22.6.1 Dekontaminaatiotekniikat
Dekontaminaatio kattaa laajan valikoiman toimia, joilla pyritään poistamaan tai vähentämään radioaktiivista kontaminaatiota materiaaleissa, rakenteissa ja laitteissa tai niiden päällä. Rakenteiden tai järjestelmien osittainen tai täydellinen dekontaminaatio annosnopeuden pienentämiseksi ennen purkamistekniikoiden soveltamista on yleinen lähestymistapa, kun käsitellään NFC-laitoksia. Paikan päällä tapahtuvaan pintojen dekontaminaatioon voidaan käyttää tavanomaisia työkaluja ja menetelmiä, kuten hiomakoneita, kiillotuslaitteita, pölynimureita ja kostealla liinalla pyyhkimistä kalliiden kauko-ohjattavien tai robottimanipulaattoreiden sijasta. Purkamisen aikana tarvittavat henkilökohtaiset suojavarusteet voivat olla edullisempia ja miellyttävämpiä käyttää, jos kontaminaatiotasoja vähennetään merkittävästi ennen purkamista. Valinta manuaalisten, kauko-ohjattavien tai puolikauko-ohjattavien sovellusten välillä riippuu siis kustannus-hyötyanalyysistä.
Mekaanisia dekontaminointitekniikoita sovelletaan tavallisesti komponentteihin, joiden geometria on yksinkertainen ja joihin pääsee helposti käsiksi, kun taas kemiallisia dekontaminointimenetelmiä voidaan käyttää laitteisiin, joiden pintoihin pääsee huonosti käsiksi.
Mekaanisia dekontaminointitekniikoita, kuten pintakerroksen poistamista hionnalla, hiomalla, räjäytyksellä hionta-aineksin, höyrypuhdistuksella ja murtamisella, on sovellettu menestyksekkäästi monissa tapauksissa. Osa markkinoilla olevista laitteista on esitetty kuvassa 22.1-22.5.
22.1. Leikkuuhiomakone, jota käytetään kiinteän pinnan epäpuhtauksien poistamiseen betonista.
22.2. Leikkurihiomakone, jota käytetään kiinteän pinnan ja syvemmälle tunkeutuneen epäpuhtauden poistamiseen betonista. Huomaa: asennettu alipainejärjestelmä ja jätteiden rumpujärjestelmä ilman mukana kulkeutuvan saastumisen hillitsemiseksi ja altistumisen rajoittamiseksi.
22.3. Korkeapaineinen vesisuihku, jota käytetään pintakontaminaation poistamiseen laitteista.
22.4. Sähköhydraulisen minivasaran käsikäyttöisiä laitteita käytetään syvälle tunkeutuneiden likaantumiskohtien poistamiseen.
22.5. Lattian kiillotuskone, jota voidaan käyttää myös aggressiivisempaan pintakontaminaation poistoon.
Kemiallisen dekontaminaation käyttö ennen purkamista on jonkin verran rajoitettua. On kehitetty erilaisia kemikaaleja ja dekontaminointigeelejä, joita voidaan käyttää laitteiden ollessa vielä koottuina. Kemialliset dekontaminointimenetelmät, kuten peittaus hapossa tai märkäpuhdistus dekontaminointinesteellä, ovat erittäin onnistuneita, mutta niitä ei välttämättä tehdä paikan päällä. Puretut laitteet voidaan kuljettaa kemialliseen dekontaminointilaitokseen käsittelyä, puhdistusta tai rajoitettua uudelleenkäyttöä varten. Sulattamossa laitteita ei käytetä uudelleen, mutta puhdistettu sulatettu metalli voidaan kierrättää. Necsassa uraaninrikastuslaitoksen rakentamisen aikana käytetty kemiallinen puhdistuslaitos saneerattiin dekontaminointilaitokseksi, kun uraaninrikastuslaitoksen käytöstä poistaminen aloitettiin vuonna 1995 (Smith et al., 1995).
