ÓÄÊ 621.039.75+620.262 ÄÅÇÀÊÒÈÂÀÖÈß Â ÑÐÅÄÅ ÑÂÅÐÕÊÐÈÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÔËÞÈÄÎÂ È ÑÆÈÆÅÍÍÛÕ ÃÀÇΠÀ. Þ. Øàäðèí, À. À. Ìóðçèí, Ä. Í. Øàôèêîâ, Â. À. Êàìà÷åâ Ðàäèåâûé èíñòèòóò èì. Â.Ã. Õëîïèíà, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Ðîññèÿ Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.06.2007 ã.  ðàáîòå ïîêàçàíî, ÷òî â êà÷åñòâå ñðåäû äëÿ äåçàêòèâàöèè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ñâåðõêðèòè÷åñêèé äèîêñèä óãëåðîäà, ñæèæåííûå ÑÎ2 è ôðåîí-134à. Ñ èñïîëüçîâàíèåì óêðóïíåííîé ïèëîòíîé óñòàíîâêè ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü äåçàêòèâàöèè çàùèòíîé îäåæäû è ìåòàëëè÷åñêèõ èçäåëèé â ñðåäå ñæèæåííîãî äèîêñèäà óãëåðîäà äî óðîâíÿ ðàäèîàêòèâíîãî ôîíà. Ê ë þ ÷ å â û å ñ ë î â à: äèîêñèä óãëåðîäà, ôðåîí, àìåðèöèé, öåçèé, ñòðîíöèé, äåçàêòèâàöèÿ. ÂÂÅÄÅÍÈÅ Áîëüøîå âíèìàíèå, óäåëÿåìîå â íàñòîÿùåå âðåìÿ âîïðîñàì ýêîëîãè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè, çàñòàâèëî àêòèâèçèðîâàòü ïîèñêè íîâûõ ïîäõîäîâ ê òðàäèöèîííûì ïðîöåññàì, íàïðèìåð, ïðîöåññó äåçàêòèâàöèè, â êîòîðîì îáû÷íî èñïîëüçóþò êèñëûå è ùåëî÷íûå âîäíûå ðàñòâîðû êîìïëåêñîíîâ è îêèñëèòåëåé, ÷òî ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ áîëüøîãî îáúåìà âòîðè÷íûõ æèäêèõ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ (ÆÐÎ). Àëüòåðíàòèâîé òðàäèöèîííûì ìåòîäàì ìîæåò áûòü äåçàêòèâàöèÿ â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ (ÑÊ) ôëþèäîâ è ñæèæåííûõ ãàçîâ, êîòîðàÿ èìååò ñëåäóþùèå ïðåèìóùåñòâà: ðåçêîå ñîêðàùåíèå îáúåìà âòîðè÷íûõ æèäêèõ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ; âîçìîæíîñòü äåçàêòèâàöèè îáúåêòîâ ñëîæíîé ôîðìû; âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ âûäåëåííûõ ðàäèîíóêëèäîâ â êîìïàêòíîé ôîðìå è óïðîùåíèå îïåðàöèé ïîëó÷åíèÿ êîíå÷íûõ ôîðì õðàíåíèÿ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ; èñïîëüçîâàíèå íèçêîòîêñè÷íûõ, âçðûâî- è ïîæàðîáåçîïàñíûõ äèîêñèäà óãëåðîäà èëè ôðåîíîâ â êà÷åñòâå îñíîâíîãî ðàñòâîðèòåëÿ; ñî÷åòàíèå äåçàêòèâàöèè è äåçèíôåêöèè, íàïðèìåð, ñïåöîäåæäû â îäíîì ïðîöåññå; ìàëûå êîëè÷åñòâà ðåàãåíòîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ äåçàêòèâàöèè. Âñå ýòè ïðåèìóùåñòâà íàïðÿìóþ ñâÿçàíû ñî ñâîéñòâàìè ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ èëè ñæèæåííûõ ãàçîâ. Ðàçðàáîòêà òåõíîëîãèè è îáîðóäîâàíèÿ äëÿ î÷èñòêè, â òîì ÷èñëå äåçàêòèâàöèè, òâåðäûõ ïîâåðõíîñòåé â ñðåäå ôëþèäîâ âåäåòñÿ âî Ôðàíöèè [1 4 ], Êîðåå [5, 6], ßïîíèè [7 9 ], Íèäåðëàíäàõ [10 , 11], ÑØÀ [12 ] è Ðîññèè [13 15]. Êàê ïðàâèëî, â êà÷åñòâå ñðåäû äëÿ î÷èñòêè èñïîëüçóþò ñâåðõêðèòè÷åñêèé äèîêñèä óãëåðîäà (ÑÊ-ÑÎ2), òàê êàê îí íåòîêñè÷åí, äîñòóïåí, äåøåâ è îáëàäàåò óìåðåííûìè êðèòè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè (Òêð ≈ 31 °Ñ, Ðêð ≈ 7,2 ÌÏà).  