[发明专利]核电站安全壳内放射性核素吸附沉淀的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对核电站安全壳内放射性核素吸附、沉淀的方法及装置，特别是一种当核电站安全壳内一回路破裂后对高浓度放射性水中的放射性核素吸附、沉淀的方法及装置。

背景技术

在核电站极端事故条件下，核电站安全壳内一回路破裂后，大量高温高压的高浓度放射性水将释放到安全壳内，安全壳卸压排气或破裂时，向大气环境排放最多的放射性核素是¹³¹I，而排放量较大且半衰期较长的是¹³⁷Cs和⁹⁰Sr。对高浓度放射性水中的¹³¹I、¹³⁷Cs和⁹⁰Sr进行吸附、沉淀，就可以降低安全壳内水中放射性物质的浓度，当安全壳卸压排气或破裂时可以减少向大气环境排放放射性核素，降低核事故的等级。目前在核电站安全壳内还没有对放射性核素吸附、沉淀的方法及装置，当安全壳卸压排气或破裂时，高浓度放射性水中的放射性核素直接排放到大气环境中，对大气环境造成污染。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种当核电站安全壳内一回路破裂后，对高浓度放射性水中的放射性核素吸附、沉淀的方法及装置。该方法和装置大大降低了安全壳内水中放射性物质的浓度，在安全壳卸压排气或破裂时可以减少向大气环境排放放射性核素。

本发明的技术方案是：一种核电站安全壳内放射性核素吸附沉淀的方法，先在核电站安全壳内预置对放射性核素进行吸附沉淀的装置，所述的装置包括预置在安全壳地坑内装有耐高温无机吸附材料的吸附箱和预置在安全壳内的装有不同配方溶液的第一水箱及第二水箱。在核电站极端事故条件下，核电站安全壳内一回路破裂后，大量高温高压的高浓度放射性水将释放到安全壳内，地坑水位将升高，吸附箱内的吸附材料将吸附高浓度放射性水中的放射性核素；第一水箱和第二水箱在人工操作远程控制器或浮子阀的作用下，按顺序首先将第一水箱的溶液排空到安全壳内，然后再将第二水箱的溶液排空到安全壳内，两种溶液和高浓度放射性水中的放射性核素反应，形成沉淀，在安全壳内对高浓度放射性水中的¹³¹I、¹³⁷Cs和⁹⁰Sr进行吸附、沉淀，从而降低安全壳内水中放射性物质的浓度，在安全壳卸压排气或破裂时减少向大气环境排放放射性核素。

上述方法采用的对放射性核素进行吸附沉淀的装置包括预置在安全壳地坑内装有耐高温无机吸附材料的吸附箱、预置在安全壳内的装有不同配方溶液的第一水箱、第二水箱、远程控制器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一浮子阀和第二浮子阀。

所述的吸附箱由箱体和装在箱体内的耐高温无机吸附材料组成，箱体为方形容器，在箱体的四壁上设有复数个通孔。所述的耐高温无机吸附材料为沸石、或者是钛硅酸钠、或者是活性碳。

所述的第一水箱上设有水封，水封的作用是使第一水箱内的溶液与空气隔离，第一水箱内的溶液成分为硫酸根和碘离子，成分以质量%计，具体有：硫酸根0.5%-5%、碘离子0.1%-2%，硫酸根用来沉淀⁹⁰Sr，碘离子用来提高放射性碘在安全壳内水中的溶解性。第一水箱内的溶液成分还可以是硼酸、碱性溶液、硫酸根和碘离子，成分以质量%计，具体有：硼酸1%-4%、硫酸根0.5%-5%、碘离子0.1%-2%，硼酸用来减缓核反应，硫酸根用来沉淀⁹⁰Sr，碘离子用来提高放射性碘在安全壳内水中的溶解性。碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化锂，用于调节溶液PH值到接近中性。

第二水箱内的溶液成分为银离子和锶离子，成分以质量%计，具体有：银离子0.1%-2%、锶离子0.5%-5%，银离子用于沉淀碘，锶离子用于提高⁹⁰Sr与硫酸根的反应率，使更多的⁹⁰Sr与硫酸根形成不溶于水的沉淀。第二水箱内的溶液成分还可以是硼酸、碱性溶液、银离子和锶离子，成分以质量%计，具体有：硼酸1%-4%、银离子0.1%-2%、锶离子0.5%-5%，硼酸用来减缓核反应，银离子用于沉淀碘，锶离子用于提高⁹⁰Sr与硫酸根的反应率，使更多的⁹⁰Sr与硫酸根形成不溶于水的沉淀。碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化锂，用于调节溶液PH值到接近中性。

第一水箱和第二水箱内的溶液可以互换。