选自如下的配体:乙二胺四乙酸(EDTA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、月桂基取代的Η)ΤΑ、聚天冬氨酸、草酸、谷氨酸、二乙酸(GLDA)、乙二胺-N，N’_二琥珀酸(EDDS)、葡糖酸、葡庚糖酸、N，N’_亚乙基双-[2-(邻羟基苯基)]甘氨酸(EHPG)、吡啶二羧酸(PCDA)、次氮基三乙酸(NTA)、它们的盐和酸，以及它们的混合物。
[0026]该隐蔽剂和/或螯合剂可以以不同量使用。在某些实施方案中，隐蔽剂和/或螯合剂中以约0.025-约5.0重量％的量存在，基于溶液组合物的重量。
[0027]—种或多种这些试剂的使用可有效地从沉积物释放络合物离子，例如分离的金属离子。在某些实施方案中，可以使用隐蔽剂，螯合剂或其掺合物从放射性沉积物的晶格络合铁、镍、钴和它们的相应的同位素。也可以通过如下方式使分离的金属离子络合:使分离的金属离子沉淀并使用分散剂去除胶体沉淀。合适的分散剂可以从现有技术中已知的那些中选择。非限制性的分散剂的实例包括聚丙烯酸，胺中和的聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯，以及它们的混合物。合适的分散剂的非限制性的实例可以以商品名OptiSpersePffR 6600从通用电气公司购得。可以从氧化物沉积物沉淀所分离的金属离子，和可通过采用过滤、反渗透、或离子交换去除胶态的沉淀物。
[0028]在某些实施方案中，可使水溶液循环通过分光光度计以测定其中所含的络合金属的浓度。此外，可通过在线离子交换床，叠置过滤组件或低微米尺寸的过滤器排出所消耗的水溶液。
[0029]不希望受任何特定理论的束缚，认为在去污过程中原位产生氢气，且其促进溶液和粒料的混合和机械搅拌。
[0030]此外，该水溶液可以用惰性气体或空气喷射用于混合，和包含用于去污的目标部件和/或相关设备的系统可以是在氧化或还原条件下。为了氧化的条件，可以使用氧清除剂。合适的氧清除剂可以从现有技术中已知的那些中选择。为了还原条件，可以使用还原剂。适宜的还原剂可以从现有技术中已知的那些中选择。还原剂的非限制性的实例包括抗坏血酸、柠檬酸、肼、碳酰肼、催化肼、氢醌、甲基乙基酮肟、二乙基羟胺、异抗坏血酸及其混合物。
[0031]在某些实施方案中，可向核反应堆的局部区域添加单质金属。非限制性的实例包括向含有喷射栗孔或反应堆冷却剂栗的局部区域添加单质金属。
[0032]在某些实施方案中，可以用贵金属调节沉积物例如放射性核素和/或放射性氧化物垢。可以在向水溶液添加单质金属之前进行此调节步骤。
[0033]在某些实施方案中，系统是绝热的。
[0034]从部件和/或相关设备的表面至少部分地瓦解和/或去除沉积物例如放射性核素和/或放射性氧化物垢，并将其进行处理。该处理可以包括通过如下方式对所产生的沉积物进行纯化:去除粒料或将沉积物转移到容纳储槽或向放射性废物系统添加沉积物或将沉积物从电厂位置输送到另一个位置。
[0035]不希望受任何特定理论的束缚，认为根据本发明，单质形式的固体锌可以与放射性沉积物反应以产生含有锌离子的副产物。在某些实施方案中，在正常操作期间将锌离子用作对于应力腐蚀开裂的抑制剂。副产物锌离子防止从一次表面氧化物过量释放锌，所述氧化物因在线的锌添加而形成(通过通常离子效应)。
[0036]本发明的方法不要求冲洗步骤，并且可以提供碳分子，所述碳分子对于核燃料上的污物积聚可以是有利的。
[0037]在没有升高温度(例如不需要系统热和/或外部热源)的情况下，本发明的方法对于至少部分瓦解、溶解、去除和减少沉积物物是有效的。因此，当系统处于关机或保养条件时，可以在环境温度下施加胶态或粒料形式的单质金属。
[0038]虽然已经详细描述了本发明的具体实施方案，但本领域技术人员理解，鉴于本公开的整体教导，可以对这些细节发展各种修改和替代。因此，关于本发明的范围，所公开的具体实施方案意在仅为说明性的，而不是限制性的，对于所述范围给出所述权利要求的全部范围及其任何和所有等同物。
[0039]实施例
[0040]在实验室中，在环境溶解的氧硼酸的条件(在关机浓度)下，和在碱性非硼酸化的条件下，进行镍铁体溶解测试。样品1-4如下制备。对于每个样品，测试体积为200毫升。样品I和2包括硼酸(约2500ppm的硼)，且样品3和4分别为碱性，且不包括硼酸。
