本文針對現有核電廠放射性污染安全帶數量多，去污難度大等問題，專門對安全帶去污技術進行了探究實驗。通過采用不同去污方法得出的實驗結果進行對比分析，并對以后安全帶去污技術的改進提出了建議。
核電站大修期間由于人員工作方式、環境限制、技術限制等諸多不確定因素,以致產生數量較多的放射性污染的安全帶。由 于安全帶材質和結構設計的原因,造成其去污難度大。調查了解 發現, 目前大多數核電站針對該類物品采取的處理方式為直接報廢,然而這種處置方式會導致電站產生較多放射性廢物。為最 大程度的降低電站檢修放射性廢物產生量和放射性廢物處理 成本,增加安全帶復用率,我們專門對污染安全帶的去污技術進 行了研究和實驗。
1 安全帶特征
1.1 安全帶結構特征
目前核電站現場主要用到墜落懸掛式安全帶, 根據GB6095- 2009[1]安全帶標準規定,墜落懸掛式安全帶用于高處作業或登高人員發生墜落時,將作業人員安全保護的安全帶。該安全帶主要由帶體、安全配繩、緩沖包和金屬配件組成。 到去污目的[4]。
GB6095- 2009 規定, 帶體需采用高強度滌綸織帶或更高強度纖維材質加工而成的。金屬配件表面應光潔,無麻點和裂紋,且經 過 48 小時鹽霧實驗無腐蝕。配件均采用鍛造和沖壓,無焊接。安全帶具有強度大、耐磨、耐用、耐霉爛、耐酸堿,簡易輕便,安全適用等特點[2]。
1.2 安全帶污染點位特征
選取 20 條污染安全帶作為樣品進行放射性污染測量發現, 約 80%安全帶污染點位主要集中在前胸帶體,且污染水平較高, 因為身體前面的安全帶較易接觸到放射性污染源; 約 40%安全帶金屬掛鉤有輕微污染, 主要原因是工作人員污染后的手部直接接觸掛鉤導致;約 15%安全帶配繩有污染,但污染水平很低,可能受污染安全帶集中混放交差污染導致; 安全帶緩沖包暫未發現有污染情況。
2 放射性核素污染機制
安全帶放射性核素污染機制主要有以下三種:
2.1 附著性污染(非固定污染):污染核素與物體表面之間結合屬于分子力作用[3],容易去污。
2.2 弱固定性污染:污染核素以分子或離子形式通過物理吸附或化學附著、離子交換結合在物體表面[3],較難去污。
2.3 強固定性污染:織物組織形成的阻礙層,使放射性污染進入帶體內部,難以去除。
3 去污工藝及去污效果分析
3.1 粘附去污法
選取 3 條不同放射性污染安全帶的同一位置污染點位,使用 3M牌 6969 膠帶, 利用膠帶粘力將污染物質從安全帶表面粘除,達到去污目的。實驗結果如表 1:
3.2真空抽吸去污法
選取6條不同放射性污染安全帶同一位置污染點位,使用電廠常用的大功率吸塵器(凱馳NT65) 對準安全帶污染點進行抽吸,吸除安全帶表面及淺表層污染物,使污染物與安全帶分離,達到去污目的[4]。實驗結果如表2:
3.3 浸泡刷洗去污法
通過浸泡分解安全帶表面污染油污,同時刷洗使污染物與安全帶分離,達到放射性去污的目的。
3.3.1 去污試劑的種類及其性質HAKNEUTRAL 中性去污劑:
HAKNEUTRAL 中性去污劑是一種無泡沫具有熱穩定的去污產品, 包含無泡沫的陽陰離子和非離子的表面活化劑、組份劑、水合劑穩定素、香味水、殺菌劑和水。PH 值大約在 6.5,是一種適應于任何物質表面去污的特殊混合物的無泡沫清洗劑。能 消除放射性裂變并且腐蝕來自不銹鋼、玻璃、陶瓷、塑料和油漆 表面的產物。以下為其用于普通物件去污時試劑配比:
對于輕度表面污染的物品可配制 5%;[5]
對于中度表面污染的物品可配制 10%;[5]
對于污染嚴重的可配制 15%。[5]
HAKUPUR 堿性去污劑:
HAKUPUR 主要包括無泡沫非離子表面活化劑、組份劑,一般用于蒸汽噴洗設備及超聲波清洗箱內物品去污, 在使用時無泡沫出現。該去污劑是用來清除各種易溶于溶劑的表面腐蝕 物。在實踐性操作中,該產品要與 HAKA- DOKOPUR FS 500 交替 使 用 , 首 先 用 HAKUPUR 初 步 清 洗 污 垢 , 然 后 再 用HAKA- DOKOPUR FS 500 進行最后清洗。[5]
