一种放射性核污染物扩散迁移的压制材料及压制方法与流程

文档序号:11213968阅读:1000来源:国知局

本发明涉及一种控制压制材料,尤其是涉及一种放射性核污染物扩散迁移的压制材料及压制方法。



背景技术:

公知的,核事故引发的空中放射性烟羽弥散,由于重力沉降、干沉降、湿沉降的作用,在地表面形成放射性物质沉降区,对地表环境及人、动植物的生存环境造成破坏;从应急后果控制与压制方面来讲,将沉降区分为开阔区与建筑密集区两类,适宜开展大规模、快速工程控制作业的沉降区称之为开阔区,除此之外的区域通称为建筑密集区。

开阔区包括机场、码头、高速公路、省道、1000m2以上面积的大型广场、农田、草场、森林等区域,该区域上沉积的放射性物质基本上非固定性放射性污染,非常容易受到风、降水及人为扰动的影响而再悬浮,因此在应急处置阶段沉积在地面上的放射性污染的固定及防扩散防悬浮就称为后果压制行动的重中之重,固定防扩散防悬浮措施的实施应考虑后期现场放射性污染的清除、转移、减容、集中储存等污染的应急处置措施;开阔区地面放射性沉降物的快速压制与固定的方法手段多种多样,这些技术和方法并不是对所有压制对象都有效,需要根据不同对象和应急不同阶段、场所条件做出选择,选择技术方法和设备,要用最高效益最低代价的方式,从最大限度地减少总体影响和对人员的净损害等因素,达到最佳总体平衡。

开阔区域地面核污染粉尘颗粒扩散迁移快速控制压制通常采用将放射性粉尘颗粒快速压制的方法,传统上采用的方法有以下几种:(1)水冲法;(2)铲土法;(3)翻耕法;传统核污染扩散控制方法的弊端主要体现在以下几个方面:(1)表层迁移控制效果达不到应急处置要求,否则代价巨大;(2)原本固状核污染物转化为流动性好、处置更困难的废水,核污染的固定、迁移控制极为困难;(3)易造成次生或二次污染;(4)核污染压制不彻底;(5)废物量大,运输、储存或处置费用高;(6)作业效率低,处置周期长,人员受照剂量大,需要笨重的辐射防护设备;这些弊端大大限制了这些传统方法在开阔区域地面应急控制压制领域的应用;申请号为:201410060571.0,发明名称为:剥离型压制压制剂;和申请号为:200610018930.5,发明名称为:反应型压制压制剂;上述两项在先申请的专利虽然克服了传统压制方法的不足,也成为核事故应急响应领域核污染应急处置的基本方法,但在使用过程中,存在以下问题:(1)布洒的是固液混合液,实施时需搅拌混合均匀后,灌装至作业设备才能实施扩散控制和压制预处理作业,准备周期长,劳动强度大,用于应急状态时限性差;(2)固液混合液稳定性差,易结块堵塞管路,对布洒机械管路、喷头要求高;(3)动力设备磨损严重;(4)成膜时间受环境影响大,尤其是湿度大、温度低的环境,成膜时间无限期延长,遇雨或寒冷无法成膜;因此提出一种放射性沾染粉尘的水基控制压制压制剂及压制方法,成为本领域技术人员的基本诉求。



技术实现要素:

为了克服背景技术中的不足,本发明公开了一种放射性核污染物扩散迁移的压制材料及压制方法。

为了实现所述发明目的,本发明采用如下技术方案:

一种放射性核污染物扩散迁移的压制材料,所述压制材料包括液体组分a和固体组分b通过分散合成的混合液,液体组分a和固体组分b按重量份包括:

液体组分a包括:聚合物乳液35~60份、水20~35份、成膜助剂0.6~1份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、流变调节剂0.6份、多功能调节剂1.2~2.5份、螯合剂1-2份。

