13 ноября 2009

Новые материалы для средств индивидуальной защиты персонала

Рис. 1. Основные типы резиновых перчаток специального назначения, изготавливаемые российской промышленностью

Выполнение Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» включает в себя практическое решение накопленных проблем, связанных с прошлой деятельностью (проблем ядерного наследия). Решение этих проблем связано в первую очередь с выполнением радиационно-опасных работ – по дезактивации оборудования, имеющего радиоактивные загрязнения сложного нуклидного состава, демонтажу и фрагментации оборудования, переработке радиоактивных веществ, ядерных материалов и радиоактивных отходов.

Согласно современным нормативам, для обеспечения безопасности проведения таких работ требуется существенное повышение защищенности персонала от радиационных воздействий, а также сопутствующих факторов, влияющих на сохранность средств индивидуальной защиты (СИЗ). Так, воздействие дезактивирующих составов, механические и термические воздействия, а также «старение» СИЗ при хранении могут привести к нарушению целостности СИЗ и загрязнению кожных покровов.

Основным типом СИЗ, применяемых для защиты рук персонала от облучения и воздействий других факторов, являются камерные перчатки (рис.1). В настоящее время их изготавливают из полимерных композиций (синтетических и натуральных каучуков и латексов), в состав которых может быть введено определенное количество диспергированного поглотителя фотонных излучений, как правило, соединений свинца. Для коллективной защиты персонала применяется радиационно-защитный листовой материал, также выполненный из полимерной композиции и наполненный соединениями свинца.

Новый подход к улучшению характеристик СИЗ

Снижение вредных воздействий на персонал, выполняющий радиационно-опасные работы, может быть достигнуто, прежде всего, увеличением коэффициента защиты СИЗ, а также улучшением их эксплуатационных характеристик. Во ФГУП «ВНИИХТ» повышение радиационно-защитных свойств материала, особенно предназначенного для работы в условиях излучения с энергией менее 100 кЭв (которое вносит существенный вклад в дозовую нагрузку персонала за счет облучения рук), осуществляется на основе нового подхода. Он состоит в подборе комбинаций поглощающих материалов таким образом, чтобы энергия первичных квантов и квантов характеристического излучения, возникающего в материале защиты, была близка к энергии электронов К- и L-оболочек материалов-поглотителей. Разработанный метод позволяет существенно повысить уровень снижения излучения по сравнению с применением какого-либо отдельного элемента-поглотителя.

В качестве материалов-поглотителей целесообразно использование различных комбинаций порошкообразных материалов, например, вольфрама, оксидов редкоземельных элементов, олова. При переработке ядерных материалов, в которых строго лимитируется содержание редкоземельных элементов, поверхность порошкообразных материалов структурируется нанопокрытиями, например, оксидами циркония-иттрия, оксидом алюминия и другими. Процесс формирования нанопокрытия на частицах порошка проводится по разработанному ФГУП «ВНИИХТ» методу термолиза карбоксилатов в жидкой фазе.

Камерные радиационно-защитные перчатки ФГУП «ВНИИХТ»

Использование нового метода позволило специалистам ФГУП «ВНИИХТ» создать новые типы камерных перчаток (рис. 2). Они предназначены для выполнения как грубых, так и тонких радиационно-опасных работ. Разработанная технология обеспечивает изготовление перчаток без швов, что является важным преимуществом при выполнении тонких и сложных радиационно-опасных работ. Основные технические характеристики новых камерных радиационно-защитных перчаток представлены в таблице 1.


Рис. 2. Камерные радиационно-защитные перчатки ФГУП "ВНИИХТ"


Таблица 1. Основные характеристики камерных радиационно-защитных перчаток (КРЗП),
выпускаемых ФГУП "ВНИИХТ"

Как правило, структура совокупных затрат предприятия на эксплуатацию СИЗ включает расходы на их приобретение, транспортировку, дорогостоящие монтажно-демонтажные операции, дезактивационные и реабилитационные мероприятия и утилизацию (характеристики СИЗ, влияющие на эксплуатационные затраты, отражены в таблице 2).

Таблица 2. Влияние характеристик СИЗ на эксплуатационные затраты (нажмите, чтобы посмотреть)

Новая продукция обладает комплексом свойств, обеспечивающих существенное сокращение таких затрат, несмотря на некоторое увеличение стоимости новых порошкообразных наполнителей, замещающих традиционно применяемые соединения свинца. Наиболее важным фактором, обеспечивающим возможность уменьшения расходов, является увеличение эксплуатационного ресурса, что ведет к снижению годового потребления изделий, объемов монтажно-демонтажных работ и утилизируемых материалов.

Срок эксплуатации новых камерных радиационно-защитных перчаток составляет 5-15 лет в зависимости от условий эксплуатации, что значительно превосходит показатели аналогичной продукции. Это достигнуто путем повышения химической, термической и радиационной стойкости и механической прочности за счет применения новых полимерных материалов – силиконовых композиций, обладающих необходимыми свойствами и отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям к материалам, предназначенным для длительного контакта с кожными покровами. Установлена высокая стойкость к воздействию излучений и озона, как силиконовых материалов, так и композиций на их основе с максимальным наполнением тяжелыми металлами. По эластичности и органолептическим характеристикам новые изделия также существенно превосходят как аналоги, так и требования стандартов.
Камерные радиационно-защитные перчатки, разработанные ФГУП «ВНИИХТ», полностью соответствуют требованиям нормативно-технической документации и успешно прошли испытания на предприятиях ядерного топливного цикла.

***
ФГУП «ВНИИ Химической технологии» накоплен также определенный опыт в изготовлении средств коллективной защиты (листовой радиационно-защитный материал, не содержащий соединений свинца). Основные технические характеристики опытных образцов листового радиационно-защитного материала представлены в таблице 3.


Таблица 3. Основные характеристики листового радиационно-защитного материала,
выпускаемого ФГУП "ВНИИХТ"

Опытно-промышленное производство института обеспечивает возможность ежегодно изготовлять до 300 комплектов камерных перчаток, а также до 2 т листового защитного материала и изделий из него (фартуков, халатов, защитных экранов).

В 2009-2011 годах планируется создание производства, обеспечивающего потребности отрасли в изделиях данного типа с привлечением бюджетного финансирования и собственных средств предприятия.


ФГУП «ВНИИХТ»
115409, Москва, Каширское ш., д. 33, Тел.: (495) 324-01-65, факс: (495) 324-54-41
shatalov@vniiht.ru nikonov@vniiht.ru