15 февраля 2010

Роботизированная технология рулонной дезактивации

Оборудование для нанесения дезактивирующей композиции

При выводе из эксплуатации объектов ядерного наследия, в связи с большими объемами работ и высоким уровнем радиоактивного загрязнения, на первое место выходит обеспечение снижения дозовых нагрузок на персонал. Одним из путей решения этой проблемы является применение дистанционных технологий локализации и дезактивации радиоактивных загрязнений с использованием робототехнических комплексов (РТК), исключающих присутствие персонала в зоне проведения работ.

Для обеспечения радиационной безопасности большое значение имеет дезактивация поверхностей, загрязненных радиоактивными веществами. Такая дезактивация проводится для снижения мощности γ-излучения, а также с целью предупреждения разноса радиоактивных веществ.

Использование традиционных методов дезактивации, как правило, приводит к образованию значительных объемов жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Например, подразделения МЧС в случае радиационного инцидента осуществляют дезактивацию помещений путем влажной уборки моющими растворами, а здания и сооружения вначале обрабатывают дезактивирующим раствором на основе порошка СФ-2У, а затем моют чистой водой. Дороги с твердым покрытием при дезактивации обрабатывают 0,01%-ным раствором порошка СФ-2У или спиртовой бардой, расходуя 3-5 л жидкости на квадратный метр. Если после этого уровень радиации превышает установленные нормы, проводится повторная дезактивация. В результате многократных циклов дезактивации объем образующихся ЖРО еще больше увеличивается.

Чтобы избежать образования большого количества ЖРО и повысить эффективность очистки поверхностей, при дезактивации целесообразно использовать снимаемые полимерные пленки.

Новый метод очистки поверхностей

В ИТУЦР для аварийно-технических центров ГК «Росатом» разрабатывается базовая роботизированная технология рулонной дезактивации поверхностей, в том числе со следами масляных загрязнений, покрытых пылью и мелкими техническими отходами (металлической стружкой, осыпавшейся краской, пластовой ржавчиной и т.д.). Этот метод предполагает удаление радиоактивных и/или токсичных веществ с горизонтальных поверхностей с использованием сетчатого армирующего материала и дезактивирующих пленкообразующих композиций на основе акриловых дисперсий.

Рулонная дезактивация предусматривает ряд технологических операций. Вначале проводят радиационную разведку зоны инцидента с помощью гамма-локатора. Затем на загрязненной поверхности специальным самоходным устройством разматывают армирующую сетку и наносят на нее дезактивирующую жидкую пленкообразующую полимерную композицию при помощи управляемого распылителя, который установлен на раздвижной стреле, осуществляющей сканирующее движение над поверхностью. Подача раствора к распылителю осуществляется по напорным шлангам от агрегата безвоздушного распыления, находящегося вне зоны загрязнения вместе с емкостями для расходных материалов.

После высыхания полимерной композиции образовавшуюся пленку вместе с армирующей сеткой и собранными загрязнениями отрывают от поверхности, сматывая ее в рулон на деревянную ось. Этот рулон, вобравший в себя загрязнения, помещается в одноразовый контейнер для утилизации как твердые радиоактивные отходы (ТРО). Поскольку и рулон, и контейнер не содержат металлических конструктивных элементов, их можно сжигать. Это позволяет сократить объем ТРО, отправляемых на захоронение.

Одновременно со снятием пленки с поверхности производится разметка очищенной полосы в продольном направлении цветной маркирующей композицией при помощи автоматических дозирующих устройств, расположенных на раме агрегата для рулонного сматывания.

После удаления рулона на загрязненную поверхность самоходным разматывающим устройством укладывают следующий отрезок армирующей сетки и разматывают его вдоль маркирующих меток справа или слева от очищенной полосы. При необходимости организации прохода по загрязненной территории второй отрезок сетки укладывают в продолжение очищенной полосы.

По завершению дезактивации с помощью гамма-локатора проводят видео- и радиационный контроль зоны инцидента.


Дезактивация загрязненного участка шоссе

На протяжении всего технологического цикла ни один из механизмов, кроме самоходного разматывающего устройства, не перемещается по загрязненной поверхности. Самоходное разматывающее устройство и агрегат для рулонного сматывания армированной пленки с собранными загрязнениями могут доставляться в зону работ подвижным аппаратом (ПА) РТК и дистанционно управляться по радиоканалу. Корпус самоходного разматывающего устройства герметичен, выполнен из нержавеющей стали, что облегчает его дезактивацию после окончания работ по ликвидации последствий радиационного инцидента.

Комплект технологического навесного оборудования РТК для рулонной дезактивации, изготовленный в ИТУЦР, позволяет за один проход дезактивировать полосу шириной до 1 м и длиной до 3 м. При перемещении ПА РТК по ранее высушенной дезактивирующей пленке длина очищаемой полосы может быть многократно увеличена.

Результаты испытаний российских дезактивирующих композиций

В данной технологии, в зависимости от изотопного состава загрязнения и материала поверхностей (бетон, асфальт, окрашенные материалы, нержавеющая сталь, черные и цветные металлы, облицовка искусственным и натуральным камнем, керамическая плитка, наливные полы, пластикат) применяются различные дезактивирующие композиции серии «ДЕЗПОЛ».
В декабре 2007 года были проведены испытания новых пленкообразующих полимеров – основы дезактивирующих составов – восьми композиций серии ЛАТАКРИЛ (ФГУП «НИИ полимеров им. академика В.А. Каргина с опытным заводом») и акрилатного латекса БАК производства филиала НИФХИ им. Л.Я. Карпова.

Дезактивирующие композиции серии «ДЕЗПОЛ», полученные введением в эти полимеры специальных модифицирующих добавок, наносили на стекловолоконную сетку, уложенную на различные поверхности (сталь 12Х18Н10Т, наливной пол, керамическую плитку, бетонную стяжку) и одновременно определяли параметр «коэффициент дезактивации» по ГОСТ Р 50773-95.

В процессе этих испытаний базовая технология рулонной дезактивации впервые была полностью реализована при помощи дистанционно-управляемого технологического оборудования, что абсолютно исключает присутствие персонала в зоне проведения работ.

Испытания показали, что новые дезактивирующие композиции серии «ДЕЗПОЛ» очень эффективно дезактивируют различные поверхности за счет сбалансированной рецептуры: загрязнения со всех материалов были удалены за один технологический цикл. С использованием этого метода можно проводить дезактивацию поверхностей, как в помещениях, так и на открытых площадках и дорогах без образования ЖРО. Еще одно преимущество данной технологии состоит в том, что в технологическом процессе не используется импортное сырье и дорогостоящие расходные материалы.

Положительные результаты испытаний указывают на перспективность применения роботизированной технологии рулонной дезактивации при выводе из эксплуатации объектов ядерного наследия.