固体组分b包括:减水剂5~15份、快干剂3~8份、温敏助挥发剂1~3份,压制助剂1.5~6份。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,液体组分a中的聚合物乳液为水分散型树脂乳液、水溶性酚醛树脂、水溶性氨基树脂、水溶性醇酸树脂、水溶性环氧树脂、水溶性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的至少一种,树脂乳液的粒径范围在0.001~0.1μm。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,液体组分a中的成膜助剂为醇酯十二、二丙二醇甲醚和醇酯十二成膜助剂中的至少一种;液体组分a中的消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂、硅油粉末型消泡剂中的至少一种;液体组分a中的分散剂为甲基戊醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的至少一种;液体组分a中的防冻剂为乙二醇、丙三醇的至少一种;液体组分a中的防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂;液体组分a中的流变调节剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇中的至少一种;液体组分a中的多功能助剂为amp-95、da-50中的至少一种;螯合剂为氨基羧酸、羟基羧酸、多胺中的至少一种。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中减水剂为椰壳活性炭,其细度大于600目。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中快干剂为纳米立德粉、超细铝酸盐水泥、纳米硅藻土、加气铝粉中的一种,其细度大于1250目。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中的温敏助挥发剂为改性纤维素和改性淀粉级配的混合物,改性纤维素为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素中的任意一种,改性淀粉为磷酸酯淀粉、氧化淀粉、羧甲基淀粉和双醛淀粉中的任意一种,其细度大于800目。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中的压制助剂为丙烯酰胺的。

一种放射性核污染物扩散迁移的压制方法,包括以下步骤:

(1)根据核事故应急响应放射性污染控制压制的要求,确定沾染应急处置目标区的面积及其地表特征;

(2)根据地表特点和任务要求选定作业机械或器材,任务要求为:放射性沾染区放射性沉降粉尘的扩散控制或扩散控制与压制预处理;

(3)根据上一步骤的任务要求,按照扩散控制1.0~1.2kg/m2的用量将压制剂均匀布洒在应急处置目标物表面,压制覆盖目标物上沾染物的迁移、扩散或再悬浮,并在目标物表层形成包埋着放射性沾染物的共聚膜;实现对放射性污染物快速压制,为后期处置、压制做好准备。

由于采用了上述技术方案,本发明具有如下有益效果:

本发明所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料及压制方法,通过布洒设备将该压制剂均匀布洒到地面介质上,在介质表面形成一层包埋、吸附、黏结放射性粉尘颗粒且致密性较好的共聚膜,能够有效覆盖压制介质表面上的放射性粉尘颗粒,防止放射性粉尘颗粒的悬浮和迁移,实现快速压制的目的。

本发明所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,将固液组分均匀稳定地分散在混合液中,实现了固液的有机共溶,很好地解决了分散稳定性的问题,由固液用时混合变为单一混合液使用,节省了原有的压制剂使用时的现场混合时间和搅拌工序,减轻了作业人员的劳动强度;

本发明所述的压制材料与现有技术的压制剂在同等的作业环境和条件下,表干时间由原来的8—46小时缩短至0.5-2小时,实干时间由原来的10—120小时缩短至2-8小时,本发明的压制剂粘度仅为现有技术反应性压制压制剂的1/6,其流动性及表面润滑性远优于现有技术的压制剂,其良好的分散性克服了压制剂在作业时混合不均匀提前结块成膜进而堵塞管道和泵的缺陷。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明,公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

放射性核污染物扩散迁移的压制材料,所述压制剂包括液体组分a和固体组分b通过分散合成的混合液,液体组分a和固体组分b按重量份包括:

液体组分a包括:聚合物乳液35~60份、水20~35份、成膜助剂0.6~1份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、流变调节剂0.6份和多功能调节剂1.2~3.0份、螯合剂1~2份。

固体组分b包括:减水剂5~15份、快干剂3~8份、温敏助挥发剂1.5~6份、压制助剂1.5~6份。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,液体组分a中的聚合物乳液为水分散型树脂乳液、水溶性酚醛树脂、水溶性氨基树脂、水溶性醇酸树脂、水溶性环氧树脂、水溶性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的至少一种,树脂乳液的粒径范围在0.001~0.1μm。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,液体组分a中的成膜助剂为醇酯十二、二丙二醇甲醚和醇酯十二成膜助剂中的至少一种;液体组分a中的消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂、硅油粉末型消泡剂中的至少一种;液体组分a中的分散剂为甲基戊醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的至少一种;液体组分a中的防冻剂为乙二醇、丙三醇的至少一种;液体组分a中的防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂;液体组分a中的流变调节剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇中的至少一种;液体组分a中的多功能助剂为amp-95、da-50中的至少一种;液体组分a中的螯合剂为氨基羧酸、羟基羧酸、多胺中的至少一种。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中减水剂为椰壳活性炭,其细度大于600目。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中干燥剂为纳米级碳酸钙、硅藻土、加气铝粉中的一种,其细度大于1250目。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中的温敏助挥发剂为改性纤维素和改性淀粉级配的混合物,改性纤维素为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素中的任意一种,改性淀粉为磷酸酯淀粉、氧化淀粉、羧甲基淀粉和双醛淀粉中的任意一种,其细度大于200目。