Dekontaminoinnin tärkein etu (vaikka laitteita ei voisikaan käyttää uudelleen) on radioaktiivisen jätteen määrän minimointi ja joissakin tapauksissa suuren osan jätteestä luokitteleminen uudelleen hallittavaan jäteluokkaan, jolla on kansallisesti saatavilla oleva loppupiste, esim.esim. matala-aktiivisen jätteen loppusijoitus lähelle maanpintaa tai jopa hävittäminen.
Belgiassa sijaitsevan Eurochemicin jälleenkäsittelylaitoksen käytöstäpoiston aikana käynnistettiin puoli-teollinen demonstraatio-ohjelma komponenttien dekontaminoimiseksi kuiva- tai märkähiekkapuhallustekniikoiden avulla. Demonstraatiossa todettiin, että oli taloudellisesti edullisempaa suorittaa komponenttien kuiva dekontaminointi puhdistustasolle kuin jätteen käsittely ja loppusijoitus ilman edeltävää dekontaminointia. Märkähiontatekniikoiden tulokset eivät olleet tyydyttäviä, koska dekontaminoinnin aikana syntyi runsaasti sekundääristä jätettä. Markkinoilla oli saatavilla automaattinen kuivahiekkapuhalluslaitteisto, joka asennettiin. Dekontaminoinnin onnistumisprosentti oli ylivoimainen, ja fysiikkaosasto valvoi pinta-aloja kahdesti varmistaakseen, että ne täyttävät puhdistuskriteerit. Laitteet, joita ei voitu puhdistaa niiden muodon ja kyvyttömyyden mitata kaikkia pinta-aloja vuoksi, sulatettiin ja vapautettiin valvotussa sulatuslaitoksessa (Walthéry et al., 2009a ja 2009b).
Dekontaminaatio ei ole ihmelääke. Ennen kuin jokin dekontaminointitekniikka valitaan, olisi arvioitava sen tehokkuus ja mahdollisuudet vähentää kokonaisaltistusta ja verrattava sitä sellaisiin tekijöihin kuin kaupallinen saatavuus, hallittavissa olevan sekundäärijätteen syntyminen ja mahdolliset ympäristövaikutukset. Dekontaminointimenetelmiin liittyvät lisäkustannukset ja muut riskit eivät välttämättä oikeuta jätemäärien ja työntekijöiden altistumisen vähenemiseen. Lisäksi turvallisuuteen liittyvät järjestelmät voivat vaarantua, jos ne eivät ole yhteensopivia dekontaminointimenetelmien kanssa.
Laitteiden ja rakennusten puhdistusta ja dekontaminointia höyryä tai muuta korkean energialähteen tekniikkaa käyttäen sovelletaan hyvin menestyksekkäästi U M/M-laitoksista ja uraanikonversiolaitoksista peräisin oleviin laitteisiin ja rakennuksiin. Laitteet jaetaan kahteen luokkaan: (a) laitteet, jotka soveltuvat rajoittamattomaan käyttöön ja poistettavaksi käytöstä poistetulta laitosalueelta, ja b) laitteet, jotka soveltuvat rajoitettuun käyttöön toisella kaivos- ja jalostusalueella. Koreassa sijaitsevan uraanikonversiolaitoksen käytöstäpoiston aikana metalliset laitteet purettiin ja leikattiin pieniksi paloiksi. Metallipinnat puhdistettiin mekaanisin ja kemiallisin menetelmin höyrysuihkulla ja/tai kemiallisella ultraäänipuhdistuksella. Yli 70 prosenttia kaikesta ruostumattomasta teräksestä valmistetusta metallijätteestä puhdistettiin puhtaaksi (Choi et al., 2009). Uraanin konversiolaitoksissa puretut saastuneet laitteet voidaan dekontaminoida onnistuneesti kemiallisilla dekontaminointimenetelmillä sekä ultraääni- ja höyrypuhdistuksella, jos laitteet on valmistettu