Nghiên cứu chế tạo gel tiêu tẩy cho bề mặt vật liệu xây dựng bị nhiễm phóng xạ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GEL TIÊU TẨY CHO BỀ MẶT VẬT LIỆU XÂY DỰNG BỊ NHIỄM PHÓNG XẠ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Hà Nội - năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GEL TIÊU TẨY CHO BỀ MẶT VẬT LIỆU XÂY DỰNG BỊ NHIỄM PHÓNG XẠ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH THÀNH TS TÔ VĂN THIỆP Hà Nội - năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Học viên: Nguyễn Thị Minh Nguyệt Nơi đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Người hướng dẫn 1: TS Trịnh Thành Đơn vị: Viện Khoa học Công nghệ môi trường/Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn 2: TS Tô Văn Thiệp Đơn vị: Viện Công nghệ mới/Viện Khoa học Công nghệ quân Tên luận văn: “Nghiên cứu chế tạo gel tiêu tẩy cho bề mặt vật liệu xây dựng bị nhiễm phóng xạ” Nội dung cam đoan: Tơi xin cam đoan, suốt q trình nghiên cứu luận văn thạc sĩ, hướng dẫn, bảo tận tình giáo viên hướng dẫn, tơi tiến hành nghiên cứu luận văn cách trung thực, toàn nội dung báo cáo luận văn trực tiếp thực Tất nghiên cứu không chép từ báo cáo khoa học, luận văn tiến sĩ, thạc sĩ hay sách tác giả Học viên Nguyễn Thị Minh Nguyệt LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Tô Văn Thiệp, Viện Công nghệ - Viện Khoa học Công nghệ quân TS Trịnh Thành, Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tận tình, hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn Trong thời gian thực tập làm việc phịng thí nghiệm Viện Cơng nghệ mới, Viện Hóa học- Vật liệu/Viện Khoa học & Công nghệ quân sự, nhận quan tâm giúp đỡ, bảo tận tình chuyên môn, kỹ thuật động viên chân thành TS Vũ Ngọc Tốn tồn thể anh, chị cán phịng Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Nhân dịp xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ trình học tập nghiên cứu Qua đây, xin chân thành cảm ơn cán phịng thí nghiệm Viện Khoa học Công nghệ môi trường, bạn sinh viên, học viên, nghiên cứu sinh trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ tơi q trình thí nghiệm Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thủ trưởng Viện Công nghệ - Viện Khoa học Công nghệ quân Ban lãnh đạo Viện Khoa học Công nghệ môi trường - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tạo điều kiện thuận lợi, giúp tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè động viên giúp đỡ, tạo điều kiện để hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Thị Minh Nguyệt MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu Đề tài: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm nhiễm xạ cơng trình xây dựng sau vụ nổ cố hạt nhân 1.1.1 Sự cố hạt nhân 1.1.2 Tác hại bụi phóng xạ cơng trình, người 1.2 Vật tư công nghệ tẩy xạ cho bề mặt cơng trình bị nhiễm xạ 11 1.2.1 Một số công nghệ tẩy xạ cho bề mặt cơng trình bị nhiễm xạ 11 1.2.2 Một số loại chất tẩy xạ cho bề mặt cơng trình bị nhiễm xạ 15 1.2.3 Giới thiệu chung chất tẩy xạ decon gel 1108 19 1.2.4 Thành phần tính kỹ thuật Decon gel 1108 20 1.3 Thành phần công nghệ chế tạo chất tẩy xạ dạng gel 23 1.3.1 Thành phần chất tẩy xạ dạng gel 23 1.3.2 Công nghệ chế tạo