CC BY
69
Библиографические ссылки
1. Сравнительные испытания эффективности сорбционнофильтрующих материалов для очистки газовых выбросов от радиоактивного йода. / В.Г. Крицкий, Н.И. Ампелогова, В.И. Крупенникова [и др.]; // Атомная энергия, 2004. Т.97. Вып. 6. С. 457-464.
2. Обручиков A.B., Широков В.В., Растунов JI.H. Создание контрольно-исследовательского йодного стенда. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. Т. XXII. №8 (88). С. 9-11.
3. Лебедев С.М., Обручиков A.B., Растунов JI.H. Определение индекса сорбирующей способности материала марки Бусофит Т-040, импрегниро-ванного иодид-диазобициклооктаном бария. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. Т. XXIV. 7 (112). С. С. 36-39.
УДК 621.039.75:66.081.32
А.А. Харчев, А.В. Обручиков, С.М. Лебедев
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ЙОДНОГО СОРБЕНТА НА ЕГО СПОСОБНОСТЬ УЛАВЛИВАТЬ РАДИОАКТИВНЫЙ
МЕТИЛИОДИД
The sorption capacity of iodine adsorbent SKT-3IK was studied. Samples of charcoal were in conditions simulating the work of iodine filter. It was shown that the index of sorption capacity decreases with increasing interaction time of the iodine adsorbent with atmospheric air.
Изучена сорбционная способность образцов промышленного сорбента СКТ-ЗИК, длительное время находившихся в условиях, моделирующих работу йодного фильтра. Установлено, что индекс сорбционной способности снижается с увеличением времени контакта активированного угля с атмосферным воздухом.
При эксплуатации атомных электростанций (АЭС) неизбежны утечки радиоактивных продуктов деления из тепловыделяющих элементов в первый контур реактора, а из него в рабочие помещения АЭС. Основными газовыми радиоактивными компонентами в воздухе на АЭС являются изотопы ксенона и криптона, а также пары радиоактивного иода. Как источник облучения наиболее важным нуклидом иода является 1311.
Для локализации инертных радиоактивных газов, аэрозолей и иода, т. е. предотвращения их распространения по помещениям контролируемой
зоны, предусмотрены системы спецгазоочистки и вентиляции помещений контролируемой зоны АЭС, в состав которых входят, в частности, угольные адсорберы (йодные фильтры). При этом главное предназначение фильтров систем вентиляции типа АУИ-1500 - поглощение элементарного молекулярного иода и его органических соединений, из которых наиболее трудно-улавливаемым является иодистый метил СНз1 [1].
Эффективность работы йодных фильтров определяется главным образом качеством используемых в них сорбентов. Надежное удаление радиоиода из вентиляционных потоков достигается путем применения импре-гнированных активированных углей. В свою очередь, снижение сорбцион-ной способности йодных сорбентов и, в конечном итоге, выход из строя йодных фильтров [2] вызваны отравлением углей. Под отравлением понимается взаимодействие импрегнанта с такими примесями, как диоксиды азота [3] и серы, сероводород, сероуглерод, а также с органическими соединениями [4], присутствующими в атмосферном воздухе, причем их содержание намного выше [5], чем концентрация радиоиода в вентвоздухе АЭС.
Целью исследования являлось изучение влияния длительной работы промышленного йодного сорбента СКТ-ЗИК на его сорбционную способность по отношению к радиоактивному метилиодиду.
Для того чтобы смоделировать работу активированного угля в иод-ном адсорбере, образцы СКТ-ЗИК приводили в контакт с потоком атмосферного воздуха при условиях, близких к реальным условиям работы газоочистного аппарата. Скорость газа была выбрана так, чтобы обеспечить фактическое время контакта его с объемом сорбента 0,2 - 0,3 с. Температура и относительная влажность воздуха изменялись в пределах 22 - 27 °С и 42 -67% соответственно.
Сорбционную способность образцов СКТ-ЗИК по отношению к
131
СНз I после контакта с воздухом определяли на «Контрольно-исследовательском йодном стенде» РХТУ им. Д.И. Менделеева [6]. Критерием для оценки качества служил индекс сорбционной способности а, рассчитываемый после проведения испытания сорбента по разработанной методике [7]. При этом истинное время контакта газового потока с сорбентом во всех опытах составило 0,25 с. После испытания колонку с сорбентом разбирали и определяли активность каждой секции на у - рентгеновском спектрометре по линии гамма-излучения 0,364 МэВ.
На основании экспериментальных данных распределения концентрации радиоиода вдоль слоя СКТ-ЗИК (табл. 1) были построены прямолинейные зависимости 1п-= ,/ (х), где А - суммарная активность ра-
А-Ах
диоиода, введенная в сорбент (Бк); Ах - активность радиоиода на длине слоя сорбента с текущей координатой х^Ь (Бк); Ь - высота слоя сорбента (см) (рис. 1).
Индекс сорбционной способности а рассчитывали по тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс по результатам 3-х параллельных испытаний угля (табл. 2). Увеличение срока службы сорбента сопровождается отравле-
нием импрегнанта кислыми газами, присутствующими в воздухе. Соответственно, сорбционная способность и индексы сорбционной способности промышленного сорбента СКТ-ЗИК снижаются с увеличением времени его контакта с атмосферным воздухом. При этом качество свежего сорбента и образца продуваемого воздухом в течение 1 месяца примерно одинаково, однако более длительная работа активированного угля (6 месяцев) приводит к существенному снижению индекса а.
Табл. 1. Распределение удельной активности СН31311 вдоль слоя сорбентов, приводимых в контакт с атмосферным воздухом в течение разного периода времени
Отношение активности ¡-го слоя сорбента к общей активно- А, сти радиоиода Высота слоя сорбента, см
свежий 1 месяц 3 месяца 6 месяцев
0,434 0,423 0,399 0,239 0,9
0,223 0,247 0,242 0,158 1,8
0,134 0,133 0,144 0,140 2,7
0,076 0,069 0,067 0,097 3,6
0,048 0,048 0,054 0,081 4,5
0,032 0,032 0,031 0,065 5,4
0,018 0,018 0,021 0,051 6,3
0,013 0,011 0,015 0,043 7,2
0,008 0,007 0,009 0,030 ВД
0,005 0,005 0,006 0,027 9,0
0,003 0,003 0,004 0,021 9,9
0,002 0,002 0,003 0,019 10,8
0,001 0,001 0,002 0,012 11,7
0,001 0,001 0,001 0,010 12,6
0,001 0,001 0,001 0,008 13,5
Табл. 2. Значения индексов сорбционной способности угля СКТ-ЗИК
Время работы йодного сорбента Индекс а, с"1
свежий уголь 29,0±0,9
1 месяц 28,6±0,9
3 месяца 26,4±1,1
6 месяцев 14,3±0,8
Минимальное значение а, которым должен обладать йодный сорбент, чтобы удовлетворять требованиям МАГАТЭ, предъявляемым к удалению метилиодида из газообразных радиоактивных отходов АЭС, составляет 18,4 с"1 при времени контакта газового потока с сорбентом 0,25 с [8]. При этом обеспечивается снижение концентрации СНз I в газовом потоке в 100 раз. Таким образом, активированный уголь, находившийся в модельных
условиях работы адсорбера в течение 6 месяцев (а = 14,3±1,2 с"1), уже не может быть рекомендован к применению в аппаратах йодной очистки.
8 7 6
= 5
< 4
<
^ 3
2 1 О
Рис. 1. Распределение концентрации радиоиода вдоль слоя СКТ-ЗИК: 1 - свежий сорбент, 2 - сорбент работал 1 месяц, 3 - сорбент работал 3 месяца, 4 - сорбент работал 6 месяцев
Однако следует отметить, что автоматически переносить результаты проведенных испытаний для расчета срока службы реальных йодных фильтров нельзя, т. к. состав атмосферного воздуха рабочих помещений АЭС существенно зависит от их географического месторасположения, климата данной местности, наличия других промышленных объектов и т. д. Тем не менее, установлено, что длительная работа йодного сорбента приводит к существенному снижению его качества, и этот фактор необходимо учитывать при периодическом контроле работы угольных адсорберов, приметаемых в системах вентиляции АЭС.
Библиографические ссылки
1. Казаков В.А. Экспериментальные исследования выхода радиоактивного иода в технологические помещения АЭС при истечении теплоносителя первого контура // Радиационная безопасность и защита АЭС. М.: «Энергоато-миздат», 1983. Вып. 8. 49 с.
2. Operational Maintenance Problems with Iodine Adsorbers in Nuclear Power Plant Service /Graves, C.E., Hunt, J.R., Jacox J.W., Kovach J.L. // Proc. of 15th
L, см
ERDA Air Cleaning Conf., 1978. P. 428-436.
3. Torgerson, D.F., Smith, I.M. AECL Iodine Scrubbing Project // Proc. of 15th ERDA Air Cleaning Conf., 1978. P. 437-445.
4. Kovach J.L., Rankovic L. Evaluation and Control of Poisoning of Impregnated Carbons Used for Organic Iodide Removal // Proc. of 15th ERDA Air Cleaning Conf., 1978. P. 368-378.
5. Беспамятное Г. П. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Л.: Химия, 1975. 456 с.
6. Обручиков А.В., Широков В.В., Растунов Л.Н. Создание контрольно-исследовательского йодного стенда // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. Т. XXII. №8 (88). С. 9-12.
7. Индекс сорбционной способности - критерий контроля импрегнирован-ных углей для АЭС / Л.Н. Растунов, Э.П. Магомедбеков, А.В. Обручиков, Л.А. Ломазова // Атомная энергия, 2010. Т. 109. Вып. 1. С. 3 - 7.
8. Оценка толщины слоя сорбента в йодных фильтрах / Л.Н. Растунов, Э.П. Магомедбеков, А.В. Обручиков, Л.А. Ломазова // Атомная энергия, 2011. Т. 110. Вып. 1. С. 55 - 57.
УДК 541.182.02
Н.Р. Антипкин, М.А. Богородская Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия О ВЛИЯНИИ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА ЖЕЛАТИНА
Biocompatibility, surface activity and liability to biodégradation of gelatin enable this polypeptide to be used as colloid pharmaceutical. As a temporary supporter, the biodegradable gelatin hydrogel could facilitate cell sheet transfer and avoid long-term residence of foreign carriers in the body. The decontamination effects of gamma irradiation on gelatin reduce the risk of inflammation in surgery and increase the speed of bioabsorption. The impact of gamma irradiation on gelatin was studied. The results indicated that molecular mass of gelatin decreased, its water solution's rheological behavior changed and the isoelectric point decreased.
Биосовместимость, поверхностная активность и подверженность биоразложению желатина позволяют использовать этот полипептид в медицине в составе коллоидных препаратов, для вживления имплантатов и других устройств в организме. Радиационная стерилизация желатина приводит к уменьшению риска воспалений при хирургическом использовании, а также увеличению скорости биоабсорбции. В работе показано влияние гамма-облучения на уменьшение молекулярной массы желатина, изменение реологических свойств его водных растворов и смещению изоэлектрической точки в кислую область.
Молекулы белков представляют собой природные наночастицы и, кроме того, способны стабилизировать другие наногетерогенные системы. Желатин - жёсткоцепное высокомолекулярное вещество, полипептид и ам-