所述的放射性核污染物扩散迁移的压制材料,固体组分b中的压制助剂为丙烯酰胺的。

一种放射性核污染物扩散迁移的压制方法,包括以下步骤:

(1)根据核事故应急响应放射性污染控制与压制的要求,确定沾染应急处置目标区的面积及其地表特征;

(2)根据地表特点和任务要求选定作业机械或器材,任务要求为:放射性沾染区放射性沉降粉尘的扩散控制或扩散控制与压制预处理;

(3)根据上一步骤的任务要求,按照扩散控制1.0~1.5kg/m2的用量将压制剂均匀布洒在应急处置目标物表面,压制覆盖目标物上沾染物的迁移、扩散或再悬浮,并在目标物表层形成包埋着放射性沾染物的共聚膜;

实施例1

向100l容器中加入聚合物乳液35份、水20份、温敏助挥发剂1份、减水剂5份l、压制助剂1.5份、成膜助剂0.6份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、流变调节剂0.6份、多功能调节剂1.2份、螯合剂1份和快干剂3份,混合成均一、稳定的液体,经检测液体粘度为640mpa·s,完全满足指标要求,贮存稳定性经长期试样贮存试验满足两年不变质的性能要求。

其中成膜助剂为醇酯十二;消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂;分散剂为甲基戊醇;减水剂为椰壳活性炭;防冻剂为乙二醇;防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂;流变调节剂为羟乙基纤维素;多功能调节剂为amp-95;温敏助挥发剂为羧甲基纤维素与细度大于800目的磷酸酯淀粉的混合物;压制助剂为丙烯酰胺;快干剂为细度大于1250目的纳米立德粉;螯合剂为氨基羧酸。

按照实施例1进行小面积野外实验,在1000x1000mm放置水平的混凝土块上均匀布洒放射性替代物,作为标记物;并将实施例1中配制好的材料均匀布洒在混凝土板上,布洒量为1.5kg/m2,环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为2%,迁移深度为1mm。

按照实施例1进行大面积野外混凝土介质实验,选取相对平整的未经任何处理的混凝土路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为4%,迁移深度为2mm。

按照实施例1进行室内实验,选取相对平整的未经任何处理的室内大理石地面,测试范围标记在600x600mm的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为室内环境,温度变化范围为20℃~25℃,相对湿度范围为24%~36%,平均风速为0级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为1%,迁移深度为0.5mm。

按照实施例1进行大面积野外沥青介质实验,选取相对平整的未经任何处理的沥青路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为8%,迁移深度为4mm。

实施例2

向100l容器中加入聚合物乳液45份、水25份、温敏助挥发剂2份、减水剂8份l、压制助剂2.5份、成膜助剂0.8份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、流变调节剂0.6份、多功能调节剂1.8份、螯合剂1.5份和快干剂5份,混合成均一、稳定的液体,经检测液体粘度为682mpa·s,完全满足指标要求,贮存稳定性经长期试样贮存试验满足两年不变质的性能要求。

其中成膜助剂为二丙二醇甲醚;消泡剂为有机硅消泡剂;分散剂为聚丙烯酰胺;减水剂为椰壳活性炭;防冻剂为丙三醇;防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂;流变调节剂为甲基纤维素;多功能调节剂为da-50;温敏助挥发剂为羟乙基纤维素与细度大于800目的氧化淀粉的混合物;压制助剂为丙烯酰胺;快干剂为细度大于1250目的超细铝酸盐水泥;螯合剂为羟基羧酸。

按照实施例2进行小面积野外实验,在1000x1000mm放置水平的混凝土块上均匀布洒放射性替代物,作为标记物;并将实施例2中配制好的材料均匀布洒在混凝土板上,布洒量为1.5kg/m2,环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为2%,迁移深度为1mm。

按照实施例2进行大面积野外混凝土介质实验,选取相对平整的未经任何处理的混凝土路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为4%,迁移深度为2mm。

按照实施例2进行室内实验,选取相对平整的未经任何处理的室内大理石地面,测试范围标记在600x600mm的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为室内环境,温度变化范围为20℃~25℃,相对湿度范围为24%~36%,平均风速为0级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为1%,迁移深度为0.5mm。

