Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm

Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm Nghiên cứu mô hình tẩy xạ bề mặt một số vật liệu và thiết bị trong lò phản ứng và nhà máy điện hạt nhân bằng phương pháp siêu âm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH TẨY XẠ BỀ MẶT NHIỄM BẨN PHĨNG XẠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM SVTH: Phạm Đức Minh CBHD: TS Lê Công Hảo CBPB: TS Huỳnh Trúc Phương Tp Hồ Chí Minh, Năm 2016 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý tận tình Quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Vật lý hạt nhân, khoa Vật lý & Vật lý kỹ thuật, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh Trước hết, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, cơng ơn sinh thành dưỡng dục tạo điều kiện để bước đến giảng đường đại học Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Công Hảo dành nhiều thời gian tâm huyết để truyền đạt cho em kiến thức lẫn kỹ thực nghiệm Em xin gửi lời cảm ơn Quý Thầy Cô hội đồng dành nhiều thời gian đọc có ý kiến đóng góp quý báu vào khóa luận Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Vật lý Hạt nhân tạo điều kiện cho em suốt khóa học Tơi xin cảm ơn đến tồn thể bạn lớp 12KTH giúp đỡ nhiều suốt thời gian qua Mặc dù em có nhiều cố gắng hồn thiện khóa luận, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp q báu Q Thầy Cơ bạn Em xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 Phạm Đức Minh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ v LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ VÀ TỔNG QUAN VỀ TẨY XẠ 1.1 Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt 1.2 Nhiễm bẩn phóng xạ nhà máy sở hạt nhân 1.3 Tổng quan tẩy xạ 1.3.1 Khái niểm tẩy xạ 1.3.2 Cách thức tiếp cận chọn phương pháp tẩy xạ 1.4 Đánh giá kết tẩy xạ CHƯƠNG TẨY RỬA SIÊU ÂM 2.1 Tổng quát 2.2 Cấu tạo hệ thống tẩy rửa siêu âm 2.2.1 Đầu dò siêu âm 2.2.2 Máy rửa siêu âm 11 2.2.3 Bể rửa siêu âm 12 2.3 Nguyên lý hoạt động tẩy rửa siêu âm 12 2.3.1 Hiện tượng xâm thực khí 12 2.3.2 Quy trình làm cơng nghệ siêu âm 13 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến làm siêu âm 15 2.4.1 Mối quan hệ bọt khí tần số siêu âm 15 2.4.2 Dung dịch tẩy rửa 17 2.4.3 Tác dụng nhiệt độ 17 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 19 3.1 Hóa chất 19 i 3.2 Dụng cụ thiết bị 19 3.3 Quy trình tạo mẫu nhiễm bẩn 21 3.3.1 Pha dung dịch muối kaliclorua 21 3.3.2 Quy trình ngâm ống thép 304 21 3.4 Quy trình tẩy rửa 22 3.5 Kết thảo luận 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt SONAR Sound navigation and ranging Sóng âm phản xạ DF Decontamination factor Hệ số tẩy xạ Mb Measurement “before” decontamination Giá trị đo trước tẩy xạ Ma Measurement “after” decontamination Giá trị đo sau tẩy xạ Ib Dose (radiation) rate “before” Liều xạ trước tẩy decontamination xạ Dose (radiation) rate “after” Liều xạ sau tẩy decontamination xạ Ab Activity “before” decontamination Hoạt độ trước tẩy Aa Activity “after” decontamination Hoạt độ sau tẩy Ia iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Giá trị đo suất liều xạ phông 24 Bảng 3.2 Giá trị đo suất liều xạ ống thép trước tẩy 25 Bảng 3.3 Giá trị đo suất liều xạ ông thép sau tẩy 26 Bảng 3.4 Hệ số tẩy xạ DF DF% mẫu 27 iv DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sản lượng sản phẩm phân hạch theo khối lượng phản ứng phân hạch neutron nhiệt với U235 Pu239 nguồn nhiên liệu điển hình cho lò phản ứng hạt nhân nay[11] Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống tẩy rửa siêu âm Hình 2.2 Đầu dò siêu âm áp điện tần số 40kHz 10 Hình 2.3 Máy phát siêu âm máy Ultrasonic SQ338A 11 Hình 2.4 a) Dung dich tẩy rửa tiếp xúc với chất bẩn b) Phần dung dịch làm gần chất bẩn bị bão hòa 14 Hình 2.5 a) Bọt khí bắn phá lớp bão hòa chất bẩn b) bọt khí bắn phá chất bẩn khơng bị hòa tan 14 Hình 2.6 Mơ tả mối quan hệ tần số bọt khí 16 Hình 3.1 Ống thép 304 với đường kính tương ứng 20 Hình 3.2 Máy rửa siêu âm SQ338A, dung tích 1,8 lít 20 Hình 3.3 a) Chuẩn bị dung dịch muối kaliclorua b) Các mẫu ống thép ngâm dung dịch gia nhiệt 21 Hình 3.4 a) Mẫu trước tẩy rửa b) Mẫu sau tẩy rửa 22 Hình 3.5 Mô tẩy xạ phương pháp siêu âm 23 Hình 3.6 Biểu đồ cột so sánh hiệu suất tẩy xạ DF(%) mẫu ngâm thời gian 30 ngày, nhiệt độ dung dịch tẩy 60 độ C 28 Hình 3.7 Biểu đồ cột so sánh hiệu suất tẩy xạ DF(%) với nhiệt độ khác nhóm mẫu 2, 28 Hình 3.8 Biểu đồ cột khảo sát thời gian tẩy rửa với nhóm mẫu 4, 29 v LỜI MỞ ĐẦU Vào năm 1794 – Lazzaro Spallanzani, nhà sinh lý học nhà sinh học người Ý, phát lồi dơi di chuyển bóng tối thơng qua phản ánh âm tần số cao Phát Spallanzani trở thành tảng vật lý siêu âm Sóng siêu âm dạng sóng học truyền mơi trường vật chất cách truyền lượng từ phần tử sang phần tử khác Dải âm ta nghe có tần số từ 20HZ đến 20kHz Còn với dải sóng âm có tần số lớn 20kHz gọi sóng siêu âm Yêu cầu kỷ 19 vào phép đo tốc độ âm nước mở đường cho phát triển SONAR Năm 1826 – Jean-Daniel Colladon, nhà vật lý học Thụy Sĩ, sử dụng chuông nhà thờ nước để xác định tốc độ âm hồ Genava Ông phát tốc độ âm nước khơng khí Bằng cách đo hai kiện Colladon tính tốc dộ âm nước 1435m/s, khác biệt so với tính tốn ngày 3m/s[3] Các nhiệm vụ hải quân hoạt động tàu ngầm chống tàu ngầm ngày khốc liệt Chiến tranh giới thứ quan tâm đặc biệt đến phát triển SONAR Trong nghiên cứu phát triển âm nước đầu dò giai đoạn phát triển mạnh, dẫn đến tiến quan trọng công nghệ siêu âm nay[3] Từ việc phát triển để phục vụ cho chiến tranh, ngày siêu âm tiến có ứng dụng rộng rãi đời sống như: y học, công nghiệp, làm sóng siêu