Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực

Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực Phương pháp tẩy xạ phóng xạ bề mặt sử dụng nước áp lực

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: PHƯƠNG PHÁP TẨY XẠ PHÓNG XẠ BỀ MẶT SỬ DỤNG NƯỚC ÁP LỰC SVTH: Trần Lâm Thao CBHD: T.S Lê Công Hảo CBPB: T.S Huỳnh Trúc Phương Tp Hồ Chí Minh, Năm 2016 SVTH: LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ tận tình, chu đáo tỉ mỉ Thầy/Cô môn Vật lý Hạt nhân, bạn lớp Vậy nên xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn kính trọng sâu sắc đến:  TS Lê Công Hảo dành nhiều thời gian, tâm huyết để hỗ trợ, giúp đỡ, tận tình hướng dẫn, động viên truyền đạt kinh nghiệm quý báu thầy cho Bên cạnh thầy tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt khố luận  Tơi tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, phản biện hội đồng chấm khố luận đóng góp ý kiến để khố luận tốt  Các thầy cô môn vật lý hạt nhân nhiệt tình giảng dạy giúp tơi tiếp thu kiến thức quan trọng, vững để góp phần xây dựng nên khóa luận tốt nghiệp  Cuối tơi xin gửi lời biết ơn chân thành tới gia đình ln động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi để hồn thành khố luận Ngồi xin cảm ơn bạn bè chia sẻ, giúp đỡ luôn sát cánh suốt q trình làm khố luận Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2016 Trần Lâm Thao MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU .4 DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ .5 MỞ ĐẦU CHƯƠNG NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ VÀ TẨY XẠ 1.1 Nhiểm bẩn phóng xạ .8 1.1.1 Định nghĩa nhiễm bẩn phóng xạ 1.1.2 Các dạng nhiễm bẩn phóng xạ 1.1.3 Các chất bẩn phóng xạ có lò phản ứng .9 1.2 Tẩy xạ .10 1.2.1 Định nghĩa tẩy xạ .10 1.2.2 Hiệu tẩy xạ hệ số tẩy xạ 11 1.2.3 Các phương pháp tẩy xạ 13 1.2.4 Tẩy xạ phương pháp nước áp lực 13 1.2.4.1 Vòi phun mài mòn .14 1.2.4.2 Phun Freon 15 1.2.5 Sử dụng phương pháp nước áp lực thực tế .15 CHƯƠNG KINH NGHIỆM TỪ CÁC THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TẨY XẠ NƯỚC ÁP LỰC TẠI NHẬT BẢN 16 2.1 Máy phun nước áp lực loại hai pha 16 2.1.1 Cấu tạo 16 2.1.2 Nguyên lý hoạt động 17 2.2 Máy phun nước áp lực loại xoay 19 2.2.1 Cấu tạo 19 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 20 2.3 Phát triển hệ thống tẩy xạ sử dụng vòi phun nước áp lực áp suất cao 20 2.3.1 Dụng cụ tẩy xạ nước áp lực cao .21 2.3.2 Bộ phận lọc di động 23 2.4 Các kết thực nghiệm .25 2.4.1 Bề mặt sàn bê tông bể .25 2.4.2 Phần bề mặt thành đáy bể mương 27 2.4.3 Tẩy xạ bề mặt bê tông đường nhựa nước siêu áp lực 31 2.5 Kết luận 32 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM .33 3.1 Dụng cụ hệ thiết bị tẩy xạ 33 3.2 Chuẩn bị mẫu 34 3.2.1 Sơ lược muối KCl 40K 34 3.2.2 Dụng cụ tạo mẫu .34 3.2.3 Quy trình chuẩn bị mẫu 35 3.2.4 Quy trình tẩy xạ 36 3.3 Quy trình đo đạc xử lý kết .37 3.3.1 Kết đo phông .37 3.3.2 Kết đo mẫu cầu thang trước sau tẩy xạ 37 3.3.2.1 Phương pháp tẩy xạ sử dụng nước thường 37 3.3.2.2 Phương pháp tẩy xạ sử dụng nước nóng 38 3.3.2.3 Phương pháp tẩy xạ sử dụng dung dịch axít 40 3.3.3 So sánh nhận xét 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các sản phẩm phân hạch lõi lò phản ứng Chernobyl tỉ lệ thất thoát chúng xảy tai nạn [4] Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật hệ thống tẩy rửa nước áp lực cao 23 Bảng 2.2 Kết số liệu đo đạc bề mặt bể lớn 26 Bảng 2.3 Kết số liệu đo đạc bề mặt bể nhỏ 27 Bảng 2.4 Kết số liệu đo mặt đáy thành bể lớn .29 Bảng 2.5 Kết số liệu đo mặt đáy thành bể nhỏ 30 Bảng 2.6 Kết đo liều phóng xạ mương sau tẩy 31 Bảng 2.7 Kết tẩy xạ siêu áp lực 31 Bảng 3.1 Kết đo trước sau tẩy mẫu cầu thang (nước thường) 38 Bảng 3.2 Kết đo trước sau tẩy mẫu cầu thang (nước nóng 60oC) 39 Bảng 3.3 Kết đo trước sau tẩy mẫu cầu thang (dung dịch tẩy xạ 15 lít H3PO4 0,5%) 40 DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 2.1 Máy phun nước loại hai pha 17 Hình 2.2 Pha thứ máy hai pha [6] 17 Hình 2.3 Pha thứ hai máy hai pha [6] 18 Hình 2.4 Cấu tạo máy phun áp lực dạng xoay [7] 19 Hình 2.5 Nguyên lý hoạt động máy phun áp lực loại xoay [5] 20 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống tẩy xạ sử dụng nước áp lực 21 Hình 2.6 Dạng thùng lưu trữ nước bẩn 22 Hình 2.7 Hệ thống tẩy xạ tự động 22 Hình 2.8 Máy phun quay 22 Hình 2.9 Sơ đồ phận tách chất bẩn từ thiết bị tẩy xạ di động 24 Hình 2.10 Bộ phận tách chất bẩn 24 Hình 2.12 Các vị trí đo bề mặt bể nhỏ 25 Hình 2.11 Các vị trí đo bề mặt bể lớn 25 Hình 2.13 Các vị trí đo bề mặt đáy thành xung quanh bể lớn 28 Hình 2.14 Các vị trí đo bề mặt đáy thành xung quanh bể nhỏ .28 Hình 3.1 Hệ thống tẩy xạ sử dụng nước áp lực 33 Hình 3.2 Một số dụng cụng thiết bị phục vụ cho thí nghiệm tẩy xạ .35 Hình 3.3 Bể ngâm mẫu thực nghiệm 35 Hình 3.4 Mẫu cầu thang sau tuần ngâm dung dịch KCl 36 Hình 3.5 Vị trí đo mẫu cầu thang 37 Hình 3.6 So sánh kết đo trước sau tẩy xạ phương pháp 41 Hình 3.7 So sánh hiệu tẩy xạ phương pháp 42 MỞ ĐẦU Khi nhà máy điện xây dụng, lợi ích to lớn mà biết đến nguồn lượng khổng lồ sinh từ trình phân hạch, song song với nguồn lợi to lớn vấn đề cần quan tâm mức độ nhiễm bẩn phóng xạ nguy hiểm từ sản phẩm phân hạch sinh từ trình hoạt động nhà máy Các sản phẩm phân hạch theo thời gian lắng đọng dần máy móc, thiết bị, vật dụng gây nhiễm bẩn nhà máy điện Các chất phóng xạ dạng hạt bé bám dính tất bề mặt hệ thống nhà máy việc tiếp cận chúng nguy hiểm liều lượng phóng xạ phát từ chúng cao Không thế, thiết bị sử dụng lâu năm nhà máy điện tháo gỡ hết hạn sử dụng có suất liều cao Đối với thiết bị này, việc thải chúng ngồi mơi trường mà khơng làm giảm liều lượng phóng xạ dính bề mặt gây ảnh hưởng lớn lâu dài đến môi trường xung quanh Các nhà khoa học bắt đầu tìm kiếm phương pháp nhằm làm giảm suất liều phóng xạ nhà máy để làm giảm ảnh hưởng đến mơi trường người Rất nhiều phương pháp ứng dụng vào trình tẩy xạ điện phân, hóa học, siêu âm Nhưng vấn đề phương pháp thường tẩy xạ số đối tượng có kích thước trung bình nhỏ Không thế, phương pháp hữu ích nhà máy điện hoạt động bình thường Khi nhà máy điện gặp cố, lượng phóng xạ lớn bị thất ngồi mơi trường, vấn đề đặt thiết bị vừa tẩy rửa vừa thu hồi chất phóng xạ Như thấy phương pháp tẩy xạ sử dụng nước áp lực khả thi trường hợp Việc sử dụng lắp đặt hệ thống tẩy xạ đơn giản nhà máy điện Không thế, sử dụng hệ thống tẩy xạ sử dụng nước áp lực tích hợp với thu hồi chất phóng xạ làm đơn giản hóa đáng kể vấn đề nhiễm bẩn nhà máy điện hoạt động bình thường xảy tai nạn Từ đó, hệ thống tẩy xạ sử dụng nước áp lực hình thành phát triển khơng nhà máy điện mà ứng dụng tẩy xạ mơi trường xung quanh Sau này, nhà khoa học bắt đầu kết hợp phương pháp tẩy xạ với để tối ưu hóa hiệu chúng Từ đó, phương pháp kết hợp sử dụng luân phiên để làm tăng hiệu tẩy xạ Phương pháp tẩy xạ nước áp lực sử dụng nhiều q trình Khơng họ khảo sát nhiều yếu tố cho q trình tẩy xạ nước áp lực như: nhiệt độ, áp suất, pha dung dịch… để tăng hiệu tẩy xạ theo ý muốn Qua ưu điểm trên, thấy tầm quan trọng phương pháp tẩy xạ sử dụng nước áp lực nhà máy điện Do tơi chọn đề tài “PHƯƠNG PHÁP TẨY XẠ PHÓNG XẠ BỀ MẶT SỬ DỤNG NƯỚC ÁP LỰC” nhằm nghiên cứu hiệu tẩy xạ thực tế với qui mơ phòng thí nghiệm Nội dụng khóa luận bố cục bốn chương sau: - Chương 1: Nhiễm bẩn phóng xạ tẩy xạ - Chương 2: Kinh nghiệm từ thử nghiệm hệ thống tẩy xạ nhật - Chương 3: Thực nghiệm CHƯƠNG NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ VÀ TẨY XẠ 1.1 Nhiểm bẩn phóng xạ 1.1.1 Định nghĩa nhiễm bẩn phóng xạ Nhiễm bẩn phóng xạ lắng đọng nguyên tố phóng xạ hợp chất phóng xạ bề mặt thành phần, hệ thống cấu trúc sở hạt nhân từ tác nhân gây lan truyền chất phóng xạ khơng khí, nước, hóa chất, vật lý Các đặc tính nhiễm bẩn liên quan chặt chẽ đến tính chất tính tác nhân lan truyền chất phóng xạ 1.1.2 Các dạng nhiễm bẩn phóng xạ Nhiễm bẩn phóng xạ phân thành ba loại (chia theo ba cấp độ bám dính chất phóng xạ) - Chất bẩn tự do: loại bỏ cách