按照实施例2进行大面积野外沥青介质实验,选取相对平整的未经任何处理的沥青路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为8%,迁移深度为4mm。

实施例3

向100l容器中加入聚合物乳液55份、水25份、温敏助挥发剂2.5份、减水剂12份l、压制助剂4份、成膜助剂0.8份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、流变调节剂0.6份、多功能调节剂2份、螯合剂1.8份和快干剂7份,混合成均一、稳定的液体,经检测液体粘度为735mpa·s,完全满足指标要求,贮存稳定性经长期试样贮存试验满足两年不变质的性能要求。

其中成膜助剂为二丙二醇甲醚;消泡剂为硅油粉末型消泡剂;分散剂为聚丙烯酸盐;减水剂为椰壳活性炭;防冻剂为丙三醇;防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂;流变调节剂为聚乙烯醇;多功能调节剂为da-50;温敏助挥发剂为甲基纤维素与细度大于800目的羧甲基淀粉的混合物;压制助剂为丙烯酰胺;快干剂为细度大于1250目的纳米硅藻土;螯合剂为多胺。

按照实施例3进行小面积野外实验,在1000x1000mm放置水平的混凝土块上均匀布洒放射性替代物,作为标记物;并将实施例3中配制好的材料均匀布洒在混凝土板上,布洒量为1.5kg/m2,环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为2%,迁移深度为1mm。

按照实施例3进行大面积野外混凝土介质实验,选取相对平整的未经任何处理的混凝土路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为4%,迁移深度为2mm。

按照实施例3进行室内实验,选取相对平整的未经任何处理的室内大理石地面,测试范围标记在600x600mm的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为室内环境,温度变化范围为20℃~25℃,相对湿度范围为24%~36%,平均风速为0级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为1%,迁移深度为0.5mm。

按照实施例3进行大面积野外沥青介质实验,选取相对平整的未经任何处理的沥青路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为8%,迁移深度为4mm。

实施例4

向100l容器中加入聚合物乳液60份、水35份、温敏助挥发剂3份、减水剂15份l、压制助剂6份、成膜助剂1份、消泡剂0.5份、分散剂0.4份、防冻剂2.5份、防霉杀菌剂0.6份、流变调节剂0.6份、多功能调节剂2.5份、螯合剂2份和快干剂8份,混合成均一、稳定的液体,经检测液体粘度为896mpa·s,完全满足指标要求,贮存稳定性经长期试样贮存试验满足两年不变质的性能要求。

其中成膜助剂为二丙二醇甲醚和醇酯十二的混合物;消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂与硅油粉末型消泡剂的混合物;分散剂为甲基戊醇与聚丙烯酸盐的混合物;减水剂为椰壳活性炭;防冻剂为乙二醇与丙三醇的混合物;防霉杀菌剂为工业级防霉杀菌剂;流变调节剂为甲基纤维素与聚乙烯醇的混合物;多功能调节剂为da-50与amp-95的混合物;温敏助挥发剂为乙基纤维素与细度大于800目的双醛淀粉的混合物;压制助剂为丙烯酰胺;快干剂为细度大于1250目的加气铝粉;螯合剂为氨基羧酸和多胺的混合物。

按照实施例4进行小面积野外实验,在1000x1000mm放置水平的混凝土块上均匀布洒放射性替代物,作为标记物;并将实施例4中配制好的材料均匀布洒在混凝土板上,布洒量为1.5kg/m2,环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为2%,迁移深度为1mm。

按照实施例4进行大面积野外混凝土介质实验,选取相对平整的未经任何处理的混凝土路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为4%,迁移深度为2mm。

按照实施例4进行室内实验,选取相对平整的未经任何处理的室内大理石地面,测试范围标记在600x600mm的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为室内环境,温度变化范围为20℃~25℃,相对湿度范围为24%~36%,平均风速为0级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为2%,迁移深度为1.5mm。

按照实施例4进行大面积野外沥青介质实验,选取相对平整的未经任何处理的沥青路面,测试范围标记在4mx10m的区域,布洒好放射性替代物,将压制材料按照1.5kg/m2的用量均匀喷洒在标记的区域内;环境条件为野外环境,温度变化范围为10℃~25℃,相对湿度范围为16%~36%,平均风速为2级,待压制剂干燥成膜后,测得近地表空气中标记物残留率为2.5%,迁移深度为3mm。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例,当前认为是适宜的,但是,应了解的是,本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

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