âm… Trong năm 1960, tẩy xạ thực tế phổ biến ngành công nghiệp hạt nhân Giữa năm 1970, với hỗ trợ quan quản lý ngành công nghiệp, quy trình tẩy xạ trở nên hồn thiện Vào cuối năm 1970, ngừng hoạt động sở hạt nhân điều đưa khái niệm tẩy xạ , không để giảm mức độ xạ, thường mục tiêu chính, mà để tạo thuận lợi cho quản lý chất thải và, có thể, cho phép tái sử dụng vật liệu, linh kiện Khái niệm tẩy xạ giới thiệu đời ngành công nghiệp hạt nhân sử dụng để mô tả việc giảm mức độ xạ bề mặt thành phần, hệ thống cấu trúc tạo điều kiện công việc bảo dưỡng, sửa chữa kiểm soát Tầm quan trọng tẩy xạ, phát triển tất yếu phương pháp tẩy xạ đa dạng vấn đề giảm mức độ xạ ảnh hưởng đến việc xản suất liên quan đến ngành công nghiệp hạt nhân Từ điều nói thấy tầm quan trọng việc tẩy xạ Do tơi chọn đề tài “NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH TẨY XẠ BỀ MẶT MỘT SỐ VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ TRONG LÒ PHẢN ỨNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM”, nhằm nghiên cứu hiệu tẩy xạ thực tế qui mơ phòng thí nghiệm Nội dung khóa luận chia thành chương: + Chương 1: Nhiễm bẩn phóng xạ tổng quan tẩy xạ + Chương 2: Tẩy rửa siêu âm + Chương 3: Thực nghiệm kết Kết Luận Và Kiến Nghị CHƯƠNG NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ VÀ TỔNG QUAN VỀ TẨY XẠ 1.1 Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt Nhiễm bẩn phóng xạ lắng đọng nguyên tố phóng xạ hợp chất từ phương tiện gây nhiễm bẩn chất lỏng, khí hay nhiều dạng vật lý khác, bề mặt thành phần, hệ thống cấu trúc sở hạt nhân Các đặc tính nhiễm bẩn liên quan chặt chẽ với tính chất đặc điểm bề mặt, phương tiện gây nhiễm bẩn [4] Trong sở hạt nhân nhiểm bẩn phóng xạ xảy với hầu hết nguyên tố bảng tuần hoàn tồn nhiều dạng khác Nó nằm bụi kim loại, dầu, mỡ chất lỏng, chí lớp oxit ăn mòn Một phần mười microgram bề mặt gây nguy hiểm Nếu chất gây nhiểm có khơng khí lượng chất nhiễm bẩn nhỏ nhiều [5] Nhiễm bẩn phóng xạ chia làm loại [4]: + Nhiễm bẩn tự do: loại bỏ phương pháp đơn giản thổi, hút chân không phương pháp tương tự + Nhiễm bẩn lỏng lẻo: loại bỏ kỹ thuật làm thông thường + Nhiễm bẩn cố định, chặt chẽ: loại bỏ không loại bỏ lớp bề mặt Khi chất nhiễm bẩn cố định lớp oxit, nơi đồng vị phóng xạ giữ chặt chẽ cách trao đổi ion, hợp chất hóa học hay chất hút bám khác tẩy xạ khó khăn lớp bề mặt cần phải loại bỏ 1.2 Nhiễm bẩn phóng xạ nhà máy sở hạt nhân Như trình bày, chất nhiễm bẩn xảy với với nguyên tố nào, nhiễm bẩn phổ biến kết từ phản ứng phân hạch, sản phẩm hình thành q trình phân hạch lò phản ứng hạt nhân (hình 1.1) Các sản phẩm phân hạch giữ lại nhiên liệu đốt cháy thường có xu hướng ảnh hưởng tới lò phản ứng cách bắt neutron cần thiết để tiếp 2.4.2 Dung dịch tẩy rửa Dung dịch tẩy rửa ảnh hưởng đến q trình tạo bọt qua