Характеристика способов дезактивации.

Дезактивация поверхностей струей газа или воздуха малоэф­фективна,так как газовый (воздушный) поток в состоянии преодолеть лишь поверхностное радиоактивное загрязнение и не может извлечь его из глубины материала, а дезактивация проводится по принципу незамкнутого цикла.

Усовершенствованием этого способа является введение в воз­душную струю порошка, обладающего абразивными действиями и способного снять верхний слой, в который проникли РВ. В результате пескоструйной дезактивации удаляются не только поверхностные, но и глубинные загрязнения. Коэффициент дезактивации КД резко воз­растает и может достигнуть 200, что гарантирует отличное качество обработки. Абразивом может служить песок, карборунд, металличе­ские порошки. Такой способ дает возможность использовать различ­ные компрессоры. Производительность абразивной обработки сравни­тельно невелика. При обработке стальных конструкций около 5 м²/ч, при обработке окрашенных изделий со снятием слоя краски - 25 м^ч.

При дезактивации пылеотсасыванием поток воздуха направлен от обрабатываемой поверхности под действием вакуума, создаваемого в воздушном тракте пылесоса. У бытовых и промышленных пылесо­сов вакуум, создающий разряжение в воздухе составляет 10-20 кПа.

В первой стадии процесса удалению поверхностных РВ помимо вакуума способствует механическое воздействие щетки. Воздушный поток подхватывает загрязнения, транспортирует их с поверхности и тем самым осуществляет вторую стадию дезактивации. Фильтрация загрязненного потока позволяет улавливать удаленные частицы и осуществлять очистку на основе замкнутого цикла.

Кроме пылесоса принцип пылеотсасывания реализован в убо­рочных машинах городского хозяйства. Производительность бытовых пылесосов составляет 100 - 150 м*/ч, промышленных - до 1000 -ИООм^ч, а для уборочных машин - до 10000 м^ч.

При обеззараживании поверхностей путем снятия загрязненно­го слоя совмещаются две стадии процесса дезактивации - уборка ра­диоактивных загрязнений и их транспортирование. Этот способ ис­пользуется при дезактивации территорий, дорог, окрашенных изде­лий.

Эффективность такой дезактивации определяется глубиной снимаемого верхнего загрязненного слоя, которая в свою очередь за­висит от глубины проникновения радионуклидов в различные мате­риалы. Считается, что снимаемый верхний слой должен быть в два раза толще глубины проникновения радионуклидов. Бели проникно­вение в почву составляет 5 см, то толщина снимаемого слоя грунта должна быть - 10 см, для бетона соответственно 0,5 и 1 см.

Эффективность дезактивации путем изоляции загрязненной поверхности зависит от толщины и ширины сплошного изолирующе­го слоя, а также свойств изолирующего материала. Свободный пробег альфа частиц в воздухе составляет всего 3,5 см, а в изолирующих ма-

териалах снижается до единиц и даже долей микрометров. Бели ра­диоактивное загрязнение произведено бета - излучающими радионук­лидами, то толщина изолирующего слоя не превышает 1 см. Следова­тельно, при изоляции загрязненного слоя главная опасность исходит от гамма - излучения.

Для создания изолирующего слоя используются природные ма­териалы (песок, грунт, щебень) и промышленные строительные заго­товки в виде железобетонных и бетонных плит, различных блоков, листового материала.

Дезактивация струей воды (наиболее часто используемый спо­соб) широко применяется при обеззараживании зданий, оборудования, участков местности с твердым покрытием, транспортных и других средств. Для повышения эффективности дезактивации рекомендуется струю воды направлять под углом до 45 градусов к обрабатываемой поверхности. Оптимальный расход воды при дезактивации поверхно­стей технических и транспортных средств, бывших в эксплуатации (загрязненных, замасленных) сплошной струей составляет 30 л/м². Ес­ли поверхность грузового автомобиля составляет 30 м², то для его об­работки потребуется примерно 1000 литров, т.е. 1 тонна воды. Уменьшить расход воды возможно при помощи импульсной обработ­ки, которая заключается в чередовании включения и выключения ис­точника, генерирующего струю воды.