íàñòîÿùåå âðåìÿ ÑÊ è ñæèæåííûé ÑÎ2 èñïîëüçóåòñÿ äëÿ î÷èñòêè ïîâåðõíîñòåé â ïðîìûøëåííûõ ìàñøòàáàõ îò îðãàíè÷åñêèõ çàãðÿçíåíèé [16]. Îáçîð èññëåäîâàíèé â îáëàñòè äåçàêòèâàöèè â ñðåäå äèîêñèäà óãëåðîäà, âûïîëíÿåìûõ â Ðîññèè, 40 «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007 Äåçàêòèâàöèÿ â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ è ñæèæåííûõ ãàçîâ äàí â ðàáîòå [17]. Êðîìå òîãî, â ðàáîòàõ [18, 19] ïîêàçàíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ äëÿ äåçàêòèâàöèè ðàñòâîðîâ êîìïëåêñîíîâ â ñæèæåííîì äèîêñèäå óãëåðîäà, à â ðàáîòå [20] îçîí-äðóæåñòâåííûõ ôðåîíîâ. Î÷åâèäíî, ÷òî âîçìîæíî ñîçäàíèå ýêîëîãè÷åñêè áåçîïàñíîé òåõíîëîãèè äåçàêòèâàöèè â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ è ñæèæåííûõ ãàçîâ. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ðàçâèòèå àïïàðàòóðíîé áàçû â Ðîññèè íå ïîçâîëÿåò øèðîêî èñïîëüçîâàòü ñâåðõêðèòè÷åñêèå ôëþèäû äëÿ ýêñòðàêöèè ðàäèîíóêëèäîâ, ñ îäíîé ñòîðîíû, à ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïåðåä íà÷àëîì äîðîãîñòîÿùåé ðàçðàáîòêè îáîðóäîâàíèÿ íåîáõîäèìî ïðîäåìîíñòðèðîâàòü ïðèíöèïèàëüíóþ îñóùåñòâèìîñòü è ýôôåêòèâíîñòü ïðåäëàãàåìîãî ïðîöåññà íà ðåàëüíûõ îáðàçöàõ. Òàêèå ðåçóëüòàòû ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû ñ èñïîëüçîâàíèåì ñæèæåííîãî äèîêñèäà óãëåðîäà.  äàííîì ñëó÷àå ðàáî÷åå äàâëåíèå íå ïðåâûñèò 7 ÌÏà, õîòÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîöåññà äåçàêòèâàöèè îêàæåòñÿ áîëüøå.  íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðåäñòàâëåíû äàííûå èññëåäîâàíèé ïðîöåññà äåçàêòèâàöèè ðåàëüíûõ îáðàçöîâ â ñðåäå ñæèæåííûõ äèîêñèäà óãëåðîäà (6 ÷ 7 ÌÏà) èëè ôðåîíà-134à (1,2 ÷ 2,8 Ì Ïà). ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀËÜÍÀß ×ÀÑÒÜ Ëàáîðàòîðíûå èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëè ñ èñïîëüçîâàíèåì óñòàíîâêè ñî øïðèöåâûì íàñîñîì (ðèñ. 1). Èññëåäóåìûå îáðàçöû ïîìåùàëè â ýêñòðàêöèîííóþ ÿ÷åéêó, êóäà äîáàâëÿëè âîäó è êîìïëåêñîí. Çàòåì â ÿ÷åéêó íàãíåòàëè CO2 èëè ôðåîí, òåðìîñòàòèðîâàëè è âûäåðæèâàëè â òå÷åíèå 20 ÷ 60 ìèí ïðè çàäàííûõ òåìïåðàòóðå è äàâëåíèè, ïîñëå ÷åãî ÷åðåç ÿ÷åéêó â òå÷åíèå 40 ÷ 120 ìèí ïðîïóñêàëè 35 ìë ôëþèäà.  ðÿäå ýêñïåðèìåíòîâ êîìïëåêñîí èëè ñìåñè êîìïëåêñîíîâ ïîìåùàëè â áàðáîòåð, óñòàíîâëåííûé ïåðåä ýêñòðàêöèîííîé ÿ÷åéêîé. Ðÿä ýêñïåðèìåíòîâ áûë âûïîëíåí íà óêðóïíåííîé ïèëîòíîé óñòàíîâêå ñ 5ëèòðîâûì ýêñòðàêòîðîì. Óêðóïíåííàÿ ïèëîòíàÿ óñòàíîâêà, ãèäðàâëè÷åñêàÿ ñõåìà êîòîðîé ïðèâåäåíà íà ðèñ. 2, ïîçâîëÿåò îáðàáàòûâàòü çà îäèí öèêë äî 3 êã (ïî ñóõîìó âåñó) ñïåöîäåæäû (êîìáèíåçîí, ðóêàâèöû, ïåð÷àòêè, íàòåëüíîå áåëüå è ò.