22.6.1 Técnicas de descontaminação
Descontaminação abrange uma ampla gama de atividades voltadas para a remoção ou redução da contaminação radioativa em ou sobre materiais, estruturas e equipamentos. A descontaminação parcial ou total das estruturas ou sistemas para reduzir as taxas de dose antes da aplicação de técnicas de desmontagem é uma abordagem comum quando se trata de instalações de NFC. A descontaminação in situ de superfícies pode ser alcançada através do uso de ferramentas e métodos convencionais, como trituradores, polidores, aspiradores e limpadores com panos úmidos, em vez de caros manipuladores controlados à distância ou robóticos. O equipamento de proteção pessoal necessário durante a desmontagem pode ser menos caro e mais confortável de usar se os níveis de contaminação forem reduzidos significativamente antes da desmontagem. A escolha entre aplicações manuais, remotas ou semi-remotas está, portanto, sujeita à análise custo-benefício.
Técnicas de descontaminação mecânica são normalmente aplicadas para componentes com geometria simples e superfícies de fácil acesso, enquanto métodos de descontaminação química podem ser usados para equipamentos com superfícies pouco acessíveis.
Técnicas de descontaminação mecânica, tais como remoção de camadas superficiais através de lixamento, jateamento com abrasivos, limpeza a vapor e fraturamento têm sido aplicadas com sucesso em muitos casos. Alguns dos equipamentos disponíveis no mercado são mostrados na Fig. 22.1-22.5.
22.1. Lixadeira de cisalhamento usada para remover a contaminação da superfície fixa do concreto.
22.2. Máquina de cisalhamento utilizada para remover a contaminação da superfície fixa e a contaminação penetrada mais profunda do betão. Nota: o sistema de vácuo e o sistema de drenagem de resíduos para conter a contaminação do ar e limitar a exposição.
22.3. Jacto de água a alta pressão utilizado para remover a contaminação superficial do equipamento.
22.4. O equipamento de mão mini martelado eletro-hidráulico é usado para remover manchas de contaminação profundamente penetradas.
22,5. Polidor de pavimentos que também pode ser usado para remoção mais agressiva da contaminação superficial.
A aplicação de descontaminação química antes da desmontagem é um pouco limitada. Foram desenvolvidos vários produtos químicos e géis de descontaminação, que podem ser aplicados enquanto o equipamento ainda está montado. Processos de descontaminação química, como decapagem em ácido ou limpeza úmida com líquido de descontaminação são muito bem sucedidos, mas não são necessariamente feitos in situ. Os equipamentos desmontados podem ser transportados para uma instalação de descontaminação química para tratamento, limpeza ou reutilização restrita. Em uma fundição, o equipamento não é reutilizado, mas o metal derretido descontaminado pode ser reciclado. Em Necsa, a instalação de Limpeza Química utilizada durante a construção da instalação de Enriquecimento de Urânio foi reestruturada como Instalação de Descontaminação quando a desativação da instalação de enriquecimento de urânio começou em 1995 (Smith et al, 1995).
A principal vantagem da descontaminação (mesmo que o equipamento não possa ser reutilizado) é a minimização dos resíduos radioativos e, em alguns casos, a reclassificação de uma grande parte dos resíduos para uma classe de resíduos gerenciável com um ponto final disponível nacionalmente, e.Por exemplo, a eliminação próxima à superfície para resíduos de baixo nível ou até mesmo a eliminação.
Durante o desmantelamento da instalação de reprocessamento Eurochemic na Bélgica, foi lançado um programa de demonstração semi-industrial para descontaminação de componentes usando técnicas de jateamento abrasivo seco ou úmido. A demonstração concluiu que era economicamente preferível realizar a descontaminação a seco dos componentes em vez do acondicionamento e eliminação de resíduos, sem descontaminação prévia. Os resultados das técnicas de abrasivo húmido não foram satisfatórios devido aos elevados volumes de resíduos secundários que foram gerados durante a descontaminação. Foi instalada uma instalação automatizada de jacto abrasivo seco que estava disponível no mercado. A taxa de sucesso da descontaminação foi esmagadora e as áreas de superfície foram monitoradas duas vezes pelo departamento de física para garantir o cumprimento dos critérios de liberação. Os equipamentos que não puderam ser limpos, devido à forma e incapacidade de medir todas as áreas de superfície, foram fundidos e liberados em uma instalação de fusão controlada (Walthéry et al., 2009a e 2009b).