ruostumattomasta teräksestä tai alumiinista ja niiden pinnat ovat maalaamattomia ja ruostumattomia. Näin ei kuitenkaan ole, jos laitteissa on maalattuja ja/tai syöpyneitä hiiliteräspintoja. Necsassa UF6:n saastuttamien hiiliteräslaitteiden puhdistaminen osoittautui epäonnistuneeksi, ja uraani huuhtoutui edelleen ulos jonkin ajan kuluttua. Maalipintaisten laitteiden dekontaminointi johti dekontaminointilaitoksen kemiallisten puhdistuskylpyjen saastumiseen ja siihen, ettei mittausten tarkkuutta pystytty osoittamaan dekontaminoinnin jälkeen laitteisiin jääneiden maalijäämien vuoksi. Muita dekontaminointimenetelmiä, kuten sulattamista, olisi tällöin tutkittava osana käytöstäpoiston suunnittelua. Jos sulatuslaitteistoa ei ole käytettävissä, sen asentamista voitaisiin harkita (WISE, 2010). Yleisesti ottaen yleisö ja sääntelyviranomaiset ovat huolissaan sulattojen toiminnasta ja uusien hiilidioksidia tuottavien laitosten lupamenettelyistä. Tällaisten dekontaminointilaitteistojen luvanvaraisuus voi vaikuttaa merkittävästi käytöstäpoiston aikatauluun ja kustannuksiin, vaikka kaikki tarvittavat laitteet voitaisiinkin hankkia valmiina.
U M/M-laitoksista peräisin olevat kontaminoituneet laitteet, joita ei voida käyttää uudelleen tai puhdistaa, voidaan sijoittaa loppusijoitettavaksi rikastushiekan läjitysaltaaseen, maanalaiseen kaivokseen, avolouhokseen tai tilapäiseen louhokseen kansallisista jätteiden hyväksymiskriteereistä ja viranomaishyväksynnästä riippuen (IAEA:n hyväksyntä, 1994).
Uraaninrikastuslaitosten käytöstäpoiston aikana sovellettavat dekontaminointitekniikat olisi arvioitava sen varmistamiseksi, että ne eivät ole aiheuttaneet kohtuutonta kriittisyysriskiä. Suurten määrien neutronimoderaattorin lisääminen märkähiontatekniikoita soveltamalla voisi johtaa kriittisyysvaaratilanteeseen.
Mineraalihappojen käyttö polttoaineen jälleenkäsittelylaitosten dekontaminoinnissa on ollut erittäin onnistunutta. Eurochemicin jälleenkäsittelylaitoksen käytöstäpoiston aikana jätesäiliöt huuhdeltiin ja dekontaminoitiin välittömästi niiden tyhjentämisen ja sisällön lasittamisen jälkeen. Varastointiastiat päätettiin käyttää uudelleen samanlaisen jätteen varastointiin. Alkuperäinen dekontaminointineste laimennettiin ja lähetettiin lasittamislaitokseen. Tämän vaihtoehdon tarkemmassa arvioinnissa todettiin, että varastointiastiat eivät soveltuneet varastointitarkoituksiin, ja käyttöön otettiin aggressiivisempi kemiallinen dekontaminointiprosessi, jonka tuloksena saatiin huomattavia määriä dekontaminointinestettä, joka oli varastoitava, kunnes käsittely oli mahdollista. Eri liuosten sekoittaminen aiheutti myös liiallista saostumista yhdessä vaakasuorassa säiliössä ja suuria määriä hienorakeista aktiivisuolaa, joka kerrostui koko säiliön pohjalle. Vaikka kemiallista huuhtelua varastosäiliössä pidettiin onnistuneena, annosnopeudet olivat edelleen liian suuria, jotta manuaalinen käytöstäpoisto olisi ollut mahdollista ilman, että ensin olisi suoritettu jokin etäkontaminaatioprosessi (Walthéry et al., 2009a ja 2009b).