Материал: Лазерная дезактивация радиационно-загрязненных металлических поверхностей

Для проведения дезактивации используется вода. Вместе с водой применяются специальные препараты, повышающие эффективность смывания радиоактивных веществ. Это поверхностно-активные и комплексообразующие вещества, кислоты и щелочи. К первым относятся порошок СФ-2 и препараты ОП-7, ОП-10; ко вторым - фосфаты натрия, трилон Б, щавелевая и лимонная кислоты, соли этих кислот. Для получения раствора порошок добавляют в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании. Дезактивацию транспортных средств и техники проводят с применением 0,15 %-ного раствора СФ-2 в воде (летом) или аммиачной воде, содержащей 20-24% аммиака (зимой). Препараты ОП-7 и ОП-10 применяют как составную часть дезактивирующих растворов, предназначенных для дезактивации поверхностей зданий, сооружений и оборудования.

Дезактивация транспортных средств и техники проводится при их заражении 200 мР/ч и более. Она проводится смыванием струей воды под давлением 2-3 атм или обработкой дезактивирующими растворами, протиранием ветошью, смоченной в бензине, керосине, дизельном топливе, а также обработкой газокапельным потоком.

Дезактивация зданий и сооружений проводится обмыванием водой. Обмыв начинается обычно с крыши и ведется сверху вниз. Особо тщательно обмываются окна, двери, карнизы и нижние этажи здания. Для предохранения от попадания зараженной воды во внутренние помещения необходимо закрыть двери, окна, вентиляционные отверстия и т. д. Дезактивация внутренних помещений и рабочих мест проводится обмыванием растворами или водой, обметанием вениками и щетками, а также протиркой. Начинать дезактивацию следует с потолка. Потолок, стены, станки и оборудование протирают влажными тряпками, пол моется теплой водой с мылом или 2-3 %-ным содовым раствором. Внутри помещения радиоактивное заражение не должно превышать 90 мР/ч.

Дезактивация участков территории, имеющих твердое покрытие (асфальт, бетон), может проводиться смыванием радиоактивной пыли струей воды под большим давлением с помощью поливомоечных машин или сметанием радиоактивных веществ подметально-уборочными машинами. Участки территории, не имеющие твердого покрытия, дезактивируются путем срезания зараженного слоя грунта толщиной 5-10 см дорожными машинами (бульдозерами, грейдерами), засыпкой зараженных участков территории слоем незараженного грунта толщиной 8-10 см, перепахиванием зараженной территории тракторными плугами на глубину до 20 см, устройством настилов для проездов и проходов по зараженной территории, уборкой снега (срезается верхний слой снега толщиной до 20 см) и скалыванием льда.

Дезактивация воды проводится фильтрованием, перегонкой, а также с помощью ионообменных смол или отстаиванием. Колодцы дезактивируются путем многократного откачивания из них воды и удаления грунта со дна, а прилегающий участок местности в радиусе 15-20 м дезактивируют путем снятия слоя грунта толщиной 5-10 см с последующей засыпкой участка незараженным песком.

2.1 Виды работ, выполняемые при ликвидации последствий радиационных аварий

В случае радиационной аварии может произойти радиоактивное загрязнение территории и расположенных на ней объектов (в первую очередь самого аварийного объекта). Наиболее вероятно загрязнения наружных поверхностей зданий и прилегающей территории, однако возможно проникновение радиоактивных веществ внутрь зданий за счет работы вентиляции (если она не была своевременно выключена), заноса РБ при движение людей, транспорта, а также воздушными потоками через открытые окна и т.п. [3]

Перечень предпринимаемых мер и характер проводимых работ существенно различны в зависимости от уровня радиоактивного загрязнения территории и производственных объектов.

Аварийные работы в случае радиационной аварии делятся на 2 этапа:

ликвидация аварии (или первоочередные аварийные работы):

ликвидация последствий аварии (в том числе ремонтно-восстановительные работы на объекте и его территории).

Основными проблемами, возникающими в ходе ликвидации аварии на РОО, в зависимости от ее масштабов в общем виде является:

оценка обстановки и принятия решений по снижению тяжести аварий и ее последствий;

проведение спасательных работ;

тушение пожаров;

подавление выбросов радиоактивных веществ и предотвращение о вопрос гранение радиоактивного облака;

дезактивация путей подхода людей, а техники к местам проведения работ;

мероприятия по радиационной защите.