Эффективной является импульсная обработка поверхностей с применением специальных машин типа ТМС - 65, которая позволяет примерно в 4 раза уменьшить расход воды, не снижая при этом эф­фективности.

Рядом преимуществ обладает водно-абразивная дезактива­ция,при которой исключается распыл РВ, снятых с загрязненной по­верхности, сокращается расход воды и создаются условия для приме­нения установок, работающих на принципе замкнутого цикла. Коэф­фициент дезактивации КДЗ в этом случае колеблется в довольно больших пределах - от 26 до 333.

Пароэмулъсиотый способ дезактивации применяется при об­работке транспортных средств, оборудования, аппаратуры, зданий и сооружений. В качестве рабочего тела используется струя пара. Кроме того, пар применяют для эжектирования воды или дезактивирующего раствора из емкости. При действии струей пара удаляется значитель­ная часть глубинных радиоактивных загрязнений, особенно из пор и выемов. Эффективность обработки паром повышается примерно в 5 -10 раз, если вводить в него добавки в виде дезактивирующих раство­ров.

Дезактивация с помощью сорбентов - порошков, способных поглощать радионуклиды, извлекая их из различной среды (жидкой, газообразной), находит все более широкое применение. Многочис­ленные поры резко увеличивают поверхность сорбентов, а следова­тельно, способность адсорбировать. Например, поверхность одной таблетки активированного угля массой 0,25г равна примерно 100 м². Чаще всего сорбенты применяют для извлечения радионуклидов из газовой и водной среды, иногда используют в качестве добавок в де­зактивирующие растворы.

Процесс дезактивации при использовании сорбентов идет в две стадии. Сначала имеет место движение радионуклидов к поверхности сорбента, а затем их адсорбция на поверхности. Эти стадии продол­жительны по времени и исчисляются десятками минут, а иногда часа­ми. Сорбенты способны избирательно поглощать различные радио­нуклиды. Например, сорбент бентонит более эффективно извлекает из воды радионуклиды цезия по сравнению с радионуклидами стронция.

Одним из сравнительно новых способов дезактивации и лока­лизации радиоактивных загрязнений является применение различных пленок.

В зависимости от целевого назначения различают три группы пленок: изолирующие (аккумулирующие), дезактивирующие и лока­лизирующие (рис.3.5).

Рис.3.5 Пленка изолирующая (а), дезактивирующая (б) и локализирующая (в)

Изолирующие воспринимают загрязнения или снижают силы взаимодействия между ними и пленкой, т.е. экранируют поверхность объекта, а сами легко поддаются дезактивации. Их предварительно наносят на чистую (незагрязненную) поверхность. Локализирующими пленками покрывают поверхность уже подвергшуюся радиоактивно­му загрязнению (рис.3.5в). Действие дезактивирующих пленок (рис. 3.56) заключается в закреплении их на поверхности объекта и в про­никновении радиоактивных загрязнений из объекта в глубь материала пленки. Срок действия изолирующих (неудаляемых) пленок может

составлять месяцы и годы. Локализирующие пленки могут быть как удаляемыми, так и неудаляемыми. Долговременное действие харак­терно для изолирующих на основе лакокрасочных и полимерных ма­териалов с толщиной, превышающей 100 мкм (микрометров).

Наряду с дезактивацией важно проводить локализацию радио­активных загрязнений. Под локализацией следует понимать примене­ние способов, предотвращающих переход РВ с загрязненной поверх­ности или из воздушной среды на чистые поверхности или на поверх­ности, содержащие РВ в безопасных количествах.

Локализация радиоактивных загрязнений.

Основными способами локализации являются: изоляция за­грязненной поверхности; пылеподавление; обваловка; химико-биологическое задернение грунта.

Способы пылеподавления бывают кратковременного и продол­жительного действия. Кратковременное осуществляется водой, вод­ными дезактивирующими растворами и исчисляется часами (зависит от погодных условий).

Более длительные сроки пылеподавления обеспечиваются на­несением на грунт специальных препаратов, которые можно разде­лить на три группы.

К первой группе относятся гигроскопические, которые погло­щают влагу из воздуха и почвы, увлажняя тем самым верхний слой грунта и предотвращая пылеобразование.