thổi, chân không cách khác - Chất bẩn bám dính: loại bỏ kĩ thuật thông thường - Chất bẩn cố định: loại bỏ trừ loại bỏ lớp bề mặt Trong nhà máy, chất phóng xạ xuất bề mặt thiết bị hệ thống lò phản ứng lắng đọng từ nước làm mát lò có chứa hạt neutron, ngun tố hòa tan sản phẩm phân hạch biến đổi thoát khỏi bề mặt nguyên liệu Những chất lắng đọng dần theo thời gian trở thành phần lớp oxít bề mặt Bề mặt oxít có cấu trúc phức tạp hình thành dựa khác thơng số hóa học nước, nhiệt độ chất tạo thành, chất liệu, thời gian vận hành Theo thời gian dài, hạt nhân bề mặt khuếch tán vào kim loại thâm nhập vào đường ống Nói chung, có hai dạng oxít hình thành bề mặt đường ống lò phản ứng: - Lớp bên có độ bám dính cao hình thành chỗ ăn mòn - Lớp bên ngồi hình thành lỏng lẻo lắng đọng dạng kết tủa 1.1.3 Các chất bẩn phóng xạ có lò phản ứng Trong hầu hết sở hạt nhân, nhiều bề mặt bắt đầu nhiễm bẩn phóng xạ rò rỉ từ q trình vận hành thải chất phóng xạ Bảng 1.1 Các sản phẩm phân hạch lõi lò phản ứng Chernobyl tỉ lệ thất thoát chúng xảy tai nạn [4] Chất phóng xạ Thời gian bán rã Hoạt độ Tỉ lệ thất thoát (ngày) (Bq) (%) 3930 3,3x106 ~100 5,27 1,7x1018 ~100 I 8,05 1,3x1018 20 132 Te 3,25 3,2x1017 15 134 Cs 750 1,9x1017 10 137 Cs 1,1x104 2,9x1017 13 Mo 2,8 4,8x1018 2,3 65,5 4,4x1018 3,2 85 Kr 133 Xe 131 99 95 Zr 103 Ru 39,5 4,1x1018 2,9 106 Ru 368 2,0x1018 2,9 140 Ba 12,8 2,9x1018 5,6 141 Ce 32,5 4,4x1018 2,3 144 Ce 284 3,2x1018 2,8 89 Sr 53 2,0x1018 90 Sr 1,02x104 2,0x1017 Np 3,15x104 1,4x1017 239 238 Pu 2,35 1,0x1015 239 Pu 8,9x106 8,5x1014 240 Pu 2,4x106 1,2x1015 241 Pu 4800 1,7x1017 Cm 164 2,6x1016 242 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 3.1 Dụng cụ hệ thiết bị tẩy xạ Trong thực nghiệm này, dụng cụ thiết bị tẩy xạ thiết kế, chế tạo hình 3.1 bao gồm: (1) Máy phun nước áp lực loại hai pha 1,5 mã lực (2) Thùng chứa nước nhiễm bẩn (3) Mẫu cầu thang kích thước 30x15 cm (4) Que cố định quay mẫu cầu thang (5) Kính quan sát kích thước 95x75 cm (6) Thùng cung cấp nước tẩy rửa (thể tích 15 lít) (6) (1) (5) (3) (4) (2) Hình 3.1 Hệ thống tẩy xạ sử dụng nước áp lực 33 3.2 Chuẩn bị mẫu Muối KCl sử dụng nhiều cơng nghiệp nguồn phóng xạ khối lượng muối KCl đủ lớn Muối KCl có tính chất dễ tan nước (độ tan thay đổi theo nhiệt độ), dễ ăn mòn bám dính sản phẩm kim loại Hơn giá thành muối KCl không cao Lý quan trọng 40K có tính chất hóa học giống 137Cs (đặc biệt tính tan nước) nên thí nghiệm sử dụng muối KCl làm nguồn phóng xạ lớp bám dính phóng xạ bề mặt vật liệu nghiên cứu 3.2.1 Sơ lược muối KCl 40K Có 24 đồng vị Kali biết, có ba đồng vị có tự nhiên: 39 K (93,3 %), 40 K (0,01 %) 41 K (6,7 %) Đồng vị