ï.). Ðèñ. 1. Ñõåìà ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007 41 À. Þ. Øàäðèí, À. À. Ìóðçèí, Ä. Í. Øàôèêîâ, Â. À. Êàìà÷åâ Ðèñ. 2. Óêðóïíåííàÿ ïèëîòíàÿ óñòàíîâêà äëÿ äåçàêòèâàöèè â æèäêîì ÑÎ2 1 îõëàäèòåëü óãëåêèñëîòû; 2 ñáîðíèê ÑÎ2; 3 ìàíîìåòð; 4 ñìîòðîâîå îêíî ¹ 1; 5 ýêñòðàêòîð; 6 ñìîòðîâîå îêíî ¹ 2; 7 ñáîðíèê-èñïàðèòåëü 42 «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007 Äåçàêòèâàöèÿ â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ è ñæèæåííûõ ãàçîâ Ïðè ýêñïåðèìåíòàõ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïèëîòíûõ è óêðóïíåííîé óñòàíîâîê â ýêñòðàêòîð óñòàíîâêè ïîìåùàëè äåçàêòèâèðóåìûå îáðàçöû è êîìïëåêñîíû. Ïîòîì óñòàíîâêó ãåðìåòèçèðîâàëè è ãàçîîáðàçíûé äèîêñèä óãëåðîäà ïîäàâàëè èç áàëëîíà â êîíäåíñàòîð, ãäå ÑÎ2 ñæèæàëñÿ ïðè òåìïåðàòóðå 5 ÷ 8 °Ñ è çàòåì ñàìîòåêîì ïîñòóïàë â ðåàêöèîííûé ñîñóä. Äåçàêòèâàöèþ ïðîâîäèëè â òå÷åíèå 1 ÷ 4 ÷àñîâ ïðè ïåðèîäè÷åñêîì ïåðåìåøèâàíèè çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ íàïðàâëåíèÿ öèðêóëÿöèè ïîòîêà ÑÎ2. Ïî îêîí÷àíèè äåçàêòèâàöèè êîìïëåêñîíû ñ óäàëåííûìè ðàäèîíóêëèäàìè ñîáèðàëè â èñïàðèòåëü, ãäå îíè âûäåëÿëèñü â ñîáñòâåííóþ æèäêóþ ôàçó. Èññëåäóåìûå îáðàçöû õàðàêòåðèçîâàëè äî è ïîñëå ýêñïåðèìåíòîâ. Äëÿ ïðîâåäåíèÿ èññëåäîâàíèé áûëè ïîäãîòîâëåíû ìîäåëüíûå, èñêóññòâåííî çàãðÿçíåííûå îáðàçöû è îòîáðàíû ðåàëüíî ðàäèîàêòèâíî çàãðÿçíåííûå îáðàçöû ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ, â òîì ÷èñëå ïðîáû ãðóíòîâ.  ðàáîòå áûëè èñïîëüçîâàíû ãåêñàôòîðàöåòèëàöåòîí (ÃÔÀ; Fluorochem, UK), äèîêòàôòîðàìèëôîñôîðíàÿ êèñëîòà (ÄÎÔÀÔÊ; ÏÔ ÃÈÏÕ, Ðîññèÿ) è ôðåîí-134à (CF3CFH2, Òêèï. = −26,5 °Ñ; Ò êðèò. = 101,5 °Ñ; Pêðèò. = 4,06 ÌÏà; ρêðèò. = 538,5 êã/ì3; ïîòåíöèàë ðàçðóøåíèÿ îçîíîâîãî ñëîÿ ODP = 0, ïîòåíöèàë ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ GWP = 1300, ïåðèîä ïîëóðàñïàäà â àòìîñôåðå 14 ëåò; ÎÎÎ «Ïàðóñ», Ðîññèÿ). Âñå îñòàëüíûå ðåàêòèâû áûëè ïîëó÷åíû îò ÎÎÎ «Âåêòîí», Ðîññèÿ. ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÈÕ ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ Ðàíåå áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî òàêèå ìàòåðèàëû, êàê ôòîðîïëàñò, ïîëèýòèëåí, àëþìèíèé, íåðæàâåþùàÿ ñòàëü, ñâèíåö, ëàòóíü, ôèëüòðîâàëüíàÿ áóìàãà, õëîïîê è ëàâñàí, íå ìåíÿþò ñâîèõ ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïðè îáðàáîòêå â ñðåäå äèîêñèäà óãëåðîäà [21].  