Способ дезактивации элемента конструкции ядерного реактора

Результат выполнения научно-исследовательской работы. Способ дезактивации элемента конструкции ядерного реактора предназначен для поверхностной дезактивации облученного реакторного графита и металлоконструкций, контактировавших с теплоносителем. Относится к области ядерной техники и может быть использовано в технологиях атомной энергетики для дезактивации и безопасного обращения с радиоактивными конструкционными элементами ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Задачей, на решение которой направлен предлагаемый способ, является создание технологии дезактивации элементов конструкции ядерного реактора путем плазменного распыления поверхностей облученных конструктивных элементов ЯЭУ и графитовой кладки, которые преимущественно загрязняются радиоактивными изотопами в процессе эксплуатации, для выбивания этих радионуклидов с поверхности вместе с окружающими атомами, осаждения их на охлаждаемый коллектор и последующего извлечения вместе с коллектором. Способ дезактивации элемента конструкции ядерного реактора включает обработку элемента конструкции ядерного реактора низкотемпературной плазмой при подаче потока химически инертного газа. К выбранной площадке на поверхности элемента конструкции подводят электрод, зажигают плазменный разряд между поверхностью элемента конструкции, подключенного в качестве катода, и электродом, подключенным в качестве анода, выбирают рабочие параметры разряда, эффективные для распыления поверхности катода. Производят распыление катода. Охлаждают электрод и газовую магистраль, отводящую химически инертный газ из зоны разряда, до температуры, достаточной для осаждения распыленных атомов на поверхности электрода и магистрали. После распыления поверхности катода на заданную глубину электрод перемещают на новую выбранную площадку обработки и повторяют операции способа до полной обработки всей поверхности дезактивируемого элемента конструкции. Изобретение позволяет существенно снизить радиоактивность обрабатываемых элементов конструкций ядерных энергетических установок, сократить объем образующихся радиоактивных отходов. Предлагаемый способ дезактивации элементов конструкции ЯЭУ и графитовой кладки позволит, после удаления высокоактивного поверхностного загрязнения, снизить радиоактивность конструкционных элементов ЯЭУ на порядок и более, что даст возможность снизить затраты на обращение с остающимися РАО и нормы их захоронения. С точки зрения промышленной применимости предлагаемого изобретения, для реализации предлагаемого способа используются конструктивно известные и серийно выпускаемые промышленностью электронные блоки питания, электронные компоненты, газовая арматура и приборы контроля. Техническим результатом является то, что при плазменном распылении поверхности конструктивных элементов ЯЭУ и графитовой кладки, как наиболее загрязненных радиоактивными изотопами, достигается существенное снижение радиоактивности обрабатываемых элементов конструкций ЯЭУ, а также концентрирование и соответствующее сокращение объема образующихся радиоактивных отходов. Преимущественно в качестве дезактивируемых элементов конструкции используют поверхность облученной графитовой кладки ядерного реактора. В качестве элементов конструкции могут быть использованы внутренние поверхности первого контура ядерного реактора, а также входящих в него трубопроводов и систем циркуляции теплоносителя. В качестве химически инертного газа преимущественно используют аргон или азот. Разработка защищена патентом РФ № 2711292.