Вторую группу образуют вяжущие материалы, способные соз­давать вязкий верхний слой грунта, который после затвердения фор­мирует твердую пленку.

Третью группу составляют полимерные композиции, после распыления которых происходит образование и отвердение пленки.

Пленки первой и второй групп на основе гигроскопических и вяжущих материалов наносят для предотвращения гтылеобразования с обочин дорог, а полимерные - с местности вне дорог. (В Чернобыле только вертолетами в 1986 году распылили 52 тонны различных по­лимерных материалов, которые образовали локализующие пленки на площади 2492 га).

Дезактивирующие растворы используют для обеззараживания
транспорта, одежды, зданий, сооружений, оборудования, помещений
и дорог с твердым покрытием. Общую схему процесса можно пред­
ставить в следующем виде: (поверхность + радиоактивное загрязне­
ние) + дезактивирующий раствор-------- ► Поверхность = (дезактиви­
рующий раствор + радиоактивные загрязнения). То есть дезактиви-

рующий раствор преодолевает связь радиоактивных загрязнений с по­верхностью объекта и удерживает эти загрязнения. Затем создаются условия для удаления загрязнений вместе с отработавшими дезакти­вирующими растворами.

По составу дезактивирующие растворы можно разделить на три группы: на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ), окислите­лей и сорбентов. ПАВ способны лучше смачивать загрязненную по­верхность, проникать в трещины, выемы, обволакивать загрязнения. Этим они способствуют извлечению загрязнений с поверхности и пе­реводу их в дезактивирующий раствор, удерживанию загрязнения в объеме раствора. Для лучшего задержания загрязнений в ПАВ добав­ляют различные композиции в том числе стиральные порошки быто­вого назначения.

Дезактивирующие растворы на основе ПАВ готовятся при по­мощи препаратов с условным шифром СФ (СФ-2, СФ-3, СФ-Зк). Эти препараты поступают к потребителям в виде порошка, а растворы го­товятся путем растворения порошка в воде. Водные растворы содер­жат 0,3 или 0,15% препарата СФ. В подогретых водных растворах со­держание СФ снижается до 0,075%. В этих условиях применяют СФ-Зк, который не разлагается при температуре выше 70 градусов по цельсию.

Дезактивирующие растворы на основе ПАВ применяют путем орошения поверхности с одновременным протиранием щетками, что способствует извлечению загрязнений с поверхности и удалению их вместе с отработавшим дезактивирующим раствором и снижению расхода раствора, который составляет 3 л/м². При использовании де­зактивирующих растворов не рекомендуется обработка пористых ма­териалов, таких как кирпич, шифер, некоторые сорта бетона, древеси­на неокрашенная и некоторые другие, так как в водной среде усугуб­ляется процесс проникновения радиоактивных загрязнений вместе с водой на еще большую глубину.

Дезактивацию некоторых видов одежды следует проводить в стиральных машинах, используя водные растворы препаратов СФ.

Электрическую и радиоэлектронную аппаратуру лучше всего дезактивировать пеной из препаратов СФ, т.к. пузырьки пены способ­ны извлекать радиоактивные загрязнения и удерживать их на своей поверхности.

Дезактивирующие растворы второй группы на основе окисли­телей (марганцовка с азотной или щавелевой кислотой, щелочью) применяются для дезактивации замасленных, сильно загрязненных и подвергшихся коррозии металлических поверхностей.

Третью группу дезактивационных растворов составляют сус­пензии с вяжущими, клеящими свойствами. Они применяются для де­зактивации внутренних и внешних вертикально расположенных стен зданий, для удаления слоя краски вместе с радиоактивными загрязне­ниями.

В таблице 3.1 приведены основные технические средства дезак­тивации, в том числе специальные, находящиеся на оснащении войск ГО,и обычные многоцелевые.

Таблица 3.1

Основные технические средства дезактивации

Продолжение таблицы 3.1.

Примечания:

ТСМ-65 - тепловая специальная машина ДК-4К - дегазационный комплект; АРС - авторазливочная станция; **** АГВ-ЗУ - автогазовоздушная установка.