tự nhiên 40 K có chu kỳ bán rã 1,250×109 năm phân rã thành 40Ar (11,2 %) cách bắt điện tử xạ positron, phân rã thành đồng vị ổn định 40Ca (88,8 %) xạ beta 40 K có kali tự nhiên (và có sản phẩm muối thương mại) lượng vừa đủ đến mức lượng chất sử dụng nguồn phóng xạ Ở người động vật khỏe mạnh, 40K tồn nguồn phóng xạ lớn nhất, chí lớn 14C Hoạt độ riêng kali tự nhiên 31 Bq/g [8] 3.2.2 Dụng cụ tạo mẫu Dụng cụ tạo mẫu bao gồm: - Muối KCl (khối lượng 12,3 kg) - Nước cất 30 lít - Bể ngâm mẫu - Hai mẫu cầu thang (inox 304) kích thước 30x15 cm - Dụng cụ gia nhiệt - Đèn hồng ngoại 34 - Mâm phơi mẫu Hình 3.2 Một số dụng cụng thiết bị phục vụ cho thí nghiệm tẩy xạ 3.2.3 Quy trình chuẩn bị mẫu - Bước 1: Pha 30 lít nước cất 12,3 kg muối KCl bể ngâm mẫu - Bước 2: Pha 4,8ml HCl 35% vào bể ngâm mẫu để đạt giá trị pH = - Bước 3: Thả mẫu cầu thang vào ngâm bể - Bước 4: Sau ngâm tuần, sử dụng dụng cụ gia nhiệt trì nhiệt độ nước hồ dao động từ 60-80oC Hình 3.3 Bể ngâm mẫu thực nghiệm 35 Hình 3.4 Mẫu cầu thang sau tuần ngâm dung dịch KCl - Bước 5: Khi mực nước bể gần sát bề mặt muối đóng đáy hồ chuyển sang cạn đèn hồng ngoại - Bước 6: Vớt mẫu dùng đèn hồng ngoại cạn lượng KCl dính mẫu cầu thang 3.2.4 Quy trình tẩy xạ - Bước 1: Gắn que cố định cầu thang vào thùng chứa - Bước 2: Cố định cầu thang vào que cố định cầu thang - Bước 3: Lắp kính quan sát lên thùng chứa - Bước 4: Chuẩn bị thùng nước tẩy xạ - Bước 5: Bỏ ống đầu vào đầu hồi máy áp lực vào thùng nước - Bước 6: Gắn vòi phun nước áp lực vào thùng chứa - Bước 7: Kiểm tra van đầu van đầu hồi máy áp lực mở - Bước 8: Bật máy tẩy (lượng nước thùng nước tẩy cao 10cm so với ống đầu vào) 36 3.3 Quy trình đo đạc xử lý kết Quy trình đo đạc mẫu cầu thang trước sau tẩy xạ Mẫu cầu thang đo đạc máy đo suất liều cầm tay inspector vị trí hình 3.5 Mỗi vị trí đo lần, lần đo phút Khoảng cách từ máy đo đến bề mặt cầu thang từ 10-15 mm (1) (4) (2) (5) (3) (6) Hình 3.5 Vị trí đo mẫu cầu thang 3.3.1 Kết đo phơng Quy trình đo phơng sử dụng thiết bị đo suất liều cầm tay inspector Việc đo phơng phóng xạ mơi trường thực lần, lần phút Áp dụng công thức 3.1 cơng thức 3.2 ta tính suất liều môi trường : Suất liều môi trường = 0,113 ± 0,006 (µSv/h) 3.3.2 Kết đo mẫu cầu thang trước sau tẩy xạ 3.3.2.1 Phương pháp tẩy xạ sử dụng nước thường Quy trình đo trước sau tẩy xạ nước thường sử dụng thiết bị đo suất liều cầm tay inspector Việc đo đạc thực lần, lần phút điểm hình 3.5 Sau đó, sử dụng số liệu để tính liều phóng xạ trung bình hệ số phóng xạ (%) Kết đo trước sau tẩy xạ mẫu cầu thang (sử dụng nước thường để tẩy xạ) thể bảng 3.1 37 Bảng 3.1 Kết đo trước sau tẩy mẫu cầu thang (nước