thuộc tính: sức căng bề mặt, áp suất độ nhớt Sức căng bề mặt dung dịch tỉ lệ thuận với lượng bọt khí nổ Các giới hạn kích thước bọt khí bị chi phối áp suất hơi, chất lỏng áp suất cao tạo bọt khí nghèo nàn Bọt khí dao động tăng trưởng bị cản trở độ nhớt chất lỏng, ảnh hưởng đến dao động dòng chảy bên dung dịch [7] Việc sử dụng chất hóa học thích hợp đặc biệt quan trọng để mang lại hiệu cao cho quy trình tẩy rửa kỹ thuật sóng siêu âm Sự lựa chọn thành phần hóa học phải tương thích với kim loại tẩy rửa có khả tẩy rửa chất bẩn Nó phải có khả tạo bọt khí tốt Hầu hết chất tẩy rửa hóa học sử dụng thuận lợi với kỹ thuật sóng siêu âm Chúng có cơng thức đặc biệt để sử dụng cho kỹ thuật tẩy rửa siêu âm Sử dụng công thức cho việc tẩy rửa thích hợp u cầu tới vài thiết bị mà cần nghiên cứu xem xét rõ ràng bao gồm tăng công suất mang lại hiệu [1] Các chất phản ứng sử dụng tẩy rửa chia theo nhóm [5]: + Dung mơi: chất tạo nhũ chất tẩy rửa dùng tẩy nhiễm bẩn chứa dầu mỡ + Chất tạo phức: dùng để loại bỏ ion bề mặt nhiểm bẩn cách hấp thụ hóa học trao đổi ion + Chất oxy hóa: điều kiện để thành phần lớp oxit đến trạng thái hóa trị cao + Chất tẩy rửa: để làm bề mặt Chất tẩy rửa phổ biến trình làm kim loại axit phosphoric axit sulphuric 2.4.3 Tác dụng nhiệt độ Nhiệt độ coi tham số quan trọng việc tạo cường độ cực đại bọt khí Sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi độ nhớt, khả hòa tan 17 khí chất lỏng, mức độ khuếch tán khí chất lỏng áp suất [1] Nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng dung dịch tẩy rửa số bọt khí tạo Sự sủi bọt khí hiệu điều kiện nước tinh khiết với nhiệt độ vào khoảng 710C Nguyên tắc chất hóa học hoạt động có hiệu với quy trình tẩy rửa đưa Như hiệu ứng sóng siêu âm lớn đạt 710C hầy hết chất tẩy rửa lại sử dụng nhiệt độ 82 – 880C tác dụng hóa học chất tẩy rửa đạt hiệu suất cao Nhưng chất tẩy rửa khác bị phá vỡ hay hiệu chúng nhiệt độ giới hạn Nhiệt độ thích hợp để sử dụng với chất hóa học khơng q 880C 18 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ Trong nghiên cứu khóa luận này, chúng tơi mơ hình hóa việc tẩy xạ thiết bị nhà máy điện hạt nhân Vì việc mơ thí nghiệm hạn chế việc tìm thiết bị giống nhà máy điện hạt nhân khó nên phương pháp tẩy xạ siêu âm, sử dụng thép không gỉ 304 mô ống dẫn nước làm mát lò Việc mơ chất nhiểm bẩn lò phản ứng hạt nhân khó khăn nguy hại phóng xạ cao nên sử dụng K-40 muối KCl làm dung dịch nhiểm bẩn 3.1 Hóa chất  Muối kaliclorua (KCl) 99%  Dung dịch nước cất  Dung dịch axit clohidric (HCl) 35%  Dung dịch axit sunfuric (H2SO4) 98%  Bột giặt Aba 3.2 Dụng cụ thiết bị  Bể ngâm  Cân điện tử  Bếp nung  Đèn hồng ngoại  Máy đo Inspector  Ống thép 304 với chiều cao ống 10cm đường kính tương ứng hình 3.1  Máy rửa siêu âm SQ338A, dung tích 1,8 lít, có tần số 