Tải bản đầy đủ

KHÓA LUẬN HẠT NHÂN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT
NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH TẨY XẠ BỀ MẶT NHIỄM BẨN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA

SVTH: Nguyễn Anh Tân
CBHD: TS. Lê Công Hảo
CBPB: TS. Huỳnh Trúc Phương

Tp. Hồ Chí Minh, Năm 2016.


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý tận

tình của Quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Vật lý hạt nhân, khoa Vật lý & Vật lý kỹ thuật,
trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh.
Đầu tiên, con xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, vì công ơn sinh thành
dưỡng dục và đã tạo mọi điều kiện có thể để con được bước đến giảng đường đại học.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Công Hảo đã dành rất nhiều thời gian và tâm
huyết để truyền đạt cho tôi kiến thức lẫn kỹ năng thực nghiệm.
Tôi xin gửi lời cảm ơn Quý Thầy Cô trong hội đồng đã dành nhiều thời gian đọc và
có những ý kiến đóng góp quý báu vào khóa luận này.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Vật lý Hạt nhân đã
tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt khóa học.
Tôi xin cảm ơn đến toàn thể các bạn trong lớp chuyên ngành Kỹ thuật hạt nhân khóa
K12 đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng hoàn thiện khóa luận, tuy nhiên không thể tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu của Quý Thầy Cô và các
bạn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016

Nguyễn Anh Tân


MỤC LỤC:
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC ....................................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...................................................................................... iii
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN......................................................................................... 3
1.1 Đối tượng nghiên cứu..................................................................................... 3
1.2 Điện hóa ......................................................................................................... 4
CHƯƠNG 2- TẨY XẠ .................................................................................................. 6
2.1 Chất thải phóng xạ.......................................................................................... 6
2.2 Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt........................................................................... 7
2.3 Tẩy xạ ............................................................................................................. 8
2.3.1 Khái niệm ......................................................................................... 8
2.3.2 Hệ số tẩy xạ .................................................................................... 10
2.3.3 Tẩy xạ bằng phương pháp điện hóa ............................................... 12
CHƯƠNG 3- THỰC NGHIỆM ................................................................................ 17
3.1 Vật liệu và dụng cụ....................................................................................... 17
3.2 Thực nghiệm ................................................................................................ 18


3.3 Kết quả ......................................................................................................... 21
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 29
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 30

i


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1. Các giá trị đo suất liều của phông ............................................................. 22
Bảng 3.2. Giá trị đo suất liều mẫu 1 trước khi tẩy ..................................................... 22
Bảng 3.3. Giá trị đo suất liều mẫu 1 sau khi tẩy ........................................................ 23
Bảng 3.4. Giá trị đo suất liều mẫu 2 trước khi tẩy ..................................................... 23
Bảng 3.5. Giá trị đo suất liều mẫu 2 sau khi tẩy ........................................................ 24
Bảng 3.6. Giá trị đo suất liều mẫu 3 trước khi tẩy ..................................................... 25
Bảng 3.7. Giá trị đo suất liều mẫu 3 sau khi tẩy ........................................................ 25
Bảng 3.8. Giá trị đo suất liều mẫu 4 trước khi tẩy ..................................................... 26
Bảng 3.9. Giá trị đo suất liều mẫu 4 sau khi tẩy ........................................................ 26
Bảng 3.10. Giá trị đo suất liều van trước khi tẩy ......................................................... 27
Bảng 3.11. Giá trị đo suất liều van sau khi tẩy ............................................................ 27

ii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp ngâm ......................... 13
Hình 2.2 Sơ đồ tái sinh axit photphoric ...................................................................... 14
Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp di chuyển cực âm ..... 15
Hình 3.1 Thanh inox 304 mô phỏng thanh điều khiển ............................................... 17
Hình 3.2 Van điều khiển ............................................................................................. 18
Hình 3.3 Hòa dung dịch nhiễm bẩn và ngâm mẫu ..................................................... 18
Hình 3.4 Sau khi ngâm được một thời gian ................................................................ 19
Hình 3.5 Muối bám vào thanh ion và van .................................................................. 19
Hình 3.6 Mô phỏng tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp di chuyển cực âm ............... 20
Hình 3.7 Thanh ion và van sau khi tẩy xạ .................................................................. 21
Hình 3.8 Suất liều các mẫu trước và sau khi tẩy xạ.................................................... 28

iii


LỜI MỞ ĐẦU
Tính đến ngày 11/3/2014, trên toàn thế giới đã có 31 quốc gia có nhà máy điện
hạt nhân với 435 lò phản ứng đang hoạt động và cung cấp 372GW công suất điện.
Mỗi năm các nhà máy điện hạt nhân đã cung cấp khoảng 11,5% tổng sản lượng điện
của thế giới và gấp hơn 3 lần tổng sản lượng điện của Pháp và Đức từ tất cả các nguồn
cộng lại, là nguồn phụ tải vững chắc và không gây phát thải khí độc hại nhà kính CO2.
Khoảng 72 lò với 68 GW đang xây dựng ở 15 nước, tương đương 20% công suất hiện
có và hơn 160 lò phản ứng đã lên kế hoạch xây dựng một cách chắc chắn, tương
đương một nửa công suất hiện có. Ngoài ra, còn khoảng 240 lò phản ứng nghiên cứu
và hơn 180 lò phản ứng hạt nhân khác cung cấp năng lượng cho khoảng 150 tàu và
tàu ngầm ở 56 nước khác nhau [4].
Vấn đề xử lý hiệu quả chất thải phóng xạ cũng như cơ chế tài chính cho xử lý
chất thải phóng xạ sinh ra trong quá trình vận hành lò phản ứng hạt nhân hiện nay
đang là vấn đề nan giải của cả thế giới. Nhiều tính toán cho thấy, trung bình 1 tổ máy
của nhà máy điện hạt nhân 1.000 MW, hàng năm thải ra 30 m3 – 50 m3 chất thải
phóng xạ hoạt độ thấp, trung bình và 30 tấn nhiên liệu đã cháy. Với chất thải phóng
xạ hoạt độ thấp và trung bình thì ít nguy hiểm, dễ bảo quản, sau 200-300 năm có thể
coi như rác thải bình thường; còn đối với nhiên liệu hạt nhân đã cháy thì thông lệ thế
giới vẫn đang làm là cất giữ toàn bộ khối nhiên liệu đã cháy, để chờ có biện pháp xử
lý thích hợp trong tương lai. Tuy nhiên, các chất thải phóng xạ truyền thống đang lưu
giữ trong hầm, kho chứa của nhà máy điện hạt nhân ngày càng lớn, đã và đang trở
thành thách thức của mỗi quốc gia và làm đau đầu các nhà quản lý và nhà khoa học.
Bởi chất thải này chứa nhiều sản phẩm phân hạch và hạt nhân siêu Uranium có hoạt
độ phóng xạ cao và chu kỳ bán hủy dài, các chất phóng xạ này chiếm khoảng 3%
khối lượng nhiên liệu đã cháy [7].
Việt Nam hiện đang trong giai đoạn phát triển cơ sở hạ tầng, chuẩn bị các điều
kiện cần thiết để xây dựng và vận hành những tổ máy phát điện hạt nhân đầu tiên tại
tỉnh Ninh Thuận. Tạo điều kiện triển khai hiệu quả vấn đề trên, ngày 11/12/2014, Thủ
tướng Chính phủ đã phê duyệt Quyết định số 2241/QĐ-TTg, phê duyệt Kế hoạch
tổng thể phát triển cơ sở hạ tầng điện hạt nhân giai đoạn đến năm 2020. Theo dự kiến,
1


nguyên liệu đầu vào sản xuất điện hạt nhân sẽ được nhập khẩu mà cụ thể đối với nhà
máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1, do Nga cung cấp công nghệ thì sẽ nhập từ Nga, nhà
máy số 2 sẽ nhập từ Nhật Bản. Đối với nhà máy số 1, hiện tại có hai khả năng xử lý
nguồn chất thải phóng xạ sau khi sử dụng, một là nhiên liệu đã cháy chuyển về Nga
xử lý sau đó chuyển về Việt Nam lưu giữ, hai là thuê gửi ngay tại Nga. Bên cạnh đó,
cả hai nước Nga và Nhật đều cam kết hỗ trợ giúp đỡ Việt Nam xử lý nguyên liệu đã
qua sử dụng [7].
Khi nhà máy điện hạt nhân hoặc lò phản ứng ngưng hoạt động hoặc bảo trì thì
việc tẩy xạ một số linh kiện, thiết bị là một điều thiết yếu để có thể tái sử dụng vào
mục đích và tiếp kiệm chi phí xử lý. Việc tẩy xạ cũng giúp tránh việc chôn cất chất
thải phóng xạ có thể gây nguy hiểm cho môi trường nếu rò rỉ.
Với mục đích phục vụ cho nhu cầu xử lý các vật liệu, thiết bị trong lò phản ứng
hạt nhân Đà Lạt và xa hơn nữa là nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận, thì em chọn đề
tài này để xây dựng được mô hình tẩy xạ một số bề mặt của vật liệu, thiết bị trong lò
phản ứng và tính hệ số tẩy xạ của phương pháp tẩy xạ điện hóa.
Nội dung khóa luận được chia thành 3 chương:
 Chương 1: Giới thiệu tổng quan
 Chương 2: Tổng quan về nhiễm bẩn và tẩy xạ
 Chương 3: Thực nghiệm
Kết luận và kiến nghị

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Đối tượng nghiên cứu
Do sự gia tăng lò phản ứng của một số nhà máy điện hạt nhân, một lượng lớn các
chất thải kim loại đã được tạo ra từ việc duy trì các thành phần thiết bị đã bị lão hóa
trong một số nhà máy điện hạt nhân cũ. Một phần đáng kể của các chất thải kim loại
bị nhiễm bẩn được xem là có chất gây nhiễm bẩn phóng xạ chỉ trên bề mặt kim loại,
có thể dễ dàng loại bỏ bằng cách áp dụng kỹ thuật tẩy xạ thích hợp. Các lò phản ứng
làm mát bằng nước thường hình thành 2 loại oxit trên bề mặt bên trong ống lò phản
ứng: một là lớp dính bên trong được hình thành bởi việc ăn mòn kim loại nền, và một
lớp bên ngoài bám tương đối yếu được hình thành bởi sự lắng đọng hoặc kết tủa của
cặn từ nước làm mát.
Nhiễm bẩn trong lò phản ứng nước sôi và lò phản ứng nước áp lực chủ yếu gây
ra bởi các hạt nhân ăn mòn có nguồn gốc: 60Co, 58Co, 54Mn, 51Cr và 59Fe. Tùy thuộc
vào tỷ lệ nhiên liệu, các loại phân hạch sẽ góp phần vào các liều lượng. Hầu hết các
loại nhiểm bẩn này nằm trong các lớp oxit bên trong đường ống của các thiết bị ví dụ
như: thép không gỉ có chứa cobalt-60 và nickel-63 hoặc các chất thải phóng xạ lỏng,
các bộ lọc và các loại nhựa trao đổi ion bị nhiễm xạ bởi các sản phẩm phân hạch từ
vòng tuần hoàn chứa chất làm mát, các van ống, các bộ phận của máy bơm, thanh
điều khiển, mạch thiết bị…
Đối với bẩn bề mặt bê tông do ô nhiễm nguồn nước, hạt nhân tan trong nước,
chẳng hạn như 137Cs, có thể thấm sâu vào bê tông. Phương pháp duy nhất để loại bỏ
nhiễm bẩn như vậy là cắt giảm hoặc mài đi lớp bề mặt của bê tông có chứa phóng xạ.
Đối với hệ thống thông gió, các nhiễm bẩn bề mặt thường không dính chặt, mặc
dù có các màng dầu đặt bên trong ống dẫn, đặc biệt ở cuối hệ thống quạt. Khi hệ
thống ống xả hoạt động ở áp suất thấp, chúng có xu hướng hút bụi và các sol khí,
những thứ có thể chứa hoạt độ phóng xạ. Lắng đọng có xu hướng bám vào đường
ống làm việc dẫn đến dòng khí lưu thông khó khăn. Đối với động cơ và các thiết bị
đo đạc, vv… nhiễm bẩn không khí bám vào các chi tiết hay mạch điện thường là vấn
đề lớn. Nhiễm bẩn này thường có thể loại bỏ nếu tiếp cận được. Nếu động cơ và thiết

3


bị tinh vi cần thiết để tái sử dụng thì quá trình tẩy xạ siêu âm và Freon (chất làm lạnh)
đôi khi được sử dụng [1].
Bằng cách tái sử dụng chất thải kim loại loại được tẩy xạ xuống mức an toàn,
lượng chất thải kim loại phóng xạ từ nhà máy điện hạt nhân có thể được giảm đáng
kể. Các quá trình tẩy xạ để loại bỏ các nhiễm bẩn bề mặt của chất thải kim loại phóng
xạ là các quá trình vật lý, hóa học và tẩy xạ điện hóa. Trong số các quá trình nêu trên,
quá trình điện hóa có rất nhiều ứng dụng để tẩy xạ chất thải kim loại phóng xạ vì thời
gian phản ứng nhanh chóng và hiệu quả tẩy xạ cao [1].
1.2. Điện hóa
Điện hóa là tên gọi một lĩnh vực trong hóa học nghiên cứu về mối liên hệ giữa
các quá trình hóa học và dòng điện. Một phản ứng hóa học xảy ra khi có dòng điện
chạy qua, hay qua phản ứng hóa học có một hiệu điện thế, đây là những quá trình
điện hóa. Trong các quá trình này luôn tồn tại đồng thời hai hiện tượng: ôxi hóa và ôxi
hóa khử (phản ứng ôxi hóa khử) [6].
1.2.1. Lịch sử phát triển


Năm 1799: Alexandro Volta lần đầu tiên chế tạo ra pin hoạt động được, trước
đấy Luigi Galvani đã có nhiều thí nghiệm trên đùi ếch, các cơ chúng co lại khi
chạm vào kim loại khác nhau



Năm 1832: Michael Faraday phát hiện ra định luật cơ bản về điện hóa



Năm 1929: Jaroslav Heyrovský nghiên cứu về phương pháp cực phổ và nhận
được giải Nobel hóa học cho công trình này vào năm 1959



Năm 1969: tế bào nhiên liệu hiđrô đã được nghiên cứu và dùng trong chương
trình Apollo, chúng không chỉ là nguồn điện mà còn cung cấp cả nước cho phi
hành đoàn.

1.2.2. Ứng dụng điện hóa


Sản xuất các kim loại như kali, nhôm,… hay các nguyên tố halogen như clo,
flo,… thông qua quá trình điện phân, điện hóa.



Sản xuất các nguồn điện di động như pin, ắc quy, tế bào nhiên liệu,...



Phân tích chất hóa học trong hóa phân tích, ví dụ trong phương pháp cực phổ



Dùng trong kỹ thuật mạ điện

4


1.2.3. Cơ sở hóa học
Trong các ôxít kim loại có liên kết ion, ví dụ CaO thì Ca cho e- và đóng vai trò là
chất bị ôxi hóa và O nhận e- là chất ôxi hóa được minh họa ở các công thức dưới:
Ôxi hóa: Ca → Ca2+ + 2e-

(1.1)

Ôxi hóa khử: O + 2e- → O2-

(1.2)

Phản ứng ôxi hóa khử: Ca + O → Ca2+ + O2-

(1.3)
))
Khi mở rộng các khái niệm này ra đối với quá trình ôxi hóa thì: chất A cho
ne- thành An+. Còn đối với quá trình ôxi hóa khử: chất B nhận ne- thành Bn-, khi đó
phản ứng ôxi hóa khử A + B → An+ + Bn-. Khi A và B đều là kim loại thì có phản
ứng ôxi hóa khử An+ + B → A + Bn+. Nếu phản ứng này là liên tục thì có 1 dòng
chuyển động của ne- hay 1 dòng điện giữa A và B. Nếu các ion này có mặt trong
1 điện trường thì dưới tác dụng của lực tĩnh điện, các ion có điện tích âm sẽ di chuyển
và tụ lại trên cực dương anôt, còn ion dương thì về cực âm catôt.
1.2.4. Tẩy gỉ
Bề mặt kim loại nền thường phủ một lớp oxit dày, gọi là gỉ. Tẩy gỉ hóa học cho
kim loại đen thường dùng axit loãng H2SO4 hay HCl hoặc hỗn hợp của chúng. Khi
tẩy thường diễn ra đồng thời 2 quá trình: hòa tan oxit và kim loại nền. Tẩy gỉ điện
hóa là tẩy gỉ hóa học đồng thời có sự tham gia của dòng điện. Có thể tiến hành tẩy gỉ
catot hoặc tẩy gỉ anot. Tẩy gỉ anot lớp bề mặt sẽ rất sạch và hơi nhám nên lớp mạ sẽ
gắn bám rất tốt. Tẩy gỉ catot sẽ sinh ra H, có tác dụng khử một phần oxit. Tẩy gỉ bằng
catot chỉ áp dụng cho vật mạ bằng thép cacbon, còn với vật mạ Ni, Cr thì hiệu quả
không cao.
1.2.5. Tẩy bóng điện hóa và hóa học
Tẩy bóng điện hóa cho độ bóng cao hơn gia công cơ học. Lớp mạ trên nó gắn
bám tốt, tinh thể nhỏ, ít lỗ thủng và tạo ra tính chất quang học đặc biệt. Khi tẩy bóng
điện hóa thường mắc vật tẩy với anot đặt trong một dung dịch đặc biệt. Do tốc độ hòa
tan của phần lồi lớn hơn của phần lõm nên bề mặt được san bằng và trở nên nhẵn
bóng. Cơ chế tẩy bóng hóa học cũng giống tẩy bóng điện hóa. Khi tẩy bóng hóa học
cũng xuất hiện lớp màng mỏng cản trở hoặc kìm hãm tác dụng xâm thực của dung
dịch với kim loại tại chỗ lõm.

5


CHƯƠNG 2
TẨY XẠ
2.1. Chất thải phóng xạ
Chất thải phóng xạ là chất thải có chứa chất phóng xạ. Chất thải phóng xạ thường
là sản phẩm phụ của nhà máy điện hạt nhân và các ứng dụng khác của phân hạch hạt
nhân hoặc công nghệ hạt nhân, chẳng hạn như nghiên cứu và y học. Chất thải phóng
xạ nguy hiểm cho hầu hết các hình thức sống và môi trường, và được quy định bởi
các cơ quan chính phủ để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường [6].
Hoạt độ phóng xạ giảm theo thời gian, do đó, chất thải thường bị cô lập và được
lưu trữ trong một khoảng thời gian cho đến khi nó không còn là mối nguy hiểm nữa.
Thời gian lưu trữ phụ thuộc vào loại chất thải. Mức độ chất thải được tính theo mức
độ phóng xạ trên một đơn vị khối lượng. Chất thải có độ phóng xạ thấp (chẳng hạn
như một số chất thải y tế hoặc chất thải phóng xạ công nghiệp) được lưu trữ cho các
giờ, vài ngày trong khi chất thải có độ phóng xạ cao (như nhiên liệu hạt nhân đã qua
hoặc sản phẩm phụ của hạt nhân tái chế) phải được lưu trữ cho một năm hoặc hơn.
Các phương pháp chính để quản lý chất thải phóng xạ là phân loại và lưu trữ chất
thải, xử lý bề mặt và một số chất thải trung gian, chôn sâu hoặc chuyển hóa các chất
thải có mức phóng xạ cao. Một bản tóm tắt về lượng chất thải phóng xạ và phương
pháp quản lý đối với các nước phát triển được trình bày và xem xét định kỳ trong
Công ước chung về an toàn quản lý nhiên liệu đã qua sử dụng và sự an toàn của công
tác quản lý chất thải phóng xạ của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA).
Chất thải phát sinh tại nhà máy điện hạt nhân
Chất thải phóng xạ hoạt độ thấp và trung bình tại nhà máy điện hạt nhân được
sinh ra bởi sự nhiễm xạ của các vật liệu khác nhau với các hạt nhân phóng xạ được
tạo ra do sự phân hạch và kích hoạt trong các lò phản ứng hoặc thoát ra từ bề mặt
nhiên liệu hoặc các tấm ốp. Các hạt nhân phóng xạ chủ yếu phân rã và tập trung vào
trong hệ thống nước làm mát lò phản ứng và được lưu trữ trong bể nhiên liệu đã qua
sử dụng.

6


Các chất thải chính phát sinh trong quá trình hoạt động của một nhà máy điện hạt
nhân là những thành phần được loại ra trong quá trình tiếp nhiên liệu, bảo dưỡng (chủ
yếu là chất rắn bị kích hoạt, ví dụ như thép không gỉ có chứa cobalt-60 và nickel-63)
hoặc các chất thải phóng xạ lỏng, các bộ lọc và các loại nhựa trao đổi ion bị nhiễm
xạ bởi các sản phẩm phân hạch từ vòng tuần hoàn chứa chất làm mát. Để giảm số
lượng chất thải phải lưu trữ tạm thời và giảm thiểu chi phí chôn cất, tất cả các nước
đang thực hiện các biện pháp giảm thiểu khối lượng chất thải sinh ra tại bất kỳ công
đoạn nào mà có thể thực hiện được. Giảm thiểu khối lượng chất thải là đặc biệt hiệu
quả đối với chất thải có hoạt độ thấp.
Tổng lượng chất thải phóng xạ mức thấp và trung bình thải ra từ hoạt động của
nhà máy điện hạt nhân thay đổi phụ thuộc vào dạng của lò phản ứng, trình độ công
nghệ tại thời điểm xây dựng lò, trình độ vận hành, công nghệ xử lý chất thải phóng
xạ đi kèm theo nhà máy... Theo báo cáo của các chuyên gia Nhật Bản thì mỗi năm,
một tổ máy (1000 MWe) thải ra khoảng 600-800 thùng chất thải phóng xạ (dung tích
200 lít); tuy nhiên, theo báo cáo của các chuyên gia Hàn Quốc và Slovakia thì mỗi
năm một tổ máy (1000 MWe) chỉ thải ra khoảng 250 thùng chất thải (dung tích 200
lít) [5].
2.2. Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt
Sự nhiễm bẩn là sự lắng đọng của các nguyên tố phóng xạ hoặc các hợp chất từ
một môi trường gây nhiễm bẩn như khí, hóa chất, vật lý hay cách khác, trên bề mặt
của các thành phần, hệ thống và cấu trúc trong cơ sở hạt nhân. Các đặc tính của sự
nhiễm bẩn liên quan chặt chẽ với tính chất và đặc điểm của bề mặt và các môi trường
gây nhiễm bẩn. Trong các bề mặt kim loại thường có tồn tại một sự tương đồng hóa
học với các yếu tố gây nhiễm bẩn (ví dụ như đối với các cation kim loại trong nước)
có thể gây ra sự khuếch tán của nó vào lớp kim loại nền, do đó trở nên rất khó khăn
để loại bỏ [1].
Sự nhiễm bẩn có thể được phân thành ba loại:
-

Nhiễm bẩn bám tự do (free contamination): là loại nhiễm bẩn có thể được loại
bỏ bằng cách thổi đơn giản, hút chân không hoặc các phương pháp tương tự.

7


-

Nhiễm bẩn bám yếu (loose contamination): là loại nhiễm bẩn có thể được loại
bỏ bằng các kỹ thuật làm sạch chung.

-

Nhiễm bẩn cố định (fixed contaminaiton): là loại nhiễm bẩn không thể được
loại bỏ mà không cần loại bỏ các lớp bề mặt.

Trong các hệ thống lò phản ứng, nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bên trong chủ yếu
do lắng đọng từ nước làm mát lò phản ứng của các hạt neutron kích hoạt và các
nguyên tố hòa tan, các sản phẩm phân hạch và các đồng vị có số nguyên tử cao hơn
urani, khi vỏ bọc nhiên liệu bị hư hại. Các lớp lắng đọng trở thành một phần của lớp
oxit, hình thành ở bên trong đường ống. Lớp này có một cấu trúc phức tạp, và phụ
thuộc vào một loạt các thông số như hóa chất làm mát, nhiệt độ của sự hình thành,
vật liệu hệ thống, thời gian hoạt động, vv. Trong một thời gian dài, các hạt nhân phóng
xạ trong lớp lắng đọng có thể khuyếch tán nhẹ vào kim loại nền hoặc xâm nhập vào
các đường ống.
2.3. Tẩy xạ
2.3.1. Khái niệm
Tẩy xạ là việc loại bỏ bằng hóa học, vật lý hoặc các phương pháp khác, chất
phóng xạ bề mặt từ cả hai bề mặt bên trong và bên ngoài của các thành phần, các hệ
thống và cấu trúc trong cơ sở hạt nhân. Thông thường tẩy xạ và làm sạch được coi là
các quy trình riêng biệt mặc dù chúng thường có quá trình vật lý như nhau; sự khác
biệt là mức độ làm sạch và nhấn mạnh về các thứ bị loại bỏ. Tẩy xạ là việc loại bỏ
các bụi bẩn phóng xạ và oxit từ các bề mặt, trong khi làm sạch thường đề cập đến
việc loại bỏ các vật liệu không phóng xạ. Tẩy xạ nên được coi là một phần làm sạch
bởi vì, nói chung, chỉ có một phần nhỏ của việc vật liệu bị loại bỏ trong quá trình tẩy
xạ phóng xạ. Việc tẩy xạ định kỳ được sử dụng rộng rãi trong cho các bề mặt thường
tiếp xúc với các tác nhân nhiễm bẩn (như chất làm mát lò phản ứng, các loại khí, vv)
trong khi thuật ngữ làm sạch bề mặt dùng để chỉ nhiễm bẩn nhẹ bởi các sol khí hoặc
bằng chất lỏng, vv.
Khái niệm về tẩy xạ đã được giới thiệu ở giai đoạn đầu của ngành công nghiệp
hạt nhân và đã được sử dụng để mô tả việc giảm mức độ bức xạ trên bề mặt của các
thành phần, hệ thống và cấu trúc để cho phép công việc bảo dưỡng, sửa chữa và điều
8


khiển chúng. Tầm quan trọng của tẩy xạ và sự phát triển tất yếu của các quy trình tẩy
xạ mới để làm giảm mức độ bức xạ và suất liều cá nhân sẽ ảnh hưởng đến việc khai
thác các cơ sở hạt nhân.
Trong những năm 1960, tẩy xạ đã là một thực tế phổ biến trong ngành công
nghiệp hạt nhân. Giữa những năm 1970, với sự hỗ trợ của các cơ quan quản lý và các
ngành công nghiệp, quy trình tẩy xạ trở nên hoàn thiện hơn. Vào cuối những năm
1970, một sự nhu cầu mới được đặt ra là việc các cơ sở hạt nhân ngưng hoạt động và
điều này đã giới thiệu một khái niệm mới trong tẩy xạ, không chỉ để giảm mức độ
bức xạ, thường là mục tiêu chính của tẩy xạ, mà còn để tạo thuận lợi cho quản lý chất
thải và nếu có thể cho phép tái sử dụng vật liệu, linh kiện.
Kỹ thuật tẩy xạ có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào
mục đích tẩy, ví dụ để giảm suất liều môi trường nơi nhân viên làm việc; tái sử dụng
lại các thành phần / hệ thống bị nhiễm bẩn phóng xạ; các loại môi trường tẩy xạ ví dụ
hóa chất, cơ khí, điện, vv, và theo tính chất của bề mặt cần thiết để tẩy xạ (ví dụ kim
loại, bê tông, bề mặt sơn, vv).
Tiêu chí được sử dụng rộng rãi nhất là phân loại môi trường tẩy xạ. Tuy nhiên
các phân loại khác nhau đã được đề xuất bởi vì trong nhiều trường hợp không dễ để
xác định rõ “môi trường tẩy xạ”. Một số quy trình có thể kết hợp với nhiều môi trường
tẩy xạ khác ví dụ như điện hóa, trong đó kết hợp hóa học với điện, hoặc nước áp lực
sử dụng với các chất tẩy rửa, nó kết hợp giữa cơ khí và hóa học.
Vào năm 1980, bộ năng lượng Mỹ (DOE) đã phân loại kỹ thuật tẩy xạ thành 4
loại: (i) tẩy xạ hóa học, (ii) tẩy xạ không dùng hóa chất, (iii) điện hóa, (iv) siêu âm/tẩy
xạ hóa học [3].
 Tẩy xạ hoá học: sử dụng hóa chất như:
Alkaline permanganat (AP), Ammonium Citrate (AC), EDTA, oxalic acid
(OX), Citrox, Sulphuric Acid, axit Clohydric, Nitric Acid, Sulphuric Acid,
Phosphoric Acid, oxalic Peroxide (OP), Sulphate, Can - Decon, NS – 1
 Nước áp lực
 Điện hóa: ngâm và di chuyển cực âm
 Tẩy xạ siêu âm

9


2.3.2. Hệ số tẩy xạ
2.3.2.1. Xác định các thành phần tẩy xạ
Trong thực tế, người ta thường rút ra một danh sách ưu tiên các thành phần và hệ
thống cần thiết để tẩy xạ. Linh kiện để tẩy xạ nên được xác định càng sớm càng tốt
để tránh lãng phí thời gian và tiền bạc vào việc tẩy xạ không cần thiết. Tẩy xạ đơn
giản để loại bỏ nhiễm bẩn dính một cách yếu ớt vẫn còn hữu ích bởi vì nó làm giảm
việc tiếp xúc với bức xạ và tạo điều kiện xử lý tiếp theo.
Trước hết cần phải so sánh hai phương pháp tiếp cận, cụ thể là, tẩy xạ cho việc
tháo gở hoàn toàn, hoặc chuyển trực tiếp một số loại đến kho chứa vật liệu phóng xạ.
Việc tiếp xúc của các nhân viên và các giá trị tương ứng của mỗi cách tiếp cận phải
được xem xét. Ngoài các chỉ tiêu chủ yếu trên, các yếu tố khác cần được xem xét, bao
gồm:
 Các loại và mức độ nhiễm bẩn;
 Hình học của các thành phần;
 Khối lượng của các vật được tẩy xạ.
Việc cẩn thận để xác định loại và mức độ ô nhiễm phải được xem xét vì các thành
phần bị tiếp xúc trong một thời gian dài với áp suất và nhiêt độ cao tẩy xạ khó khăn
hơn, trong khi các thành phần nhiễm bẩn khác bằng cách tiếp xúc với không khí,
thông qua độ ẩm hoặc các yếu tố khác, rõ ràng là có thể tẩy xạ dễ dàng hơn.
Hình học của các thành phần đóng một vai trò quan trọng. Hầu hết quá trình tẩy
xạ là không có khả năng đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các góc và các lỗ nhỏ vì đây là
những điểm mà nhiễm bẩn phóng xạ có thể sẽ cao hơn đáng kể. Với dạng hình học
phức tạp, các phép tính cần thiết được tạo ra là bằng chứng cho thấy các giới hạn đã
được quan sát có thể không làm được hoặc chỉ có thể được thực hiện rất khó khăn.
Khối lượng của các thành phần bị nhiễm bẩn cũng khá quan trọng và thường có
hai trường hợp. Thứ nhất, khối lượng rất lớn sẽ không được vận chuyển đến nơi xử
lý, trong khi chúng chỉ chứa một vài gram hoặc vài kilogam chất phóng xạ. Thứ hai,
với khối lượng phóng xạ lớn thì phải có quy trình tẩy xạ phù hợp.
Khi lựa chọn quá trình này, người ta phải đảm bảo rằng thời gian cần thiết để tẩy
xạ vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được, vì khi thời gian tẩy xạ tăng thì dẫn đến
10


chi phí vận hành cũng sẽ tăng. Trường hợp số tiền thu được từ việc bán các vật liệu
được tẩy xạ là đáng kể thì ta có thể tăng thời gian tẩy xạ để giảm mức phóng xạ xuống
mức thấp nhất để an toàn trong việc tái sử dụng các linh kiện đã được tẩy xạ.
2.3.2.2. Hệ số tẩy xạ
Hiệu quả của các quá trình tẩy xạ khác nhau đã được đánh giá thông qua các tham
số được gọi là “hệ số tẩy xạ”. Nó có nghĩa là việc biễu diễn bằng số về hiệu quả của
một quá trình tẩy xạ và nó được tính là tỷ lệ giữa phép đo trước tẩy xạ và sau tẩy xạ,
tức là:
DF = Mb ⁄Ma

(2.1)

Trong đó DF: hệ số tẩy xạ (decontamination factor) và thường lớn hơn 1
𝑀𝑏 là giá trị đo trước khi tẩy xạ (tại một điểm tham chiếu) và 𝑀𝑎 : là giá trị đo sau
khi tẩy xạ (tại cùng một vị trí như Mb).
Tính dưới dạng phần trăm, hệ số tẩy xạ có thể được thể hiện như sau:
DF(%) =

Mb − Ma
Mb

(2.2)

Hệ số tẩy xạ có thể được xác định (hoặc tính) bằng hai phương pháp khác nhau.
Phương pháp thứ nhất là sử dụng các phép đo suất liều bức xạ. Nó được gọi là
“radiation DF” và được định nghĩa là:
DFRa =

Ib
Ia

(2.3)

Trong đó 𝐼𝑏 là suất liều (bức xạ) “trước” tẩy xạ (tại một vị trí tham chiếu) và 𝐼𝑎 là
suất liều (bức xạ) “sau” tẩy xạ (tại cùng vị trí giống Ib).
Định nghĩa này được sử dụng rộng rãi trong tẩy xạ cho nhà máy đang hoạt động,
nơi mà các phép đo bức xạ thường là phép đo suất liều diện tích. Đối với trường hợp
này, khái niệm "suất liều cá nhân DF" cũng được sử dụng. Trong nhiều trường hợp,
các số đo bức xạ có thể được lấy từ các máy đo ở gần hoặc trên bề mặt cần đo.
Phương pháp thứ hai là sử dụng các phép đo hoạt độ và được định nghĩa như
(2.4):
DFDe =

Ab
Aa

11

(2.4)


Trong đó 𝐴𝑏 là hoạt độ trước khi tẩy xạ (tại một vị trí tham chiếu) và 𝐴𝑎 : là hoạt
độ sau khi tẩy xạ (tại cùng vị trí tham chiếu). Mỗi giá trị của DF phải được chuyển
đổi tới chung một thước đo duy nhất trước và sau khi tẩy xạ. Trong các trường hợp
bất kỳ khác, nơi có nhiều phép đo được thực hiện thì cần thiết nên tính toán một “DF
trung bình”.
Hoạt độ của phông là một tham số phụ thuộc mạnh mẽ vào thao tác đo và kỹ thuật
dụng cụ dùng để đo hoạt độ. Đối với đánh giá hệ số tẩy xạ theo (2.3) việc sử dụng
các tấm chì để che chắn các nguồn phóng xạ lân cận là điều cần thiết để việc đo các
linh kiện, thành phần máy móc cần được tẩy xạ để cung cấp số liệu chính xác hơn.
2.3.3. Tẩy xạ bằng phương pháp điện hóa
Tẩy xạ điện hóa có thể được coi cơ bản là tẩy xạ hóa chất được hổ trợ bởi một
điện trường (có cách gọi khác đánh bóng điện). Đánh bóng điện là một quá trình được
sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp phi hạt nhân để sản xuất một bề
mặt được đánh bóng trơn tru trên một loạt các kim loại và hợp kim. Nó có thể được
coi là đối ngược của mạ điện nghĩa là lớp kim loại được lấy ra từ một bề mặt hơn là
thêm vào như là một lớp phủ. Thông thường, các đối tượng được điện hóa sẽ được
ngâm trong bể chứa chất dung dịch điện hóa và được sử dụng như cực dương trong
pin điện hóa. Phản ứng trên bề mặt vật liệu xảy ra trong một vùng nhất định của điện
áp và mật độ dòng điện. Nếu điện áp và mật độ dòng điện quá nhỏ, bề mặt sẽ bị ảnh
hưởng không đồng nhất, gây mòn hơn là đánh bóng. Tương tự như vậy điện áp quá
cao là nguyên nhân gây ra rỗ xấu trên bề mặt.
Axit phosphoric thường được sử dụng như chất điện phân trong đánh bóng vì sự
ổn định, an toàn và ứng dụng của nó vào một loại các hợp kim. Hơn nữa, tính chất
bốc hơi chậm của axit phosphoric giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí, và các đặc
điểm phức tốt của axit phosphoric cho các ion kim loại là một yếu tố quan trọng trong
việc giảm thiểu tái nhiễm bẩn từ chất điện phân. Điều kiện hoạt động tiêu biểu cho
việc tẩy xạ sử dụng axit phosphoric đòi hỏi nhiệt độ dung dịch từ 5 đến 250C, nồng
độ axit phosphoric từ 40 đến 85%, điện thế điện cực từ 8 đến 12V và mật độ dòng
điện từ 5 đến 25 A.cm-2.

12


Tẩy xạ điện hóa có thể được sử dụng để loại bỏ nhiễm bẩn cố định của hợp kim
sắt, bao gồm thép không gỉ, đồng, chì, và molypen. Tuy nhiên hiệu quả của tẩy xạ có
thể bị giới hạn bởi sự hiện diện của vật liệu bên ngoài trên bề mặt của các vật được
tẩy xạ. Vật liệu như dầu, mỡ, oxit (gỉ), và sơn hoặc lớp phủ khác cần phải được loại
bỏ trước khi tẩy xạ.
Nói chung, có hai phương pháp áp dụng cho điện hóa. Phương pháp phổ biến
nhất là ngâm vật được tẩy rửa vào bể chứa với dung dịch điện hóa thích hợp. Phương
pháp thứ hai liên quan đến việc sử dụng “in-situ” các thiết bị di động có khả năng tẩy
rửa phần bề mặt của vật, bởi vì kích thước hoặc cài đặt, nên không thể tẩy rửa trong
bể.
2.3.3.1. Tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp ngâm trong bể
Nếu anot là vật liệu kim loại hoặc hợp kim, bị nhiễm bẩn phóng xạ trên bề mặt
(hoặc kẹt trong những khiếm khuyết bề mặt) thì có thể được loại bỏ và thay thế bởi
quá trình hòa tan bề mặt sử dụng dòng điện. Quá trình phản ứng rất mịn (0,02-0,03
mm), bề mặt cần tẩy xạ không phản ứng và không hấp thụ tái nhiễm bẩn trong quá
trình hoạt động lâu hơn.

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp ngâm.
13


Thực nghiệm cho thấy rằng điện hóa là một kỹ thuật hiệu quả để loại bỏ cả nhiễm
bẩn phóng xạ cố định và vết nhiễm bẩn nhỏ, khá nhanh và dễ dàng kiểm soát. Catôt
bình thường là một mảnh đồng, hoặc thép không gỉ, nằm trong dung dịch điện hóa và
cách vật được tẩy khoảng 30-100 mm. Ngoài ra đối với vật cần tẩy xạ đặc biệt, các
thành của bể điện hóa cũng có thể phục vụ như là cực âm.
Để kiểm soát hơi nước thoát ra từ quá trình điện hóa một nắp hút được đặt bên
cạnh bể điện hóa. Việc đun nóng và khuấy các chất điện hóa và bể rửa là cần thiết.
Mỗi lần tẩy xạ trung bình khoảng 5-30 phút, tương ứng với việc loại bỏ 10-50 mm
vật liệu bề mặt với mật độ dòng là 2-15 A/dm2.
Tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp này gây ra một sự gia tăng lượng sắt hòa tan
trong axit photphoric. Nếu nồng độ của sắt vượt quá 100 g.dm-3, kết tủa sắt photphat
sẽ xảy ra và điều này làm giảm hiệu quả của quá trình tẩy xạ. Vì thế các axit đã được
thay đổi hoặc tái tạo định kỳ. Sự tái tạo axit photphoric là dựa trên phản ứng của Fe2+
với axit oxalic (xem hình 2.2). Tuy nhiên, tẩy xạ điện hóa thép tạo ra một tỷ lệ phần
trăm sắt cao trong axit photphoric, mà không thể được kết tủa để tạo sắt oxalat. Hình
2.2 trình bày hệ làm giảm lượng Fe3+ xuống Fe2+. Khi một phần lớn Fe2+ thu được,
các axit photphoric phải được trộn với dung dịch axit oxalic. Sắt oxalat được sấy khô
và bảo quản để xử lý tiếp theo. Nồng độ ban đầu của axit photphoric có thể đạt lại
được nhờ quá trình bốc hơi.

Hình 2.2: Sơ đồ tái sinh axit photphoric.
14


Theo thời gian, một số chất điện hóa đã được nghiên cứu và đề xuất thay thế cho
axit photphoric và axit sunfuric. Nhu cầu chất điện hóa mới bước đầu đã được nghiên
cứu bởi việc xử lý khó khăn axit photphoric và axit sunfuric trong các cơ sở xử lý
hiện nay và nhằm tạo ra các chất thải thứ cấp có thể dễ dàng xử lý hơn.
2.3.3.2. Tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp di chuyển cực âm
Trong các nhà máy điện hạt nhân hoặc cở sở hạt nhân, khi tạm dừng hoạt động
để bảo trì, tu sửa máy móc là điều cần thiết, và làm giảm suất liều của các thiết bị bị
nhiễm bẩn phóng xạ do hoạt động trong một thời gian dài. Một số thiết bị có cấu tạo
đặc biệt, khó khăn cho việc tháo dở để có thể tẩy xạ theo phương pháp ngâm trong
bể dung dịch điện hóa, khi đó người ta sẽ sử dụng một phương pháp tẩy xạ tại chổ
với thiết bị có thể linh hoạt di chuyển trong không gian nhỏ. Với nơi có suất liều
phóng xạ cao, ta có thể sử dụng robot hoặc các thiết bị tự động để thay thế cho nhân
viên tẩy xạ, hạn chế tiếp xúc giữa nhân viên làm việc và môi trường có độ phóng xạ
cao.
Với phương pháp tẩy xạ điện hóa tại chổ, bề mặt của vật được tẩy xạ ngập trong
chất điện hóa thông qua một chổ trống giữa cực âm của thiết bị tẩy xạ và bề mặt của
vật (cực dương).

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp di chuyển cực.
.âm. ống bằng đồng hoặc thép không gỉ làm
Bên trong cực âm bao gồm một lỗ dạng
phần cathode với chất cách điện – miếng đệm ở mỗi đầu và được kết nối với bơm

15


cung cấp chất điện hóa. Phần ống được đục lỗ cho phép hóa chất chảy lên trên bề mặt
vật cần được tẩy xạ, do đó hoàn thành các hoạt động điện hóa. Chất điện hóa chảy ra
khỏi thiết bị lưu trữ và tiếp xúc với bề mặt nhiễm bẩn.
Nếu việc tẩy xạ bằng phương pháp ngâm trong bể dung dịch điện hóa sẽ bị ảnh
hưởng bởi việc gia tăng lượng sắt hòa tan trong axit photphoric thì đối với phương
pháp này, việc di chuyển cực âm và chất điện hóa chảy liên tục làm hạn chế việc kết
tủa sắt photphat tại bề mặt tẩy xạ nên quy trình tẩy xạ không bị ảnh hưởng.
Những khó khăn của quá trình tẩy xạ điện hóa bao gồm việc tạo ra khối lượng
lớn chất thải phóng xạ lỏng và sự ăn mòn quá mức của bề mặt chất điện hóa. Ngoài
ra, nếu tẩy xạ được thực hiện thủ công chứ không phải là tự động thì nhân viên vận
hành sẽ chịu ảnh hưởng một suất liều đáng kể.

16


CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM
3.1. Vật liệu và dụng cụ
Trong nghiên cứu của khóa luận này, chúng tôi đã mô hình hóa việc tẩy xạ các
thiết bị trong nhà máy điện hạt nhân. Vì việc mô phỏng thí nghiệm còn hạn chế và
việc tìm các thiết bị giống như trong nhà máy điện hạt nhân là khó nên trong phương
pháp tẩy xạ bằng điện hóa, chúng tôi đã mô hình các thanh điều khiển lò phản ứng
hạt nhân bằng việc sử dụng các thanh thép không gỉ (inox) và mô phỏng van điều
khiển ống nước làm mát trong lò phản ứng. Các thanh inox được sử dụng là loại inox
304 có bán trên thị trường và van điều khiển là hợp kim của đồng. Việc mô phỏng
nước nhiễm bẩn trong lò phản ứng hạt nhân là rất khó khăn và nguy hại phóng xạ cao
nên chúng tôi đã sử dụng 40K có trong muối KCl làm dung dịch nhiễm bẩn (vì K và
Cs có tính chất hóa học tương tự nhau). Hoạt độ riêng 40K trong KCl là khoảng 16700
Bq.kg-1.

Hình 3.1: Thanh inox 304 mô phỏng thanh điều khiển.
Các hóa chất được sử dụng như nước cất, axit clohidric (HCl), axit sulfuric
(H2SO4) 98%, axit photphoric (H3PO4) 85%, axit oxalic (COOH-COOH) độ tinh
khiết 99%. Bộ nguồn DC 24V với dòng ra là 1,2 A.

17


Ngoài ra, inspector, nhiệt kế, máy đo pH, ampe kế, bể chứa, đèn hồng ngoại, điện
trở gia nhiệt, giá đỡ… đã được sử dụng.

Hình 3.2: Van điều khiển.
3.2. Thực nghiệm
Đầu tiên, chúng tôi tạo dung dịch nhiễm bẩn bằng cách pha một lượng lớn muối
KCl vào nước cất cho đến khi bão hòa. Vì độ hòa tan trong dung dịch của muối phụ
thuộc vào nhiệt độ nên khi pha đã gia nhiệt thêm để tăng lượng 40K.

a

b

Hình 3.3: Hòa dung dịch nhiễm bẩn và ngâm mẫu.

18


Các thanh inox và van điều khiển được ngâm trong dung dịch nhiễm bẩn với độ
pH được điều chỉnh bằng 4. Trong quá trình ngâm, việc đun nóng dung dịch để lượng
muối có thể cô lại và bám lên thanh inox là điều cần thiết, đây cũng là mô phỏng việc
dung dịch nước trong lò phản ứng hạt nhân hoạt động với nhiệt độ khá cao và môi
trường axit.

Hình 3.4: Sau khi ngâm được 30 ngày.

a

b
Hình 3.5: Muối bám vào thanh ion và van

Các thanh điều khiển được chia làm 4 mẫu với thời gian ngâm khác nhau. Mẫu 1
ngâm trong thời gian là 30 ngày, mẫu 2 là 36 ngày, mẫu 3 là 42 ngày và mẫu 4 là 49
ngày, với van điều khiển thì thời gian ngâm sẽ là 49 ngày vì trong thực tế van điều

19


khiển ít bị thay thế, hoạt động lâu và hạn chế về số lượng. Mỗi mẫu sau khi ngâm
được vớt ra, để ráo nước, hong khô và tiến hành đo.
Sau khi đo đạc suất liều của thanh điều khiển đã nhiễm bẩn bằng máy inspector,
ta tiến hành tẩy xạ. Dung dịch tẩy xạ được sử dụng có các loại axit như axit sulfuric
(H2SO4) 98%, axit photphoric (H3PO4) 85%, axit oxalic (COOH-COOH) với tỷ lệ:
axit sulfuric (H2SO4) 15 g/dm3, axit photphoric (H3PO4) 15 g/dm3, axit oxalic
(COOH-COOH) 30 g/dm3 [2]. Mô hình tẩy xạ được nhiệt kế có nguyên tắc hoạt động
giống như hình 2.3.

a

b

c

Hình 3.6: Mô phỏng tẩy xạ điện hóa bằng phương pháp di chuyển cực âm.
Theo hình 3.6b một đầu thanh inox được gắn vào cực dương, trong khi đó cực
âm được để trong miếng mút. Khi có dòng điện chạy qua, di chuyển miếng mút dọc
theo thanh inox, lớp muối bám vào thanh điều khiển được làm sạch. Sau khi tẩy xạ,
thanh điều khiển cũng được để ráo nước và đem đi đo lại để tính hệ số tẩy xạ. Trên
thanh điều khiển ta đo tại 5 vị trí khác nhau, mỗi vị trí ta đo 3 lần và lấy giá trị trung
bình. Cuối cùng, ta tính sai số và truyền sai số vào công thức tính hệ số tẩy xạ để
được kết quả cuối cùng.
Đối với van nước, do đường kính trong của van nhỏ hơn miếng mút, nên ta chỉ
tẩy được mặt ngoài của van. Thiết lập mô hình giống như tẩy xạ thanh inox, van được

20


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×