thường) Điểm đo (1) (2) (3) (4) (5) (6) Tẩy xạ Liều phóng xạ Hệ số tẩy xạ (µSv/h) (%) Trước 0,57 Sau 0,13 Trước 0,66 Sau 0,11 Trước 0,70 Sau 0,15 Trước 0,58 Sau 0,11 Trước 0,65 Sau 0,13 Trước 0,61 Sau 0,14 96,3 100 94,4 100 96,9 95,3 Hệ số tẩy xạ trung bình lần đo DF = 97 ± % Nhận xét: Phương pháp sử dụng nước thường cho hệ thống nước áp lực có ưu điểm chi phí thấp, tiện lợi, dễ sử dụng, nguồn nước cung cấp liên tục Nhưng hiệu tẩy xạ lại không cao Vì việc sử dụng nước thường làm nguồn nước cho hệ thống tẩy xạ nước áp lực dùng cho thiết bị cần tẩy xạ có hoạt độ thấp sử dụng lại 3.3.2.2 Phương pháp tẩy xạ sử dụng nước nóng Nước nóng có cơng dụng làm giãn nở bề mặt tiếp xúc tức thời kim loại nên làm giảm độ bám dính hạt phóng xạ bề mặt hạt nhân Do sử dụng nước nóng mang lại hiệu tẩy xạ cao nước thường 38 Quy trình đo đạc mẫu cầu thang trước sau tẩy xạ nước nóng Mẫu cầu thang đo đạc máy đo suất liều cầm tay inspector vị trí hình 3.5 Mỗi vị trí đo lần, lần đo phút Khoảng cách từ máy đo đến bề mặt cầu thang từ 10-15 mm Sau đó, sử dụng số liệu để tính liều phóng xạ trung bình hệ số phóng xạ (%) Kết đo trước sau tẩy xạ mẫu cầu thang (sử dụng nước nóng để tẩy xạ) thể bảng 3.2 Bảng 3.2 Kết đo trước sau tẩy mẫu cầu thang (nước nóng 60oC) Điểm đo (1) (2) (3) (4) (5) (6) Liều phóng xạ Hệ số tẩy xạ (µSv/h) (%) Trước 0,71 100 Sau 0,11 Trước 0,67 Sau 0,13 Trước 0,47 Sau 0,13 Trước 0,53 Sau 0,11 Trước 0,49 Sau 0,12 Trước 0,51 Sau 0,13 Tẩy xạ 98 95,7 100 97,9 96,7 Hệ số tẩy xạ trung bình lần đo DF = 98 ± % Nhận xét: Hiệu tẩy xạ phương pháp dùng nước nóng để tẩy xạ tốt Nhưng phương pháp có số nhược điểm định Đun nước đến 60oC tiêu tốn nhiều lượng thời gian Việc sử dụng nước 60oC bơm vào máy đột ngột làm giảm tuổi thọ máy nước tiếp xúc trực tiếp với piston làm 39 piston giãn nở không đồng Do thiết bị cần tẩy xạ dành cho phương pháp thường kim loại nhiễm bẩn nặng tái sử dụng 3.3.2.3 Phương pháp tẩy xạ sử dụng dung dịch axít Về mặt lý thuyết việc kết hợp phương pháp nước áp lực cộng với dung dịch axít làm nâng hiệu tẩy xạ axít có tính chất ăn mòn bề mặt nên hiệu tẩy xạ cao Trong thí nghiệm, tơi sử dụng axít H3PO4 35% để pha thành dung dịch 15 lít H3PO4 0,5% Quy trình đo đạc trước sau tẩy xạ dung dịch axít sử dụng thiết bị đo suất liều cầm tay inspector Việc đo đạc thực lần, lần phút điểm hình 3.5 Sau đó, sử dụng số liệu để tính liều phóng xạ trung bình hệ số phóng xạ (%) Kết đo trước sau tẩy xạ mẫu cầu thang (sử dụng dung dịch axít) thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Kết đo trước sau tẩy mẫu cầu thang (dung dịch tẩy xạ 15 lít H3PO4 0,5%) Điểm đo (1) (2) (3) (4) (5) (6) Liều