Procedimiento regenerador para descontaminar una superficie que presenta material contaminado,

que comprende las etapas que consisten en:

a) proporcionar una pluralidad de columnas de intercambio catiónico conectadas en paralelo en un circuito de descontaminación en el que cada columna contiene resina de intercambio catiónico;

b) introducir una disolución química de descontaminación de ión metálico en estado de oxidación bajo (LOMI) que contiene ácido picolínico en el circuito de descontaminación;

c) exponer el material contaminado a la disolución química de descontaminación de LOMI;

d) exponer la disolución química de descontaminación de LOMI que contiene el material contaminado a la pluralidad de columnas de intercambio catiónico durante un periodo de tiempo suficiente para unir tanto el material contaminado como el ácido picolínico a la resina de intercambio catiónico y durante un periodo de tiempo suficiente para liberar posteriormente el ácido picolínico de la resina de intercambio catiónico, permaneciendo únicamente el material contaminado unido a la resina de intercambio catiónico; y

e) inyectar formiato vanadioso en la disolución química de descontaminación regenerada para mejorar la solubilidad global del material de contaminación en la disolución química de descontaminación,

utilizándose la disolución química de descontaminación de LOMI se utiliza de una manera regeneradora

Procedimiento de descontaminación de LOMI regenerador.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un sistema para mejorar procedimientos de descontaminación de reactores de agua ligera (LWR). Más particularmente, la presente invención es un procedimiento de descontaminación de ión metálico en estado de oxidación bajo (LOMI) regenerador que es una mejora de las patentes US nº 4.705.573 y nº 4.731.124, que se incorporan a la presente memoria como referencia.

Antecedentes de la invención

La descontaminación de los subsistemas de las centrales de tipo LWR resulta en la actualidad relativamente común en los EE.UU. y se reconoce ampliamente como una acción útil que contribuye a reducir la exposición a la radiación de los trabajadores de la central. El principio de los procedimientos de descontaminación de este tipo es que una parte del circuito del reactor se expone a disoluciones químicas de descontaminación que disuelven los depósitos radiactivos. A continuación se tratan las disoluciones químicas de descontaminación gastadas mediante intercambio iónico. De este modo, la resina de intercambio iónico retiene toda la carga química y radiactiva de la disolución química de descontaminación mientras que se devuelve al sistema agua limpia.

El procedimiento LOMI ha sido muy aplicado en los Estados Unidos para la descontaminación de subsistemas de reactores. Una ventaja principal del procedimiento LOMI es su baja corrosividad con respecto a los materiales del reactor. Adicionalmente, el procedimiento es el único que puede utilizarse en componentes intranucleares de reactores de agua en ebullición (BWR).

La aplicación del procedimiento LOMI está limitada de manera eficaz a una concentración de vanadio 10 mM debido a la solubilidad limitada de las especies de vanadio. Debido a que el vanadio disuelve el producto de corrosión radiactivo (material contaminado) y a que el procedimiento LOMI se aplica mediante inyección inicial, disolución y limpieza (en lugar de purificación continua), existe un límite en cuanto a cuánto producto de corrosión puede disolverse en un volumen dado de disolución química de descontaminación (es decir, la disolución química de descontaminación presenta una capacidad limitada). En la mayor parte de las descontaminaciones de subsistemas esto no es un problema aunque en algunas aplicaciones potenciales, tales como la parte inferior de las vasijas del reactor BWR, la cantidad de producto de corrosión presente podría ser superior a la cantidad que puede disolver una aplicación LOMI convencional.

El procedimiento de descontaminación LOMI se ha considerado un procedimiento "de paso único" debido al hecho de que la disolución química de descontaminación de LOMI utiliza ácido picolínico como agente quelante y, a través de la protonación del átomo de nitrógeno en la estructura heterocíclica (véase la figura 1), la molécula puede unirse a una resina de intercambio catiónico. Por tanto, durante la fase inicial del procedimiento de intercambio catiónico, no sale ácido picolínico de la columna de intercambio catiónico. Esto ha llevado al procedimiento de descontaminación de LOMI convencional en el que la disolución de descontaminación se aplica mediante inyección inicial, disolución y limpieza.

La solicitud de patente US nº 5.306.399 da a conocer un procedimiento de LOMI conocido convencionalmente no regenerador en el que se utiliza una resina de intercambio catiónico para eliminar cationes y una resina de intercambio aniónico elimina los aniones orgánicos.

Lo que se requiere es un procedimiento de descontaminación de LOMI mejorado que permita utilizar la disolución química de descontaminación de LOMI de una manera regeneradora. Esto permitirá la limpieza de una cantidad superior de producto de corrosión utilizando una aplicación de LOMI dada.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento regenerador para descontaminar una superficie que presenta material contaminado, que comprende las etapas que consisten en a) proporcionar una pluralidad de columnas de intercambio catiónico conectadas en paralelo en un circuito de descontaminación, en el que cada columna contiene resina de intercambio catiónico; b) introducir una disolución química de descontaminación que comprende un agente quelante que puede unirse a la resina de intercambio catiónico en el circuito de descontaminación; c) exponer el material contaminado a la disolución química de descontaminación; d) exponer la disolución química de descontaminación que contiene el material contaminado a la pluralidad de columnas de intercambio catiónico durante un periodo de tiempo suficiente para unir tanto el material contaminado como el agente quelante a la resina de intercambio catiónico y durante un periodo de tiempo suficiente para liberar posteriormente el agente quelante de la resina de intercambio catiónico, por lo que sólo el material contaminado permanece unido a la resina de intercambio catiónico; y e) inyectar formiato vanadioso en la disolución química de descontaminación regenerada para mejorar la solubilidad global del material de contaminación en la disolución química de descontaminación, por lo que la disolución química de descontaminación se utiliza de una manera regeneradora.

