22.6.1 Dekontamineringstekniker
Dekontaminering omfattar ett brett spektrum av aktiviteter som syftar till att avlägsna eller minska radioaktiv kontaminering i eller på material, strukturer och utrustning. Partiell eller total dekontaminering av strukturer eller system för att minska doshastigheterna innan demonteringsteknik tillämpas är ett vanligt tillvägagångssätt när det gäller NFC-anläggningar. Ytdekontaminering på plats kan åstadkommas genom användning av konventionella verktyg och metoder, t.ex. slipmaskiner, polermaskiner, dammsugare och avtorkning med våta trasor, i stället för dyra fjärrstyrda eller robotiserade manipulatorer. Den personliga skyddsutrustning som krävs under demonteringen kan bli billigare och bekvämare att använda om föroreningsnivåerna minskas avsevärt före demonteringen. Valet mellan manuella, fjärrstyrda eller halvfjärrstyrda tillämpningar är således föremål för en kostnads-nyttoanalys.
Mekaniska dekontamineringstekniker tillämpas normalt för komponenter med enkel geometri och lättåtkomliga ytor, medan kemiska dekontamineringsmetoder kan användas för utrustning med svåråtkomliga ytor.
Mekaniska dekontamineringstekniker, till exempel avlägsnande av ytskikt genom slipning, blästring med slipmedel, ångrengöring och sprickning, har tillämpats med framgång i många fall. En del av den utrustning som finns på marknaden visas i figur 22.1-22.5.
22.1. Skärslipmaskin som används för att avlägsna fasta ytföroreningar från betong.
22.2. Skärmaskin som används för att avlägsna föroreningar på fasta ytor och djupare penetrerade föroreningar från betong. Observera: det monterade vakuumsystemet och avfallstrummsystemet för att begränsa luftburna föroreningar och begränsa exponeringen.
22.3. Högtrycksvattenstråle som används för att avlägsna ytföroreningar från utrustning.
22.4. Mini elektrohydraulisk handhållen hammarutrustning används för att avlägsna djupt penetrerade föroreningar.
22.5. Golvpolermaskin som också kan användas för mer aggressivt avlägsnande av ytföroreningar.
Användningen av kemisk dekontaminering före demontering är något begränsad. Olika kemikalier och dekontamineringsgeler har utvecklats, som kan appliceras medan utrustningen fortfarande är monterad. Kemiska dekontamineringsprocesser som betning i syra eller våtrengöring med dekontamineringsvätska är mycket framgångsrika men görs inte nödvändigtvis på plats. Demonterad utrustning kan transporteras till en anläggning för kemisk dekontaminering för behandling, rensning eller begränsad återanvändning. I ett smältverk återanvänds inte utrustningen, men den dekontaminerade smälta metallen kan återvinnas. Vid Necsa ombyggdes den anläggning för kemisk rengöring som användes under byggandet av anläggningen för anrikning av uran till en anläggning för dekontaminering när avvecklingen av anläggningen för anrikning av uran inleddes 1995 (Smith m.fl, 1995).
Den största fördelen med dekontaminering (även om utrustningen inte kan återanvändas) är minimeringen av radioaktivt avfall och, i vissa fall, omklassificeringen av en stor del av avfallet till en hanterbar avfallsklass med en nationellt tillgänglig slutpunkt, t.ex.t.ex. deponering nära ytan för lågaktivt avfall eller till och med röjning.
Under avvecklingen av Eurochemics upparbetningsanläggning i Belgien inleddes ett halvindustriellt demonstrationsprogram för att dekontaminera komponenter med hjälp av torr eller våt sandblästringsteknik. Demonstrationen visade att det var ekonomiskt bättre att utföra torrdekontaminering av komponenter till friklassningsnivåer än att konditionera och bortskaffa avfallet utan föregående dekontaminering. Resultaten av den våtslipande tekniken var inte tillfredsställande på grund av de stora mängder sekundärt avfall som genererades under dekontamineringen. En automatiserad anläggning för torr sandblästring som fanns tillgänglig på marknaden installerades. Dekontamineringen lyckades överväldigande bra och ytorna kontrollerades två gånger av fysikavdelningen för att se till att kriterierna för friklassning uppfylldes. Den utrustning som inte kunde rensas, på grund av formen och oförmågan att mäta alla ytor, smältes och släpptes ut i en kontrollerad smältningsanläggning (Walthéry et al., 2009a och 2009b).