phóng xạ Hệ số tẩy xạ (µSv/h) (%) Trước 0,55 99,4 Sau 0,12 Trước 0,65 Sau 0,13 Trước 0,5 Sau 0,13 Trước 0,54 Sau 0,12 Trước 0,49 Sau 0,13 Trước 0,51 Sau 0,13 Tẩy xạ 40 96,9 97,3 99,4 97,3 97,4 Hệ số tẩy xạ trung bình lần đo DF = 98 ± % Trên thực tế sử dụng nhiều loại axít khác để tẩy xạ cần lưu ý đặc tính độ ăn mòn axít, nồng độ axít q cao gây hư máy phun nước áp lực thiết bị cần tẩy xạ Nhận xét: Hiệu tẩy xạ phương pháp cao Nhưng thay vào việc sử dụng dung dịch axít làm tổn hại đến tuổi thọ máy thiết bị tẩy xạ Nhưng việc sử dụng loại axít riêng cho thiết bị cần tẩy xạ chất bẩn phóng xạ làm cho hiệu tẩy xạ phương pháp cao Thiết bị cần tẩy xạ dùng cho phương pháp bao gồm chất không bị ăn mòn hồn tồn với axít khơng tái sử dụng 3.3.3 So sánh nhận xét Kết đo đạc thể hình 3.6 Biểu đồ so sánh kết đo trước sau tẩy xạ phương pháp Suất liều (µSv/h) 0,7 0,63 0,6 0,56 0,54 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1283 0,1222 0,1244 Nước thường Nước nóng Dung dịch axit 0,1 Trước tẩy Sau tẩy Hình 3.6 So sánh kết đo trước sau tẩy xạ phương pháp Nhận xét: Qua hình 3.6 ta thấy suất liều phóng xạ trước tẩy nước thường 0,63 µSv/h sau tẩy xạ 0,1238 µSv/h Suất liều sau tẩy xạ cao so với phơng phóng xạ Đối với phương pháp tẩy xạ nước nóng suất liều sau tẩy xạ 0,1222 µSv/h Còn dung dịch axít suất liều trước tẩy xạ 41 0,54 µSv/h suất liều sau tẩy xạ 0,1244 µSv/h Qua thơng số thấy hiệu tẩy xạ sử dụng nước thường so với nước nóng dung dịch axít Biểu đồ so sánh hiệu suất tẩy xạ ba phương pháp thể hình 3.7 Biểu đồ so sánh hiệu suất tẩy xạ phương pháp 98,5 98,08 Hệ số DF (%) 98 97,95 97,5 97 96,5 96,32 96 95,5 95 Nước thường Nước nóng Dung dịch axit Hệ số DF (%) Hình 3.7 So sánh hiệu tẩy xạ phương pháp Nhận xét: Qua hình 3.7 ta thấy hiệu tẩy xạ phương pháp sử dụng nước nóng dung dịch axít tương đương (khoảng 98 %) tốt so với nước thường (96,32 %) Mặc dù hiệu tẩy xạ việc sử dụng nước nóng có cao sử dụng dung dịch axít tùy vào lượng axít pha vào tùy thuộc loại nhiễm bẩn làm tăng giảm hiệu tẩy xạ 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận -Đối với phương pháp sử dụng nước thường chi phí thấp dễ thực hiện, hao mòn máy, hiệu tẩy xạ lại thấp - Đối với phương pháp sử dụng nước nóng hiệu tẩy xạ cao thiết bị cần tẩy xạ lớn lượng nước cần dùng lớn nên việc đun nước tốn nhiều thời gian - Đối với phương pháp sử dụng dung dịch axít hiệu tẩy xạ phụ thuộc vào nồng độ axít pha dung dịch Tuy nhiên việc sử dụng axít làm cho máy phun áp lực bị ăn mòn Do việc tiến hành thí nghiệm để lựa chọn loại axít nồng độ axít cần thiết Kiến nghị Từ kết đạt mơ hình tẩy xạ bề mặt sử dụng phương pháp nước áp lực