本發(fā)明屬于輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)放射性表面污染的去污根據(jù)去污方法性質(zhì)通常分為化學(xué)去污、物理去污和化學(xué)物理結(jié)合去污。常見(jiàn)的化學(xué)去污采用化學(xué)溶劑（有機(jī)溶劑、酸液、絡(luò)合物溶液、鹽溶液等）清洗污染表面等；物理方法有表面擦拭、表層剝離等。隨著技術(shù)發(fā)展，放射性污染去污已應(yīng)用了多種現(xiàn)代的物理和化學(xué)手段，如超聲、等離子體、激光等。另外根據(jù)去污是否使用液體還分為干法去污和濕法去污，干法去污較濕法去污產(chǎn)生的二次廢物少，更利于廢物的分離回收利用，等離子體去污是一種新興的物理化學(xué)干法去污技術(shù)，適用于表面被污染的金屬零部件及設(shè)備的去污。去污機(jī)理為：等離子體利用其高能量的活性成分有選擇地與表面污染物反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袚]發(fā)性的化合物，如氟化物和或碳?；衔?，最終使污染物從表面去除。一般情況下，在保持與其它常規(guī)濕法去污技術(shù)同樣去污效果的前提下，該技術(shù)產(chǎn)生的二次廢物更少。
目前，公開(kāi)文獻(xiàn)報(bào)道中使用等離子體去除表面污染的文章幾乎為民用清洗，有少量的使用去除60co污染的文章，但在只是研究性的試驗(yàn)文章，未介紹相關(guān)的裝置，尤其是缺少對(duì)放射性氚污染的等離子體去污裝置。當(dāng)前，亟需發(fā)展一種去除金屬表面放射性氚污染的等離子體去污系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)。
本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：所述的等離子體去污系統(tǒng)包括通過(guò)氣體輸送管道順序連接的等離子體系統(tǒng)、密封罩、在線監(jiān)測(cè)裝置、過(guò)濾器、閥門、尾氣后處理系統(tǒng)；所述的密封罩為密封的箱體，密封罩內(nèi)安裝有去污頭、待去污物件，去污頭接收等離子體系統(tǒng)通過(guò)氣體輸送管道輸送的工作氣體和等離子體系統(tǒng)通過(guò)傳輸電纜輸送的電流，在去污頭內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上；所述的去污頭的去污工作面為平面，平面朝下，待去污物件放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為0.5cm～2.0cm；所述的密封罩內(nèi)還安裝有熱電偶，熱電偶測(cè)量待去污物件的溫度。
所述的密封罩的泄漏率的范圍為20pa·l/s～50pa·l/s。
所述的等離子體去污系統(tǒng)功率較常規(guī)清洗機(jī)高，較等離子切割低，所要求的作用結(jié)果為表面輕微剝蝕；
所述的等離子體去污系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：
a.將待去污物件放置在密封罩中；
b.依次開(kāi)啟尾氣后處理系統(tǒng)、閥門、過(guò)濾器、熱電偶；
c.開(kāi)啟等離子體系統(tǒng)，在去污頭內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上，對(duì)待去污物件表面的氚污染去污，熱電偶實(shí)時(shí)測(cè)量并記錄去污過(guò)程中待去污物件的表面溫度，去污完成后得到物件?。?/p>
d.取出物件ⅰ，放置在在線監(jiān)測(cè)裝置中，監(jiān)測(cè)物件ⅰ表面的殘留污染，當(dāng)殘留污染≤40.0bq/cm2時(shí)完成去污工作，當(dāng)殘留污染>40.0bq/cm2時(shí)再重復(fù)步驟a-d直至殘留污染≤40.0bq/cm2；
e.氣體輸送管道中由去污工作產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體輸送到過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的濾芯和吸附塔進(jìn)行過(guò)濾吸附，得到氣體ⅰ；
f.開(kāi)啟閥門，氣體ⅰ進(jìn)入尾氣后處理系統(tǒng)，經(jīng)尾氣后處理系統(tǒng)的氧化還原將氣體ⅰ中載帶的氚氣處理成氚水，氚水通過(guò)分子篩進(jìn)行吸附，得到的無(wú)害氣體排放至空氣中。
所述的去污頭為單個(gè)去污頭或多個(gè)去污頭集成陣列組成。
所述的氣體輸送管道全過(guò)程密封；所述的氣體輸送管道為不銹鋼管道。
所述的工作氣體為壓縮空氣、氬氣或氫氣和氬氣的混合氣體中的一種。
等離子體系統(tǒng)由高頻脈沖發(fā)生器、氣體統(tǒng)入管線、連接線纜等元器件組成。當(dāng)接通電源后，高頻發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓，此電壓通過(guò)連接線纜被輸送到噴頭內(nèi)的電極上，并在噴頭內(nèi)腔形成交變電場(chǎng)，當(dāng)清潔的工作氣體經(jīng)過(guò)此電場(chǎng)時(shí)，會(huì)被電離成等離子然后引出，最終形成了可對(duì)材料表面進(jìn)行處理的等離子束。本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)采用電離氣體產(chǎn)生等離子體，等離子體利用其高能量的活性成分有選擇地與表面污染物反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袚]發(fā)性的化合物，最終使污染物從表面去除。對(duì)氚污染的待去污物件，采用等離子體去污，去污前后監(jiān)測(cè)待去污物件表面氚污染水平，直至待去污物件達(dá)到設(shè)定的表面污染物控制值，實(shí)現(xiàn)恢復(fù)再用。同時(shí)，對(duì)去污產(chǎn)生的尾氣過(guò)濾吸附，尾氣中的氚經(jīng)催化氧化吸收處理后達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了待去污物件的表面高效率去污、在線監(jiān)測(cè)、恢復(fù)再用，減少了放射性污染的擴(kuò)散，通過(guò)在密閉空間自動(dòng)去污，提高了工作效率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了工作人員照射劑量。
