ДЕЗАКТИВАЦИЯ

Дезактивация — удаление радиоактивных веществ с поверхности различных объектов или сред. Дезактивация является одним из основных мероприятий по противорадиационной защите.

Радиоактивное загрязнение объектов окружающей среды и человека может произойти в результате аварий на ядерных установках и устройствах, использующих радиоактивные источники, при транспортировке, удалении и хранении радиоактивных отходов (см.); вследствие нарушений техники безопасности при работе с радиоактивными веществами (см.), в результате ядерных взрывов и применения атомного и термоядерного оружия.

На предприятиях и в учреждениях, где персонал имеет контакт с радиоактивными материалами, Дезактивация является плановым мероприятием. Обнаружение радиоактивного загрязнения и его количественная оценка производятся с помощью дозиметрической и радиометрической аппаратуры (см. Дозиметрия ионизирующих излучений, дозиметры; Радиоизотопные диагностические приборы).

Условно различают три вида радиоактивного загрязнения: поверхностное, объемное и структурное (напр., наведенная радиоактивность почвы в результате нейтронного излучения ядерного взрыва). Поверхностное радиоактивное загрязнение характеризуется наличием радиоактивных веществ на поверхности различных предметов и оборудования, кожных покровов и т. д. Под объемным загрязнением понимают гомогенное распределение радиоактивных веществ в жидкой, газовой или в твердой средах.

Теория и практика

Теория и практика Дезактивации основаны на знании закономерностей радиоактивного загрязнения и физико-химических процессов, лежащих в его основе. Характер взаимодействия и прочность связи радиоактивных веществ с объектом загрязнения обусловлены процессами адгезии, абсорбции и адсорбции, хемосорбции, комплексообразования и ионного обмена. Напр., при попадании радиоактивных веществ на поверхность кожи может происходить адгезионное взаимодействие радиоактивных частиц с поверхностью, адсорбция их поверхностными структурами кожи, хемосорбция, комплексообразование и ионный обмен с участием активных радикалов водно-жировой пленки, покрывающей кожу, и биохимических компонентов этого органа. Роль каждого из этих процессов определяется агрегатным состоянием и физ.-хим. свойствами радиоактивных веществ и их носителей и особенностями объекта загрязнения. При прочих равных условиях прочность связи радиоактивного загрязнения за счет физ. сил сцепления меньше, чем вследствие хим. взаимодействия. Поэтому удаление радиоактивного загрязнения в твердой фазе (напр., в виде пыли) достигается легче, чем Дезактивация загрязнения радиоактивными р-рами. Радиоактивные вещества, находящиеся в р-рах, не содержащих изотопных носителей, более прочно фиксируются на поверхностях и труднее дезактивируются, чем радиоактивные вещества в виде р-ров с носителями и балластными солями.

Сорбция радиоактивных веществ на поверхностях зависит от их хим. состояния в р-рах и ионного потенциала элемента. Прочность связи многих элементов увеличивается при значениях pH загрязняющего р-ра, близких к значениям pH перехода радионуклида в коллоидное состояние и с возрастанием его ионного потенциала. В результате диффузии и других процессов радиоактивные вещества могут частично проникать в глубь покрытий из полимерных материалов и в стекло. На металлических поверхностях этому способствует коррозия и образование окисной пленки. Эффективность Д. снижается с увеличением времени контакта радиоактивных веществ с объектами. Радиоактивные вещества в зависимости от их природы и физ.-хим. свойств могут находиться в поверхностных водах в ионодисперсном (молекулярном), псевдоколлоидном (коллоидном) и грубодисперсном (частицы > 0,1 мкм) состояниях. На преобладание той или иной формы в свою очередь оказывает влияние хим. состав воды и наличие в ней органических примесей.

Методы дезактивации

Для Дезактивации применяют механический, физ.-хим. и биологический методы; чаще всего используют комбинацию первых двух. Арсенал способов и средств Д. весьма обширен. Механический метод Д. предусматривает удаление поверхностного слоя радиоактивного загрязнения путем срезания, соскабливания, обработки с помощью пескоструйных аппаратов и т. д. Физ.-хим. методы основаны на разбавлении, перегонке (дистилляции), осаждении, ионообменном поглощении радиоактивных веществ из р-ров, на использовании специальных фильтрующих материалов для очистки воздуха, применении различных дезактивирующих р-ров и т. п. Биол, метод Д. основан на сорбции радиоактивных веществ почвой, активным илом, планктоном и перифитоном. С этой целью используют биологические фильтры (см.), аэротенки. Биол, метод применяется в основном для Д. сточных вод (см. Биологическая очистка). При загрязнении короткоживущими радиоактивными веществами в ряде случаев используют пассивный метод, который сводится к выдержке объекта загрязнения (без какой-либо обработки) в течение определенного периода, необходимого для естественного распада радиоактивного вещества до безопасного уровня. Этим методом пользуются для Д. загрязненного воздуха (выдерживая его в специальных емкостях — газгольдерах), а также некоторых видов оборудования, сточных вод перед сбросом в канализацию и т. д. Выбор методов Д. зависит от объекта Д. и характера загрязнения. При ликвидации последствий аварий организация, объем и очередность работ по Д., в том числе выбор методов Д., определяются масштабами загрязнения и характером сложившейся обстановки.

Средства и способы дезактивации

Для Дезактивации различных поверхностей и оборудования, средств индивидуальной защиты и кожных покровов чаще применяют жидкостную обработку. Основная ее цель — разрушение связи радиоактивных ионов (или носителей) с поверхностью и предотвращение повторной сорбции радиоактивных веществ. Различают простые и сложные дезактивирующие средства.

Простые состоят из одного ингредиента (разбавленные к-ты, комплексообразователи, окислители, некоторые мыла, поверхностно-активные вещества и др.); сложные средства — многокомпонентные смеси или специально подобранные рецептуры, механизм действия которых носит комплексный характер и складывается из особенностей действия каждого компонента. К числу таких средств относят синтетические моющие средства (см.), которые в свою очередь сочетают с комплексообразующими агентами, твердыми наполнителями и т. д.

В ряде случаев применяют безводные (сухие) способы Дезактивации, основанные на связывании радиоактивных веществ быстро твердеющими составами (пленками). Это дает удовлетворительные результаты при сухом аэрозольном загрязнении поверхностей. В качестве пленкообразующих составов используют водорастворимый латекс в сочетании с детергентами (см.), поливинилацетатную эмульсию и др. Такие составы наносят на поверхность различных объектов и оборудования перед началом ремонтных работ и после их окончания. Затем оба слоя покрытий снимают и направляют в места захоронения радиоактивных отходов.

Вследствие высокой скорости проникновения радиоактивных веществ в глубь кожи, особенно находящихся в органических растворителях, Д. кожных покровов должна осуществляться в возможно более ранние сроки после загрязнения. Гладкая эластичная кожа, покрытая водно-жировой пленкой, легче очищается, чем грубая, покрытая волосами кожа с трещинами. Микротравмы кожи резко (в десятки, сотни раз) увеличивают всасывание радиоактивных веществ. Средства Д. кожи должны быть высокоэффективными, не усиливать перкутанную резорбцию веществ и не оказывать вредного влияния на организм при длительном применении.

Простым и рентабельным способом очистки кожи от радиоактивного загрязнения является мытье теплой водой и мылом с помощью щетки. Однако при высоких плотностях загрязнения эта процедура не обеспечивает надлежащей Д. Наиболее полно указанным требованиям отвечают дезактивирующие средства, в рецептуру которых входят поверхностно-активные вещества (ПАВ), комплексообразователи, адсорбенты и другие твердые наполнители. Молекулы и ионы ПАВ, адсорбируясь на границе раздела, понижают поверхностное натяжение р-ра, способствуя диспергированию и стабилизации загрязнения в р-ре. Комплексообразователи связывают радиоактивные ионы в прочные водорастворимые и труднодиссоциируемые соединения. Специальные твердые наполнители, выполняя функции механического фактора мытья, способствуют также адсорбции или ионообменному поглощению радиоактивных веществ из р-ра.

В СССР созданы и внедрены в практику высокоэффективные дезактивирующие средства. Их применяют для Д. кожи от загрязнения продуктами деления урана, плутония, трансурановых элементов и ряда других нуклидов. Для Д. кожи от полония, радиоактивных изотопов ртути и висмута могут быть использованы 1—3% р-ры соляной и лимонной к-т, комплексообразователей, а также 5% р-ры унитиола или оксатиола. Однако применение этих агентов должно быть ограниченным из-за их раздражающего действия на кожу при длительном употреблении и способности усиливать перкутанную резорбцию. По этой причине не рекомендуется применять органические растворители. Обработка кожных покровов должна продолжаться не более 10—12 мин.; дальнейшая очистка не влияет на удаление прочно фиксированного радиоактивного загрязнения. При употреблении высокоэффективных дезактивирующих средств в большинстве случаев указанного времени достаточно для полного удаления радиоактивных веществ.

Дезактивация пневмокостюмов, комбинезонов, халатов, обуви и т. д. производится в специально оборудованных механизированных прачечных. Выбор режимов Д. определяется характером и степенью загрязнения, а также видом материала, из к-рого они изготовлены. Средства индивидуальной защиты из полимерных материалов обрабатывают щавелевокислыми р-рами, содержащими натриевые соли сульфожирных к-т или сульфанол. Для Д. хлопчатобумажной одежды применяют р-ры, содержащие комплексообразующие соединения. Их применяют или совместно с мылом, или с синтетическими моющими средствами. В отдельных случаях при высоких уровнях загрязнения для Д. используют кислые р-ры (pH<2) и р-ры, содержащие окислители. Обувь трудно очищается от радиоактивного загрязнения. Наиболее перспективен в этом отношении метод ультразвуковой обработки.

Материалы покрытий из полиамидов хуже очищаются, чем покрытия из поливинилхлорида. Этот материал в свою очередь дезактивируется несколько труднее, чем полиэтилен. К легко дезактивируемым материалам покрытий относятся полиметилметакрилат, винидур, сополимеры стирола и винипласт. Для Д. защитных покрытий, загрязненных радиоактивными веществами неизвестного состава или смесью веществ, рекомендован 1% р-р контакта Петрова (см. Петрова контакт) с добавлением 0,5% р-ра щавелевой к-ты. Поверхности из нержавеющей стали обрабатывают 10% р-ром лимонной к-ты с последующей очисткой 0,5% р-ром азотной к-ты. Крашеные поверхности предварительно обрабатывают органическими растворителями. Д. лабораторной посуды достигается обработкой р-рами неорганических к-т или хромовой смесью.

Широко применяемые в практике очистки природных вод способы водоподготовки (объемная коагуляция солями железа и алюминия и фильтрация) практически неэффективны для удаления из воды растворимых форм радионуклидов (I, Sr, Ba, Cs, Mo и др.), но обеспечивают извлечение более 90% радиоактивных веществ, ассоциированных твердой фазой, и радиоизотопов легко гидролизующихся элементов (Zr, Nb, Ce, Pr, La, Pu и др.). Эти способы не могут быть использованы для эффективной очистки воды от радиоактивного загрязнения в чрезвычайной обстановке и тем более в мирное время. Поэтому в практике Д. воды объемная коагуляция и фильтрация являются предварительными способами обработки воды, а в качестве основных выступают — сорбция и ионообменное поглощение. На такой последовательности процессов очистки основаны технологические схемы в установках, предназначенных для Дезактивации воды. В качестве высокоэффективных сорбентов используются некоторые марки активированных углей, в частности карбоферрогель, природные иониты (вермикулит, бентонит, цеолиты, монтмориллонитовые глины и др.) и синтетические ионообменные сорбенты.

Очистка воздуха от радиоактивной пыли и аэрозолей производится на фильтрах-поглотителях различного типа. В качестве фильтрующих материалов наибольшее распространение получили ткани, разработанные И. В. Петряновым (см. Респираторы).

Дезактивация в военно-полевых условиях

В военно-полевых условиях дезактивационные работы осуществляются с помощью простых приемов и доступных средств.

Удаление радиоактивных веществ с поверхности кожи и видимых слизистых оболочек людей проводится при помощи санитарной обработки (см.). Дезактивация в военно-полевых условиях осуществляется в отношении обмундирования и снаряжения, боевой техники и оружия, сооружений, а также воды, продовольствия и фуража. Санобработка и Д. может быть частичной и полной. Проведение мероприятий по санобработке и Д. не должно препятствовать выполнению боевых задач. При частичной Д. радиоактивные вещества удаляют с тех частей и деталей оружия или техники, к к-рым личный состав вынужден прикасаться в процессе боевой деятельности, а также с верхнего обмундирования и средств противохимической защиты, надетых на людей. При этом объекты Д. протирают сухой ветошью, обмывают, а обмундирование и средства защиты вытряхивают и очищают. Частичную Д. поверхностей, покрытых смазкой, производят ветошью, смоченной растворителем (керосин, бензин, дизельное топливо и др.).

При полной Д. радиоактивные вещества удаляют со всех поверхностей оружия, боевой техники, обмундирования и средств защиты.

Д. обмундирования, снаряжения и обуви на медпунктах или в лечебных учреждениях производят на специальной площадке, к-рая развертывается вблизи площадки санобработки. Работа на этой площадке регламентируется специальными инструкциями.

Д. воды производят только в тех случаях, когда не представляется возможным организовать водоснабжение личного состава незараженной водой. Для Д. воды используют соответствующие инженерные средства.

Дезактивация продовольствия и фуража производят различными способами в зависимости от вида продовольствия и характера упаковки, а именно: обмыванием тары водой или дезактивирующим р-ром с одновременным протиранием щетками или ветошью; перекладыванием продуктов из зараженной тары в чистую; тщательным обмыванием некоторых видов продуктов струей воды; удалением зараженного слоя продукта. После Д. продуктов питания проводится дозиметрический контроль.

См. также Защита от боевых средств поражения.

Библиография:

Городинский С. М. и Гольдштейн Д. С. Дезактивация полимерных материалов, М., 1975, библиогр.;

Ильин Л. А. и др. Радиоактивные вещества и кожа, М., 1972; Кузнецов Ю. В., Шебетковский В. Н. и Трусов А. Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений, М., 1974, библиогр.

Л. А. Ильин.