Расчетные значения толщины изолирующего слоя различных материалов для ослабления уровня гамма-излучения

Снижение гамма- излучения	Изолирующий материал, толщина слоя, см
	бетон	железо	свинец	вода
в 2 раза	10,0	2,9	0,43	21,1
в 50 раз	57,0	16,5	2,4	119,6

Изолирующая способность щебня, песка и грунта примерно соответствует пока­зателям, характерным для бетона.

Для создания изолирующего слоя используют сыпучие порошкообразные мате­риалы, природные (песок, грунт, щебень и др.) и промышленные строительные заготовки в виде железобетонных ибетонных плит, различных блоков, листового, материала, в том числе полимерного.

Изоляция загрязненной поверхности связана с рядом существенных недостатков. Выгрузка сыпучего материала на загрязненной местности невольно приводит к загрязнению транспортных средств и к пылеобразованию, способствующему вторич­ному РА загрязнению, в том числе и самого сыпучего материала, предназначенно­го для изоляции загрязненных участков. После укладки бетонных плит возникают между ними щели, через которые могут проникать загрязнения на чистую сторону этих плит. Хороший результат дает асфальтирование дорог. Наиболее эффектив­ными оказались полимерные пленки, о которых речь пойдет ниже.

Дезактивация струей воды и паром. Является доступным и широко применяемым способом дезактивации оборудования, участков местности с твердыми покрытиями, тран­спортных и др. средств. Эффективность ее зависит от структуры струи, расхода воды и напора (давления) перед насадкой, генерирующей водную струю. Введение в низко- и средненапорные струи абразивных препаратов, использование импульсного режима обработки позволяет добиться сравнительно высокого значения КД.

Обработку транспорта, оборудования, аппаратуры, зданий и сооружений можно осуществлять струей пара, где он используется в качестве рабочего тела для непос­редственной обработки загрязненной поверхности. КД может достигать в некоторых случаях 100 и более. Кроме того пар применяют для эжектирования воды или дегазирующих растворов (ДР) из емкости.

Однако этот способ имеет ряд слабых сторон. Для генерации пара требуются специальные установки с относительно большой производительностью.

Применение и эксплуатация котлов требует значительных материальных затрат и расхода энергетических ресурсов. Кроме того, при работе с котла­ми, как с аппаратами под давлением, требуется строгое соблюдение многих правил техники безопасности. Снижение расхода пара при достаточной эффективности дезактивации достига­ется применением пароэмульсионного способа. Он предусматривает использова­ние ДР, которые стойки к воздействию пара и не теряют дезактивирующей способ­ности.

Дезактивация с помощью дезактивирующих растворов. Дезактивация значительной части объектов (транспорта, одежды, оборудования, зданий, помещений, дорог с твердым покрытием) осуществляется с применением. ДР различного состава и целевого назначения. Известны и используются сотни различных композиций ДР. Вне зависимости от их состава процесс дезактивации идет по следующей схеме: (Поверхность + РА загрязнения) + ДР —> Поверхность + (ДР + РА загрязнения). Эту схему можно интерпретировать следующим образом: для дезактивации ДР должны преодолеть связь РА загрязнений с поверхностью объекта (первая стадия процесса дезактивации) и удерживать эти загрязнения, предотвратив их возможность осаждения на уже обработанную поверхность. Затем со­здать условия для удаления загрязнений вместе с отработавшими ДР.

При использовании ДР, как и других жидкостных способов, 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 РА загрязнений вместе с водой на еще большую глу­бину.

В зависимости от состава ДР можно разделить на три основные группы: ДР на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ), окислителей и сорбентов.

ДР на основе ПАВ применяют для дезактивации различных объектов путем орошения поверхности с одновременным протиранием щетками, меха­ническое воздействие которых позволяет интенсифицировать процесс де­зактивации, т.е. способствовать извлечению загрязнений и удалению их вместе с отработавшим ДР. КД повышается при введении 10-40% абразивного порошка и может достигать 80.

Некоторые ПАВ, могут быть использованы для дезактивации пеной. Пена позволяет обрабатывать авиационную технику, некоторые виды оптической, электронной и другой аппаратуры. Недостатки данного способа связаны с осуществлением второй стадии процесса дезактивации — транспортирующая способность пены незначи­тельна. С течением времени пена гаснет, образуется очень тонкий и порой не сплош­ной слой жидкости, что дает возможность РА загрязнениям вновь вернуться на уже обработанную поверхность. Это обстоятельство предопределяет двухстадийную обработку: нанесение пены и ее выдержка (экспозиция) в течение определенного времени; затем происходит удаление пены струей воды, воздействием вакуума или механическим путем.

ДР растворы на основе окислителей многокомпонентны. В их состав входят кислоты (например, азотная и щавелевая), щелочи (едкий натр), а также некоторое количество ПАВ,. ДР на основе окислите­лей применяются для дезактивации замасленных, сильно загрязненных и подвер­гшихся коррозии металлических поверхностей, а также в случаях удаления глубин­ных РВ вместе с верхним загрязненным слоем. Растворы подобного типа являются одними из основных в атомной энергетике при дезактивации аппаратуры и главным образом внутренних контуров различных агрегатов, соприкасающихся с теплоносителем и подвергшихся коррозии.. Кроме того эти ДР используются при обеззараживании оборудования отработавших ЯЭУ. Обычно численные значе­ния КД не меньше 30, что по шкале качества определяют как удовлетворительные.