40kHz hình 3.2 19 Hình 3.1 Ống thép 304 với đường kính tương ứng Hình 3.2 Máy rửa siêu âm SQ338A, dung tích 1,8 lít 20 3.3 Quy trình tạo mẫu nhiễm bẩn 3.3.1 Pha dung dịch muối kaliclorua Do hạn chế mặt kĩ thuật điều kiện thực tế, trình tạo mẫu K-40 chọn làm chất nhiễm bẩn Nó chiếm 0,012% (120ppm) tổng lượng kali tìm thấy tự nhiên Trong muối kaliclorua (KCl) hoạt độ phóng xạ riêng K-40 16700 Bq/kg Muối KCl hòa tan nước với độ tan tối đa điều kiện thực tế nhiệt độ phòng (hình 3.3a) Sau dung dịch trì với mức pH=4 axit HCl 3.3.2 Quy trình ngâm ống thép 304 Các ống thép 304 ngâm trực tiếp vào bể dung dịch HCl với thời gian từ 30 đến 49 ngày Trong thời gian 10 ngày đầu ống thép ngâm điều kiện nhiệt độ phòng Sau dung dịch gia nhiệt làm bay nước với nhiệt độ vào khoảng 60 – 70 độ C (hình 3.3b) Mục đích việc gia nhiệt làm cho lượng muối bám vào ống thép tối đa Hình 3.3 a) Chuẩn bị dung dịch muối KCl b) Các mẫu ống thép ngâm dung dịch gia nhiệt 21 3.4 Quy trình tẩy rửa Các mẫu ống thép hình 3.1 sau ngâm, chúng vớt làm khô (hình 3.4a) Sau ống đo liều Inspector trước tẩy rửa, khoảng cách 1,5cm với số lần đo lần thời gian lần phút Các kết đo đo mặt ống Các mẫu tẩy dung dịch nước cất dung dịch có 0,5% H2SO4 bột giặt, với nhiệt độ vào khoảng từ 60 – 90 độ C Thêm bột giặt vào dung dịch 0,5% H2SO4 nhằm hạn chế ăn mòn axit Thời gian tẩy rửa từ đến 10 phút (hình 3.5) Sau tẩy ống thép lại làm khơ (hình 3.4b) đo lại giống trước tẩy máy Inspector nhằm đánh giá hiệu suất trình tẩy rửa Các mẫu ống cho thấy khả làm khơng bề mặt bên ngồi mà bên lòng ống Hình 3.4 a) Mẫu trước tẩy rửa b) Mẫu sau tẩy rửa Các dung dịch sau tẩy bao gồm nước cất dung dịch (0,5% H2SO4 + bột giặt) thu lại cô cạn để thu lại muối KCl tạo điều kiện cho việc lưu trữ chất thải 22 Lọ thủy tinh chứa dung dịch tẩy rửa Bể rửa siêu âm Giá treo mẫu Máy rửa siêu âm SQ338A Hình 3.5 Mơ tẩy xạ phương pháp siêu âm 3.5 Kết thảo luận Kết tẩy xạ sóng siêu âm khóa luận có kết hợp thêm yếu tố ảnh hưởng đến tẩy rửa siêu âm như: nhiệt độ, dung dịch, thời gian tẩy rửa Để đánh giá hiệu trình tẩy rửa, cần có thơng số trước sau tẩy Các thông số thể qua bảng 3.2 bảng 3.3 Suất liều phông đo thể qua bảng 3.1 Các số liệu suất liều phông đo lần, thời gian lần đo phút Số liệu đo trước tẩy sau tẩy đo lần lần phút Khoảng cách từ Inspector đến mẫu 1,5cm Các kết đo mặt ống Kết trình tẩy rửa siêu âm thể bảng 3.4 qua thơng số DF(%) tính qua công thức (1.2) Các thông số đo suất liều trước tẩy Mb suất liều sau tẩy Ma suất liều phơng đo lần tính theo giá trị trung bình 23 Các giá trị trung bình sai số tính theo cơng thức (3.1), (3.2), (3.3), (3.4) Cơng thức tính giá trị trung bình: 𝑋̅ = ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 𝑛 (3.1) Phương sai ( liệu n < 30): 𝑛 ∑(𝑋𝑖 − 𝑋̅ ) 𝑆2 = 𝑛−1 (3.2) 𝑖=1 