Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 8
1.1. Радиоактивный иод в газообразных радиоактивных отходах аэс 8
1.2. Контроль радиоиода на АЭС 16
1.2.1. Сорбенты на основе активированных углей 16
1.2.2. Факторы, влияющие на сорбцию радиоиода 23
1.3. Установки для исследования сорбции радиоиода 30
1.4. Методики испытания сорбентов 33
1.5. Основные выводы и формулирование задач настоящей работы 40
2. Методическая часть 43
2.1. Установки, приборы и материалы, используемые в работе 43
2.2. Контрольно-исследовательский иодный стенд 45
2.2.1. Основные характеристики стенда 46
2.2.2. Основные технологические секции стенда 46
2.2.3. Описание работы контрольно-исследовательского иодного стенда .52
2.3. Обоснование критерия контроля иодных сорбентов...54
3. Экспериментальная часть 63
3.1. Определение доли свободного объема в насыпном слое сорбента 63
3.2. Методика испытания иодных сорбентов для аэс 69
3.3. Факторы, влияющие на индекс сорбционной способности 77
3.3.1. Влияние температуры и влагосодержания 77
3.3.2. Влияние длительного хранения и отравления сорбента 79
3.3.3. Влияние количества и соотношения импрегнантов 83
3.4. Сорбция радиоактивного метилиодида импрегнированными углеволокнистыми материалами 88
3.5. Повторяемость значений индекса сорбционной способности при одинаковых условиях испытания сорбента 94
3.6. Практическое использование индекса сорбционной способности 97
3.6.1. Критерий выбора иодного сорбента для угольного адсорбера 97
3.6.2. Оценка потенциальной работоспособности иодного фильтра 99
Выводы 105
Список литературы
- Контроль радиоиода на АЭС
- Контрольно-исследовательский иодный стенд
- Описание работы контрольно-исследовательского иодного стенда
- Сорбция радиоактивного метилиодида импрегнированными углеволокнистыми материалами
Введение к работе
Актуальность темы. К системам, важным для безопасности атомных электростанций (АЭС), относят системы вентиляции и газоочистки, в состав которых входят йодные фильтры. Эффективность их работы определяется многими факторами, главным из которых является качество сорбентов, используемых в этих фильтрах.
Прежде всего, для контроля качества, а также для сравнения разных сорбентов необходима стандартная общепринятая методика проведения их испытаний. Для этого необходимо найти такой критерий, с помощью которого можно для неблагоприятных условий строго устанавливать сорбционную способность и пригодность сорбента для применения его на АЭС.
С другой стороны, при проектировании систем йодной очистки важно иметь возможность оценивать минимально необходимый объем сорбента с тем, чтобы обеспечить требуемую степень очистки и тем самым надежно и эффективно защитить атмосферу и окружающую среду. Это также важно и с позиции энергосбережения, поскольку энергозатраты, приходящиеся на эксплуатацию йодных фильтров, напрямую зависят от их гидравлического сопротивления, т. е. от высоты слоя сорбента в них.
При проектировании аппаратов нужно уметь оценивать потенциальную работоспособность йодных фильтров при заданных условиях, чтобы обоснованно выбрать для их снаряжения йодный сорбент и с учетом его свойств разработать соответствующую конструкцию аппарата. Одним из самых существенных факторов для такой оценки является способность сорбента улавливать радиоактивный метилиодид - наиболее проникающую форму радиоиода, присутствующую в ГРО АЭС.
До настоящего времени в России не существует единого подхода к определению качества йодного сорбента. Кроме того, в отличие от зарубежных стран, нет и стандартного метода их испытания.
Очевидно, что для обеспечения эффективной очистки газообразных радиоактивных отходов (ГРО) АЭС от радиоиода и его соединений необходим надежный контроль работоспособности изготавливаемых йодных сорбентов перед их поставкой на АЭС.
Цель работы заключается в разработке метода контроля соответствия йодных сорбентов требованиям, позволяющим их применение в системах очистки газообразных радиоактивных отходов АЭС от трудноулавливаемой формы радиоиода - радиоактивного метилиодида, а также метод определения минимально необходимого объема сорбента в йодном фильтре.
В работе были поставлены следующие задачи:
разработать контрольно-исследовательский йодный стенд для проведения испытаний сорбентов с помощью радиоактивного йодистого метила;
определить долю свободного объема в объеме гранулированных активированных углей различного фракционного состава;
обосновать параметры испытания импрегнированных активированных углей и разработать на их основе методику испытания сорбентов;
обосновать критерий для контроля йодных сорбентов и возможности применения их в системах вентиляции АЭС.
Научная новизна работы заключается в следующих положениях, выносимых на защиту:
впервые в России создана сертифицированная установка для изучения сорбционных свойств йодных сорбентов с помощью радиоактивного метилиодида.
выбран и обоснован критерий для оценки качества импрегнированного сорбента по радиоактивному йодистому метилу - индекс сорбционной способности а;
установлены минимальные значения индекса сорбционной способности, определяющие допустимость применения йодных сорбентов на АЭС;
разработан метод определения доли свободного объема в гранулированных сорбентах на основании их фракционного состава;
разработан метод испытания йодных сорбентов;
установлено, что значения индекса сорбционной способности позволяют составить рекомендации по применению йодного сорбента, а также проектировать аппарат йодной очистки по заданному времени контакта объема газового потока с объемом сорбента.
Практическая значимость. Испытание сорбентов по разработанной методике позволяет строго устанавливать возможность их применения для очистки ГРО АЭС
от радиоиода. По рассчитанным значениям индекса сорбционной способности а можно определять минимально необходимый объем сорбента и, следовательно, разработать конструкцию газоочистного аппарата с требуемыми параметрами очистки.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на: Шестых петряновских чтениях (к 100-летию со дня рождения) (Москва - 2007), I отраслевой конференции «Вентиляция, газоочистка и аэрозольный контроль на предприятиях атомной отрасли» (Санкт-Петербург - 2008), Международной конференции молодых ученых по химической технологии «МКХТ-2008», «МКХТ-2010» (Москва - 2008, 2010), XIII, XIV Международной научной конференции «Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул» (Звенигород - 2009, 2010), VI Международной конференции «Воздух 2010» (Санкт-Петербург - 2010), Четвертой Российской школе по радиохимии и ядерным технологиям (Озерск - 2010), Молодежной конференции с элементами научной школы «Современные проблемы радиохимии и радиоэкологии» (Москва - 2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из них 5 тезисов докладов, 7 статей, 3 из которых опубликованы в журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, методической и экспериментальной частей, выводов, списка литературных источников и приложений. Основной материал изложен на 126 страницах и содержит 26 рисунков, 12 таблиц, 137 ссылок, 3 приложения.
Контроль радиоиода на АЭС
В последние десятилетия одним из приоритетных направлений развития науки, техники и технологий являются исследования в области энергетики и энергосбережения. Особенно большое внимание уделяется дальнейшему развитию атомной энергетики, перспективы которой связаны с решением двух основных проблем: безопасной эксплуатации атомных электростанций (АЭС) и переработки отработанного ядерного топлива АЭС.
Радиоактивный иод занимает особое положение в газообразных радиоактивных отходах (ГРО), что связано с рядом причин:
Во-первых, высокая опасность радионуклидов иода для человека определяется их высокой биодоступностью, связанной с жизненно важной для организма ролью стабильного иода, который избирательно накапливается в щитовидной железе и включается в состав её тиреоидных гормонов, принимающих участие в регуляции тканевых обменных процессов и функционировании различных органов и систем.
Второе обстоятельство, выделяющее радиоиод, – высокий кумулятивный выход радионуклидов иода при облучении ядерного топлива. Радионуклиды иода образуются в результате непосредственного деления ядер, а также при распаде материнских изотопов.
Третьей причиной, по которой радиоактивный иод рассматривается особо, является его высокая летучесть и химическая активность, благодаря которой он способен вступать в различные химические реакции и образовывать соединения, легко распространяющиеся в окружающей среде.
Основными формами, в которых радиоиод присутствует в газообразных радиоактивных отходах, являются аэрозольная, I2, HI и СH3I, существование которых достоверно установлено.
В ядерном топливном цикле можно выделить два основных иодсодержаших ГРО, существенно отличающихся по происхождению, нуклидному составу и наличию сопутствующих примесей, которые влияют на выбор способов улавливания радиоиода. Это ГРО, образующиеся на атомных станциях и ГРО, образующиеся при переработке облученного ядерного топлива. В первом случае основное внимание уделяется иоду-131 во втором – иоду-129, имеющему чрезвычайно большой период полураспада (Т1/2 = 1,57107 лет). Это определяет необходимость решать разные задачи и использовать разные приемы для достижения требуемой эффективности обезвреживания ГРО.
Радиоиод из ГРО АЭС удаляют с помощью хемосорбционных процессов, основанных на применении импрегнированных активированных углей, используемых как на зарубежных, так и на отечественных станциях. В качестве импрегнантов в основном применяют третичные амины и иодид калия.
Планируемое на ближайшие десятилетия развитие атомной энергетики в Российской Федерации потребует расширения производства отечественных средств защиты атмосферы и окружающей среды от радиоактивных загрязнений, в том числе от радиоактивного иода и его соединений на действующих, проектируемых и строящихся АЭС.
В системах, относящихся к важным для обеспечения безопасности атомных станций, для улавливания радиоиода применяют иодные фильтры, эффективность которых определяется многими факторами, главным из которых является качество сорбентов, используемых в этих фильтрах.
Прежде всего, для контроля качества, а также для сравнения сорбентов необходима стандартная общепринятая методика проведения их испытаний. При этом должен быть найден такой критерий, с помощью которого можно для неблагоприятных условий строго устанавливать сорбционную способность и пригодность сорбента для применения его на АЭС.
Одним из наиболее важных вопросов, который необходимо решать при организации очистки газообразных радиоактивных отходов атомных станций от радиоиода является оценка минимально необходимого объема сорбента с тем, чтобы обеспечить требуемую степень очистки и тем самым надежно и эффективно защитить атмосферу и окружающую среду. Это также важно и с позиции энергосбережения, поскольку энергозатраты, приходящиеся на эксплуатацию иодных фильтров, напрямую зависят от их сопротивления, т. е. от высоты сорбента в них.
При проектировании аппаратов и систем очистки ГРО важно уметь оценивать потенциальную работоспособность иодных фильтров при заданных условиях, чтобы обоснованно выбрать для их снаряжения иодный сорбент и на основании таких данных разработать соответствующую конструкцию аппарата. Один из самых существенных факторов для такой оценки является способность сорбента улавливать радиоактивный метилиодид – трудноулавливаемую форму радиоиода, присутствующую в ГРО АЭС.
Следует признать, что до настоящего времени в России не существует как единого подхода к определению качества иодного сорбента, так и стандартного метода их испытания, несмотря на то, что требования к уменьшению выбросов радиоиода растут.
Отсюда со всей очевидностью возникает необходимость осуществления надежного контроля над качеством изготавливаемых иодных сорбентов и тем самым обеспечения надежности эффективного удаления радиоиода и его соединений из газообразных радиоактивных отходов АЭС.
Цель работы заключается в разработке метода контроля соответствия иодных сорбентов требованиям, позволяющим их применение в системах очистки газообразных радиоактивных отходов АЭС от трудноулавливаемой формы радиоиода – радиоактивного метилиодида, а также метод определения минимально необходимого объема сорбента в иодном фильтре.
Контрольно-исследовательский иодный стенд
В ряде работ отмечены значительные трудности в сравнении сорбционных характеристик углей с различным фракционным составом [76, 100]. По мнению авторов, уменьшение размера гранул при проведении испытаний сорбента с радиоиодом ведет к существенному сокращению времени подвода CH3131I к поверхности активированного угля, что приводит к увеличению значений эффективности сорбции иодистого метила. Это было экспериментально показано при испытании образцов активированного угля различного фракционного состава, импрегнированных KI (2%) и смесью KI (2%) c ТЭДА (2%). Испытания проводились при температуре 30 оС и относительной влажности 95%. Процент пропускания линейно снижался с уменьшением среднего размера гранул сорбента при одинаковых линейной скорости газового потока и высоте колонки с активированным углем.
Во всех случаях образцы импрегнированные смесью KI и ТЭДА показывали большие значения эффективности сорбции радиоиода, чем образцы импрегнированные только иодидом калия. Авторы [100] полагают, что лучшая сорбционная способность образцов, импрегнированных смесью ТЭДА и KI связана с различными механизмами улавливания радиоиода. Триэтилендиамин способен химически связывать наряду с радиоактивным еще и стабильный иод. Концентрация последнего в газовом потоке существенно выше, поэтому ТЭДА удерживает радиоиод сразу по двум механизмам: изотопный обмен (1.13) и химическое взаимодействие (1.14).
Также отмечено [76], что при одинаковом времени контакта газового потока с сорбентом процент пропускания (P, %) снижается при увеличении линейной скорости газового потока, т. е. сорбционная способность угля возрастает. Однако под временем контакта авторы понимали время, за которое газ L линейная скорость газового потока. При этом, очевидно, что количество сорбированного вещества определяется его фактическом временем пребывания в свободном объеме сорбента, который зависит от размера гранул сорбента, что не принималось во внимание. Отсюда возникают сложности в интерпретации полученных результатов по сорбционной способности углей различного фракционного состава при одинаковых условиях испытания.
Большое значение имеет время, в течение которого сорбент хранился до момента его применения. Это связано c явлением старения импрегнированных углей [101 – 106], которое главным образом обусловлено перекристаллизацией импрегнанта в сорбенте и в основном характерно для импрегнантов с относительно высокой упругостью пара, например ТЭДА и ГМТА.
Как показано в работе [101], сорбционная способность импрегнированного активированного угля значительно снижается при длительном хранении сорбента на складе (Р = 0,06 % для свежего угля; Р = 30 % после 50 месяцев хранения). Результатом воздействия на сорбент повышенных температур и радиации в процессе хранения становится еще большее снижение сорбционной способности по отношению к радиоактивному метилиодиду. Авторами [101] также подчеркивается, что наличие в газовом потоке кислых газов отрицательно влияет на процент пропускания CH3131I через импрегнированный активированный уголь.
Снижение сорбционной способности иодных сорбентов и, в конечном итоге, выход из строя иодных фильтров [107] вызваны отравлением углей. Здесь следует уточнить, что под отравлением понимается взаимодействие импрегнанта с такими примесями, как диоксиды азота [108] и серы, сероводород, сероуглерод, а также органическими соединениями [109], присутствующими в атмосферном воздухе, причем их содержание на много порядков выше [110], чем концентрация радиоиода в вентвоздухе АЭС.
Снижение производительности и эффективности работы угольных адсорберов в 80% случаев связано с отравлением сорбента и потерей потенциально доступных активных центров в результате адсорбции влаги и загрязняющих веществ. Большое влияние оказывает температура, радиация, а также взвешенные частицы [111, 112].
Таким образом, на процесс улавливания импрегнированными активированными углями радиоактивного иодистого метила влияют многочисленные факторы, среди которых наиболее важно отметить такие как относительная влажность и линейная скорость газового потока, температура, гранулометрический состав сорбента. Именно эти параметры необходимо в первую очередь определять и контролировать при проведении испытаний иодных сорбентов. При сравнении сорбционной способности следует учитывать также и то, что длительное хранение и отравление сорбентов существенно влияет на их качество. Однако, сопоставление и интерпретация полученных результатов испытания углей, селективных к улавливанию радиоиода зачастую приводит к неоднозначным выводам при использовании общепринятых критериев оценки качества сорбентов.
Для контроля качества сорбентов, применяемых на атомных станциях, необходимы аттестованные установки, а также установленные параметры проведения испытаний иодных сорбентов с использованием радиоактивного метилиодида – СН3131I.
В литературе описаны разные варианты установок для исследования сорбции иода и иодистого метила из паровоздушной среды [55, 90, 93, 106, 113 – 128]. Рассмотренные установки позволяют проводить изучение иодных сорбентов в температурном диапазоне 10 – 80 оС при относительной влажности газового потока от 5 до 100 %. Объем сорбента, помещаемого в испытуемую колонку, составляет 40 – 100 см3, причем диаметр колонки, как правило, находится в пределах 2,5 5,0 см, чтобы устранить влияние пристеночного эффекта.
Большинство исследовательских установок были выполнены из стекла или нержавеющей стали для того, чтобы минимизировать сорбцию радиоактивного метилиодида. Установки, как правило, состоят из трех составных частей: секции предварительной подготовки газового потока, секции ввода радиоиода и секции испытания сорбента.
В качестве газа-носителя чаще всего используется атмосферный воздух или азот [119]. При использовании воздуха возникает необходимость предварительной очистки его на аэрозольном фильтре. Методы увлажнения газового потока для подготовки реперной смеси к испытанию можно условно разделить на три типа: 1. Увлажнение через ряд последовательных барботеров и последующее нагревание в теплообменнике до требуемой температуры [106, 121, 122]. 2. Смешивание предварительно нагретого воздуха с водяным паром, поступающим из парогенератора [55, 116 – 118, 124, 125]. 3. Разделение предварительно очищенного и осушенного воздуха на два потока, один из которых поступает в подогреваемый барботер, где происходит насыщение водяным паром. Вторая часть проходит через подогреватель, а затем смешивается с первым потоком [115, 126]. В последнем случае обеспечивается более точное регулирование относительной влажности газа.
Описание работы контрольно-исследовательского иодного стенда
Методика проведения испытаний иодных сорбентов отрабатывалась с учетом опыта, накопленного в зарубежных странах и в отечественной практике. Метод состоит из двух последовательных этапов: подготовка испытуемых образцов иодных сорбентов и проведение испытаний сорбентов.
Подготовка испытуемых образцов иодных сорбентов
На предварительном этапе методом ситового анализа определяли фракционный состав образца исследуемого сорбента. После этого по номограмме (рис. 3.2) определяли долю свободного объема (c). По результатам 5-ти измерений массы сорбента в объеме мерного цилиндра диаметром 100 мм рассчитывали насыпную плотность образца.
Далее проводили заполнение каждой секции колонки сорбентом. По результатам измерения массы пустой и заполненной секции определяли массу сорбента. После этого на основании данных о насыпной плотности рассчитывали объем сорбента в колонке (Vсорб).
Секционированную колонку собирали и герметично подключали к газовым линиям в суховоздушном термостате.
Барботажный увлажнитель установки заполняли дистиллированной водой. Затем с помощью жидкостного термостата, подключенного к увлажнителю, устанавливали температуру в его рубашке так, чтобы обеспечить заданную относительную влажность газа при требуемой скорости газового потока.
С помощью медицинского шприца через патрубок для ввода помещали 1,5 – 2 мл радиоактивного метилиодида в испаритель установки. Метилиодид, меченный изотопом 131I, получали путем изотопного обмена его с Na131I без носителя. Для этого шприцем вносили 2 мл метилиодида в фасовку с радиоактивным иодом без носителя и выдерживали при комнатной температуре (20 оС) в течение двух суток. Далее проводили предварительное увлажнение сорбента в секционированной колонке газовым потоком при скорости 20 – 30 см/с, относительной влажности 90 % и температуре 30С в течение 16 часов.
Открыв кран подачи паров CH3131I, направляли его в газовый поток и пропускали тестовую газовую смесь в течение 3-х часов. По истечении 3-х часов прекращали подачу радиоактивного метилиодида в колонку с испытуемым сорбентом, закрыв кран подачи.
После этого демонтировали колонку из установки и разбирали ее на отдельные секции. Далее проводили измерения активности иода-131 в сорбенте каждой секции на гамма-рентгеновском спектрометре по энергетической линии 364 кэВ. Демонтировали контрольно-защитную колонку из установки и измеряли активность иода-131 в сорбенте на гамма-рентгеновском спектрометре с погрешностью, не превышающей 5%.
Для определения массовой концентрации метилиодида в газовом потоке были приготовлены два эталона, представляющие собой емкости близкие по геометрии с секцией испытуемой колонки. Емкости заполняли активированным углем, после чего с помощью микрошприца вносили по 4 мкл радиоактивного иодистого метила, меченного изотопом иод-131. Измерение активности эталонов проводили после каждого исследования сорбента на стенде. Погрешность измерений также составляла 5%.
В наших исследованиях расход воздуха, измеренный на входе установки, приводится к условиям, при которых находилась колонка с испытуемым сорбентом по формуле: где Qвх - расход воздуха на входе установки, л/мин; ро - барометрическое давление воздуха, кПа; і - относительная влажность атмосферного воздуха; Pi - давление насыщенных паров в воздухе, поступающих в установку, кПа; Т2 - рабочая температура колонки, К; р2 - измеренное абсолютное давление на входе колонки с испытуемым сорбентом, кПа; 2 - измеренная относительная влажность газового потока, поступающего в колонку с испытуемым сорбентом; Р2 - давление насыщенного пара при рабочей температуре колонки с испытуемым сорбентом, кПа; Ті - температура атмосферного воздуха, К.
В качестве примера ниже приведено испытание образца активированного угля СКТ-ЗИК при температуре 30оС и относительной влажности 90% в колонке диаметром 30 мм: 1. Основная фракция, определенная методом ситового анализа составила: 1,6 - 3,0 мм. 2. По номограмме (рис. 3.2) определили долю свободного объема: c = 0,31±0,01. 3. Результат определения насыпной плотности: сорб. = 0,665±0,05 г/см3. 4. Исходя из значения насыпной плотности и массы сорбента в каждой секции колонки, определили суммарный объем активированного угля (табл. 3.3):
Сорбция радиоактивного метилиодида импрегнированными углеволокнистыми материалами
Один из наиболее важных вопросов, связанный с определением возможности использования угольного сорбента в аппарате иодной очистки, является минимально допустимое значение индекса сорбционной способности, при котором сорбент нецелесообразно применять в системах вентиляции АЭС.
В таблице 3.10 представлены результаты, проведенных нами испытаний ряда промышленных сорбентов, предоставленных ЗАО «Прогресс - Экология». Сорбционную способность углей определяли в соответствии с разработанной методикой при одинаковых температурах (30,0±0,1 оС) и относительной влажности газового потока (90,0±1,5%). Среднее значение индекса сорбционной способности рассчитывали по 3-м параллельным испытаниям. Сорбционная способность образцов углей №1 и №2 незначительно отличается, так как сорбенты находились в разных партиях, изготовленных в разное время. Низкое значение a, соответствующее образцу №3 объясняется длительным хранением импрегнированного активированного угля на складе (4 года). Индексы сорбционной способности, при которых можно считать сорбент пригодным для использования на АЭС, установлены, исходя требований МАГАТЭ, в которых указано, что содержание радиоактивного метилиодида в газообразных радиоактивных отходах должно быть снижено не менее, чем в 100 раз. Это соответствует значению 4,605 логарифма в уравнениях 2.3 и 2.5. Следовательно, минимальная сорбционная способность при времени контакта от 0,2 до 0,5 с находится в интервале от 23 до 9,2 с-1 соответственно (табл. 3.11).
Необходимо заметить, что эти значения являются предельными для любого сорбента и не зависят от температуры и влажности газовой среды.
Следовательно, сорбент, имеющий a ниже приведенных величин при данном времени контакта к, не может быть рекомендован для применения в аппаратах иодной очистки.
Если принять во внимание, что время контакта в угольных адсорберах АЭС, как правило, составляет 0,2 – 0,25 с, то минимальное значение индекса сорбционной способности составит 23,0 с-1. Таким образом, сорбенты, имеющие а выше приведенной величины при времени контакта 0,2 с, а именно образцы 1, 2 и 4 могут быть рекомендованы для применения в аппаратах иодной очистки.
В свою очередь, сорбенты 3 и 5 целесообразно использовать только при условии увеличения времени контакта газового потока с объемом сорбента. Однако это сопряжено с увеличением объема сорбента и соответственно высоты аппарата иодной очистки, что ведет к неизбежному росту капитальных затрат на строительство и обслуживание адсорбера, а также повышению аэродинамического сопротивления и увеличению энергозатрат.
Оценка потенциальной работоспособности иодного фильтра Для оценки потенциальной работоспособности иодного фильтра, прежде всего, необходимы сведения об индексе сорбционной способности (а), который является индивидуальным показателем сорбента. Этот индекс определяют экспериментально на аттестованном стенде (или установке) при строго установленных параметрах: температуре, влажности газа и времени контакта. В качестве реперного агента используют метилиодид, меченный иодом-131, поскольку было установлено, что это соединение присутствует в газообразных радиоактивных отходах атомных станций и является трудноулавливаемой формой радиоиода.
Следует отметить, что значения величин ocmin, приведенные в таблице 3.11, не зависят от температуры. Влияние последней учитывается при приведении номинальной производительности аппарата к рабочим параметрам. При расчете времени контакта (к) необходимо провести коррекцию производительности, указанную в ТУ на аппарат, к условиям его эксплуатации _Qy1 по формуле: Qпр , где О - номинальная производительность; Qпр У 2 производительность, приведенная к условиям эксплуатации; уі - плотность воздуха при номинальных условиях; g2 – плотность воздуха при рабочих условиях [137].
Потенциальную работоспособность иодного фильтра можно оценивать в двух направлениях:
1. Для проектируемых аппаратов сначала выбрать сорбент с известным a и данным временем контакта (к), затем определить свободный объем (Vсв) для производительности (Q), приведенной к условиям работы иодного фильтра в системе газоочистки. По данным о грануляции сорбента найти долю свободного объема () и вычислить минимальный объем или высоту слоя сорбента.
2. Для существующих и эксплуатируемых на АЭС иодных фильтров по объему сорбента и вычисленной доле сводного объема в нем, а также для конкретных условий эксплуатации определить фактическое время контакта и, в соответствии с ним, рекомендовать сорбент с таким a, при котором будет обеспечена необходимая эффективность удаления радиоиода из газообразных радиоактивных отходов.
Главное, что необходимо отметить – для того чтобы определить величину a конкретного иодного сорбента, нет необходимости знать величину проскока радиоактивного метилиодида через испытуемый слой, как это делается при определении коэффициента очистки или эффективности (степени) очистки. Нужно лишь измерить распределение активности вдоль слоя иодного сорбента и убедиться в том, что оно подчиняется экспоненциальной зависимости.
