дорівнювала 26м".

Застосовували кислотний окисний гель згідно з даним винаходом, який має той самий склад, що і гель в прикладіб, а саме : - «Сар-0-5іЇІ» М5: 5 9о - коагент в'язкості (поліетиленовий ефір«СбЕ2») 195 -Семо5 мМ

НМОз 10 М

Обробка з метою дезактивації складалася з таких етапів : - розбризкування розчину соди протягом 15 хвилин, - промивання водою, - викид за допомогою пістолета, при тискові 15кг/см-, кислотного окисного геля згідно з винаходом, описаним вище; при цьому наносилось в цілому 80кг окисного геля, який витримувався на поверхні протягом 2 годин, - промивання водою при низькому тискові, - визначення дози радіоактивного випромінення на поверхні, - викид другої порції окисного геля - загалом 1Окг, лише на декілька окремих точок залежно від дози випромінення, визначеної на попередньому етапі. Цей гель витримують на таких частинах поверхні протягом 2 годин. - промивання водою при низькому тискові.

Перед початком обробки та після неї визначали дози випромінення поверхні.

Початкова доза випромінення поверхні була ЗРад/год, а її кінцева - від 2 до 20м Рад/год.

Фактор дезактивації дорівнює приблизно 150.

Приклад?о (порівняльний).

Проводили дезактивацію коробки для рукавичок з нержавіючої сталі, ідентичній тій, що у Прикладі 8, але застосовували комерційний окисний гель типу «РГЕМОІВАЮО ОХ», що випускається компанією ЕРЕМОІ та має такий склад - «Сар-О-5ії» М5 : 15 90 -Семо5 мМ - НМОз 10 М

Етапи та умови проведення дезактивації були тими ж, що і в Прикладів, лише відрізнялися тим, що видалення гелю проводили при дуже великому тискові (від 150 до ЗООкг/см") замість низького тиску.

Отримали фактор дезактивації 150.

Однак, крім того факту, що видалення геля промиванням було значно більш складним, ніж у попередньому прикладі, і потребувало значно більшого тиску, та що об'єми ефлюентів від промивання були більшими; зменшення в З рази кількості мінерального наповнювача в органомінеральному гелі згідно з даним винаходом в попередньому прикладі привело до трикратного зменшення кількості твердих відходів при подальшій фільтрації ефлюентів від промивання в порівнянні з цим прикладом, де використовували гель минулого рівня техніки.

Claims (32)

1. Органомінеральниий дезактиваційний гель, утворений колоїдним розчином, до складу якого входять агент в'язкості і активний агент дезактивації, який відрізняється тим, що агент в'язкості поєднує в собі мінеральний агент в'язкості та органічний агент в'язкості (коагент в'язкості), який вибирають серед поліоксиетиленових ефірів формули: СНз-(СНое)п1-(О-СН2-СНо)т-ОН, де п - ціле число від 6 до 18, а т - ціле число від 1 до 23.

2. Гель по пункту 1, який відрізняється тим, що мінеральний агент в'язкості вибирається серед кремнеземів та оксидів алюмінію.

З. Гель по пункту 1, який відрізняється тим, що мінеральний агент в'язкості є кремнеземом, кількість якого складає від 195 до 795 вагових.

4. Гель по пункту 2, який відрізняється тим, що мінеральний агент в'язкості є оксидом алюмінію, кількість якого складає від 195 до 1595 вагових.

5. Гель по пункту 1, який відрізняється тим, що коагент в'язкості присутній в ньому в кількості від 0,195 до 590 вагових.

6. Гель по пункту 2, який відрізняється тим, що активний агент дезактивації має в своєму складі мінеральну кислоту.

7. Гель по пункту 6, який відрізняється тим, що мінеральна кислота вибирається серед хлористоводневої кислоти, азотної кислоти, сірчаної кислоти, фосфорної кислоти їх сумішей.

8. Гель по пункту 6, який відрізняється тим, що мінеральна кислота присутня в концентрації від 1 до 10 моль/л.

9. Гель по пункту 1, який відрізняється тим, що активний агент дезактивації включає в себе мінеральну основу.

