Очистка выбросов АЭС от радиоактивных изотопов йода

Поскольку радиоактивные изотопы йода в очищаемых выбросах АЭС присутствуют в разных агрегатных и, что само главное химических формах (аэрозоли, молекулы, органические соединения), то для улавливания изотопов йода применяют различные фильтры. Для йода в аэрозольной форме – аэрозольные фильтры, для молекулярного йода – угольные (неимпрегнированные) йодные фильтры, а для органических соединений йода (основной формой из которых является CH₃ ¹³¹I) также угольные, но импрегнированные фильтры. Импрегнированные фильтры способны улавливать радиоактивные изотопы йода, находящиеся также в молекулярной форме, причем с эффективностью более высокой, чем неимпрегнированные. Импрегнированные фильтры – фильтры, в состав фильтрующей матрицы которых введены и закреплены различными способами химические элементы или соединения, обладающие способностью селективно, т.е. избирательно, извлекать примеси, радионуклиды, от которых производится очистка среды, в данном случае газовых выбросов. В качестве импрегнаторов применяют различные вещества, способные вступать в химические реакции с йодом или участвовать с ним в ионном обмене. Обычно это Ag, AgNO₃, PbI₂, KI, CuI, триэтилсидианамин и др. В очищаемом воздухе АЭС преобладают аэрозольная и молекулярные физико-химические формы радиоактивных изотопов йода, поэтому обычно применяют аэрозольные и неимпрегнированные йодные фильтры.

Аэрозольные – это те же фильтры, которые устанавливают на АЭС для очистки выбросов воздуха от других радионуклидов, находящихся в аэрозольном агрегатном состоянии. Йодные угольные фильтры - радиохроматографические колонны с очень большим коэффициентом адсорбции молекулярного йода. Так, коэффициент адсорбции молекулярного йода на гранулированном активном угле АГ-3 при температуре 20⁰С равен 7·10⁵, для некоторых марок активированного угля он даже несколько больше, а с понижением температуры, при которой происходит адсорбция, коэффициент адсорбции возрастает. Поскольку угольный йодный фильтр – радиохроматографическая колонна, то для его расчета справедливы те же соотношения, что и для радиохроматографической колонны, применяемой для снижения в выбросе активности РБГ.

Обычно в системе очистки удаляемого с АЭС воздуха используется несколько йодных фильтров (ячеек), включенных последовательно. Угольный адсорбент, так же как и адсорбент для РБГ, может отравляться различными примесями, переносимыми очищаемым воздушным потоком. Соответственно, так же следует принимать меры исключающие возможность отравления угля, в частности исключать забивание фильтрующего слоя аэрозолями, для чего устанавливать перед йодным фильтром аэрозольный. Когда предотвратить отравление сорбента невозможно, применяют другие фильтрующие материалы.

Установленные на АЭС фильтровальные йодные станции обычно работают с эффективностью 95 - 99%, что вполне достаточно для снижения активности изотопов йода, в частности ¹³¹I, до допустимых значений. Важно только при проектировании вентиляции и очистных йодных станций учесть все возможные источники выброса радиоактивного йода и не направить на выброс воздух какого-либо источника без очистки, даже в том случае, когда этот источник не постоянного действия, а случайного или периодического. Определенные проблемы могут возникнуть в том случае, когда в удаляемом с АЭС воздухе (газах) в значительных количествах содержатся проникающие химические соединения радиоизотопов йода (органические соединения, и в частности йодистый метил). Тогда применяют фильтры из импрегнированного угля, причем в этом случае лучшим импрегнатором является AgNO₃. В нормальном режиме эксплуатации АЭС систему очистки выброса от радиоактивных изотопов йода проектируют так, чтобы максимально уловить аэрозольные и молекулярную формы йода. Тогда даже при проскоке через системы очистки йодистого метила (или других органических соединений йода) удается обеспечить требования по допустимым величинам выбросов газовой активности в атмосферу.