Độ lệch chuẩn: 𝜎 = √𝑆 (3.3) Truyền sai số: 𝑓 = (𝑥, 𝑦) → 𝜎𝑓2 𝜕𝑓 2 𝜕𝑓 2 = ( ) 𝜎𝑥 + ( ) 𝜎𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 (3.4) Trước tính DF(%) thơng số trung bình trước sau tẩy được trừ cho kết trung bình phơng Bảng 3.1 Giá trị đo suất liều xạ phông Lần đo Suất liều 𝜇Sv/h 0,11 0,12 0,11 Trung bình 0,113 ± 0,006 Để thuận tiện cho việc khảo sát, phân biệt yếu tố ảnh hưởng đến tẩy xạ phương pháp siêu âm, chia mẫu nhiễm bẩn thành nhóm nhóm gồm ống thép với đường kính khác Các ống thép nhóm mẫu tẩy rửa điều kiện 24 Bảng 3.2 Giá trị đo suất liều xạ ống thép trước tẩy Lần đo Nhóm Số ngày Đường mẫu ngâm mẫu kính(mm) (µSv/h) 12 0,35 0,38 0,36 0,363 ± 0,015 15 0,44 0,42 0,39 0,417 ± 0,025 22 0,67 0,64 0,65 0,653 ± 0,015 26 0,69 0,68 0,64 0,670 ± 0,026 12 0,35 0,39 0,34 0,360 ± 0,026 15 0,49 0,46 0,44 0,463 ± 0,025 22 0,64 0,61 0,69 0,647 ± 0,040 26 0,69 0,65 0,67 0,670 ± 0,020 12 0,35 0,37 0,39 0,370 ± 0,020 15 0,49 0,43 0,45 0,457 ± 0,031 22 0,69 0,64 0,63 0,653 ± 0,032 26 0,69 0,68 0,68 0,683 ± 0,006 12 0,34 0,37 0,39 0,367 ± 0,025 15 0,46 0,45 0,41 0,440 ± 0,026 22 0,64 0,65 0,67 0,653 ± 0,015 26 0,69 0,66 0,64 0,663 ± 0,025 12 0,37 0,35 0,36 0,360 ± 0,010 15 0,45 0,49 0,45 0,463 ± 0,023 22 0,64 0,68 0,63 0,650 ± 0,026 26 0,69 0,67 0,68 0,680 ± 0,010 12 0,36 0,34 0,38 0,360 ± 0,020 15 0,46 0,49 0,45 0,467 ± 0,021 22 0,63 0,64 0,68 0,650 ± 0,026 26 0,69 0,69 0,67 0,683 ± 0,012 30 ngày 30 ngày 36 ngày 42 ngày 49 ngày 49 ngày 25 Suất liều trung bình Bảng 3.3 Giá trị đo suất liều xạ ông thép sau tẩy Nhóm mẫu Loại Thời gian tẩy chất nhiệt độ tẩy rửa dung dịch tẩy kính(mm) Suất liều trung bình (µSv/h) 12 0,14 0,15 0,17 0,153 ± 0,015 Nước phút 15 0,17 0,15 0,15 0,157 ± 0,012 cất 600C 22 0,19 0,15 0,18 0,173 ± 0,021 26 0,19 0,16 0,18 0,177 ± 0,015 12 0,15 0,13 0,15 0,143 ± 0,012 0,5% Lần đo Đường H2SO4 phút 15 0,14 0,15 0,17 0,153 ± 0,015 bột 600C 22 0,16 0,15 0,14 0,150 ± 0,010 giặt 26 0,15 0,13 0,16 0,147 ± 0,015 0,5% 12 0,14 0,13 0,15 0,140 ± 0,010 H2SO4 phút 15 0,14 0,14 0,15 0,143 ± 0,006 bột 700C 22 0,16 0,15 0,13 0,147 ± 0,015 giặt 26 0,15 0,14 0,14 0,143 ± 0,006 0,5% 12 0,13 0,13 0,15 0,137 ± 0,012 H2SO4 10 phút 15 0,13 0,15 0,16 0,147 ± 0,015 bột 850C 22 0,11 0,15 0,15 0,137 ± 0,023 giặt 26 0,12 0,13 0,15 0,133 ± 0,015 0,5% 12 0,15 0,13 0,12 0,133 ± 0,015 H2SO4 phút 15 0,13 0,15 0,14 0,140 ± 0,010 bột 850C 22 0,12 0,15 0,14 0,137 ± 0,015 giặt 26 0,15 0,12 0,13 0,133 ± 0,015 0,5% 12 0,14 0,15 0,12 0,137 ± 0,015 H2SO4 phút 15 0,13 0,13 0,15 0,137 ± 0,012 bột 850C 22 0,13 0,13 0,15 0,137 ± 0,012 26 0,12 0,14 0,14 0,133 ± 0,012 giặt 26 Bảng 3.4 Hệ số tẩy xạ DF DF% mẫu Nhóm Đường mẫu kính(mm) DF% 84,00 ± 6,62 85,71 ± 4,43 88,89 ± 4,01 88,62 ± 2,99 DF% 87,84 ± 5,40 88,57 ± 4,74 93,13 ± 2,23 94,01 ± 2,94 