ñëó÷àå óñïåøíîé äåçàêòèâàöèè èçäåëèÿ èç ýòèõ ìàòåðèàëîâ ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïîâòîðíî. Îäíàêî òàêèå øèðîêî èñïîëüçóåìûå â ðàäèîõèìè÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâàõ ìàòåðèàëû, êàê ëèíîëåóì, ðåçèíà è ïëàñòèêàò, â ñðåäå ÑÎ2 è ôðåîíîâ íàáóõàþò è ìåíÿþò ñâîþ ôîðìó. Ïîýòîìó èçäåëèÿ èç ýòèõ ìàòåðèàëîâ ïîñëå ñâåðõêðèòè÷åñêîé ôëþèäíîé äåçàêòèâàöèè (ÑÔÄ) äîëæíû áûòü óòèëèçèðîâàíû. Ïðåäâàðèòåëüíûå ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî ïðè îáðàáîòêå â ñæèæåííîì ôðåîíå-134à ôòîðîïëàñò, ïîëèýòèëåí, àëþìèíèé, íåðæàâåþùàÿ ñòàëü, ñâèíåö, ëàòóíü, ôèëüòðîâàëüíàÿ áóìàãà, õëîïîê è ëàâñàí íå èçìåíÿþò ñâîèõ ñâîéñòâ. Èçâåñòíî, ÷òî ïðè äåçàêòèâàöèè ñ ïîâåðõíîñòè òâåðäûõ òåë â ïåðâóþ î÷åðåäü íåîáõîäèìî óäàëèòü íàèáîëåå ýêîëîãè÷åñêè îïàñíûå òðàíñóðàíîâûå ýëåìåíòû (Pu, Np, Am), 137 Cs è 90 Sr.  òàáëèöàõ 1 è 2 ïðèâåäåíû äàííûå îá óäàëåíèè 241Am (êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå òðóäíîóäàëÿåìûì ñðåäè òðàíñïëóòîíèåâûõ ýëåìåíòîâ), 137 Cs è 90 Sr ñ ïîâåðõíîñòè íåêîòîðûõ ìàòåðèàëîâ â ñæèæåííûõ ÑÎ2 è ôðåîíå-134à. Äëÿ ýòîãî áûëè èñïîëüçîâàíû õîðîøî èçâåñòíûå ñîñòàâû äëÿ äåçàêòèâàöèè â ñðåäå ÑÊ-ÑÎ2 íà îñíîâå ÃÔÀÒÁÔ (óäàëåíèå óðàíà è òðàíñóðàíîâûõ ýëåìåíòîâ) [22 ] è íà îñíîâå ÄÎÔÀÔÊ (óäàëåíèå öåçèÿ) [23]. Ïðîâåäåííûå ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî àìåðèöèé óäàëÿåòñÿ ñ ïîâåðõíîñòè òêàíåé è ìåòàëëîâ ñ äîñòàòî÷íî âûñîêîé ýôôåêòèâíîñòüþ, õîòÿ è ìåíüøåé, ÷åì â ÑÊ-ÑÎ2 [17]. Ïîëó÷åííûå ñòåïåíè èçâëå÷åíèÿ (áîëåå 50 %) äîñòàòî÷íû äëÿ äîñòèæåíèÿ êîýôôèöèåíòîâ äåçàêòèâàöèè 5÷ 10 íà îäíîé îïåðàöèè â ïèëîòíûõ óñòàíîâêàõ. Îäíàêî ýôôåêòèâíîñòü óäàëåíèÿ öåçèÿ îñòàåòñÿ íåâûñîêîé. Ïîýòîìó áûëî ïðåäëîæåíî èñïîëüçîâàòü íå ñàìó ÄÎÔÀÔÊ, à åå êàëèåâóþ ñîëü [24], òàê êàê îáìåí Cs+ íà Ê+ äîëæåí ïðîòåêàòü â ñðåäå äèîêñèäà óãëåðîäà ëåã÷å, ÷åì íà Í+. Ïðîâåäåííûå ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè ðîñò èçâëå÷åíèÿ öåçèÿ (â 1,5 ÷ 2 ðàçà) ñ ïîâåðõíîñòè íåðæàâåþùåé ñòàëè, ëàâñàíà, ñâèíöà, àëþìèíèÿ è ëàòóíè ïðè çàìåíå ÄÎÔÀÔÊ íà «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007 43 44 Òàáëèöà 1 2 Äåçàêòèâàöèÿ ìîäåëüíûõ îáðàçöîâ ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ (ïëîùàäü ìàòåðèàëà 4 ñì , ëàáîðàòîðíàÿ óñòàíîâêà, âðåìÿ îáðàáîòêè 140 ìèí) Ñæèæåííûé ÑÎ2, 7,0 ÌÏà, 25 °Ñ 0,2 ìë ÃÔÀ, 0,2 ìë ïèðèäèí, 0,2 ìë H2O Ìàòåðèàë Ñæèæåííûé ôðåîí-134à, 1,2 ÌÏà, 25 °Ñ 0,2 ìë ÒÁÔ, 0,2 ìë OctOH, 0,2 ìë ÄÎÔÀÔÊ, 0,2 ìë H2O 0,2 ìë ÃÔÀ, 0,2 ìë ïèðèäèí, 0,2 ìë H2O 0,2 ìë ÒÁÔ, 0,2 ìë OctOH, 0,2 ìë ÄÎÔÀÔÊ, 0,2 ìë H2O Cs Am Sr Am Cs Am Sr Íåðæàâåþùàÿ ñòàëü 72 ± 8 55 ± 12 72 ± 15 55 ± 9 98 ± 2 40 ± 2 95 ± 3 65 ± 8 Ëàâñàí 63 ± 8 30 ± 2 54 ± 7 51 ± 7 98 ± 2 64 ± 7 60 ± 7 60 ± 9 Õëîïîê 82 ± 9 42 ± 4 93 ± 2 83 ± 9 85 ± 5 28 ± 6 97 ± 2 85 ± 6 Ôòîðîïëàñò 99 ± 8 52 ± 4 94 ± 5 79 ± 8 99 ± 2 59 ± 7 92 ± 5 83 ± 9 Ñòàëü 99 ± 9 47 ± 5 79 ± 11 65 ± 8 98 ± 2 73 ± 6 97 ± 2 78 ± 9 Ïëàñòèêàò 39 ± 8 19 ± 2 34 ± 9 22 ± 6 99 ± 2 56 ± 9 94 ± 4 81 ± 6 Ëàòóíü 97 ± 9 72 ± 7 94 ± 8 75 ± 9 98 ± 2 69 ± 8 93 ± 6 79 ± 7 Òàáëèöà 2 137 Óäàëåíèå Cs ñ ïîâåðõíîñòè ðàçëè÷íûõ ðåàëüíî ðàäèîàêòèâíî çàãðÿçíåííûõ ìàòåðèàëîâ ðàñòâîðàìè êîìïëåêñîíîâ (ïëîùàäü ìàòåðèàëà 4 ñì2, ëàáîðàòîðíàÿ óñòàíîâêà, 0,2 ìë Í2Î, 0,2 ìë ÒÁÔ, 02 ìë OctOH, âðåìÿ îáðàáîòêè 140 ìèí) Èçâëå÷åíèå Êîìïëåêñîí Ñæèæåííûé ÑÎ2, 7,0 ÌÏà, 25 °Ñ 137 Cs, % Ñæèæåííûé ôðåîí-134à, 1,2 ÌÏà, 25 °Ñ Íåðæàâåþùàÿ ñòàëü Ëàâñàí Õëîïîê Íåðæàâåþùàÿ ñòàëü Ëàâñàí Õëîïîê Äèîêòàôòîðàìèëôîñôîðíàÿ êèñëîòà (ÄÎÔÀÔÊ), 0,3 ã 57±8 29±2 42±4 52±7 62±8 31±6 Êàëèåâàÿ ñîëü äèîêòàôòîðàìèëôîñôîðíîé êèñëîòû (ÄÎÔÀÔÊ), 0,32 ã 93±7 61±8 71±7 81±3 89±7 87±9 À. Þ. Øàäðèí, À. À. Ìóðçèí, Ä. Í. Øàôèêîâ, Â. À. Êàìà÷åâ «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007 Am Äåçàêòèâàöèÿ â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ è ñæèæåííûõ ãàçîâ åå êàëèåâóþ ñîëü (òàáëèöà 2). Òî åñòü èñïîëüçîâàíèå ñæèæåííûõ ÑÎ2 è ôðåîíà134à ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ðàáî÷åå äàâëåíèå ïðîöåññà äåçàêòèâàöèè äî 7÷1,2 ÌÏà è ñîõðàíèòü ýôôåêòèâíîñòü óäàëåíèÿ ðàäèîíóêëèäîâ. Íà îñíîâàíèè äàííûõ ëàáîðàòîðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ áûëè îïðåäåëåíû óñëîâèÿ äëÿ èññëåäîâàíèé äåçàêòèâàöèè ðåàëüíûõ îáðàçöîâ íà óñòàíîâêå ñ åñòåñòâåííîé öèðêóëÿöèåé ÑÎ2. Ïðîâåäåííûå ýêñïåðèìåíòû ïî óäàëåíèþ ôðàêöèé òðàíñóðàíîâûõ ýëåìåíòîâ è Cs Sr äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíûìè îáðàáîòêàìè ìàòåðèàëà (ñíà÷àëà ðàñòâîðîì ÃÔÀ, ÒÁÔ, ïèðèäèíà è âîäû â æèäêîì CO2, à çàòåì ðàñòâîðîì êàëèåâîé ñîëè ÄÎÔÀÔÊ, ÒÁÔ, îêòàíîëà è âîäû â æèäêîì ÑÎ2) ïîêàçàëè, ÷òî äåçàêòèâàöèÿ â ñðåäå ñæèæåííîãî CO2 ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ óäàëåíèÿ êàê ïðî÷íî-, òàê è ñëàáîôèêñèðîâàííûõ çàãðÿçíåíèé ñ ïîâåðõíîñòåé íåðæàâåþùåé ñòàëè è ëàòóíè, à òàêæå äëÿ óäàëåíèÿ ñëàáîôèêñèðîâàííûõ çàãðÿçíåíèé ñ ïîâåðõíîñòè àëþìèíèÿ.  õîäå ýêñïåðèìåíòîâ áûëè äîñòèãíóòû ñëåäóþùèå êîýôôèöèåíòû äåçàêòèâàöèè: ëàâñàí: 30 äëÿ α-íóêëèäîâ, > 500 äëÿ β- è γ-íóêëèäîâ; õëîïîê: 10 äëÿ α-íóêëèäîâ, > 70 äëÿ β- è γ-íóêëèäîâ; íåðæàâåþùàÿ ñòàëü: ñëàáîôèêñèðîâàííûå çàãðÿçíåíèÿ: > 100 äëÿ α-íóêëèäîâ, ∼500 äëÿ βíóêëèäîâ è 100 000 äëÿ γ-íóêëèäîâ, ïðî÷íîôèêñèðîâàííûå çàãðÿçíåíèÿ: ∼15 äëÿ α- è β-íóêëèäîâ, ∼50 äëÿ γ-íóêëèäîâ; àëþìèíèé: ñëàáîôèêñèðîâàííûå çàãðÿçíåíèÿ: ∼500 äëÿ α-, β- è γ-íóêëèäîâ, ïðî÷íîôèêñèðîâàííûå çàãðÿçíåíèÿ: 2÷ 4 äëÿ α- è β-íóêëèäîâ, > 10 äëÿ γ-íóêëèäîâ; ëàòóíü: ñëàáîôèêñèðîâàííûå çàãðÿçíåíèÿ: ∼50 äëÿ α-íóêëèäîâ, ∼500 äëÿ β- è γ-íóêëèäîâ; ïðî÷íîôèêñèðîâàííûå çàãðÿçíåíèÿ: 25 ÷ 30 äëÿ α-, β- è γ-íóêëèäîâ. Ïîäðîáíî ðåçóëüòàòû äàííûõ èññëåäîâàíèé èçëîæåíû â [17]. Îòìåòèì òîëüêî, ÷òî ñ èñïîëüçîâàíèåì óêðóïíåííîé ïèëîòíîé óñòàíîâêè áûëà ïðîâåäåíà äåìîíñòðàöèÿ ýôôåêòèâíîñòè ìíîãîêðàòíîé äåçàêòèâàöèè â äèîêñèäå óãëåðîäà ðåàëüíî çàãðÿçíåííîãî ëàâñàíîâîãî êîìáèíåçîíà. Êàðòîãðàììà çàãðÿçíåíèé êîìáèíåçîíà ïðèâåäåíà íà ðèñ. 3. Äåçàêòèâàöèþ ïðîâîäèëè ÷åòûðå ðàçà, ÷åðåäóÿ äåçàêòèâèðóþùóþ ñìåñü íà îñíîâå ÒÁÔ è ÃÔÀ ñ äåçàêòèâèðóþùåé ñìåñüþ íà îñíîâå ÄÎÔÀÔÊ è ÒÁÔ. Ðåçóëüòàòû ïðèâåäåíû â òàáëèöå 3. Ïîñëå ÷åòûðåõ îáðàáîòîê óäàëîñü ñíèçèòü óðîâåíü çàãðÿçíåíèÿ äî ôîíîâûõ çíà÷åíèé. Ïðè ýòîì íà îáðàáîòêó îäíîãî êîìáèíåçîíà áûëî çàòðà÷åíî 180 ìë îðãàíè÷åñêèõ ðåàãåíòîâ áåç ðåöèêëà êîìïëåêñîíîâ. Òàêèì îáðàçîì, ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå íà óêðóïíåííîé ïèëîòíîé óñòàíîâêå, ïîêàçàëè ýôôåêòèâíîñòü äåçàêòèâàöèè â ñðåäå ñæèæåííûõ ãàçîâ. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî èñïîëüçîâàíèå ñâåðõ- Ðèñ. 3. Êàðòîãðàììà çàãðÿçíåíêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ âìåñòî ñæèæåííûõ ãàçîâ íîñòè ëàâñàíîâîãî êîìáèíåçîíà «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007 45 À. Þ. Øàäðèí, À. À. Ìóðçèí, Ä. Í. Øàôèêîâ, Â. À. Êàìà÷åâ Òàáëèöà 3 Äåçàêòèâàöèÿ ðåàëüíî çàãðÿçíåííîãî ëàâñàíîâîãî êîìáèíåçîíà (6,5 ÌÏà, 25 °C, ÷åòûðå ïîñëåäîâàòåëüíûõ îáðàáîòêè, ïî 20 ìë ÒÁÔ, ÃÔÀ è âîäû â ÑÎ2 â ÷åðåäîâàíèè 3 ã êàëèåâîé ñîëè ÄÎÔÀÔÊ è ïî 10 ìë ÒÁÔ, OctOH è H2O â ÑÎ2) Èçìåðÿåìàÿ âåëè÷èíà β-àêòèâíîñòü Σ, γ-àêòèâíîñòü Çàãðÿçíåíèå Òî÷êà èçìåðåíèÿ (ðèñ. 3) Èñõîäíîå 1 8,1 Áê/ñì2 0,63 Áê/ñì2 13 2 2,4 Áê/ñì2 0,40 Áê/ñì2 6 3 3,7 Áê/ñì2 0,32 Áê/ñì2 12 4 2,7 Áê/ñì2 0,81 Áê/ñì2 3 1,7 ìêÇâ/÷ 0,15 ìêÇâ/÷ 11 Êîíå÷íîå Êîýôôèöèåíò äåçàêòèâàöèè ïîçâîëèò ñîêðàòèòü ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîöåññà è ïîâûñèòü åãî ýôôåêòèâíîñòü çà ñ÷åò áîëåå âûñîêèõ êîýôôèöèåíòîâ äèôôóçèè â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ è áîëåå âûñîêîé ïðîíèêàþùåé ñïîñîáíîñòè ïîñëåäíèõ. Îäíàêî ðàáî÷åå äàâëåíèå ïðîöåññà â ýòîì ñëó÷àå áóäåò çíà÷èòåëüíî âûøå. Äëÿ âûáîðà îïòèìàëüíîãî ðåæèìà íåâîäíîé äåçàêòèâàöèè íåîáõîäèìî ïðîäîëæèòü èññëåäîâàíèÿ, íàïðàâëåííûå íà ðàçðàáîòêó àïïàðàòóðû äëÿ ÑÔÄ è ïîèñê ôëþèäîâ ñ ìåíüøèì êðèòè÷åñêèì äàâëåíèåì, ÷åì äèîêñèä óãëåðîäà. ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî â êà÷åñòâå ñðåäû äëÿ ïðîöåññà íåâîäíîé ìàëîîòõîäíîé äåçàêòèâàöèè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ñâåðõêðèòè÷åñêèé äèîêñèä óãëåðîäà è ñæèæåííûå ÑÎ2 è ôðåîí-134à. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè äåçàêòèâàöèè äî ôîíîâûõ çíà÷åíèé çàùèòíîé îäåæäû è ìåòàëëè÷åñêèõ èçäåëèé â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêîãî è æèäêîãî ÑÎ2 îáúåì âòîðè÷íûõ æèäêèõ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ ñíèæàåòñÿ â 50 ðàç ïî ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûìè ìåòîäàìè. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå ñðåäû äëÿ äåçàêòèâàöèè ñæèæåííîãî äèîêñèäà óãëåðîäà òðåáóåòñÿ â 2÷3 ðàçà áîëüøå âðåìåíè, ÷åì â ñðåäå ÑÊÑÎ2, íî ðàáî÷åå äàâëåíèå ïðîöåññà ìîæåò áûòü ñíèæåíî ñ 20 äî 7 ÌÏà. Ëàáîðàòîðíûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè ïåðñïåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ôðåîíà-134à â êà÷åñòâå ñðåäû äëÿ äåçàêòèâàöèè, êîòîðàÿ, ñîõðàíÿÿ ýôôåêòèâíîñòü óäàëåíèÿ ðàäèîíóêëèäîâ, ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ðàáî÷åå äàâëåíèå äî 1,2 ÌÏà. Òàêèì îáðàçîì, ñ èñïîëüçîâàíèåì óêðóïíåííîé ïèëîòíîé óñòàíîâêè íà ïðèìåðå ñæèæåííîãî ÑÎ2 áûëà ïðîäåìîíñòðèðîâàíà âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ òåõíîëîãèè íåâîäíîé ìàëîîòõîäíîé äåçàêòèâàöèè â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ è ñæèæåííûõ ãàçîâ. ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ 1. Perrut M., Perrut V. 5th Meeting on Supercritical Fluids. 2325 March 1998, Nice, France. Proceedings, 1998. Ð. 171. 2. Dahmen N., Schon J., Dinjus E. 7th Meeting on Supercritical Fluids. 68 December 2000, Antibes, France. Proceedings, 2000. Vol. 1. P. 369. 3. Gosolits B., Kurts G., Swerev M. 7th Meeting on Supercritical Fluids. 68 December 2000, Antibes, France. Proceedings, 2000. Vol. 1. P. 389. 46 «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007 Äåçàêòèâàöèÿ â ñðåäå ñâåðõêðèòè÷åñêèõ ôëþèäîâ è ñæèæåííûõ ãàçîâ 4. Cocero M.J., Alonso E., Lucas S. Ind. Eng. Chem. Res. 2000. Vol. 39. P. 4597. 5. Park K., Koh M., Yoon C. et. al. SuperGreen-2003. 912 November 2003, Nagoya, Japan. Proceedings, Nagoya University, 2003. P. 8895. 6. Koh S., Jeon B., Kim H. et. al. Bull. Korean Chem. Soc. 2004. Vol. 25. P. 471. 7. Meguro Y., Iso S., Yioshida Z. J. Supercritical Fluids. 2004. Vol. 31. No. 2. P. 141. 8. Enokida Y., Sawada K. 11th Int. Symp. Supercritical Fluid Chromatography, Extraction & Processing. 14 August 2004, Pittsburgh, USA. Proceedings, Supercritical Conferences, 2004. P. 314. 9. Meguro Y., Tomioka O., Imai T. et. al. SuperGreen-2004, 3rd Int. Symposium. 2326 October 2004, Tianjin, China. Book of abstracts, 2004. P. 119. 10. Kersh C., Van Der Kraan M., Woerlee G.F., Witkamp G.J. J. of Chem. Tech. and Biotech. 2001. Vol. 77. No. 3. P. 256. 11. Kersh C., van Roosmalen M.J.I., Woglee G.F., Witkamp C.J. Ind. Eng. Chem. Res. 2000. Vol. 39. No. 12. P. 4670. 12. Lin Y., Wu H., Smart N.G., Wai C.M. Separ. Sci. and Tech. 2001. Vol. 35. No. 5&6. P. 1149. 13. Øàäðèí À.Þ., Ìóðçèí À.À., Áàáàèí Â.À. è äð. Ðàäèîõèìèÿ. 2002. Ò. 44. ¹ 4. Ñ. 373. 14. Øàäðèí À.Þ., Ìóðçèí À.À., Ðîìàíîâñêèé Â.Í. Ðàäèîõèìèÿ. 1997. Ò. 39. ¹ 1. Ñ. 44. 15. Babain V.A., Romanovskiy V.N., Shadrin A.Yu. et. al. J. N. Science and Technology, Suppl. 3. 2002. Ð. 267. 16. Marentis R. 5th Meeting on Supercritical Fluids. 1013 April 1999, Nottingham, UK. Proceedings, 1999. Ð. 705. 17. Øàäðèí À.Þ., Ìóðçèí À.À., Êàìà÷åâ Â.À. è äð. Õèìè÷åñêàÿ òåõíîëîãèÿ. 2007. Vol. 1. P. 1222. 18. Øàäðèí À.Þ., Ìóðçèí À.À., Ïîäîéíèöûí Ñ.Â. è äð. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ ýêñòðàêöèè. Ì.: ÐÕÒÓ èì. Ä.È. Ìåíäåëååâà, 2001. Ò. 2. Ñ. 243248. 19. Shadrin A., Murzin A., Kamachev V. et. al. 7th Meeting on Supercritical Fluids. 68 December 2000, Antibes/Juan-Les-Pins, France. Proceedings, INPL, 2000. Ð. 847851. 20. Kamachev V., Shadrin A., Murzin A., Shafikov D. 10th Meeting on Supercritical Fluids. 1214 December 2005, Strasbourg/Colmar, France. Book of abstracts. Ð. 127. 21. Kamachev V., Murzin A., Shadrin A. SuperGreen-2004, 3rd Int. Symposium. 2326 October 2004, Tianjin, China. Book of abstracts. Ð. 123 (full text on CD PTh-4). 22. Shadrin A.Yu., Babain V.A., Murzin A.A. et. al. Patent US 6,610,152 B1, 1999. 23. Murzin À., Shafikov D., Shadrin À. et. al. 9th Meeting on Supercritical Fluids. 1316 June 2004, Trieste, Italy. Abstracts, INPL, 2004. Ð. 180. 24. Áàáàèí Â.À., Áîíäèí Â.Â., Øàäðèí À.Þ. è äð. Ä.Í., ïàòåíò RU 2 274 486 C2, îïóáëèêîâàíî 20.04.2006. Áþë. ¹ 11. DEACTIVATION IN THE MEDIA OF SUPERCRITICAL FLUIDS AND LIQUIFIED GASES A.Yu. Shadrin, A.A. Murzin, D.N. Shafikov, V.A. Kamachev Khlopin Radium Institute, Saint Petersburg, Russia It is demonstrated that supercritical CO2, liquified CO2 and freon-134a can be utilized as a medium for supercritical fluid extraction (SFD). While using for this purpose an enlarged pilot installation, the desactivation of the protective cloths and metallic articles down to the background level in the medium of liquified CO2 is accessible. K e y w o r d s: carbon dioxide, freon, Americium, Cesium, Strontium, deactivation. «Ñâåðõêðèòè÷åñêèå Ôëþèäû: Òåîðèÿ è Ïðàêòèêà». Òîì 2. ¹ 3. 2007