chất tẩy xạ dạng gel 26 1.3.3 Phương pháp kỹ thuật sử dụng chất tẩy xạ dạng gel 26 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Vật liệu thiết bị 28 2.1.1 Vật liệu: 28 2.1.2 Thiết bị phịng thí nghiệm: 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng 29 2.2.1 Phương pháp kỹ thuật phân tích 29 2.2.2 Phương pháp xác định khả tạo phức vòng 31 2.2.3 Phương pháp chế tạo chất tẩy xạ dạng gel 35 2.2.4 Phương pháp đánh giá tính kỹ thuật gel tẩy xạ: 36 2.2.5 Phương pháp kiểm tra khả tẩy xạ 37 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Kết nghiên cứu lựa chọn hợp chất phức có khả tạo liên kết bền với ion đồng vị phóng xạ dung dịch 40 3.2 Kết nghiên cứu thiết lập công thức chế tạo chất tẩy xạ dựa chất tạo phức hệ chất tạo màng- hoạt động bề mặt lựa chọn 47 3.2.1 Xác định số bền axit citric dung dịch APG 47 3.2.2 Sự tạo phức ion kim loại với axit citric dung dịch APG 48 3.3 Kết nghiên cứu xây dựng hệ chất tạo màng- hoạt động bề mặt có khả phân tán cao phức vịng kim loại phóng xạ vào dung dịch 49 3.4 Đánh giá tính kỹ thuật gel MRD-1 55 3.5 Quy cách đóng gói, bảo quản, vận chuyển sử dụng sản phẩm 57 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC CHỮ CÁI, KÝ HIỆU VIẾT TẮT Chữ, ký hiệu viết tắt Ý nghĩa toC Nhiệt độ t Thời gian pkl Phần khối lượng V Thể tích m Khối lượng d Khối lượng riêng PVA Poly vinyl ancol CMC Cacboxymetyl xenlulo APG Ankyl polyglucosit SDS Natri dodecyl sunfat PLD 1-metyl-pyrolidon HĐBM Hoạt động bề mặt TBKT Trang bị kỹ thuật VKTB Vũ khí trang bị VKHN Vũ khí hạt nhân PX Phóng xạ HN Hạt nhân TX Tẩy xạ CNCT Cơng nghệ chế tạo QTCN Quy trình cơng nghệ ĐKKT Điều kiện kỹ thuật TNT Thuốc nổ trinitro toluen IR Tia hồng ngoại UV-Vis Tia tử ngoại HPLC Sắc ký lỏng cao áp LC-MS Sắc ký lỏng khối phổ ICP-MS Plasma khối phổ DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh cố tác hại hạt nhân, phóng xạ Hình 1.2 Cơ chế nhiễm chất phóng xạ bề mặt kim loại Hình 2.1 Đường chuẩn định lượng Cs, Zr Sr ICP-MS .30 Hình 2.2 Phổ UV-VIS đường chuẩn định lượng Ni2+ dung dịch 30 Hình 2.3 Phổ UV-VIS đường chuẩn định lượng Co2+ dung dịch 30 Hình 3.1 Phân bố hàm lượng cấu tử axit xitric dung dịch .40 Hình 3.2 Đường cong chuẩn độ tạo phức axit citric Ni2+ .41 Hình 3.3 Đồ thị phân bố phức Sr2+ với axit citric dung dịch theo pH môi trường tỷ lệ mol Sr2+: Cit ban đầu khác 43 Hình 3.4 Đường cong chuẩn độ tạo phức axit citric Cs+ 44 Hình 3.5 Đường cong chuẩn độ tạo phức axit citric Co2+ 44 Hình 3.6: Đồ thị phân bố phức Co2+ với axit citric dung dịch theo pH môi trường tỷ lệ mol Co2+: Cit ban đầu khác 46 Hình 3.7: Sơ đồ quy trình chế tạo gel MRD-1 51 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Chia bụi phóng xạ theo kích thước thời gian rơi xuống mặt đất Bảng 1.2: Khả tích tụ đồng vị phóng xạ thể Bảng 1.3 Chỉ tiêu kỹ thuật RDS 2000 18 Bảng Thành phần dung dịch để xác định tạo phức phức ion kim loại axit citric môi trường nước 32 Bảng 2 Thành phần dung dịch để xác định số bền axit citric môi trường chất HĐBM 33 Bảng Thành phần dung dịch xác định tạo phức ion kim lại với axit citric môi trường chất HĐBM 34 Bảng 3.1 Kết tính số bền axit citric môi trường nước 40 Bảng 3.2 Hằng số bền