DF% 89,61 ± 4,58 91,26 ± 2,51 93,83 ± 3,05 94,74 ± 1,43 DF% 90,79 ± 5,18 91,84 ± 3,60 95,68 ± 4,41 96,36 ± 2,97 DF% 91,89 ± 6,63 92,38 ± 3,34 95,65 ± 3,05 96,47 ± 2,88 DF% 90,54 ± 6,67 93,40 ± 6,68 95,65 ± 2,42 96,49 ± 2,27 12 15 22 26 Do thông số đo trước tẩy rửa mẫu nhiễm bẩn gần tương đồng Do điều kiện thực tế máy rửa siêu âm thay đổi tần số, nên thực nghiệm khảo sát yếu tố ảnh hưởng khác nhiệt độ, thời gian dung dịch tẩy rửa Những yếu tố thể biểu đồ cột hình 3.6, 3.7 3.8 Trong hình 3.6 giá trị đường kính có ống Hai nhóm mẫu tẩy dung dịch khác nhau: nước cất dung dịch tẩy rửa (0,5% H2SO4 + gram bột giặt) Với thời gian tẩy rửa phút, nhiệt độ dung dịch 600, cho thấy sử dụng nước cất hiệu suất tẩy rửa không tốt so với dung dịch tẩy rửa Yếu tố nhiệt độ, chất tẩy rửa nhiệt độ để hoạt động tốt vào khoảng 820 – 870C, khoảng nhiệt độ hoạt tính chất tẩy rửa tốt Trong khóa luận nhiệt độ khác thực 600C, 700C 850C tương ứng với nhóm mẫu 2, 5, nhóm mẫu tẩy loại dung dịch tẩy rửa(0,5% H2SO4 + bột giặt) Và 850C nhóm mẫu cho thấy trình tẩy rửa đạt hiệu suất cao tất đường kính (hình 3.7) 27 94 Dung dịch tẩy rửa 89 89 89 84 86 88 DF% 93 Nước cất 12 15 22 26 ĐƯỜNG KÍNH (mm) Hình 3.6 Biểu đồ cột so sánh hiệu suất tẩy xạ DF(%) mẫu ngâm thời gian 30 ngày, nhiệt độ dung dịch tẩy 600C 96 Nhóm 5: 85 độ C 94 94 93 92 89 91 92 90 DF% 88 12 95 Nhóm 3: 70 độ C 96 Nhóm 2: 60 độ C 15 22 26 ĐƯỜNG KÍNH (mm) Hình 3.7 Biểu đồ cột so sánh hiệu suất tẩy xạ DF(%) với nhiệt độ khác nhóm mẫu 2, 28 96 96 96 96 Nhóm 6: phút 92 91 92 92 91 DF% 93 96 Nhóm 5: phút 96 Nhóm 4: 10 phút 12 15 22 26 ĐƯỜNG KÍNH (mm) Hình 3.8 Biểu đồ cột khảo sát thời gian tẩy rửa với nhóm mẫu 4, Thời gian tẩy rửa siêu âm thường kéo dài từ đến phút, kéo dài tới 20 phút tùy vào đối tượng làm [13] Thời gian tẩy rửa khảo sát trình bày hình 3.8 Muối KCl tan dung dịch tẩy rửa nên đường kính 12 15mm lượng muối bám bề mặt ít, dẫn tới khó khảo sát yếu tố thời gian Nhưng đường kính cao 22 26mm lượng muối nhiều tan đến giới hạn chúng bảo hòa Điều dẫn tới khảo sát yếu tố thời gian Nhìn vào biểu đồ ta thấy kết việc tẩy xạ khơng có khác biệt nhiều đố với mẫu có đường kính 22 26mm với nhóm mẫu 4, (chúng tẩy dung dịch (0,5% H2SO4 + bột giặt) nhiệt độ 850C) 29 KẾT LUẬN Qua việc nghiên cứu khảo sát mơ hình tẩy xạ sóng siêu âm qui mơ phòng thí nghiệm, cho thấy số kết luận sau: + Việc làm siêu âm cho thấy hiệu suất tẩy rửa cao + Làm siêu âm cho phép làm vật liệu có cấu trúc phức tạp + Hiệu việc làm siêu âm phụ thuộc vào nhiều thông số: loại hình nhiễm bẩn, việc lựa chọn hóa chất tẩy rửa Ngồi có yếu tố nhiệt độ, thời gian tẩy rửa tần số làm siêu âm + Làm siêu âm cần môi trường lỏng, nhiễm bẩn sau truyền vào mơi trường lỏng tạo điều kiện cho việc quan lý lưu trữ Ví dụ: làm cạn + Thời gian tẩy rửa