用于净化轻水反应器的锌剂制造技术

本发明专利技术涉及一种净化放射性污染的金属表面的方法，其中，使金属表面与净化溶液接触，该净化溶液包含络合剂和过渡金属。本发明专利技术还涉及这种净化溶液及其用于净化金属表面的用途。

Zinc agent for purifying light water reactor

The invention relates to a method for purifying a metal surface polluted by radioactivity, wherein the metal surface is contacted with a purification solution, which comprises a complexing agent and a transition metal. The invention also relates to the purifying solution and the use for purifying the metal surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于净化轻水反应器的锌剂本专利技术涉及一种用于净化轻水反应器的含锌净化溶液，以及使用该净化溶液净化放射性金属表面的方法。在核反应器
，金属部件都受到放射性污染。这种污染通常在反应器正常操作期间发生，并且特别涉及位于主回路中的金属部件，例如压水反应器。在这种情况下，放射性物质沉积在部件表面形成的氧化物层中，导致它们被放射性污染。在检查核电站的情况下，通常需要将受污染的部件从放射性中(即从金属表面上的沉积物中)释放出来，以保护检查人员免受辐射。然后可以在核电站中继续处理这些部件。如果打算拆除核电站，情况也是如此。原则上，可以使用机械装置来去除这种沉积物，其中例如磨削氧化物层并因此磨削污染区域。这尤其不利于由于其尺寸或位置而使磨削工具难以接近的部件。此外，已知使用包含络合剂的净化溶液对部件进行净化，所述净化溶液包括各种羧酸，例如草酸。在这种情况下，首先在前一步骤中氧化或还原低溶解度的氧化物层部分，例如用高锰酸盐(高锰酸钾、高锰酸)将Cr-III氧化成Cr-VI。然后借助于络合剂溶解主要由铁和镍离子组成的氧化物层，和通过离子交换从净化溶液中去除释放的阳离子，其中还包括60Co2+或58Co2+。这种净化过程通常分几轮进行，氧化层一点一点地分解。除了这些放射性同位素之外，非活性离子也总是释放到净化溶液中，其同样通过离子交换树脂从净化溶液中去除。此外，由于净化溶液中存在放射性离子，因此早在净化过程期间就会发生部件的再污染。结果，降低了净化过程的效率，导致需要大量的耗时且昂贵的净化循环，并且还导致更多被污染的离子交换树脂需要处理，这需要付出巨大的努力。当然，上述问题不仅发生在核电站中，而且原则上也会发生在金属部件与放射性接触并且需要净化的情况下。因此，需要一种用于净化放射性污染的金属表面的改进方法。特别是，需要一种更有效的净化方法，其中可以通过较少次的净化循环和/或较少量的污染的离子交换树脂进行净化。本专利技术所述的目的通过具有权利要求1中所述特征的方法来实现。此外，该目的通过具有权利要求11中所述特征的水溶液及其根据权利要求12的用途来实现。在从属权利要求中规定了实施方式。更确切地说，本专利技术所述的方法是一种用于净化放射性污染的金属表面的方法，所述方法包括步骤：使至少一部分放射性污染的金属表面与包含络合剂和过渡金属的净化溶液接触。可以令人惊讶地显示，当将过渡金属添加到净化溶液中时，有效地减少了在净化过程中发生的金属表面的再污染。不限于此，假设添加到净化溶液中的过渡金属与释放用于(重新)并入金属表面(或其上的氧化物层)的放射性同位素竞争。结果，通过离子交换工艺可以有利地从净化溶液中去除更大量的放射性同位素，这反过来减少了所需的净化步骤的循环次数和/或减少了需要处理的离子交换树脂的量。净化溶液优选是水溶液。过渡金属优选为过渡金属的离子，更优选为过渡金属的阳离子，甚至更优选为过渡金属的二价或三价阳离子。最优选地，过渡金属是过渡金属的二价阳离子。过渡金属更优选为贫化的过渡金属(depletedtransitionmetal)，即与天然存在的同位素比例相比具有降低的同位素比例的过渡金属，该同位素可以容易地被中子激活。当要净化的金属(例如反应器的部件)在净化后没有被处理掉，而是被回收并且打算经受中子通量时，使用贫化的过渡金属是特别有利的。过渡金属同样优选选自锌、镍、钴，或其混合物。更优选地，过渡金属选自下组：锌和镍。最优选地，过渡金属是锌。根据本专利技术，在减少金属表面再次污染的程度上时，在净化溶液中使用锌令人惊讶地显示出最大的效果。过渡金属优选以浓度范围为≥0.5mg/kg至≤15mg/kg，更优选≥0.5mg/kg至≤10mg/kg，更优选≥1.5mg/kg至≤5mg/kg、或≥2mg/kg至≤5mg/kg，最优选约≥3mg/kg至≤4mg/kg存在于净化溶液中。