Ликвидация последствий аварии преследует основную цель по предотвращению распространения РВ за пределы загрязненной территории и включает в себя:

локализацию и ликвидацию источников радиоактивного загрязнения;

дезактивацию загрязненной территории;

сбой и захоронение образующихся в ходе работ радиоактивных отходов;

ремонтно-восстановительные работы на объекте и ее территории.

.2 Методы дезактивации

Основными методами дезактивации отдельных объектов являются:

для открытых территорий:

снятие и последующее захоронение верхнего загрязненного слоя грунта (механический способ);

дезактивация методом экранирования;

очистка методом вакуумирования;

химические методы дезактивации грунтов (промывка);

биологические методы дезактивации (естественная дезактивация) для дорог и площадок с твердым покрытием;

смыв радиоактивных загрязнений струёй воды или дезактивирующих растворов (жидкостный способ);

удаление верхнего слоя специальными средствами или абразивной обработкой;

дезактивация методом экранирования;

сметание щетками поливомоечных машин (многократно);

для участков местности покрытых лесокустарниковой растительностью:

лесоповал и засыпка чистым грунтом после опадания кроны;

срезание кроны с последующим ее сбором и захоронением;

о6работка дезактивирующими растворами (с щетками и без них);

обработка высоконапорной струей воды;

очистка методом вакуумирования;

замена пористых элементов конструкций;

снос строений.

.3 Способы дезактивации

Процесс дезактивации связан с удалением радиоактивных загрязнений с обрабатываемых объектов. В случае поверхностного загрязнения дезактивация ограничивается удалением с поверхности объектов радиоактивных веществ, которые закреплялись на ней в результате адгезии и адсорбции молекул или ионов радионуклидов (РН). Для дезактивации под глубинном загрязнение этого недостаточно - возникает необходимость извлечь и радиоактивные загрязнения, проникшие в глубь поверхности, и только после этого происходит удаления радиоактивных загрязнений, перешедших из глубин на поверхность объекта. Возможно удаление находящихся в глубине материала радиоактивных загрязнений вместе с этим материалом.[4]

Дезактивация осуществляется при помощи различных способов.

Способ дезактивации - это совокупность операций с использованием средств дезактивации по удалению радиоактивных загрязнений с объектов. Способы дезактивации реализуются в результате воздействия дезактивирующих растворов (ДР) или сред на обрабатываемую поверхность с учетом особенностей объекта и используемых технических средств.

Существующие способы дезактивации можно классифицировать по различным признакам, которые, с одной стороны, определяются условиями радиоактивного загрязнения, а с другой - условиями проведения самой дезактивации. В выбор способа дезактивации могут быть положены два основных принципа, определяющие агрегатное состояние дезактивирующей среды и особенности проведения собственно дезактивации.

Рис.2. Классификация способов дезактивации

Рис.3. Классификация основных технических средств дезактивации

Иногда способы дезактивации разделяют на физико-механические, химические и физико-химические.

Физико-механические способы осуществляется с помощью механических или физических процессов, например: механическое воздействие щетки, аэродинамическое воздействие жидкого или газового потока и так далее.

В химических способах происходит химическое взаимодействие радионуклидов с компонентами дезактивирующих растворов; оно может быть интенсифицировано под действием внешних факторов, электрического поля.

Физико-химические способы дезактивации сочетают особенности двух предшествующих.

На основе практики применяемой в различных условиях радиоактивного загрязнения технические средства дезактивации можно классифицировать на три основные группы (см. рис.3).

2.4 Основные этапы и рекомендации по проведению дезактивационных работ

Основными этапами дезактивационных работ является:

паспортизация объекта дезактивации;

подготовительные мероприятия;

дезактивация объекта.

Очередность проведения дезактивационных работ на территории зоны радиоактивного загрязнения должна исходить из необходимости последовательной дезактивации, начиная с наиболее загрязненных и заканчивая менее загрязненными местами и участками постоянного или длительного пребывания населения в процессе его жизнедеятельности.

При выборе соответствующих приемов для конкретных объектов дезактивации необходимо руководствоваться наличием ресурсов, ожидаемой эффективностью и производительностью приема.[4]

Следует помнить, что практически всегда эффективность дезактивации обеспечивается тщательностью соблюдения соответствующей технологии приема и постоянным оперативным дозиметрическим или радиометрическим контролем.

