Влияние характера загрязнения на способ дезактивации помещений
При выборе способа дезактивации той или иной поверхности необходимо уяснить характер загрязнения, которое определяется наличием на поверхности или внутри материала макро- и микрочастиц радиоактивных веществ. В помещениях основу загрязнений составляют аэрозольные частицы радиоактивных веществ, агрегированные с аэрозольными частицами углерода, свинца и других веществ, выброшенными из реактора 4-го ЭБ, размером 0,01-10 мкм. Основная фракция радионуклидов малорастворимая. Аэрозольные частицы, как правило, всегда заряжены и характеризуются сильной адгезией к поверхности. При этом, чем меньше размер частицы, тем более высокая энергия требуется для ее отрыва. Сложность удаления частиц столь малых размеров усугубляется их способностью проникать в различного рода микротрещины и поры, характерные для помещений 1-го типа.
Глубокому проникновению радиоактивного аэрозоля в поверхность могло способствовать сочетание высокой температуры и эрозии лакокрасочного покрытия поверхностей из-за наличия в воздухе большого количества паров йода.
В помещениях непосредственного газопылевого выброса многократная обработка поверхностей с использованием дезактивирующих растворов не приводит к снижению МЭД до допустимых уровней. Так, например, в помещениях на отметке 27,0 (уровень, соответствующий помещению реакторного зала) при анализе глубины проникновения радиоактивного аэрозоля в стену обнаружено его присутствие практически по всей глубине штукатурки и даже бетона. В помещениях этого типа для исключения вторичного переноса представлялось необходимым провести дезактивацию поверхностей оборудования и помещения раствором СФ-2У, полностью удалить ЛКП с оборудования, или заменить оборудование, предварительно сняв слой штукатурки со стен и растворную стяжку с пола. После полного удаления загрязнений все покрытие должно было быть восстановлено.
Легко дезактивируются помещения, в которых радиоактивная аэрозоль, попадая либо за счет естественного оседания, либо за счет вторичного воздушного переноса, слабо фиксируется на поверхности. Дезактивация подобных поверхностей может быть ограничена пылеотсасыванием и последующей 3-4-кратной обработкой влажной ветошью, смоченной СФ-2У.
Возможно применение и других методик и дезактивирующих растворов, с соблюдением одного правила - как можно более быстрого удаления загрязненных растворов. Если последнее требование не будет выполнено, загрязненная вода пропитывает слой штукатурки и даже верхний слой бетона и ее последующее удаление становится чрезвычайно затруднительным. Такие ошибки в технологии дезактивации, к сожалению, достаточно типичны и особенно чисто имели место в первый период дезактивации помещений 3-го ЭБ в октябре-ноябре 1986 года. Это привело к появлению большого количества помещений с небольшими, но весьма трудно ликвидируемыми уровнями γ-фона (20-25 мР/ч).
Особую сложность для дезактивации представляют помещения с высокими уровнями МЭД, где длительное время находилась загрязненная растворимыми и нерастворимыми радиоактивными веществами вода, а также помещения, через которые она поступала на нижние отметки. Изотопный состав подобных загрязнений отличается большим содержанием растворимой фракции нуклидов (табл. 1.1), проникающих в пористые материалы: краска, штукатурка, кирпич, дерево и т.п. - на всю глубину сорбции. При этом зачастую оказывается, что уровни МЭД на поверхности ниже, чем внутри. Так, например, уровни МЭД на штукатурке кирпичной стены, разделяющей отдельные подвальные помещения блока ВСРО, составляли в среднем 0,5 Р/ч, а внутри кирпичной кладки - 1,2 Р/ч. Также в некоторых помещениях ВСРО на полу, покрытом бетонной стяжкой, уровни МЭД ниже, чем на кирпичной стене. Это можно объяснить более высокой концентрацией растворимых соединений радиоактивных изотопов в кирпичной стене, т.к. ее удельная поверхность и сорбционная способность существенно выше. Дезактивация таких помещений эффективна только при полном удалении зараженного слоя, что выполнялось, как правило, механическими способами. Подобные работы чрезвычайно трудоемки, приводят к повышенным дозовым нагрузкам личного состава подразделений, их выполняющих, а также требуют большого времени для их выполнения.
Исходя из вышеизложенного, весьма эффективной во многих случаях может оказаться защита от γ-излучения слоем бетона расчетной толщины. Величина необходимого слоя бетона зависит от конкретного изотопного состава загрязнения. Так, в частности, для группы помещений, загрязнение которых было обусловлено присутствием радиоактивно загрязненной воды, характерно наличие большого количества изотопа 137Cs, энергия γ-излучения которого составляет 0,66 МэВ.
Таблица 1. Процентный состав радионуклидов в пробах, взятых в помещениях, залитых водой с радиоактивными загрязнениями
| Изотоп | П О М Е Щ Е Н И Я | |||||||
| 236/1 | 236/2 | 001 ВСРО | 003 ВСРО | 022/4 | ||||
| 134Cs | ||||||||
| 137Cs | ||||||||
| 95Zr | - | - | ||||||
| 95Nb | - | - | ||||||
| 103Ru | - | - | - | - | - | - | - | |
| 106Ru | - | - | - | - | - | |||
| 144Ce | - | - |
В то же время для помещений, загрязненных в результате газопылевого выброса, превалирует изотоп 144Се, для которого энергия γ-излучения составляет всего 0,15 МэВ. В последнем случае толщина слоя половинного ослабления для бетона составляет 5,9 см и эта величина более чем в два раза меньше, чем для упомянутого выше 137Cs.
Сложный характер загрязнения поверхностей помещений 3-го ЭБ, описанный выше, зачастую приводил к тому, что высокие уровни МЭД оказывались присущи лишь небольшим участкам, но они-то и создавали общий γ-фон. Весьма часто наблюдались также "прострелы" γ-излучения через разделительную стену и от сильно зараженного оборудования. Экранирование этих участков во многих случаях позволяло значительно снизить γ-фон в помещении. Для оценки вклада γ-излучения локальных загрязнений сотрудниками группы НЦ на ЧАЭС был разработан и изготовлен специальный свинцовый коллиматор с большим коэффициентом ослабления бокового излучения, предназначенный для использования с прибором ДП-5В.
С помощью данного коллиматора были установлены места локальных загрязнений во многих помещениях. С найденных участков поверхности брались пробы штукатурки, смазки и других материалов и по данным радиометрического анализа определялся изотопный состав загрязнений и процентный вклад каждого изотопа в общей уровень γ-фона. На основании данных по энергетическому вкладу изотопов рассчитывалась необходимая толщина экрана. Поcледующее экранирование (освинцевание, закрытие бетонными блоками и т.п.) данных мест позволяло значительно снизить величины γ-фона в помещениях (в среднем в 3-4 раза) и обеспечить возможность проведения в них дальнейших дезактивационных и строительно-монтажных работ с гораздо меньшими дозовыми нагрузками личного состава, проводящего эти работы.