应堆退役工程中会产生大量的低放射性金属废物,虽然是低放射性金属废料但基本上高于标准清洁解控水平,出于安全考虑,需对含有低放射性金属废物进行去污处理,以满足“产生的放射性必须保持在可行的最低量”,实现将低放射性废物转变为非放射性金属废物,减少废物的处理处置难度、埋藏体积,有效防止污染扩大,甚至达到循坏再利用的目的。目前针对反应堆退役金属废物去污的技术有高压水去污、化学去污、金属熔炼去污三种方式。
一、高压水射流去污技术
在低放射性金属废物的去污作业中,从目前的国内现有的退役去污技术运用上,利用高压水射流技术去污的方式相对成熟且应用较为广泛,通过高压泵打出高压水,经过高压水管达到喷嘴,通过高压喷嘴将高压低流速的水转化成低压高流速的射流(高压水射流),水射流具有很高的冲击和剥削能力,利用高压水射流的强大冲击力冲击被清洗物体,把污垢剥离、清除,从而达到清洗的目的。因其是以水为清洗原料,具备清洗效率高、无腐蚀、无污染的优势。
高压水射流去污工艺是利用高压水去除金属表面的污染,可以有效地去除金属的涂层、复层、镀层、锈垢、粘着沉积物,露出金属母材从而达到去污的效果,金属废物经过高压水去污后,可以去除表面附着的污染物,降低废物的表面放射性水平,利用高压水射流进行反应堆退役金属废物去污,具有清洗高效、无腐蚀、二次废物(废水)便于处理的优势。
在采用高压水去污时,需要注意的是可根据去污对象的材质和污染水平以及期待的DF值,选定合适的高压水喷射压力、出流形式、喷射角度和时间;为提高去污效果,可以在水中加入去污剂,但需要考虑到在添加去污剂后的二次废液处理问题,会增加工序、时间、经济成本。
二、化学去污方式
与高压水射流去污技术相比,较为成熟的去污技术还有化学去污方式,化学去污是通过化学去污试剂腐蚀金属表层,放射性污染物通过化学反应进入去污废液中,从而达到金属表面污染去污效果。化学去污的优点是可去污进入金属表层晶格的固定污染,其缺点是无法对活化物进行去污,且去污的二次废液较难处理,而且去污试剂通常较为昂贵(如硝酸铈)。
三、金属熔炼去污方式
金属熔炼的任务是将经高压水去污和化学去污后的低放金属废物(主要是碳钢和不锈钢)进行熔炼,达到对废物的进一步去污和金属回收利用的目的。经过熔炼,大部分金属可实现回用,包括部分活化金属,其缺点是接收水平较低,熔炼过程较为复杂,去污技术尚不成熟。
由以上结论得出,高压水射流对反应堆废物的去污优势较于明显,经过检测后,高压水去污能达不错的回收再利用效果,如对反应堆退役金属废物持有大规模回收循环使用的目的,可将以上去污技术进行结合,如经过高压水去污后→化学去污→金属熔炼去污的三步工序,但要结合实际情况,从时间成本、经济成本多角度考虑投入是否成正比。