so sánh loại dung dịch tẩy xạ, mơ hình cần phải có thêm số hiệu chỉnh sau - Mơ hình cần phải thử nghiệm thêm nhiều loại dung dịch axít khác nồng độ khác - Tìm hiểu độ ăn mòn axít q trình tẩy để áp dụng nhiều loại axít khác cho nhiều vật liệu cần tẩy xạ khác - Thử nghiệm tẩy xạ nhiều loại bề mặt vật liệu ví dụ bê tơng, nhựa, gạch loại kim loại khác - Cần thử nghiệm nhiều áp suất đầu khác từ nhỏ đến lớn Ngoài cần thiết kế phận hút chất thải sau tẩy xạ phận phun xoay để tăng hiệu tẩy xạ - Để thử nghiệm với chất phóng xạ có suất liều cao cần gắn cảm biến phóng xạ để kích hoạt phận phun nước áp lực tự động 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh [1] Alexander Kaul, Dietrich Becker (2005), Radiological Protection, SpringerVerlag Berlin Heidelbery [2] J Severa, J Bár (1991), Handbook of Radioactive Contamination and Decontamination, Newnes [3] Lê Cơng Hảo (2012), Bài giảng hóa phóng xạ (lưu hành nội bộ), Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên-ĐH Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [4] Masanori Aritomi, Akihiro Tagawa, Toshihiro Adachi, Shigeki Hosobuchi, Noriyuki Watanabe & Yasuhiro Fujita, 2013, “Demonstration test on purification systems of contaminated water using liquid–solid settling technology by flocculants (decontamination technology using high-pressure water)”, Journal of Nuclear Science and Technology, 425-432 Trang Web [5] https://www.youtube.com/watch?v=_CnIP85oY3o [6] https://www.youtube.com/watch?v=ALqQtM9k7Ec [7] https://www.youtube.com/watch?v=WMO3-VPbbN8 [8] https://vi.wikipedia.org/wiki/Kali 44 Tại Nhật Bản, Nissinkogyo Co., Ltd., đơn vị NPO Saiseisha, phát triển công nghệ tẩy rửa sử dụng đầu phun nước áp lực (WJ) với áp lực đầu khoảng 25-30 MPa công nghệ đánh sử dụng đầu phun nước siêu áp lực với áp lực đầu khoảng 250-280 MPa Hơn công ty phát triển hệ thống máy tự động làm áp lực cao để tẩy xạ bề mặt hiệu Bộ phận hỗ trợ WJ điều khiển từ xa chạy tự động chương trình Bằng việc kết hợp với công nghệ xử lý nước nhiễm bẩn khác, công nghệ tẩy rửa nước áp lực cao đưa vào ứng dụng thực tế 45 46 47 ... cầu thang trước sau tẩy xạ 37 3.3.2.1 Phương pháp tẩy xạ sử dụng nước thường 37 3.3.2.2 Phương pháp tẩy xạ sử dụng nước nóng 38 3.3.2.3 Phương pháp tẩy xạ sử dụng dung dịch axít... chúng Từ đó, phương pháp kết hợp sử dụng luân phiên để làm tăng hiệu tẩy xạ Phương pháp tẩy xạ nước áp lực sử dụng nhiều q trình Khơng họ khảo sát nhiều yếu tố cho trình tẩy xạ nước áp lực như: nhiệt... .9 1.2 Tẩy xạ .10 1.2.1 Định nghĩa tẩy xạ .10 1.2.2 Hiệu tẩy xạ hệ số tẩy xạ 11 1.2.3 Các phương pháp tẩy xạ 13 1.2.4 Tẩy xạ phương pháp nước áp lực