HAKUPUR 與水相溶比例為 1:3- 1:30, 在超聲波去污箱HAKUPUR 的相溶比例為 1:4。在物品是被油脂性東西污染時, 可直接用 HAKUPUR 去污,但是必須保證去污時間至少為 10 分鐘。之后,被溶解的污垢和清潔劑殘渣再用水清洗。其用于普通 物件去污時試劑配比同中性去污劑一致。[5]
濃縮通用粉:
濃縮通用粉純度 / 型號:SL- 611,分子式或主要成分:五氧化二磷和和游離堿;該產品為無磷洗滌粉,屬堿性產品。使用生物 降解度不低于 90%的表面活性劑, 未使用四聚丙烯烷基苯磺酸鹽、烷基酚聚氧乙烯。化學品用途:清洗劑、放射性去污用品。[6]
3.3.2 不同去污劑浸泡刷洗去污
選取 9 條材質及污染水平相近的安全帶用 3.3.1 所述三種去污試劑進行了實驗。通過比對去污結果,擇優作為最終去污工 藝所用的去污劑。具體實驗數據如下:
3.4 結果分析
3.4.1 根據表 1 數據分析,粘附去污法雖然有一定的去污效果,但無法完全粘除安全帶表面的污染物質,去污率較低。故在后續去污工藝設定上不予考慮。
3.4.1 根據表 2 數據分析,真空抽吸去污法去污效果相對良好,尤其是對于表面松散污染嚴重的,去污率基本在 80%以上。
故在后續去污工藝設定推薦考慮。
3.4.1 根據表 3 數據分析,HAKNEUTRAL 中性去污劑去污效果最佳。使用 HAKNEUTRAL 中性去污劑去污的 3 條安全帶均去污至本底水平,且均可過 CPO;洗衣粉去污效果中等,3 條安全帶有 2 條可過 CPO;HAKUPUR 堿性去污劑效果最差, 僅 1 條可過 CPO。故在后續去污流程中直接使用 HAKNEUTRAL 中性去污劑作為實驗去污劑。
3.5 最優去污工藝流程
3.5.1 對選好的 50 條放射性污染安全帶污染情況進行前期測量標識,并做好測量記錄;
3.5.2 采用抽吸法對選好的安全帶進行去污, 做好測量、記錄;
3.5.3 用 100L 水桶配制 10%[7]中性去污溶液 40L;
3.5.4 將污染安全帶按要求放入去污溶液中, 并確保去污劑完全浸沒安全帶,將其分別浸泡 15- 20 分鐘;[7]
3.5.5 浸泡完成,用尼龍刷對安全帶刷洗 5- 10 分鐘,刷洗完成后用除鹽水清洗掉安全帶上的去污試劑;[7]
3.5.6 將安全帶晾干后測量,工作收尾;[7]
3.5.7 對去污后污染測量結果不合格,但接近合格標準(按照本底值 5 倍設定)的安全帶重復步驟 2- 5 進行二次去污。
4 結論及建議
4.1 通過去污技術探究發現,采用最終去污工藝流程去污效果明顯, 對去污后安全帶進行污染測量, 發現去污合格率接近50%。其它 50%去污不合格安全帶直接測量不合格,但經表面污染間接法測量(試紙擦拭測量)均合格。其中部分污染安全帶的固定污染水平略高于環境本底值水平, 滿足輻射控制區內污染安全帶復用的要求。本文所述最優去污方法對中低污染的安全 帶有良好效果,但是對污染程度高的安全帶去污效果略差。主要 原因是高污染安全帶, 其放射性污染物質已經浸入到安全帶絲織物本體內部,通過抽吸、浸泡、刷洗等手段難以將織物深處污 染物質轉移出來。
4.1 建議安全帶的污染防護還是從安全帶產品材料設計考 慮。如安全帶的最外層使用防水防油的密封材料,這樣可以有效避免污染物附著和浸入,從而降低污染幾率。即便被污染,放射性物質也僅僅附著在表面,而表面污染也較易去除,如此將極大提高安全帶重復使用率,從而減少放射性廢物產生量,幫助電廠降本增效。
4.2 建議在污染風險較高的場所使用安全帶時,根據輻射防護三原則對安全帶外表面進行包裹,盡可能采用干式作業,避免其受濕污染,從而提高安全帶的復用率。
4.3 建議發現安全帶沾污后,首先對安全帶污染點位用膠帶進行包裹,并盡快去污。污染安全帶存放時,盡量不要堆放,以免造成交叉污染,增加后續去污難度。
（崔向前，中國輻射防護研究院）