本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)適用于對(duì)氚污染的不銹鋼、鋁合金、鎢鉬合金或玻璃等表面進(jìn)行去污，去污結(jié)果表明，通過(guò)去污時(shí)間0.5小時(shí)，或者去污時(shí)間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達(dá)95.0％以上，且對(duì)表面的損傷小。通過(guò)去污前后的表面電鏡掃描（sem）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對(duì)金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達(dá)到了再恢復(fù)使用的要求。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1.等離子體系統(tǒng)2.去污頭3.待去污物件4.熱電偶5.密封罩6.在線監(jiān)測(cè)裝置7.過(guò)濾器8.閥門9.尾氣后處理系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)包括通過(guò)氣體輸送管道順序連接的等離子體系統(tǒng)1、密封罩5、在線監(jiān)測(cè)裝置6、過(guò)濾器7、閥門8、尾氣后處理系統(tǒng)9；所述的密封罩5為密封的箱體，密封罩5內(nèi)安裝有去污頭2、待去污物件3，去污頭2接收等離子體系統(tǒng)1通過(guò)氣體輸送管道輸送的工作氣體和等離子體系統(tǒng)1通過(guò)傳輸電纜輸送的電流，在去污頭2內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上；所述的去污頭2的去污工作面為平面，平面朝下，待去污物件3放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為0.5cm～2.0cm；所述的密封罩5內(nèi)還安裝有熱電偶4，熱電偶4測(cè)量待去污物件3的溫度；
所述的密封罩5的泄漏率的范圍為20pa·l/s～50pa·l/s；
所述的等離子體去污系統(tǒng)功率較一般的清洗機(jī)要高，較等離子切割要低，所要求的作用結(jié)果為表面輕微剝蝕；
所述的去污頭2為單個(gè)去污頭或多個(gè)去污頭集成陣列組成。
所述的氣體輸送管道全過(guò)程密封；所述的氣體輸送管道為不銹鋼管道。
所述的工作氣體為壓縮空氣、氬氣或氫氣和氬氣的混合氣體中的一種。
本實(shí)施例具體工作過(guò)程如下：
a.將待去污物件3放置在密封罩5中；待去污物件3放置在去污工作面的下方，去污頭2為單個(gè)去污頭；距離去污工作面的高度范圍為0.5cm；工作氣體為壓縮空氣；
b.依次開(kāi)啟尾氣后處理系統(tǒng)9、閥門8、過(guò)濾器7、熱電偶4；
c.開(kāi)啟等離子體系統(tǒng)1，在去污頭2內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上，對(duì)待去污物件3表面的氚污染去污，熱電偶4實(shí)時(shí)測(cè)量并記錄去污過(guò)程中待去污物件3的表面溫度，去污完成后得到物件ⅰ；
d.取出物件ⅰ，放置在在線監(jiān)測(cè)裝置6中，監(jiān)測(cè)物件ⅰ表面的殘留污染，當(dāng)殘留污染≤40.0bq/cm2時(shí)完成去污工作，當(dāng)殘留污染>40.0bq/cm2時(shí)再重復(fù)步驟a-d直至殘留污染≤40.0bq/cm2；
e.氣體輸送管道中由去污工作產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體輸送到過(guò)濾器7，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器7的濾芯和吸附塔進(jìn)行過(guò)濾吸附，得到氣體??；
f.開(kāi)啟閥門8，氣體ⅰ進(jìn)入尾氣后處理系統(tǒng)9，經(jīng)尾氣后處理系統(tǒng)9的氧化還原將氣體ⅰ中載帶的氚氣處理成氚水，氚水通過(guò)分子篩進(jìn)行吸附，得到的無(wú)害氣體排放至空氣中。
通過(guò)去污時(shí)間0.5小時(shí)，或者去污時(shí)間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達(dá)97.8％，且對(duì)表面的損傷小。通過(guò)去污前后的sem表面掃描檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對(duì)金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達(dá)到了再恢復(fù)使用的要求。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，主要區(qū)別在于：待去污物件3放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為1.0cm；去污頭2為2個(gè)去污頭，工作氣體為氬氣；
通過(guò)去污時(shí)間0.5小時(shí)，或者去污時(shí)間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達(dá)96.2％以上，且對(duì)表面的損傷小。通過(guò)去污前后的sem表面掃描檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對(duì)金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達(dá)到了再恢復(fù)使用的要求。
實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，主要區(qū)別在于：待去污物件3放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為1.0cm；去污頭2為6個(gè)去污頭，工作氣體為氬氣和氫氣的混合氣體；
通過(guò)去污時(shí)間0.5小時(shí)，或者去污時(shí)間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達(dá)98.8％以上，且對(duì)表面的損傷小。通過(guò)去污前后的sem表面掃描檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對(duì)金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達(dá)到了再恢復(fù)使用的要求。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。