[0041 ]具体而言，样品I和2包含约1.84克的柠檬酸和1.29克的硼酸。向样品I添加约0.78克锌，而样品2不含任何锌。
[0042]对于样品3和4，制备起始的润湿保养溶液，使得每个样品含有约0.009克的碳酰肼和0.2毫升乙醇胺，并用添加氢氧化铵进行pH调节。润湿保养溶液的最终pH为约10.2。向两个样品3和样品4添加约4克的EDTA。接着，向样品4添加0.8克锌，而样品3不含任何锌。
[0043]在对于样品1-4的每个建立化学组成(chemistries)后，向每个添加2.5克的镍铁体，和将瓶子加盖。在测试过程中，从每个样品1-4拉拔出2-3样品，并且对于每次样品拉拔记录时间。样品的尺寸约为Iml。通过0.45μπι的注射器过滤器过滤所述样品。进行测试23.5小时。然后用10yL的食人鱼(piranha)浴溶液准备(prepped)所拉拔的样品，所述浴溶液含有硫酸和过氧化氢，稀释因子为1:20，并通过感应耦合等离子体(ICP)光谱分析铁和镍。结果表明，在酸性硼酸化条件和碱性无硼酸化的条件下，腐蚀产物的溶解速率的六倍增大，如图1和图2所示。图1示出了在硼酸条件下(即样品I和2)单质锌对于镍铁体沉积物的溶解的影响。图2显示了在还原条件下(即样品3和4)单质锌对于镍铁体沉积物的溶解的影响。测得的铁浓度的斜率的六倍增大是在两种化学体制下溶解速率的六倍增大的指示。
【主权项】
1.一种用于至少部分地瓦解或去除在核水反应堆中的构件的表面上形成的放射性沉积物的方法，包括: 识别该构件； 在非操作服役时取出该构件； 使该构件的表面与水溶液接触;和 向水溶液添加有效量的固体形式的单质金属， 其中在环境温度下实施所述方法。2.根据权利要求1所述的方法，其中放射性沉积物包括选自放射性核素、氧化物垢和腐蚀产物的一种或多种材料。3.根据权利要求1的方法，其中单质金属选自具有对低合金钢呈阳极的标准电化学势的金属。4.根据权利要求3所述的方法，其中在金属和合金的电位序中，单质金属的电化学势比低合金钢的电化学势更具有活性。5.根据权利要求1的方法，其中单质金属选自锌、招、镁、铍、锂、铁和它们的混合物。6.根据权利要求1的方法，其中单质金属为选自板坯、粒状、粉末、胶体和它们的组合的形式。7.根据权利要求1所述的方法，还包括向水溶液添加选自隐蔽剂，螯合剂和它们的混合物的材料。8.根据权利要求1的方法，其中所述单质金属以约0.0OlM至约2M的量存在，基于所述水溶液的体积。9.根据权利要求1的方法，其中所述水溶液的pH值在约3.0至约13的范围内。10.根据权利要求1的方法，其中所述核水反应堆在选自保养和关闭的条件下。11.根据权利要求1的方法，其中所述接触包括对所述构件的表面施以选自水溶液的再循环流动和水溶液的静态浸泡中的技术。12.根据权利要求1所述的方法，还包括: 从放射性沉积物分离金属离子； 沉淀金属离子以形成沉淀物;和 通过采用选自过滤、离子交换和反渗透的方法去除沉淀物。13.根据权利要求1所述的方法，还包括以下中的至少一种:纯化所述瓦解的和放射性的沉积物，将所述沉积物转移到容纳储槽，向放射性废物的系统添加所述沉积物和将所述沉积物输送到远离核水反应堆的位置。14.一种组合物，在非操作条件期间该组合物与在核水反应堆中的构件的表面接触时，该组合物对于至少部分地瓦解和溶解形成于所述构件的表面上的放射性沉积物时是有效的，该组合物包含: 含水组分;和 固体形式的单质金属组分， 其中该组合物对于从放射性沉积物的氧化物晶格分离金属离子是有效的。15.根据权利要求14的方法，其中单质金属选自具有对低合金钢呈阳极标准电化学势的金属。
【专利摘要】本发明整体上涉及在核电厂中部件上的沉积物的放射性去污，具体涉及在环境温度下用于瓦解，溶解，去除和减少的改进的并系统和方法，所述放射性核素形成于压水反应堆中的部件和沸水反应堆的内部部件的一次侧表面上。该方法包括识别该构件，在非操作服务时取出构件，将构件与水溶液接触(例如再循环流或静态浸泡)，以及向水溶液中添加有效量的固体形式的单质金属。
【IPC分类】G21F9/30
【公开号】CN105684094
【申请号】
【发明人】K·R·克里泽, L·R·伊基达, N·D·维塔莱
【申请人】西屋电气有限责任公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年6月5日