Más particularmente, la disolución de descontaminación es una disolución química de descontaminación de ión metálico en estado de oxidación bajo que presenta una concentración de entre 10^-3 M - 2 M y en la que el agente quelante es ácido picolínico.

Se contempla además que la pluralidad de columnas de intercambio catiónico se exponga cada una a la disolución química de descontaminación que contiene material contaminado en una secuencia predeterminada en la que una columna libera una parte del agente quelante unido a la resina de intercambio catiónico mientras que otra columna une una parte del agente quelante a la resina de intercambio catiónico, por lo que la secuencia predeterminada permite mantener un nivel constante de agente quelante en el circuito de descontaminación.

El procedimiento comprende además la etapa que consiste en exponer la disolución química de descontaminación de LOMI regenerada a un intercambiador de aniones que contiene IONAC-365 para eliminar iones formiato de la disolución química de descontaminación de LOMI.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra la protonación de un átomo de nitrógeno en la estructura heterocíclica.

La figura 2 ilustra un gráfico de las características de ruptura del ión metálico y el ácido picolínico.

La figura 3 ilustra un diagrama de bloques del circuito de descontaminación de la presente invención.

Descripción detallada de la forma de realización preferida

La presente invención proporciona un procedimiento de descontaminación de LOMI regenerador en el que se utiliza resina de intercambio catiónico para eliminar materiales contaminados (es decir, metales) de una disolución química de descontaminación de LOMI de la manera convencional (véase, por ejemplo la patente US nº 4.705.573). La presente invención, sin embargo, proporciona una operación adicional de la resina de intercambio catiónico para permitir que el agente quelante (es decir, el ácido picolínico) inicialmente unido a la resina, se libere y recicle de vuelta a la disolución química de descontaminación de LOMI que circula a través del circuito de descontaminación. El funcionamiento de la resina de intercambio catiónico se detiene después de que el ácido picolínico se haya liberado de vuelta a la disolución química de descontaminación de LOMI en circulación pero antes de que los cationes inorgánicos (por ejemplo, metales tales como sodio, hierro, vanadio) se liberen de vuelta a la disolución química de descontaminación de LOMI en circulación.

La presente invención es regeneradora porque el ácido picolínico, que es el agente quelante utilizado en la disolución química de descontaminación de LOMI, se recicla utilizando resina de intercambio catiónico para dividir el complejo de ión metálico. Aunque el vanadio se eliminaría mediante las columnas de intercambio catiónico (junto con los metales radiactivos), se eliminaría como vanadio (III) gastado, puesto que existirá una pequeña concentración restante de vanadio (II) en la disolución de descontaminación. Puede añadirse más vanadio como vanadio (II) nuevo, mejorando así la capacidad potencial global del procedimiento de descontaminación para la disolución del...

1. Procedimiento regenerador para descontaminar una superficie que presenta material contaminado, que comprende las etapas que consisten en:

utilizándose la disolución química de descontaminación de LOMI se utiliza de una manera regeneradora.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de columnas de intercambio catiónico se exponen cada una a la disolución química de descontaminación de LOMI que contiene material contaminado en una secuencia predeterminada en la que una columna libera una parte del ácido picolínico unido a la resina de intercambio catiónico mientras que otra columna une una parte del ácido picolínico a la resina de intercambio catiónico, permitiendo la secuencia predeterminada mantener un nivel constante de ácido picolínico en el circuito de descontaminación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la disolución química de descontaminación de LOMI presenta una concentración de entre 10^-3 M y 2 M.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la etapa que consiste en exponer la disolución química de descontaminación de LOMI regenerada a un intercambiador de aniones para eliminar los iones formiato de la disolución química de descontaminación de LOMI.

5. Procedimiento regenerador para descontaminar las superficies de un sistema de refrigeración de una central nuclear que presenta material contaminado, que comprende las etapas que consisten en:

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la pluralidad de columnas de intercambio catiónico se exponen cada una a la disolución química de descontaminación de LOMI que contiene material contaminado en una secuencia predeterminada en la que una columna libera una parte del ácido picolínico unido a la resina de intercambio catiónico mientras que otra columna une una parte del ácido picolínico a la resina de intercambio catiónico, permitiendo la secuencia predeterminada mantener un nivel constante de ácido picolínico en el circuito de descontamina-ción.

7. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la disolución química de descontaminación de LOMI presenta una concentración de entre 10^-3 M y 2 M.

8. Procedimiento según la reivindicación 5, que comprende además la etapa que consiste en exponer la disolución química de descontaminación de LOMI regenerada a un intercambiador de aniones para eliminar los iones formiato de la disolución química de descontaminación de LOMI.