Descontaminação não é uma panacéia. Antes de qualquer técnica de descontaminação ser selecionada, uma avaliação de sua eficácia e potencial para reduzir a exposição total deve ser realizada e comparada com fatores como disponibilidade comercial, geração de resíduos secundários gerenciáveis e possível impacto ambiental. Os custos adicionais e outros riscos associados aos processos de descontaminação podem não justificar necessariamente a redução da quantidade de resíduos e da exposição dos trabalhadores. Além disso, sistemas relacionados à segurança podem ser comprometidos se não forem compatíveis com os métodos de descontaminação.
A limpeza e descontaminação de equipamentos e edifícios usando vapor ou outra técnica de fonte de alta energia é aplicada com alta taxa de sucesso em equipamentos e edifícios originários de instalações de U M/M e instalações de conversão de urânio. Os equipamentos são segregados em duas categorias: (a) equipamento adequado para uso irrestrito e remoção do local de desativação, e (b) equipamento adequado para uso restrito em outro local de mineração e moagem. Durante o desmantelamento da fábrica de conversão de urânio na Coreia, o equipamento metálico foi desmontado e cortado em pequenas peças. As superfícies metálicas foram descontaminadas por métodos mecânicos e químicos usando um jato de vapor e/ou limpeza química ultra-sônica. Mais de 70% de todos os resíduos metálicos de aço inoxidável foram descontaminados até níveis de depuração (Choi et al., 2009). Os equipamentos contaminados desmontados em instalações de conversão de urânio podem ser descontaminados com sucesso por processos químicos de descontaminação e com limpeza ultra-sônica e a vapor, se o equipamento for feito de aço inoxidável, alumínio e tiver superfícies não pintadas e não corroídas. No entanto, este não é o caso quando o equipamento tem superfícies pintadas e/ou corroídas de aço carbono. Na Necsa, a descontaminação do equipamento de aço-carbono contaminado com UF6 provou ser infrutífera e o urânio continuou a lixiviar após algum tempo. A descontaminação de equipamentos com superfícies pintadas resultou na contaminação dos banhos de limpeza química na instalação de descontaminação e na incapacidade de provar a precisão das medições após a descontaminação, devido à tinta residual que permaneceu no equipamento. Outros métodos de descontaminação, como a fusão, devem então ser investigados como parte do planeamento da descontaminação. Se não houver uma instalação de fusão disponível, a instalação de tal instalação poderia ser considerada (WISE, 2010). Em geral, o público e o regulador estão preocupados com a operação de fundições e o licenciamento de novas instalações geradoras de CO2. O licenciamento de tais equipamentos de descontaminação pode ter um grande impacto no cronograma e no custo de desativação, mesmo que todos os equipamentos necessários possam ser adquiridos fora da prateleira.
Equipamentos contaminados originários de instalações U M/M que não podem ser reutilizados ou limpos podem ser colocados na represa de rejeitos, mina subterrânea, mina a céu aberto ou mina ad hoc para eliminação, dependendo dos critérios nacionais de aceitação de resíduos e aprovação regulatória (IAEA, 1994).
Técnicas de descontaminação aplicadas durante o desmantelamento de instalações de enriquecimento de urânio devem ser avaliadas para garantir que não tenham acumulado um risco de criticidade indevido. A introdução de grandes volumes de moderador de neutrões através da aplicação de técnicas de descontaminação com abrasivos úmidos poderia resultar em um incidente de criticidade.
O uso de ácidos minerais na descontaminação de instalações de reprocessamento de combustíveis tem sido muito bem sucedido. Durante o desmantelamento das instalações de reprocessamento Eurochemic os recipientes de armazenamento de resíduos foram enxaguados e descontaminados imediatamente após o seu esvaziamento e vitrificação do conteúdo. Foi decidido reutilizar os recipientes de armazenamento para armazenamento de resíduos semelhantes. O líquido inicial de descontaminação foi diluído e enviado para a instalação de vitrificação. Após avaliação posterior desta opção, os recipientes de armazenamento não foram considerados adequados para fins de armazenamento e foi introduzido um processo mais agressivo de descontaminação química, resultando em volumes consideráveis de líquido de descontaminação que necessitavam de armazenamento até que o processamento fosse possível. A mistura de diferentes soluções também provocou precipitação excessiva em um tanque horizontal e grandes quantidades de sal ativo de grão fino depositadas em todo o fundo do tanque. Embora o enxágüe químico no tanque de armazenamento tenha sido considerado um sucesso, as taxas de dose ainda eram muito altas para permitir o descomissionamento manual sem primeiro realizar algum processo de descontaminação remota (Walthéry et al., 2009a e 2009b).