10. Гель по пункту 9, який відрізняється тим, що мінеральна основа вибирається серед соди, поташу та їх сумішей.

11. Гель по пункту 9, який відрізняється тим, що мінеральна основа присутня в концентрації від 0,1 до 14 моль/л.

12. Гель по пункту 1, який відрізняється тим, що активний агент дезактивації має в своєму складі відновний агент.

13. Гель по пункту 12, який відрізняється тим, що відновний агент має нормальний окисно-відновний потенціал Ео, менший за - 600 мВ/НВЕ (нормальний водневий електрод) в сильнолужному середовищі (рН 13).

14. Гель по пункту 12, який відрізняється тим, що відновний агент присутній в концентрації від 0,1 до 4,5 моль/л.

15. Гель по пункту 13, який відрізняється тим, що відновний агент вибирається серед борогідратів, сульфітів, гідросульфітів, сульфурів, гіпофосфітів, цинку, гідразину та їх сумішей.

16. Гель по пункту 13, який відрізняється тим, що активний агент, крім того, має у своєму складі мінеральну основу в концентрації від 0,1 до 14 моль/л.

17. Гель по пункту 1, який відрізняється тим, що активний агент дезактивації має в своєму складі окисний агент або відновлену форму цього окисного агента.

18. Гель по пункту 17, який відрізняється тим, що окисний агент має нормальний окисно-відновний потенціал Ео, більший за 1400 мв/НВЕ (нормальний водневий електрод) в сильнокислому середовищі. (РНе1).

19. Гель по пункту 17, який відрізняється тим, що окисний агент присутній в концентрації від 0,1 до 2 моль/л.

20. Гель по пункту 18, який відрізняється тим, що окисний агент вибирається серед Се", Аод/!, Со!" та їх сумішей. і

21. Гель по пункту 20, який відрізняється тим, що Се" знаходиться у формі нітрату церію, сульфату церію або гексанітратоцерату діамонію.

22. Гель по пункту 18, який відрізняється тим, що він має в своєму складі, крім відновленої форми окисного агента, сполуку, яка здатна окислювати відновлену форму цього окисного агента.

23. Гель по пункту 22, який відрізняється тим, що сполукою, яка здатна окислювати відновлену форму окисного агента, є персульфат лужного металу.

24. Гель по пункту 18, який відрізняється тим, що активний агент має в своєму складі, крім того, окисний агент, мінеральну кислоту або мінеральну основу в концентрації від 1 до 10 моль/л.

25. Гель по пункту 24, який відрізняється тим, що мінеральна кислота вибирається серед НМОз, НСІ, НзРоОх, НО» та їх сумішей.

26. Гель по пункту 18, який відрізняється тим, що він утворений колоїдним розчином, в склад якого входять: - 0,6 - 1 моль/л, переважно 1 моль/л (МНа)26Се(МОз)6 або Се(МОз)а, - 2 - З моль/л, переважно 2,88 моль/л НМОЗз, - 4 - 6 95 (вагових), переважно 595 (вагових) кремнезему, - Ф0,2 - 2 95 (вагових), переважно 195 (ваговий) поліоксиетиленового ефіру.

27. Спосіб дезактивації металічної поверхні, в якому на поверхню, що підлягає дезактивації, наносять гель, а потім видаляють, який відрізняється тим, що в якості геля наносять гель по будь-якому з пунктів від 1 до 26 і витримують його на поверхні протягом часу, потрібного для дезактивації.

28. Спосіб по пункту 27, який відрізняється тим, що гель наносять розбризкуванням пістолетом.

29. Спосіб по пункту 27, який відрізняється тим, що гель витримують на поверхні протягом часу, тривалість якого складає від 10 хвилин до 24 годин.

30. Спосіб по пункту 27, який відрізняється тим, що гель є кислотним окисним гелем, і що його витримують на поверхні від 2 до 5 годин.

31. Спосіб по пункту 27, який відрізняється тим, що гель видаляють з поверхні промиванням.

32. Спосіб по пункту 27, який відрізняється тим, що гель наносять на поверхню в кількості від 100 г до 2000 г/м".