Третью группу ДР составляют суспензии, т.е. такие системы, в водной среде ко­торых распределены твердые частицы. Этими твердыми частицами являются со­рбенты, о них более подробно будет рассказано в следующем пункте. В качест­ве сорбентов могут применятся бентонитовые глины, сульфитно-спиртовая барда, цеолиты и др. Суспензии этой группы применяются для дезактивации внутренних и внешних вертикально расположенных стен зданий.

Использование сорбентов и полимерных пленок. Сорбентами называют порошки, способные поглощать на своей поверхности различные вещества, в том числе и РН. Процесс поглощения веществ называют адсорбцией, в результате которой вещества самопроизвольно извлекаются из раз­личной среды: жидкой и газообразной. Концентрация извлеченных на поверхность веществ всотни и даже тысячи раз превышает их концентрацию в среде, окружаю­щей сорбент.

Способность адсорбировать различные вещества придает им пористая структу­ра поверхности. Многочисленные поры, резко увеличивают поверхность сорбен­тов, а следовательно способность адсорбировать. Такая способность определяется размерами пор и удельной поверхностью. Поры имеют очень небольшие размеры, порой соизмеримые с размерами молекул.

Удельная поверхность пор измеряется в м²/кг, она показывает размер поверхности сорбента с учетом пор, приходящих на 1 кг порошка. Удельная поверхность такого сорбента как глина превышает 10 000 м²/кг, активированного угля в сотни раз больше.

Сорбенты применяют для извлечения РН из газовой и водной сред в процессе очистки воды и воздуха, а также с различных поверхностей загрязненных объек­тов. Сорбенты, которые применяются для дезактивации, могут быть на основе мине­ральных веществ. К минеральным сорбентам относятся упомянутые ранее глины и цеолиты. Глинистые сорбенты (бентониты различного класса, монтмориллонит, каолин, гидрослюда) желательно подвергнуть активации, что увеличивает их ад­сорбционную способность. К минеральным сорбентам относятся также диатомиты, опоки, которые образовались из мельчайших микроорганизмов.

При использовании минеральных сорбентов помимо адсорбции, происходит набухание - процесс увеличения массы вещества путем поглощения воды, содержащей РН. Заметим, что сорбенты в результате адсорбции извлекают РН, находящиеся в молекулярной и ионной фор­ме.

К угольным сорбентам относятся углеродные материалы, получаемые высоко­температурной обработкой различных ископаемых углей, древесных пород, торфа и других веществ, богатых углеродом. После обработки паром или инертными га­зами, которая необходима для очистки пор, вводят добавки, связывающие различ­ные РН.

Процесс дезактивации при использовании сорбентов идет в две стадии, которые отличаются от стадий других способов дезактивации. Сначала имеет место движение РН к поверхности сорбента, а затем собственно их адсорбция на этой поверхности. Эти стадии процесса продолжительны по времени. Если струей воды, например, процесс дезактивации осуществляется за секунды, то в случае применения сорбентов он исчисляется десятками минут, а иногда и часами. Сорбенты способны избирательно поглощать различные РН (селективность).

Для образования пленок приме­няются главным образом поли­мерные материалы, а также сорбенты. В зависимости от целевого назначения следует различать три группы пленок: изолирующие (акку­мулирующие), дезактивирующие и локализующие. Изолирующие пленки предвари­тельно (наносятся на чистую незагрязненную поверхность_; в отличие от локализующих, которые наносят на поверхность уже подвергшуюся РА загрязнению. Действие дезактивирующих пленок заключается в закрепле­нии их на поверхности объекта и проникновении РА загрязнений в глубь матери­ала пленки. Дезактивирующие удаляются с поверхности объекта вместе с удержи­ваемыми ими РА загрязнениями. Срок действия изолирующих (неудаляемых) мо­жет исчисляться месяцами и даже годами. Локализующие в зависимости от объек­та и целевого назначения могут быть как удаляемыми так и неудаляемыми.

Локализация радиоактивных загрязнений. Под локализацией РА загрязнений следует понимать, применение способов, предотвращающих переход РВ с загрязненной поверхности или из воздушной и водной среды на другие незагрязненные поверхности или в какую-либо среду, не содержащую радиоактивные вещества в опасных количествах. В связи с тем, что локализация осуществляется при помощи тех же технических средств и способов, что и дезактивация, уместно их рассмотреть в совокупности.

Локализация по существу есть предотвращение вторичного загрязнения объектов. Основными способами локализации считаются:

1. Изоляция загрязненной поверхности. Подвергаются загрязненные местности, дорога, сооружения, транспорт и одежда.

2. Пылеподавление. Относится главным образом к местности. Причем одновременно происходит изоляция загрязненной территории

3. Обваловка. Связана с закреплением грунта, обрамляющего акватории, и предотвращением распространения загрязнений течением рек, паводком, перемещением грунтовых и других вод.

4. Химико-биологическое задернение грунта. Направлено на рекультивацию земель, подвер­гшихся загрязнению с тем, чтобы исключить возможность поражения растений и животных.