siêu âm thường kéo dài từ đến phút, kéo dài tới 20 phút tùy vào đối tượng làm + Tẩy rửa siêu âm cho kết cáo vật liệu thiết bị có cấu trúc phức tạp khả linh động bọt khí KIẾN NGHỊ Ngồi kết luận khảo sát yếu tố ảnh hưởng tồn số vấn đề cần quan tâm thêm như: + Các loại dung dịch tẩy rửa mới: EDTA, hay loại acid khác + Khảo sát thêm yếu tố tần số ảnh hưởng đến kết tẩy rửa Có thể ứng dụng máy tẩy rửa siêu âm để tẩy rửa dụng cụ phòng mơn 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trung Tâm Công Nghệ Vi Điện Tử Và Tin học (2008), Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Thiết kế, chế tạo máy rửa siêu âm Việt Nam [2] Mai Thị Hải Anh, Nguyễn Thị Hải Anh, Nguyễn Ngọc Tú Anh (2011), Sử dụng sóng siêu âm trích ly isoflavone, tài liệu tham khảo Tiểu luận môn học Các kỹ thuật đại CNTP, Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM Tiếng Anh [3] Paul G Newman, MD, Grace S Rozycki, MD, FACS (1998), The History Of Ultrasound, SURGICAL CLINICS OF NORTH AMERICA [4] Kaul, A 2005, Decontamination, Radiological Protection, Group VIII: Advanced Materials and Technologies, Volume 4, Springer-Verlag Berlin Heidelberg [5] H Wells (1966), Radoactive Decontamination By Ultrasonics, Ultrasonics Volume 4, Issue 1, January 1996, Pages 29-34 [6] Sami Awad, Ultrasonic Cavitations and Precision Cleaning [7] T.J Bulat (1974), Macrosonics in industry: Ultrasonic cleaning [8] Jackline Freitas Brilhante de São José, Nélio José de Andrade, Afonso Mota Ramos, Maria Cristina Dantas Vanettic, Paulo César Stringheta, José Benício Paes Chaves (2014), Decontamination by ultrasound application in fresh fruits and vegetables, Food Control, Volume 45, November 2014, Pages 36-50 Website [9] http://www.cemag.us/articles/2003/10/development-ultrasonic-cleaning [10] http://bluewaveinc.com/ultrasonic-cleaning-history/ [11] https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission [12] https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BB%AB_gi%E1%BA%A3o [13] https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_cleaning 31 ... việc tẩy xạ Do tơi chọn đề tài “NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH TẨY XẠ BỀ MẶT MỘT SỐ VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ TRONG LÒ PHẢN ỨNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM , nhằm nghiên cứu hiệu tẩy xạ thực... NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ Trong nghiên cứu khóa luận này, chúng tơi mơ hình hóa việc tẩy xạ thiết bị nhà máy điện hạt nhân Vì việc mơ thí nghiệm hạn chế việc tìm thiết bị giống nhà máy điện hạt nhân khó... hình cho lò phản ứng hạt nhân nay[11] Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống tẩy rửa siêu âm Hình 2.2 Đầu dò siêu âm áp điện tần số 40kHz 10 Hình 2.3 Máy phát siêu âm máy Ultrasonic