方法来清洁HIP罐的暴露表面。
[0076]一旦充填了 HIP罐并核实了固体水平，分离HIP罐进料喷嘴并将充填端口插头插入HIP罐中以使设备的下游污染的可能性最小化。充填端口插头对于在HIP工艺期间维持HIP罐的结构完整也是必要的。在适当位置清洁插头表面和暴露的端口表面并且将盖子放在台上的充填端口区域上方。使HIP罐降低离开充填站并且分离工艺放气管线并加盖。
[0077]将HIP罐移入气密室中，在那可准备拭子并且在那里可进行去污活动。当去污后，将HIP罐从气密室移出至焊接站，在那里将HIP罐充填端口盖插入端口，密封焊接并检查焊接泄漏。
[0078]将HIP罐移动至HIP罐烘烤站，在那里使该罐降低进入第二安全壳一活性安全壳外包装(ACOP)—并且将放气管线连接至HIP罐烘烤废气系统(下面更详细地描述)。替换HIP罐烘烤炉隔热盖并且将HIP罐和ACOP在几小时的过程中加热至约700°C。使任何烘烤废气按路线(routed)通过过滤器和捕集器从而除去任何颗粒或气体组分。例如，使用硫浸渍的碳床捕集器捕获水银，使水银不可通过中央通风系统排放至环境。
[0079]当烘烤完成时，通过放气管线将HIP罐吸成真空。当真空度达到设定值时，核实真空度。一旦核实了真空度，关闭放气端口并且移除真空管线。将ACOP从HIP罐烘烤炉移出并且将其放入与轨道引导的推车连接的隔热容器。将推车移动至焊接站，在那里密封焊接该关闭的放气端口并检查泄漏。将ACOP盖紧固于ACOP本体。
[0080]打开在罐充填热室的隔离部分与HIP热室之间的屏蔽隔离门。使推车移动进入HIP热室中并关闭屏蔽隔离门。
[0081]HIP器皿底部封盖处于开口 /降低的位置。使ACOP移动至HIP器皿底部封盖上的位置。提升该HIP器皿底部封盖并将其固定以密封HIP器皿。
[0082]通过将其中有HIP罐的ACOP加热至高达1000-1250°C同时控制HIP器皿内的压力来启动HIP工艺。在热室外部的受在线过滤保护的压缩机控制HIP器皿内的氩气氛。对ACOP中的HIP罐进行压力和温度的精确控制。在HIP工艺完成后，使ACOP和HIP罐在HIP器皿中冷却至足以移除的温度。
[0083]降低HIP器皿底部封盖并且将ACOP移动至隔热的HIP罐冷却柜，在那里使ACOP和HIP罐冷却至环境温度。
[0084]一旦冷却，从HIP罐冷却柜中移出ACOP并且将其放在轨道引导的推车上。打开HIP热室与第一密封容器充填/去污热室之间的屏蔽隔离门。将推车移动进入热室中并关闭该门。
[0085]打开ACOP并擦拭HIP罐的污染。如果发现污染，对ACOP和HIP进行去污。将清洁的ACOP返回至罐充填热室。
[0086]屏蔽的铃式起重机(bell crane)移除热室顶部插头并且从ACOP中收回HIP罐(如果还未被移除用以去污的话)。
[0087]烘烤测试
[0088]含金属的煅烧产物(例如Al和Zr)需要在HIP之前进行烘烤以除去不需要的成分，例如预HIP粉末中存在的过量湿气以及重金属。例如，在一个实施方案中，在HIP测试之前将Al煅烧物烘烤至900°C (1652 °F )。烘烤的目的是在HIP处理之前驱除Hg并完成煅烧。对于平均RCRA金属测试，Hg从1.04wt%减少至0.54wt%。对于最大的RCRA金属测试，Hg从2.25wt%减少至0.36wt%。在400°C (752 0F )下产生实际的Al煅烧物。优选的设计方法是将煅烧产物烘烤至100°C (212 °F )以除去过量的水。烘烤至900°C (1652 0F )将使Cs-137挥发进入废气系统中。
[0089]类似地，对于含Zr的煅烧物，可在100至200°C (212至392 0F )下完成烘烤以除去过量的湿气。然而，在升高的温度下将不会对替代的Zr煅烧物进行烘烤，因为这会使位于煅烧物中的Cd和Cs-137挥发。
[0090]除非另有说明，在说明书和权利要求书中使用的表示成分的数量、反应条件等的所有数值应当理解为在一切情况下通过术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，在下面说明书和所附的权利要求中提出的数字参数是可根据通过本教导而寻求获得的期望性质来变化的近似值。