Dekontaminering är ingen patentlösning. Innan en dekontamineringsteknik väljs bör en utvärdering av dess effektivitet och potential att minska den totala exponeringen göras och jämföras med faktorer som kommersiell tillgänglighet, generering av hanterbart sekundärt avfall och eventuell miljöpåverkan. De extra kostnader och andra risker som är förknippade med dekontamineringsprocesser behöver inte nödvändigtvis motivera en minskning av avfallsmängderna och arbetstagarnas exponering. Dessutom kan säkerhetsrelaterade system äventyras om de inte är kompatibla med dekontamineringsmetoderna.
Rengöring och dekontaminering av utrustning och byggnader med hjälp av ånga eller annan teknik med hög energikälla tillämpas med stor framgång på utrustning och byggnader som härrör från U M/M-anläggningar och urankonverteringsanläggningar. Utrustningen delas in i två kategorier: (a) Utrustning som lämpar sig för obegränsad användning och som kan avlägsnas från den avvecklade anläggningen, och b) utrustning som lämpar sig för begränsad användning på en annan gruv- och kvarnanläggning. Under avvecklingen av urankonverteringsanläggningen i Korea demonterades metallutrustningen och klipptes i små bitar. Metallytorna dekontaminerades med mekaniska och kemiska metoder med hjälp av en ångstråle och/eller kemisk rengöring med ultraljud. Över 70 % av allt metallavfall av rostfritt stål dekontaminerades till friklassiga nivåer (Choi et al., 2009). Den kontaminerade utrustning som demonteras i urankonverteringsanläggningar kan dekontamineras framgångsrikt med kemiska dekontamineringsprocesser och med ultraljuds- och ångrengöring, om utrustningen är tillverkad av rostfritt stål, aluminium och har icke-målade, icke-korroderade ytor. Detta är dock inte fallet om utrustningen har målade och/eller korroderade ytor av kolstål. Vid Necsa visade sig dekontamineringen av UF6-kontaminerad utrustning av kolstål vara misslyckad och uran fortsatte att läcka ut efter en tid. Dekontaminering av utrustning med målade ytor resulterade i att de kemiska rengöringsbaden i dekontamineringsanläggningen förorenades och att det inte gick att bevisa noggrannheten i mätningarna efter dekontaminering, på grund av rester av färg som fanns kvar på utrustningen. Andra dekontamineringsmetoder, t.ex. smältning, bör därför undersökas som en del av avvecklingsplaneringen. Om det inte finns någon smältningsanläggning tillgänglig kan man överväga att installera en sådan anläggning (WISE, 2010). Allmänheten och tillsynsmyndigheten är i allmänhet oroade över driften av smältverk och licensiering av nya anläggningar för koldioxidproduktion. Licensiering av sådan dekontamineringsutrustning kan ha en stor inverkan på tidsplanen och kostnaden för avvecklingen, även om all nödvändig utrustning kan köpas på hyllan.
Kontaminerad utrustning som härrör från U M/M-anläggningar och som inte kan återanvändas eller rensas kan placeras i avfallsdammen, i en underjordsgruva, i en dagbrottsgruva eller i en ad hoc-gruva för bortskaffande, beroende på nationella kriterier för acceptans av avfall och myndighetsgodkännande (IAEA, 1994).
Dekontamineringstekniker som tillämpas under avvecklingen av anläggningar för anrikning av uran bör utvärderas för att säkerställa att de inte har ackumulerat en onödig kriticitetsrisk. Införandet av stora volymer neutronmoderator genom tillämpning av våt slipande dekontamineringsteknik skulle kunna leda till en kriticitetsincident.
Användningen av mineralsyror vid dekontaminering av anläggningar för upparbetning av bränsle har varit mycket framgångsrik. Under avvecklingen av Eurochemics upparbetningsanläggning sköljdes och dekontaminerades avfallsförvaringskärlen omedelbart efter det att de tömts och innehållet vitrifierats. Det beslutades att lagringskärlen skulle återanvändas för lagring av liknande avfall. Den ursprungliga dekontamineringsvätskan späddes ut och skickades till förglasningsanläggningen. Vid ytterligare utvärdering av detta alternativ ansågs lagringskärlen inte lämpliga för lagringsändamål och en mer aggressiv kemisk dekontamineringsprocess infördes, vilket resulterade i betydande volymer av dekontamineringsvätska som behövde lagras tills det var möjligt att behandla dem. Blandningen av olika lösningar orsakade också överdriven utfällning i en horisontell tank och stora mängder finkornigt aktivt salt avsattes över hela tankbotten. Även om den kemiska sköljningen i lagringstanken ansågs vara framgångsrik, var doserna fortfarande för höga för att möjliggöra manuell avveckling utan att först utföra någon fjärrdekontamineringsprocess (Walthéry et al., 2009a och 2009b).