tạo phức axit citric Sr2+ dung dịch 42 Bảng 3.3 Hằng số bền tạo phức axit citric Co2+ dung dịch 45 Bảng 3.4 Hằng số bền axit citric dung dịch chất APG 10 47 Bảng 3.5 Hằng số bền phức ion Ni2+ axit citric 48 Bảng 3.7: Kết phân tích tiêu kỹ thuật MRD-1 .55 Bảng 3.8: Hiệu tẩy xạ gel MRD-1 Decon gel 1108 57 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Sự cố hạt nhân nhiễm phóng xạ cho bề mặt cơng trình, trang thiết bị kỹ thuật nguy tiềm tàng nước ta, mà Trung Quốc triển khai xây dựng, vận hành 03 nhà máy điện hạt nhân cách biên giới nước ta khơng xa (Phịng Thành, Xương Giang, Quảng Tây) Khi vào hoạt động tiềm ẩn nguy gây cố xảy giới thảm họa Chernobyl (1986), Fukushima (Nhật Bản) năm 2011 làm phát thải lượng bụi phóng xạ khổng lồ vào mơi trường Chất phóng xạ phát tán vào khơng khí dạng bụi, hình thành mây phóng xạ; tác dụng gió đưa đám mây phóng xạ xa gây ô nhiễm phạm vi rộng lớn nhiều quốc gia giới có tác hại trực tiếp di truyền đến nhiều hệ Việc chủ động phịng chống vũ khí hủy diệt lớn nói chung, vũ khí hạt nhân cố hạt nhân phóng xạ ln nước ta đặc biệt quan tâm, với lực lượng nòng cốt đội hóa học cứu hộ cứu nạn Với ưu điểm độ thuận tiện sử dụng, hiệu tẩy xạ cao, phổ áp dụng rộng, nhiều loại gel tẩy xạ quan tâm nghiên cứu nhằm đưa vào trang bị để xử lý cố công hạt nhân, bom bẩn, như: Decon gel 1108, decon gel 1120, Argonne supergel, Alara 1146, Pentek 604, [12,19] Tiêu biểu họ sản phẩm phải kể đến decon gel 1108, decon gel 1101, decon gel 1102 công ty CBI poymers Firstlinetech - Mỹ sản xuất theo ISO 9001, dựa sở chất hoạt động bề mặt chất tạo phức vòng nên có khả tẩy xạ cao, đồng thời an tồn với người sử dụng thân thiện với mơi trường[30] Trong nước, nhóm tác giả Phạm Quỳnh Lương[22] bước đầu nghiên cứu chế tạo đánh giá hiệu tẩy xạ bề mặt thép, gạch men, nhựa thủy tinh hệ gel sở PVA, axit citric, glycerin cho kết khả quan Nhằm đóng góp thêm vào việc đa dạng hóa sản phẩm gel tẩy xạ hiệu cao, phổ sử dụng rộng tương tự Decon gel 1108, tên đề tài luận văn lựa chọn là: “Nghiên cứu chế tạo gel tiêu tẩy cho bề mặt vật liệu xây dựng bị nhiễm phóng M16 M17 M18 - Độ nhớt: 13.300 cPs - pH= 7,22 - Thời gian tạo màng để lột bỏ khỏi bề mặt kính: 27-28 giờ, 30±3oC, màng mềm dai - Hiệu loại Co2+ (50 mg/L) kính: 96,2 % 152 g : g : 10 g : g : g : ml : ml : ml : g - Đồng nhất, màu xanh, mùi thơm - Độ nhớt: 13.300 cPs - pH= 7,70 - Thời gian tạo màng để lột bỏ khỏi bề mặt kính: 29-30 giờ, 30±3oC, màng mềm dai - Hiệu loại Co2+ (50 mg/L) kính: 58,0 % 152 g : g : 15 g : g : g : ml : ml : ml : g - Đồng nhất, màu xanh, mùi thơm - Độ nhớt: 13.300 cPs - pH= 7,40 - Thời gian tạo màng để lột bỏ khỏi bề mặt kính: 29-30 giờ, 30±3oC, màng mềm dai - Hiệu loại Co2+ (50 mg/L) kính: 78,3 % 152 g : g : 25 g : g : g : ml : ml : ml : g - Đồng nhất, màu xanh, mùi thơm - Độ nhớt: 13.300 cPs - pH= 7,20 - Thời gian tạo màng để lột bỏ khỏi bề mặt kính: 27-28 giờ, 30±3oC, màng mềm dai - Hiệu loại Co2+ (50 mg/L) kính: 97,8 % Như vậy, việc thay đổi tỷ lệ cấu tử, số lượng cấu tử có ảnh hưởng nhiều tới độ nhớt, giá trị pH, thời gian khơ bóc khỏi mẫu thử màng gel, lý tính màng sau lột bỏ Hiệu tách loại ion kim loại Ni2+, Co2+ khỏi bề mặt kính thay đổi nhiều thành phần có khơng có có với tỷ lệ khác Việc bổ sung thành phần SDS APG 0810 giúp cho hợp chất citric, citrat, EDTA có khả tiếp cận với ion kim loại bề mặt tiêu thuận lợi thông qua việc thay đổi tính chất bề 54 mặt tiêu PLD glycerin với ưu điểm khả chống ăn mòn cho kim loại, bảo quản sản phẩm, lựa chọn đưa vào thông qua việc tham khảo tài liệu nước Kết đánh giá khả ức chế ăn mòn bề mặt thép CT-3 khẳng định việc bổ sung hai thành phần hợp lý Về thực tế, bề mặt vật liệu xây dựng thép, gạch, bê tông, sơn, kính, gạch men, gỗ,… nhiều có mặt ion kim loại Mg, ca, Al, Fe Do đó, nhờ lực ưu tiên với ion nên bổ sung thêm EDTA vào thành phần đơn công nghệ chế tạo gel MRD-1 để hỗ trợ thêm cho tác nhân chelat tạo phức vòng với ion phóng xạ Hơn nữa, EDTA góp phần ổn định pH, ức chế vi sinh vật phát triển- nâng cao tuổi thọ sản phẩm Như vậy, mẫu M5 mẫu có chất lượng phù hợp cả, sử dụng để hồn thiện quy trình chế tạo 3.4 Đánh giá tính kỹ thuật gel MRD-1 Kết phân tích tiêu kỹ thuật MRD-1, dạng gel sau tạo màng dẫn bảng 3.7: Bảng 3.7: Kết phân tích tiêu kỹ thuật MRD-1 Chỉ tiêu TT Phƣơng pháp đo Đơn vị đo Kết So sánh với Decon gel 1108 - Dạng gel, đồng nhất, mùi Dạng gel, đồng nhất, mùi - Xanh nhạt Xanh nhạt - 7,20 7,15 g/cm3 1,009 1,012 cPs 13.200 13.800 % 18, 83 19,0 L/m2 1,05 1,1 15-50 15-50 Ngoại quan Mắt thường Màu sắc pH TCVN 2102:2008 TCVN 6492:2011 ASTM 1475 Tỷ trọng (ở 25oC) Độ nhớt (Brookfield, Phân tích spindle 4, 30 rpm PTN 25oC) Hàm lượng chất TCVN không bay 10370-1:2010 Lượng tiêu hao (đạt độ dày màng 0,7TCVN 1,0 mm sau phủ 2095:1993 đều) Khoảng nhiệt độ sử TCVN dụng hiệu 9567:2013 o C 55 TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Chỉ tiêu Độ ẩm môi trường sử dụng Thời gian tạo màng phủ lên bề mặt mẫu vật liệu khô Thời gian phủ tiếp lớp thứ hai Độ bám dính màng CT-3 Độ bền kéo đứt màng Độ dãn dài đứt màng Độ dãn dư màng Thời gian khô lớp màng để gỡ bỏ khỏi bề mặt vật liệu nhiễm (ở nhiệt độ 2528oC, độ ẩm 82-85%) Hạn sử dụng Phƣơng pháp đo TCVN 9350:2012 Đơn vị đo Kết So sánh với Decon gel 1108 % 75- 88 75- 89 Phút 7,0 Giờ 1,7 1,6 Điểm 2 MPa 28,8 25,53 % 354,2 332,6 % 113 76,8 TCVN 2096:1993 Giờ 28 TCVN 5816:2009 Năm 5,2 TCVN 9567:2013 TCVN 9567:2013 TCVN 2097:1993 TCVN 4635:1988 6,5 27 5,0 Độ ăn mòn thep Không ăn CT-3 sau 10 lần phủẢnh SEM Không ăn mịn mịn bóc Hàm lượng chất hoạt TCVN ‰ 3,3 3,2 động bề mặt 6971:2001 Kết bảng 3.7 cho thấy gel MRD-1 có pH= 7,20, pH trung tính đảm bảo cho việc hình thành phức với ion đồng vị phóng xạ chất tạo phức tồn gel, hạn chế tác hại gây ăn mòn bề mặt vật liệu sử dụng vũ khí trang bị xây dựng Tỷ trọng gel khoảng 1,012 kg/L, với độ nhớt khoảng 13.800 cPs 25oC Ở điều kiện bảo quản thơng thường, gel có hạn sử dụng khoảng 62-64 tháng Các tiêu chất lượng gel MRD-1 thu Bảng tương đương với mức chất lượng Decon gel 1108 hãng Firstlinetech-Mỹ sản xuất  Đánh giá hiệu tẩy xạ cho bề mặt vật liệu Hiệu tẩy xạ gel MRD-1 đồng vị phóng xạ loại vật liệu khác nhau, so sánh với Decon gel 1108, nêu bảng 3.8 56 Bảng 3.8: Hiệu tẩy xạ gel MRD-1 Decon gel 1108 Hiệu suất tẩy xạ sau lần tẩy TT Nguồn đồng vị Mẫu vật liệu phóng xạ nghiên cứu 238 MRD-1 Decon gel 1108 Thép CT-3 96,2 98,2 (Hoạt độ 100- Màng sơn alkyd 98,0 97,9 200 Bq/cm2) Gỗ thông 79,0 77,2 Bê tông 68,6 69,1 Thép CT-3 96,1 96,8 (Hoạt độ 15.000- Màng sơn alkyd 94,6 90,5 20.000 Bq/cm2) Gỗ thông 84,1 83,4 Bê tông 41,0 35,1 137 U xạ, H, % Cs Kết bảng 3.8 nhận thấy, hiệu suất tẩy xạ MRD-1 bề mặt vật liệu nhiễm tác nhân phóng xạ khác tương đồng với Decon gel 1108, tẩy xạ hiệu bề mặt nhẵn, bóng, như: thép, màng sơn, cao su, bị nhiễm loại đồng vị phóng xạ khác nhau, hiệu tẩy xạ đạt 90% Trong đó, bề mặt dỗ, xốp gỗ, bê tông, hiệu suất tẩy xạ giảm đáng kể, khoảng 70-80%, đặc biệt với bề mặt bê tơng bị nhiễm 137Cs hiệu suất tẩy xạ giảm mạnh, khoảng 40-50% Như vậy, thấy chất tẩy xạ Decongel 1108, chất tẩy xạ MRD-1 tẩy xạ hiệu chất phóng xạ bề mặt vật liệu có hiệu hạn chế chất phóng xạ thâm nhập sâu vào khối vật liệu 3.5 Quy cách đóng gói, bảo quản, vận chuyển sử dụng sản phẩm 3.5.1 Quy cách đóng gói sản phẩm - Gel tẩy xạ MRD-1 đóng chai can nhựa HDPE có nắp kín, dung tích 1,0 L 05 L - Vỏ chai can chứa gel tẩy xạ MRD-1 có dán nhãn, ghi rõ: đơn vị sản xuất, ngày tháng sản xuất, hạn sử dụng, dung tích, cơng dụng, điều kiện bảo quản, cách sử dụng Chai can sau chứa gel tẩy xạ đóng thùng carton 57 cứng bên ngồi dán nhãn ghi đầy đủ thơng tin chai/can, kèm theo tờ hướng dẫn sử dụng chi tiết 3.5.2 Quy cách an toàn sử dụng sản phẩm - Trước sử dụng gel tẩy xạ MRD-1, phải đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, đeo, mang khí tài bảo hộ lao động theo quy định gồm: kính bảo hộ, mũ bảo hộ, găng tay, quần áo, ủng bảo hộ theo quy định; - Màng sau lột bỏ thu gom vào thiết bị chuyên dụng, tránh phát tán môi trường gây ô nhiễm thứ cấp; - Tránh gel tẩy xạ MRD-1 tiếp xúc trực tiếp với mắt, miệng Khi gel tẩy xạ rơi vào miệng, mắt cần nhanh chóng rửa nước sạch; - Trong trình sử dụng gel tẩy xạ MRD-1 có dấu hiệu bị mẩn ngứa, dị ứng da cần dừng sử dụng tiến hành thơng gió cho khu vực sử dụng; - Sử dụng hết sản phẩm không vất bỏ chai/can nhựa mơi trường Chai/can đựng sản phẩm tái sử dụng 3.5.3 Quy cách an toàn bảo quản sản phẩm - Sản phẩm bảo quản kho phịng chứa có mái che, thống, mát, đủ ánh sáng, tránh ánh sáng trực tiếp Nền kho chứa làm vật liệu chống ăn mòn, chống trơn trượt - Không để chai, can hộp chứa sản phẩm lên vật nhọn, sắc vật nặng đè lên - Giá kệ vật liệu thông thường, đảm bảo vững chắc, không xếp chồng trực tiếp lớp chai can hộp carton chứa lọ/can chứa gel tẩy xạ lên 3.5.4 Quy cách an toàn vận chuyển sản phẩm - Sản phẩm vận chuyển phương tiện vận chuyển thông dụng, có mái che - Trong q trình vận chuyển tránh xê dịch, va đập, làm bẹp, móp méo bao bì đổ, vỡ sản phẩm, khơng xếp chồng sản phẩm lên lớp 58 3.5.5 Các quy định thao tác sử dụng 3.5.5.1 Yêu cầu người sử dụng, gel tẩy xạ thiết bị - Người sử dụng gel tẩy xạ phải đào tạo từ sơ cấp khí tài phịng hóa trở lên, sử dụng thành thạo thiết bị, dụng cụ tiêu tẩy; phải đọc kỹ hướng dẫn sử dụng gel tẩy xạ MRD-1 trước sử dụng - Gel tẩy xạ phải cịn hạn sử dụng khơng xuất dấu hiệu hư hỏng sau: + Gel có màu lạ, xuất mảng màu khác (trong gel xuất vệt trắng mờ, lẫn vết xanh) + Gel phân thành lớp riêng biệt có màu khác + Xuất mùi hương lạ, khác với mùi ghi bao bì + Trong chai can đựng xuất cặn - Trước sử dụng phải chuẩn bị kiểm tra đầy đủ, đảm bảo tình trạng hoạt động tốt thiết bị, dụng cụ tiêu tẩy chổi quét gel, súng phun gel, lăn, xơ nhựa, chậu nhựa, máy nén khí 3.5.5.2 Thứ tự thao tác sử dụng - Bước 1: Chuẩn bị thiết bị dụng cụ tiêu tẩy, dụng cụ đựng rác thải nhiễm phóng xạ, gel tẩy xạ, phương tiện bảo hộ - Bước 2: Mặc khí tài phịng da khí tài phịng hơ hấp - Bước 3: Mở nắp can chai lọ chứa gel MRD-1, đổ cốc xô khô, sạch, miệng đủ rộng, trộn sử dụng để tẩy xạ - Bước 4: Nạp gel vào bình chứa súng phun gel nhúng chổi quét sơn lăn sơn vào gel - Bước 5: Phun/quét gel thành lớp màng có độ dầy 0,5- 1,0 mm lên toàn bề mặt vật liệu bị nhiễm xạ - Bước 6: Đợi cho lớp thứ khô (sau khoảng 1-2 giờ), tiến hành quét tiếp lớp thứ hai (nếu cần), để gel tự khơ - Bước 7: Cởi bỏ khí tài, phun rửa thiết bị, khí tài tiêu tẩy dung dịch tẩy xạ thu hồi, tắm vệ sinh cho người 59 - Bước 8: Sau 24- 48 tiếng, mang mặc khí tài phịng hộ tiến hành bóc, lột bỏ lớp màng khỏi bề mặt bị nhiễm Thu gom lớp màng vào thiết bị đựng rác thải nhiễm phóng xạ chuyên dụng để xử lý theo quy định hành - Bước 9: Sau tẩy xạ lần thứ nhất, đo lại mức nhiễm xạ bề mặt Nếu cần thiết, tiến hành tẩy xạ lần hai lần ba bề mặt an tồn phóng xạ người thiết bị (dùng máy đo phóng xạ cầm tay) - Bước 10: Cởi khí tài tiêu tẩy dung dịch tẩy xạ, tắm vệ sinh cho người tẩy xạ 3.5.6 Bảo quản sản phẩm Gel tẩy xạ MRD-1 bảo quản nơi khơ ráo, thống mát, có mái che, có giá kê (nhiệt độ 20- 25 oC, độ ẩm không 90 %), tránh ánh sáng chiếu trực tiếp Không xếp chồng 05 lớp chai can hộp carton chứa sản phẩm lên 60 KẾT LUẬN Trên sở kết thu được, luận văn đưa số kết luận cụ thể sau: - Đã nghiên cứu tạo phức citric- citrat với số ion kim loại mơi trường nước có khơng có mặt chất hoạt động bề mặt APG 10 làm sở để chế tạo dung dịch tẩy xạ Kết cho thấy ion Ni2+, Sr2+, Co2+ có khả tạo phức tốt với axit citric, đặc biệt môi trường pH ≥4, với tỷ lệ số mol axit citric: ion kim loại ≥ Sự có mặt chất hoạt động bề mặt ankyl polyglucoside làm giảm số bền phức, không ảnh hưởng nhiều đến chế tạo phức phân bố phức chất dung dịch - Bằng trang thiết bị nước, xây dựng quy trình chế tạo gel tẩy xạ MRD-1 từ PVA, CMC, axit citric, trinatri citrat, EDTA số hợp phần khác xây dựng Sản phẩm thu dạng gel, sánh, đồng nhất, màu xanh lam, mùi thơm nhẹ, độ nhớt đạt 13.800 cPs 25oC, tỷ trọng đạt 1,012 kg/L Chỉ tiêu chất lượng hiệu tẩy xạ gel MRD-1 tương tự sản phẩm Decon gel 1108 thử nghiệm với đồng vị 238 U, 137 Cs bề mặt gỗ thông, thép CT-3, màng sơn alkyd, bê tông, đạt hiệu tẩy xạ 90% vật liệu (thép, sơn, gỗ, bê tông, ) nhiễm đồng vị phóng xạ bề mặt 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Việt Bắc (2000), Vật liệu sơn chất tạo màng bảo vệ, Trung tâm Khoa học kỹ thuật -Công nghệ quân Nguyễn Xuân Bào, Vũ Thanh Bình, (2007), Chất dung dịch tiêu độc, tẩy xạ, diệt trùng, NXB Quân đội nhân dân Nguyễn Tinh Dung (1998), Hóa học phân tích, Nhà xuất Giáo dục Lê Chí Kiên (2006), Hóa học phức chất, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Mạnh Lục (2012), Hóa học hệ phân tán keo, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng Hoàng Nhâm (2005), Hóa học vơ tập ba, NXB Giáo dục Trần Văn Nhân (2004), Hóa keo, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2006), Hóa lý hóa keo, NXB Khoa học Kỹ thuật Lâm Ngọc Thụ (2005), Cơ sở hóa học phân tích, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 10 Lương Văn Trường (2000), Vũ khí hạt nhân cách phịng chống, NXB Quân đội nhân dân 11 A.Yu Lonin, A.P Krasnopyorova, (2007), Use of zeolites for decontamination of radioactively contamined working surfaces, National Science Center "Kharkov Institute of Physics and Technology", 61108, Kharkov, Ukraine 12 Chong Hun Jung, Jei Know Moon, Hui Jun Won, Kune Woo Lee and Chang Ki Kim,“Chemical gel for decontamination of Cs surrogate on stainless steel surface”, WM2011 conference, 2011, pages 13 Dr Alim A Fatah, Richard D Arcilesi, Jr.Adam K Judd, Laurel E O’Connor, Charlotte H Lattin, Corrie Y Wells (2007), Guide for the Selection of Chemical, Biological, Radiological, and Nuclear Decontamination Equipment for Emergency First Responders 2nd Edition, US Department of Homeland Security, Washington, DC 20531 14 Dorota Kołodyńska (2011), Chelating Agents of a New Generation as an Alternative to Conventional Chelators for Heavy Metal Ions Removal from Different Waste Waters, Maria Curie-Skłodowska University, Poland 15 D.H.Solomon, The chemistry of organic film formers, New york: Wiley 1967 62 16 Ed Feltcorn (2006), Technology Reference Guide for Radiologically contaminated Surfaces, U.S Environmental Protection Agency 17 H Neil Gray, Betty Jorgensen, Donald L McClaugherty, Andrew Kippenberger, “Smart polymeric coatings for surface decontamination”, Ind Eng Chem Res., Vol 40, 2001, pp 3540-3546 18 J Benley, G.P.A Turner (1997), Introduction to paint chemistry and principles of paint technology, Forth Edition Published in the USA by Chapman and Hall 19 John Drake, Ryan R.James, Rick Demmer (2011), Side-by-side performance comparision of chemical-based decontamination products for dirty bomb cleanup-11099, WM 2011 conference, Phoenix, AZ 20 Jan Severa, Jaromír Bár (1991), Handbook of radioative contamination and decontamination, Purkyn6 Medical Research, Hradec Krdlov6, Czechoslovakia 21 Maciejewski, P Zielonka, Z Wrzesiński, J (2011), New method for removal radioative particle of waste water after decontamination 22 Pham Quang Luong, Nguyen Van Chinh, Nguyen Thu Trang, Nguyen An Thai and Nguyen Dinh Lam, “Study to produce polymer gel for decontamination on the surface of steel, ceramic, plastic, glass”, Vinatom-AR, 2014, pp 171-182 23 Petri Kinnunen, (2008), ANTIOXI- Decontamination techniques for activity removal in nuclear environments, 1050, Brussels, Belgium 24 Richard J Farn (2006), Chemistry and Technology of Surfactants, Blackwell Publishing 25 R.J Serne, K.J Cantrell, C.W Lindenmeier, A.T Owen, I.V Kutnyakov, R.D Orr, and A.R Felmy, (2002), Radionuclide-Chelating Agent Complexes in Low-Level Radioactive Decontamination Waste; Stability, Adsorbtion and Transport Potential, Division of Systems Analysis and Regulatory Effectiveness Office of Nuclear Regulatory Research U.S Nuclear Regulatory Commission Washington 26 R J Serne, A R Felmy, K J Cantrell, K M Krupka, J A Campbell H Bolton, Jr., J K Fredrickson (1995), Characterization of Radionuclide-Chelating 63 Agent Complexes Found in Low-Level Radioactive Decontamination Waste, Washington, DC 20555-0001 27 R Lambourne, T.A Strivens, (1999), Paint and surface coatings: Theory and Practice, Woodhead publishing limited Cambridge England 28 Rajiv Kohli., “Strippable coatings for removal of surface contaminants”, Development in surface contamination and cleaning, Chapter 5, 2010, pp 177-224 29 Rajiv Kohli, K L Mittal., “Developments in surface contamination and cleaning”, Elservier, 2010, 302 pages 30 U.S EPA., “Technology evaluation report- CBI polymers Decongel 1101 and 1108 for radiological decontamination”, EPA 600/R-11/084, 2011, 29 pages 31 U.S EPA., “Evaluation of the curing times of strippable coatings and gels as used for radiological decontamination”, EPA 600/R-14/238, 2014, 67 pages 32 U.S EPA, “Evaluation of chemical-based technologies for removed of radiological contamination from building material surfaces”, EPA/60 0/S-15/155, 2015, pages 33 U.S EPA, “Impact of stagnant air flow conditions on the curing times of strippable coatings and gels as used for radiological decontamination”, EPA/600/R-15/171, 2015, pages 34 U.S EPA, “CBI polymers decongel® 1108 for radiological decontamination of Americium”, EPA/600/R-12/067, 2013, pages 35 Valentina Toropova, Dimitri Davidov (2012), Combined technology for radioactive contaminated soil remediation based on application of hydroseparation, chemical leaching and addition of natural organic and mineral absorbers, Project B-859, Joint Institute for Power and Nuclear Research- Sosny National Academy of Sciences of Belarus 36 Yoshiki Wadachi, Kazuo Takada, Yoshito Yamaoka and Syun Noguchi (1964), “Decontamination of Cationic Radioactive Isotopes by Cationic Surfactants”, Journal of Nuclear Science and Technology, 2, (3), p.l04-107 (March, 1965) 64 PHỤ LỤC 65 Dưới số hình ảnh thực nghiệm đánh giá hiệu tẩy xạ cho vật liệu nghiên cứu Hình Chuẩn bị mẫu thử nghiệm Hình Chuẩn bị nguồn phóng xạ để thử nghiệm Hình Phân tích hoạt độ mẫu thử Hình Đánh nhiễm mẫu thử nghiệm nghiệm Hình Đánh nhiễm mẫu bê tơng Hình Đánh nhiễm mẫu gỗ thơng 66 Hình 3.7 Tẩy xạ mẫu bê tơng Hình 3.8 Tẩy xạ mẫu gỗ thơng Hình 3.9 Lột bỏ lớp màng gel khơ Hình 3.10 Lột bỏ lớp màng gel bề mặt mẫu bê tông khô bề mặt mẫu gỗ thơng Hình 3.11 Đánh nhiễm xạ mẫu thép Hình 3.12 Đánh nhiễm xạ mẫu sơn 67 Hình 3.13 Đánh nhiễm xạ mẫu vải Hình 3.14 Tẩy xạ mẫu vải phịng phòng da da GEREERD FG 68 ... tẩy xạ cho bề mặt cơng trình bị nhiễm xạ 1.2.1 Một số công nghệ tẩy xạ cho bề mặt cơng trình bị nhiễm xạ Tẩy xạ loại bỏ bụi phóng xạ lớp oxit bề mặt (trong làm thông thường để loại bỏ vật liệu phóng. .. Mục tiêu Đề tài: Chế tạo gel tẩy xạ MRD-1 cho bề mặt số vật liệu xây dựng sở polyme theo mẫu decon gel 1108 nước Kết cần đạt đƣợc: + Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo gel tẩy xạ. .. lớn tạo vệt mây phóng xạ, nhiễm xạ bụi phóng xạ chất phóng xạ cảm ứng, mức xạ nhỏ 10 - 15 R/h + Nổ mặt đất: Tạo khu nhiễm xạ gần vệt mây phóng xạ, nhiễm xạ gây nên bụi phóng xạ chất phóng xạ cảm