[0091]从本文公开的说明书的认识以及主题的实践，本教导的其它实施方案对本领域技术人员来说将会是明显的。说明书和实施例意在被认为仅是示例性的，本公开的真实范围和精神由下面的权利要求表明。
【主权项】
1.一种固结包含放射性材料的煅烧材料的方法，所述方法包括: 使含放射性核素的煅烧物与至少一种添加剂混合以形成预HIP粉末； 将该预HIP粉末装入罐中； 密封该罐； 通过HIP器皿的底部装载该密封的罐； 关闭所述HIP器皿；并且 在1000°C至1250°C的温度和30至10MPa的压力下，热等静压该HIP器皿中的该密封的罐持续10-14小时的时间。
2.权利要求1的方法，还包括在将该密封的罐中的预HIP粉末装入该HIP器皿中之前预加热该预HIP粉末。
3.权利要求1或2任一项的方法，其中所述预加热包括将该预HIP粉末加热至足以除去来自所述预HIP粉末的过量湿气的温度。
4.前述权利要求中任一项的方法，其中所述足以除去过量湿气的温度是100°C至400。。。
5.权利要求2或3的方法，其中所述预加热包括将该预HIP粉末加热至足以驱除不需要的成分而没有使所述粉末中存在的任何放射性核素挥发的温度。
6.权利要求5的方法，其中所述足以驱除不需要的成分而没有使所述粉末中存在的任何放射性核素挥发的温度是400°C至900°C。
7.前述权利要求中任一项的方法，还包括在所述HIP罐中装载该预HIP粉末之前预加热该预HIP粉末。
8.权利要求7的方法，还包括在温度最高达600°C时将所述预加热粉末和罐装入该HIP器皿中。
9.前述权利要求中任一项的方法，其中通过该HIP器皿的底部装载该罐包括使用自动装载系统的至少一种机器人。
10.前述权利要求中任一项的方法，还包括在所述HIP器皿中装载所述罐之前对所述罐进行排气并密封。
11.前述权利要求中任一项的方法，其中所述预HIP粉末包含60-80%的放射性煅烧物。
12.权利要求11的方法，其中放射性煅烧物与添加剂的比例以重量计为约80:20。
13.前述权利要求中任一项的方法，其中该添加剂包含选自8&0、0&0、么1203、1102和5102中的至少一种氧化物，当该添加剂与该煅烧物组合时，在所述热等静压之后形成陶瓷矿物或玻璃/陶瓷材料。
14.权利要求13的方法，其中所述陶瓷矿物或玻璃/陶瓷包含碱硬锰矿(BaAl2Ti6016)、钛锆钍矿(CaZrThO7)和钙钛矿(CaT13)。
15.前述权利要求中任一项的方法，其中所述罐包含不锈钢。
16.前述权利要求中任一项的方法，还包括在通过该HIP器皿的底部装载之前，将所述罐封装在安全壳中。
17.权利要求16的方法，还包括将其中含有所述罐的该安全壳放置在所述HIP器皿的底部封盖上，并且随后提升该底部封盖并且固定以密封该HIP器皿。
18.前述权利要求中任一项的方法，其中密封所述罐包括焊接所述罐。
19.前述权利要求中任一项的方法，还包括在热等静压之后在所述HIP器皿中冷却该罐。
20.前述权利要求中任一项的方法，还包括在热等静压之后和在冷却所述罐之前从所述HIP器皿移出所述罐。
【专利摘要】本公开涉及一种固结包含放射性材料的煅烧物的方法，该方法包括使60-80％(以重量计)的含放射性核素的煅烧物与至少一种非放射性添加剂例如氧化物混合，并且热等静压该混合物以形成稳定的玻璃/陶瓷整体料。在一个实施方案中，含放射性核素的煅烧物与添加剂的比例以重量计为约80:20，其中该非放射性添加剂包含氧化物例如BaO、CaO、Al2O3、TiO2、SiO2及其它，在热等静压之后该非放射性添加剂与废物元素及化合物组合从而形成陶瓷矿物或玻璃/陶瓷材料。可形成的矿物相的非限制性实例是：碱硬锰矿(BaAl2Ti6O16)、钛锆钍矿(CaZrThO7)和钙钛矿(CaTiO3)。
【IPC分类】G21F9-34, B22F3-15, B01J3-00, G21F9-30, B30B11-00
【公开号】CN104704578
【申请号】CN201380037682
【发明人】R·佩尔绍德, S·莫利卡, C·奥卡特, D·泰勒
【申请人】美国静压机股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年6月4日
【公告号】EP2856472A1, US8754282, US20130109903, WO2013184648A1