Раздел 5

«Технологии дезактивации и очистки контуров ЯЭУ»

(10 часов)

Проведение дезактивации контурных систем, съемного оборудования ЯЭУ с водным теплоносителем связано с удалением коррозионных отложений, формирующихся на внутренних поверхностях оборудования, которые контактируют с теплоносителем в процессе эксплуатации установок. Радионуклиды, определяющие радиационную обстановку, к которым относятся активированные продукты коррозии (АПК), продукты деления (ПД) и размыва топливной композиции, в основном сорбированы на продуктах коррозии (ПК), и, таким образом, наиболее эффективное снижение дозы облучения от внутренних поверхностей контуров и съемного оборудования ЯЭУ достигается при удалении коррозионных отложений.

Наибольшее применение для дезактивации поверхностей контуров и съемного оборудования в отечественной и зарубежной практике получили жидкостные способы, основанные на химическом растворении ПК. Растворение эксплутационных отложений продуктов коррозии сопровождается переводом в раствор радионуклидов.Эти способы относятся к «химической» дезактивации.

Принципиально, проведение химических дезактиваций заключается во вводе растворов химических реагентов в первый контур (или организации контакта растворов с поверхностями съемного оборудования, например, ванным способом), обеспечении условий контролируемого процесса перевода в растворы эксплутационных отложений и радионуклидов, выводе - дренаже растворов реагентов совместно с радионуклидами и элементами, входящими в состав отложений, из зоны действия по окончании процесса перевода в раствор ПК, АПК, ПД (из контура или из емкости, в которую помещено съемное оборудование), удалении из зоны действия остаточных количеств реагентов, приведении качества теплоносителя первого контура (или чистоты обработанных поверхностей) до нормируемых показателей.

Разработано и используется значительное количество технологий химической дезактивации. В первую очередь они отличаются составами растворов реагентов, их принято называть рецептурами, последовательностью применения растворов, химическими и физическими условиями их применения. Рецептуры отличаются рядом характеристик, на основании которых определяется целесообразность и преимущества их использования для конкретных объектов дезактивации. Среди них: эффективность химического воздействия на формы эксплутационных отложений, формирующихся на поверхностях контуров при эксплуатации ЯЭУ разного типа (емкость рецептур по конкретным элементам, которые могут определять состав отложений, скорость растворения отложений); устойчивость самих реагентов и химических соединений, образуемых ими с элементами в растворах (отсутствие выпадения осадков в процессе растворения, химического, термического или радиационного разложения реагентов); универсальность по отношению к переводимым в растворы радионуклидам (устойчивость радионуклидов в растворимой, химически связанной форме, отсутствие их обратной сорбции); эффективность удаления радионуклидов с поверхностей – коэффициент дезактивации (К_д); допустимые коррозионные потери конструкционных материалов (КМ) оборудования в растворах в процессе дезактивации. Все эти характеристики определяются и обосновываются на основании лабораторных экспериментов с использованием модельных растворов радионуклидов, образцов конструкционных материалов и реальных образцов р/а загрязненного оборудования, различных форм оксидов железа и т.д.. Ряд характеристик нормирован государственными или отраслевыми стандартами. В частности нормированы допустимые коррозионные потери разных конструкционных материалов (КМ) за время проведения дезактивации контурного оборудования. Это полагающий перечень характеристик рецептур, знание которых желательно для оптимальной организации и эффективного достижения задач дезактивации конкретного объекта.

Положительными моментами проведения дезактиваций контуров являются: снижение дозовых нагрузок на персонал ЯЭУ при проведении плановых ремонтов и ревизий оборудования, что способствует повышению качества работ, соответственно, безопасности эксплуатации энергетической установки; улучшение условий радиационно-технологического контроля состояния активных зон (АЗ); удаление с внутренних поверхностей контуров продуктов коррозии, перераспределение которых между поверхностями и теплоносителем также отрицательно сказывается на контроле состояния АЗ, а накопление на поверхностях тепловыделяющих элементов может вызвать перегрев и нарушение герметичности оболочек за счет снижения проектного теплосъема. Перечисленные моменты определяют основные цели дезактивации первых контуров. Отдельной целью может быть выведение из контура топливной композиции.

Промышленным опытом дезактивации контуров показаны и возможные отрицательные моменты дезактивации: образование больших объемов жидких радиоактивных отходов (ЖРО); возможны коррозионные повреждения КМ оборудования; нарушение топотактических защитных пленок на поверхностях оборудования; при применении некоторых технологий не исключено образование и скопление вторичных осадков в застойных участках контура и т.д.

Важно, что каждый из возможных отрицательных моментов имеет дальнейшее развитие. Так: переработка больших объемов ЖРО требует наличия свободных емкостей для их приема, энергетических, временных и трудовых затрат; следствием коррозионных повреждений может явиться нарушение герметичности оборудования; удаление защитных топатактических пленок с поверхностей оборудования приводит к интенсификации коррозионных процессов КМ в пусковые периоды эксплуатации ЯЭУ после дезактивации, что приводит к относительно быстрому восстановлению в контурах количества активированных продуктов коррозии, соответственно, относительно быстрому росту мощности доз в технологических помещениях; перераспределение вторичных осадков из застойных зон может вызвать забивание щелевых фильтров активных зон и т.д. Все перечисленное сказывается на безопасности эксплуатации установок, экономических показателях эксплуатации ЯЭУ, снижает КИУМ ЯЭУ.

Очевидно, что во главе разработки технологий химической дезактивации лежит поиск и разработка рецептур эффективных по отношению к оксидам железа. В связи с этим необходимо представлять особенности формирования эксплутационных радиоактивных загрязнений контуров в зависимости от типа реактора и состояния АЗ.