也可以用mmol/L而不是mg/kg表示，所述mg/kg值必须除以特定过渡金属的原子量。过渡金属优选存以浓度范围为≥7μmol/L至≤230μmol/L，更优选≥7μmol/L至≤155μmol/L，更优选≥23μmol/L至≤70μmol/L、或≥30μmol/L至≤80μmol/L，最优选约≥46μmol/L至≤62μmol/L存在于净化溶液中。当金属表面与本专利技术所述的净化溶液接触时，指定的浓度范围优选适用于过渡金属的浓度。指定的浓度同样优选为平均浓度。在下文中，参考元素锌，将纯粹作为示例而不是“过渡金属”。如果适用的话，所作的评论也适用于一般过渡金属的，并且优选也适用于镍和/或钴。术语“锌”优选应理解为表示存在于净化溶液中的锌离子，更优选Zn2+。更优选地，这可以是贫化的锌，特别是在64Zn中贫化的锌。更优选通过可溶性锌化合物将锌引入净化溶液中。优选的可溶性锌化合物选自与酸和/或与络合剂使用的锌，包括甲磺酸锌(Zn(CH3SO3)2)、硝酸锌(Zn(NO3)2)、高锰酸锌(Zn(MnO4))2)、硫酸锌(ZnSO4)和/或可溶性锌络合物。锌络合物更优选为锌与所用络合剂的络合物。术语“净化”是本领域技术人员已知的。这尤其应理解为减少和/或去除金属表面上存在的放射性。特别地，这应理解为意指去除金属组分上的金属氧化物沉积层，沉积层包含放射性同位素，优选钴。换句话说，通过本专利技术所述的方法，从将进行净化金属表面去除放射性同位素。这些放射性同位素优选选自下组：55Fe离子、63Ni离子、54Mn离子、65Zn离子、125Sb离子、137Cs离子、58Co离子和60Co离子。放射性同位素更优选选自下组：54Mn离子、125Sb离子、137Cs离子、58Co离子和60Co离子。这些放射性同位素最优选为58Co离子和/或60Co离子，甚至更优选为60Co离子。本专利技术的净化方法也可以优选地称为化学净化。更优选地，净化方法可以是净化待拆除的核反应器或将继续运行的核反应器的方法。固体和液体物质的清理是根据“放射防护条例”(RPO，辐射防护规定(StrahlenschutzverordnungStrlSchV))规定的，并且基本上分为不受限制的清理和以便垃圾填埋场处理的清理。在对金属表面进行净化之后，优选剩下的是清洁的用于在垃圾填埋场处理的部件。在对金属表面进行净化之后，甚至更优选地，剩下的是适合于不受限制的清理的部件。在下文中，术语“放射性污染的金属表面”优选应理解为表示金属部件的表面，该金属部件包括位于其上的放射性污染的沉积层，其例如在压水反应器中正常使用该部件期间形成。这种沉积层优选由低溶解度的金属氧化物组成。换句话说，待净化的放射性金属表面优选包括至少一个放射性污染的低溶解度金属氧化物层，该层布置在表面上并由碱性金属材料制成。更优选地，沉积层是尖晶石，优选Cr-Ni尖晶石和/或Cr-Fe尖晶石。尖晶石是来自矿物类氧化物和氢氧化物的低溶解度的矿物质，其通常以晶体形式存在，并且优选为具有金属：氧＝3：4的物质量比的氧化物。待净化的金属表面的金属原则上可以是任何合适的金属。所述金属优选是选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于净化放射性污染的金属表面的方法，包括步骤：/n-使金属表面至少一部分与包含络合剂和过渡金属的净化溶液接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170407 DE 102017107584.41.一种用于净化放射性污染的金属表面的方法，包括步骤：
-使金属表面至少一部分与包含络合剂和过渡金属的净化溶液接触。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过渡金属选自下组：锌、镍、钴，或其混合物。


3.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述过渡金属的浓度范围为≥0.5至≤15mg/kg。


4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述过渡金属是锌并且以≥2至≤5mg/kg的浓度存在。


5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，58Co和/或60Co离子从金属表面去除。


6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述净化溶液被引入核反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·尼德，D·乔丹，
申请(专利权)人：RWE动力股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE