Приложение А (Справочное). Особенности загрязнения поверхностей тритием и его соединениями (НТ и НТО)

Приложение А
(Справочное)

Особенности загрязнения поверхностей тритием и его соединениями (НТ и НТО)

Тритий, в отличие от других бета-излучающих радионуклидов, загрязняющих воздух среды технологического оборудования и рабочих помещений в виде аэрозолей, содержащих твердые частицы, в большинстве случаев находится в газообразном (НТ) или парообразном (НТО) состоянии. Этим, в основном, определяются особенности загрязнения поверхностей оборудования (внутренние и внешние) и рабочего помещения.

Тритий, как изотоп водорода, диффундирует практически во все материалы и растворяясь в них приводит к загрязнению материалов практически на всю их глубину. В виде оксида тритий сравнительно быстро диффундирует через различные резины и полимерные материалы, также загрязняя их на всю глубину.

Диффузионные характеристики по проницаемости некоторых металлов и полимерных материалов, используемых в производственных помещениях, приведены в таблице А.1.

Таблица А.1. Ориентировочные значения скорости проницаемости трития через некоторые материалы при T = 25°С

N п/п	Материал	Коэффициент проницаемости
1	железо чистое
2	алюминий технически чистый
3	алюминиевый сплав АМГ-6
4	сталь 20
5	нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
6	стекло
7	кварц плавленый**
Примечания: * - результаты для дейтерия; ** - результаты для водорода (протия)

При возрастании температуры проницаемость материалов резко возрастает. Например, проницаемость нержавеющей стали при температуре 220°С составляет и при температуре (500-700)°С - . Диффузия трития через металлы может приводить к существенному загрязнению наружных поверхностей, когда внутри их находится чистый тритий с параллельным давлением (0,1-1,0) МПа, особенно при высоких температурах (200-600)°С. При этом следует иметь в виду, что тритий в атомарном состоянии и, вследствие высокой химической активности, на поверхности сосуда (при наличии кислорода) превращается в оксид трития, который адсорбируется на внешней поверхности сосуда (емкости) с тритием.

Диффузионные характеристики резины и полимерных материалов приведены в таблице А.2.

Таблица А.2 (а). Диффузионные характеристики резин и полимерных материалов тритием.

Наименование материала	Толщина, мм	Время задержки, с	Проницаемость	Коэффициент диффузии,	Растворимость
Резина боксовых перчаток Г-13	1,0	255
Резина хирургических перчаток ГОСТ-53	0,2	60
Поливинилхлорид ПВХ-80-277	0,2	90
Полиэтилен высокого давления	0,1	150

Таблица А.2 (б). Диффузионные характеристики резин и полимерных материалов окисью трития

Наименование материала	Толщина, мм	Время задержки, с	Проницаемость	Коэффициент диффузии,	Растворимость
Резина боксовых перчаток Г-13	1,0
Резина хирургических перчаток ГОСТ-53	0,2
Поливинилхлорид ПВХ-80-277	0,2	360
Полиэтилен высокого давления	0,1	180

Проницаемость резин и полимерных материалов тритием выше проницаемости металлов (при комнатной температуре) на (6-10) порядков, а проницаемость оксидом трития полимерных материалов выше на (1-2) порядка по сравнению с тритием.

Резины и полимерные материалы сравнительно быстро выделяют растворенный в них оксид трития (см. таблицу А.3).

Таблица А.3. Выделение растворенного оксида трития из некоторых материалов в воздухе при температуре (18-25)°С.

Наименование материала	Толщина, мм	Выделение оксида трития (% от начального), час
		90%	99%
Резина боксовых перчаток	1,0	90	125
Резина хирургических перчаток	0,2	7,0	8,5
Поливинилхлорид ПВХ-80/277	0,2	1,5	3,1
Полиэтилен высокого давления,	0,1	0,6	1,2

Диффузионными процессами определяется объемное загрязнение материалов. Это, по аналогии с другими бета-излучающими нуклидами, можно определять как фиксированное загрязнение (элементарным тритием - металлов, тритием и его оксидом - резин, полимерных и других материалов).

На поверхностях различных материалов также может сорбироваться оксид трития и элементарный тритий. Кроме того, в воздухе рабочих помещений всегда содержится неактивная производственная и бытовая пыль, в процессе коагуляции к которой могут присоединяться молекулы НТ и НТО и образовывать аэрозоль с твердыми частицами пыли, содержащей тритий. Эти частицы также могут сорбироваться поверхностями рабочих помещений. Это будет создавать нефиксированное загрязнение рабочих поверхностей.

Приведенные выше особенности следует учитывать при оценке радиационной обстановки в рабочем помещении, а также при выборе методов и организации контроля загрязнения поверхностей.

Так, например, при стационарной радиационной обстановке установившейся объемной активности трития и его соединений, произойдет "насыщение" поверхностей рабочего помещения и количество трития и его оксида, поступающих в воздух рабочего помещения, будет равно поглощаемому поверхностями из воздуха рабочего помещения.

Следовательно, при этом поверхности не будут вносить дополнительный вклад в загрязнение воздуха рабочих помещений. Однако при снижении объемного содержания трития в воздухе, а также изменении влажности и температуры воздуха, поверхности будут "отдавать" поглощенный тритий в результате диффузии и испарять оксид трития, сорбированный поверхностями.

Ремонтные работы внутри технологического оборудования, связанные с его вскрытием, аварийные ситуации, приводящие к повышению активности трития в воздухе рабочего помещения, будут приводить к дополнительному загрязнению поверхностей. При переходе к нормальной работе, снижению содержания трития в воздухе рабочих помещений, загрязненные поверхности будут отдавать поглощенную активность в воздух рабочего помещения.

В этом случае потребуется проведение контроля загрязнения поверхностей для определения необходимости проведения их дезактивации, с целью уменьшения объемной активности трития в рабочем помещении.

Особое внимание следует обращать на контроль оснастки, инструмента и готовой продукции извлекаемой из технологического оборудования, где содержание трития и его оксида в газовой среде, на (3-5) порядков выше, по сравнению с воздухом рабочего помещения.

Рабочие поверхности оборудования могут загрязнять открытые части тела и спецодежду контактным путем и, в результате поступления трития, особенно его оксида, организм человека. Коэффициент снятия активности руками при плотном контакте с оборудованием (управление вентилями, рукоятками и т.д.) может быть близким или даже несколько превышать коэффициент снятия активности мокрыми мазками.