При недостаточном соблюдения требований, технологии может потребоваться повторение операций или увеличения их числа при многократных обработках.

Наиболее эффективными являются ручные приемы, которые, однако, характеризуются наибольшей трудоемкостью и повышенным облучением персонала.

При проведении дезактивации участков территории необходимо определять порядок работ (движение транспорта и персонала), который позволяет предотвратить новое радиоактивное загрязнение уже от дезактивированных участков; в этом плане дезактивацию следует вести в направлении от более к менее загрязненным участкам. Для дезактивации транспортных средств целесообразно создание стационарных пунктов дезактивации с централизованным обеспечением техническими средствами, участками разборки техники, системами локализации и обработки образующихся радиоактивных отходов.

При проведении дезактивации зданий сооружений, средств производства, применением методов, вызывающих пылеобразование, требуется предварительное или одновременное увлажнение.

Следует учитывать возможность перераспределение радиоактивного загрязнения в ходе дезактивации зданий и сооружений; в частности при дезактивации кровель и стен (вертикальных поверхностей).

При дезактивации мокрыми методами стекающие растворы могут привести к концентрации радиоактивного загрязнения в отдельных местах на поверхности грунта, что потребует повторной его деактивации, если она была проведена ранее.

.5 Дезактивирующие рецептуры

Состав и характеристики некоторых дезактивирующих рецептур, нашедших применение в практике ликвидации последствий радиационных аварий, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Дезактивирующие рецептуры

Несмотря на довольно широкий выбор растворов и рецептур, основное применение в ходе работ по дезактивации зданий и сооружений нашли водные растворы с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Частицы РП и РВ удерживаются на поверхности объектов за счет сил адгезии.

Адгезия - это взаимодействие частиц с твердой поверхностью объекта, обусловленное силами притяжения, которое зависит от свойств контактирующих тел и от свойств окружающей среды. На силы адгезии (прилипания) влияют вид материала поверхности, ее чистота и шероховатость, размер частиц РП, метеоусловия, продолжительность контакта твердых тел. В воздушной (газовой) среде адгезия обусловлена молекулярными, капиллярными, кулоновскими и электрическими силами.

Суть различных способов дезактивации заключается в создании оптимальных условий для отрыва прилипших частиц РП от поверхности. На них должна действовать внешняя отрывающая сила (Fотр), превышающая силу адгезии (2F): Fотр > 2F max.

Таким образом, при обработке поверхности необходимо преодолеть силы адгезии. Это первая стадия процесса.

На второй стадии оторвавшиеся частицы транспортируются с поверхности воздушным потоком, водой или дезактивирующей рецептурой. Отрыв частиц РП может быть достигнут либо путем приложения большой отрывающей силы, либо снижением величины адгезионного взаимодействия. Значительного вклада последнего фактора можно добиться заменой воздушной среды на жидкую.

Так, например, силы адгезии для частиц диаметром 40 мкм на воздухе и в воде различаются в 350 раз.

В этой связи безжидкостный способ - использование воздушного потока недостаточно эффективен при дезактивации, особенно замасленных и загрязненных поверхностей.

Поэтому наиболее распространенным неэффективным способом является дезактивация объектов с использованием жидких сред (жидкостный способ обработки), в том числе на основе водных рецептур моющих порошков.

Уменьшение силы адгезионного взаимодействия между частицей РП и твердой поверхностью при замене воздушной среды на жидкостную связано с подавлением электрической составляющей силы адгезии за счет стекания электрического заряда с частицы РП на поверхность объекта.

Для целей дезактивации объектов используются моющие порошки СФ-2У, СФ-ЗК, препарат ОП-7 (ОП-10), продукты, полупродукты или отходы производств, содержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ). Все они применяются для дезактивации техники и транспортных средств. При дезактивации СИЗ, одежды и обуви используют водные растворы ОП-7 (ОП-10), СФ-2У, сульфонолов с гексаметафосфатом натрия (СФ-3), другие ПАВ, органические растворители с усилителями типа УС-28. Для дезактивации кожных покровов человека применяют туалетное мыло, а при недостаточной его эффективности - препарат «Защита».

В настоящее время для приготовления порошков и рецептур для дезактивации наиболее широко используются ионогенные моющие вещества.

К ним относятся следующие группы анионоактивных веществ: