TTT Nguồn đồng vị phóng xạ
Mẫu vật liệu nghiên cứu
Hiệu suất tẩy xạ sau một lần tẩy xạ, H, % MRD-1 Decon gel 1108 1 U238 (Hoạt độ 100 - 200 Bq/cm2) Thép CT-3 Màng sơn ankyd Gỗ thơng Bê tơng Vải phịng da L1 96,2 98,0 79,0 68,6 96,9 98,2 97,9 77,2 69,1 97,2 2 Cs137 (Hoạt độ 15.000 - 20.000 Bq/cm2) Thép CT-3 Màng sơn ankyd Gỗ thơng Bê tơng Vải phịng da L1 96,1 94,6 84,1 41,0 96,5 96,8 90,5 83,4 35,1 96,7 3 Sr90 (Hoạt độ 100 - 200 Bq/cm2) Thép CT-3 Màng sơn ankyd Gỗ thơng Bê tơng Vải phịng da L1 97,5 96,5 69,6 49,5 98,2 97,5 97,0 69,9 45,0 97,8
Kết quả Bảng 3.8 nhận thấy, hiệu suất tẩy xạ của MRD-1 đối với các bề mặt vật liệu nhiễm các tác nhân phóng xạ khác nhau khá tương đồng với Decon gel 1108, đó là tẩy xạ hiệu quả đối với các bề mặt nhẵn, bóng, như: thép, màng sơn, cao su,...bị nhiễm các loại đồng vị phóng xạ khác nhau, hiệu quả tẩy xạ đều đạt trên 90%. Trong khi đó, các bề mặt dỗ, xốp như gỗ, bê tông, hiệu suất tẩy xạ giảm đáng kể, cịn khoảng 70-80%, đặc biệt với bề mặt bê tơng bị nhiễm Cs137 thì hiệu suất tẩy xạ giảm rất mạnh, chỉ cịn khoảng 40-50%. Như vậy, có thể thấy cũng như chất tẩy xạ Decongel 1108, chất tẩy xạ MRD-1 chỉ tẩy xạ hiệu quả đối với các chất phóng xạ trên bề mặt của vật liệu và có hiệu quả hạn chế đối với các chất phóng xạ thâm nhập sâu vào trong khối vật liệu.
* Đánh giá hiệu quả tẩy xạ cho các bề mặt vật liệu ngồi thực địa
- Chất mơ phỏng phóng xạ: Dung dịch 131I và các phương tiện, trang bị khác đã nêu cụ thể trong kế hoạch thử nghiệm và phương án thử nghiệm.
Kết quả thử nghiệm khả năng tẩy xạ trên bề mặt tường bê tông và tường bê tông quét sơn trong các điều kiện: lượng chất tẩy xạ sử dụng 1 L/m2, hoạt độ phông môi trường 0,5 - 1,0 cps thu được như sau:
Đối với bề mặt sơn trên tường bê tông (chất tẩy xạ MRD-1)
Hoạt độ trước và sau khi tẩy xạ bằng chất tẩy xạ MRD-1 trên bề mặt sơn được dẫn ra ở 3.9 và 3.10
Bảng 3.9. Hoạt độ trước tẩy xạ (cps)
Vị trí Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình Hoạt độ sau 30 giờ
1 800 706 712 715 701 726,8 652,4 2 565 574 669 670 672 630,0 565,5 3 515 520 717 700 706 631,6 566,9 4 587 591 691 694 693 651,2 584,5 5 515 617 621 620 721 618,8 555,4 6 518 622 711 623 707 636,2 571,1
Bảng 3.10. Hoạt độ sau tẩy xạ một lần (30 giờ - cps) Vị trí Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình
Hiệu quả tẩy xạ (%) 1 34 36 40 40 38 37,6 94,2 2 20 22 22 22 22 21,6 96,2 3 25 24 24 24 24 24,2 95,7 4 21 22 21 23 23 22,0 96,2 5 26 25 26 24 26 25,4 95,4 6 26 26 27 27 26 26,4 95,4
Khơng giống như các phương pháp phân tích hóa học khác, phân tích hoạt độ phóng xạ là việc phân tích giống như ta đo giá trị pH của mẫu nước. các số sẽ nhảy liên tục nên khó có thể có 1 số liệu. Do đó, người ta phải lấy liên tục 05 giá trị đo cùng thời điểm và trên cùng một mẫu, rồi tính ra giá trị trung bình.
Kết quả thu được cho thấy, hiệu quả tẩy xạ của MRD-1 đối với nguồn 131I đánh nhiễm bề mặt sơn trên tường bê tông nằm trong khoảng 95,4 - 96,2 %. Lớp màng gel MRD-1 được sơn lên tường với lượng tiêu hao khoảng 1 L/m2, sau 5 - 10 phút bề mặt gel se lại, cho phép phủ tiếp lớp thứ hai sau 1-2 giờ. Để yên sau 28 - 30 giờ ở điều kiện thử nghiệm ta có thể dùng tay dễ dàng lột bỏ ra khỏi bề mặt sơn mà ít làm bong tróc lớp sơn phủ.
Đối với bề mặt xi măng trên tường bê tông (gel MRD-1)
Hoạt độ trước và sau khi tẩy xạ bằng gel MRD-1 trên bề mặt xi măng trên tường bê tông được dẫn ra ở các bảng 3.11 và 3.12.
Bảng 3.11. Hoạt độ trước tẩy xạ (cps)
Vị trí Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình Hoạt độ sau 30 giờ
1 568 573 582 575 580 575,6 516,7 2 582 594 590 507 518 558,2 501,0 3 510 524 518 514 510 515,2 462,4 4 553 551 562 558 566 558,0 500,9 5 500 506 507 510 513 507,2 455,3 6 516 524 522 505 524 518,2 465,1
Bảng 3.12. Hoạt độ sau tẩy xạ một lần (30 giờ - cps) Vị trí Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình
Hiệu quả tẩy xạ (%) 1 31 32 31 32 32 31,6 93,9 2 14 17 17 18 18 16,8 96,6 3 28 27 27 27 28 27,4 94,1 4 32 31 30 32 32 31,4 93,7 5 35 36 34 33 33 34,2 92,5 6 28 27 29 29 28 28,2 93,9
Kết quả thu được cho thấy, hiệu quả tẩy xạ của gel MRD-1 đối với nguồn 131I đánh nhiễm bề mặt xi măng trên tường bê tông nằm trong khoảng 92,5 - 96,6 %. Lớp màng gel MRD-1 được sơn lên tường với lượng tiêu hao khoảng 1 L/m2, sau 5 - 10 phút bề mặt gel se lại, cho phép phủ tiếp lớp thứ hai sau 1-2 giờ Để yên sau 28 - 30 giờ ở điều kiện thử nghiệm ta cũng có thể dùng tay dễ dàng lột bỏ ra khỏi bề mặt sơn mà ít làm bong tróc lớp sơn phủ.
3.4. Hồn thiện quy trình chế tạo và đề xuất biện pháp ứng dụng chất tẩy xạ dạng gel trong thực tế để xử lý ơ nhiễm phóng xạ cho bề mặt cơng trình xây dạng gel trong thực tế để xử lý ơ nhiễm phóng xạ cho bề mặt cơng trình xây dựng
3.4.1. Hồn thiện quy trình chế tạo
* Quy tình chế tạo chất tẩy xạ dạng gel MRD-1 sau khi được hoàn thiện
- Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu bao gồm 152g PVA; 5g Nacitrat; 20g Citric; 5g EDTA; 2g SDS; 4ml APG; 3ml PLD; 4ml GLY; 3g CMC
- Bước 2 ( tổng hợp thành phần 1): khuấy đều PVA và nước ở nhiệt độ 65 – 70oC, sau đó bổ sung CMC và glecerol và tiếp tục khuấy đều .
- Bước 3 ( tổng hợp thành phần 2 ): cho Natri citrate vào nước sau đó bổ sung EDTA, citric rồi khuấy cho tan. Sau khi tan, tiếp tục bổ sung APG0810, SDS và 1- methyl-2-pyrrodidone và chất phụ gia màu.
- Bước 4: Phối trộn từ từ thành phần 2 vào thành phần 1 để tạo thành chất tẩy xạ dạng gel MRD-1
- Bước 6: Lưu kho, lấy mẫu để kiểm nghiệm.
Hình 3.7 Minh họa quá trình phối trộn thành 1 và thành phần 2
3.4.2. Quy cách đóng gói sản phẩm
- Chất tẩy xạ MRD-1 được đóng trong chai hoặc can nhựa HDPE dung tích 1,0 L hoặc 5,0 L, có nắp xốy ren kỹ, có tem mác rõ ràng.
- Vỏ chai hoặc can chứa chất 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.
- Các chai hoặc can sau khi chứa chất tẩy xạ MRD-1 được đóng trong thùng giấy carton cứng bên ngoài dán nhãn và ghi đầy đủ thông tin như trên chai/can, kèm theo tờ hướng dẫn sử dụng chi tiết.
3.4.3. Quy cách về an toàn khi sử dụng sản phẩm
- Trước khi sử dụng chất tẩy xạ MRD-1, phải đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, đeo và mang các khí tài bảo hộ lao động theo quy định gồm: kính bảo hộ, mũ bảo hộ, găng tay, quần áo, ủng bảo hộ;
- Màng gel sau khi lột bỏ phải được thu gom vào các thiết bị chuyên dụng, tránh phát tán ra môi trường gây ô nhiễm thứ cấp;
- Tránh để cho chất tẩy xạ MRD-1 tiếp xúc trực tiếp với mắt, miệng. Khi chất tẩy xạ rơi vào miệng, mắt cần nhanh chóng rửa sạch bằng nước sạch;
- Trong q trình sử dụng chất tẩy xạ MRD-1 nếu có dấu hiệu bị mẩn ngứa, dị ứng da thì cần dừng sử dụng và tiến hành thơng gió cho khu vực sử dụng;
- Sử dụng hết sản phẩm không được vất bỏ chai/can nhựa ra môi trường. Chai/can đựng sản phẩm có thể được tái sử dụng.
3.4.4 Quy cách an toàn khi bảo quản sản phẩm
- Sản phẩm MRD-1 được bảo quản trong kho hoặc phòng chứa khơ ráo, thống, mát, đủ ánh sáng, có mái che, tránh ánh sáng trực tiếp, nhiệt độ dưới 40 oC. Nền kho/phòng chứa được làm bằng vật liệu chống ăn mòn, chống trơn trượt.
- Không để chai, can hoặc hộp chứa sản phẩm lên trên các vật nhọn, sắc hoặc vật nặng đè lên.
- Giá kệ bằng vật liệu thông thường, đảm bảo vững chắc, không xếp chồng trực tiếp quá 5 lớp chai hoặc can hoặc hộp carton chứa lọ/can chứa chất tẩy xạ MRD-1 lên nhau.
3.4.5. Quy cách an toàn khi vận chuyển sản phẩm
- Sản phẩm được vận chuyển bằng các phương tiện vận tải thơng dụng, có mái che, có neo buộc.
- Trong quá trình vận chuyển tránh xê dịch, va đập, làm bẹp, móp méo bao bì hoặc đổ, vỡ sản phẩm, không xếp chồng sản phẩm lên nhau quá 5 lớp.
3.4.6. Các quy định về thao tác sử dụng
* Yêu cầu đối với người sử dụng, gel tẩy xạ và thiết bị
- Người sử dụng chất tẩy xạ phải được đào tạo từ sơ cấp khí tài phịng hóa trở lên, sử dụng thành thạo các thiết bị, dụng cụ tiêu tẩy; phải đọc kỹ hướng dẫn sử dụng chất tẩy xạ MRD-1 trước khi sử dụng.
- Chất tẩy xạ MRD-1 phải còn hạn sử dụng và không xuất hiện các dấu hiệu hư hỏng như sau:
+ Chất có màu lạ, xuất hiện những mảng màu khác nhau (trong chất tẩy xạ xuất hiện những vệt trắng mờ, lẫn vết xanh).
+ Chất phân thành các lớp riêng biệt có màu khác nhau. + Xuất hiện mùi hương lạ, khác với mùi ghi trên bao bì. + Trong chai hoặc can đựng xuất hiện cặn.
- Trước khi sử dụng phải chuẩn bị và kiểm tra đầy đủ, đảm bảo tình trạng hoạt động tốt của các thiết bị, dụng cụ tiêu tẩy như chổi quét gel, con lăn, xô nhựa, chậu nhựa, máy nén khí.
* Thứ tự các thao tác sử dụng
- Bước 1: Chuẩn bị thiết bị và dụng cụ tiêu tẩy, dụng cụ đựng rác thải nhiễm phóng xạ, chất tẩy xạ, phương tiện bảo hộ.
- Bước 2: Mặc khí tài phịng da và khí tài hơ hấp.
- Bước 3: Mở nắp can hoặc chai chứa chất tẩy xạ MRD-1, đổ ra cốc hoặc xô khô, sạch, miệng đủ rộng, trộn đều rồi sử dụng để tẩy xạ (tính tốn lượng sử dụng theo diện tích bị nhiễm xạ để đổ chất tẩy xạ ra).
- Bước 4: Nạp chất tẩy xạ vào bình chứa của súng phun gel hoặc nhúng chổi quét sơn hoặc con lăn sơn vào chất tẩy xạ.
- Bước 5: Phun/quét đều chất tẩy xạ thành lớp màng có độ dầy 1,0 - 1,5 mm lên tồn bộ bề mặt vật liệu bị nhiễm xạ.
- Bước 6: Đợi cho lớp thứ nhất khô (sau khoảng 1 - 2 giờ), tiến hành quét tiếp lớp thứ hai (nếu cần), rồi để gel tự khô.
- Bước 7: Cởi bỏ khí tài, phun rửa thiết bị, khí tài tiêu tẩy bằng dung dịch tẩy xạ và thu hồi, tắm vệ sinh cho người.
- Bước 8: Để chất tẩy xạ tự khô ở điều kiện thường, sau 24 - 48 tiếng, mang mặc khí tài phịng hộ tiến hành bóc, lột bỏ lớp màng chất tẩy xạ ra khỏi bề mặt bị nhiễm. Thu gom lớp màng này vào dụng cụ chứa rác thải nhiễm phóng xạ chuyên dụng để xử lý theo quy định hiện hành.
- Bước 9: Sau khi tẩy xạ lần thứ nhất, đo lại mức nhiễm xạ của bề mặt. Nếu cần thiết, tiến hành tẩy xạ lần hai hoặc lần ba cho đến khi bề mặt an tồn phóng xạ đối với con người và thiết bị (dùng máy đo phóng xạ cầm tay).
- Bước 10: Cởi khí tài và tiêu tẩy bằng dung dịch tẩy xạ, tắm vệ sinh cho người tẩy xạ.
3.5.7. Bảo quản sản phẩm
Chất tẩy xạ MRD-1 được bảo quản nơi khơ ráo, thống mát, có mái che, có giá kê (nhiệt độ 20 - 25 oC, độ ẩm không quá 90 %), tránh ánh sáng chiếu trực tiếp.
Không được xếp chồng quá 05 lớp chai hoặc can hoặc hộp carton chứa sản phẩm lên nhau.
KẾT LUẬN
- Bằng các trang thiết bị trong nước, luận văn đã chế tạo gel tẩy xạ MRD-1 từ PVA, CMC, axit citric, trinatri citrat, EDTA và một số hợp phần khác đã được lựa chọn;
- Chất tẩy xạ MRD-1 thu được ở dạng gel, sánh, đồng nhất, màu xanh lam, mùi thơm ngọt nhẹ, độ nhớt đạt 13.800 cPs ở 25oC, tỷ trọng đạt 1,012 kg/L. Chỉ tiêu chất lượng cũng như hiệu quả tẩy xạ của gel MRD-1 tương tự như sản phẩm Decon gel 1108 khi thử nghiệm với các đồng vị U238, Cs137 trên bề mặt gỗ thông, thép CT- 3, màng sơn alkyd, bê tông, đạt hiệu quả tẩy xạ trên 90% đối với các vật liệu (thép, sơn, gỗ, bê tơng,...) nhiễm các đồng vị phóng xạ trên bề mặt;
- Luận văn đã hồn thiện được quy trình chế tạo chất tẩy xạ dạng gel MRD-1 trên cơ sở tham khảo các quy trình chế tạo của 1 số nghiên cứu trên Thế giới và ở Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn Việt Bắc (2000), Vật liệu sơn và chất tạo màng bảo vệ, Trung tâm Khoa học kỹ thuật -Công nghệ quân sự.
2. Nguyễn Xuân Bào, Vũ Thanh Bình, (2007), Chất và dung dịch tiêu độc, tẩy
xạ, diệt trùng, NXB Quân đội nhân dân.
3. Nguyễn Tinh Dung (1998), Hóa học phân tích, Nhà xuất bản Giáo dục. 4. Lê Chí Kiên (2006), Hóa học phức chất, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
5. Trần Mạnh Lục (2012), Hóa học hệ phân tán keo, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng.
6. Hồng Nhâm (2005), Hóa học vơ cơ tập ba, NXB Giáo dục. 7. Trần Văn Nhân (2004), Hóa keo, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
8. Nguyễn Hữu Phú (2006), Hóa lý và hóa keo, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
9. 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 và cách phịng chống, NXB Quân đội nhân dân.
11. Đề tài cấp bộ Quốc phòng (2016 – 2018) “ Nghiên cứu, xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo chất tẩy xạ theo ngun lý tạo màng hấp thụ, phỏng theo mẫu Decon gel 1108, dùng cho các cơng trình xây dựng sau các vụ nổ và sự cố hạt nhân ”.
Tiếng Anh
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. Maciejewski, P. Zielonka, Z. Wrzesiński, J. (2011), New method for removal radioative particle of waste water after decontamination.
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. Ed Feltcorn (2006), Technology Reference Guide for Radiologically contaminated Surfaces, U.S. Environmental Protection Agency.
16. D.H.Solomon, The chemistry of organic film formers, New york: Wiley 1967.
17. Petri Kinnunen, (2008), ANTIOXI- Decontamination techniques for activity removal in nuclear environments, 1050, Brussels, Belgium.
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. Jan Severa, Jaromír Bár (1991), Handbook of radioative contamination and decontamination, Purkyn6 Medical Research, Hradec Krdlov6, Czechoslovakia.
20. R Lambourne, T.A Strivens, (1999), Paint and surface coatings: Theory and Practice, Woodhead publishing limited Cambridge England.