PROCEDIMIENTO PARA LA DESCONTAMINACIÓN DE UNA SUPERFICIE DE UN COMPONENTE O UN SISTEMA DE UNA INSTALACIÓN NUCLEAR, QUE PRESENTA UNA CAPA DE ÓXIDO.

Procedimiento para la descontaminación de una superficie de un componente o un sistema de una instalación nuclear, que presenta una capa de óxido. La invención se refiere a un procedimiento para la descontaminación de una superficie de un componente o de un sistema de una instalación nuclear, que presenta una capa de óxido. Durante el funcionamiento de un reactor de agua ligera se forma, sobre las superficies de sistemas y de componentes, una capa de óxido que debe ser eliminada, por ejemplo, para reducir al mínimo, en el caso de trabajos de revisión, la carga de radiación del personal. Como material para un sistema o un componente se tiene en cuenta sobre todo acero al cromo-níquel austenitico, por ejemplo, con 72% de hierro, 18% de cromo y 10% de níquel. Por la oxidación, se constituyen sobre las superficies capas de óxido con estructuras de tipo espinela, que tienen la fórmula global AB2O4. El cromo aparece siempre en forma trivalente, el níquel siempre en forma bivalente, y el hierro tanto en forma bivalente como también trivalente en la estructura del óxido. Estas capas de óxido son químicamente casi insolubles. La eliminación o retirada de una capa de óxido, dentro del ámbito de un procedimiento de descontaminación, está anticipada siempre por una etapa de oxidación, en la que el cromo unido de forma trivalente es transformado en cromo hexavalente. De esta manera, la estructura compacta de espinela es destruida y se constituyen óxidos de hierro, de cromo y de níquel que son fácilmente solubles en ácidos orgánicos y minerales. Hasta el momento, se comprende, por lo tanto, por una etapa de oxidación, un tratamiento con un ácido, en especial con un ácido formador de complejo, por ejemplo, ácido oxálico. La pre-oxidación explicada de la capa de óxido es llevada a cabo, según los conocimientos anteriores, en una solución ácida con permanganato potásico y ácido nítrico o una solución alcalina con permanganato potásico e hidróxido sódico. En un procedimiento conocido por el documento EP 0 160 831 B1, se trabaja en un medio ácido, y en lugar de permanganato potásico se utiliza ácido permangánico. Los procedimientos citados tienen el inconveniente de que durante el tratamiento de oxidación se forma pirolusita (MnO2), que se deposita sobre la capa de óxido que se tiene que tratar, y dificulta la entrada del medio de oxidación (iones de permanganato) en la capa de óxido. En los procedimientos conocidos hasta el momento, no se puede, por lo tanto, oxidar de manera completa en una sola etapa la capa de óxido. Por el contrario, se deben eliminar capas de pirolusita que actúan como bloqueo de difusión, mediante procedimientos de reducción intermedios. Normalmente, son necesarios de tres a cinco tratamientos de reducción de este tipo, lo cual está relacionado con una correspondiente necesidad de tiempo. Otro inconveniente de los procedimientos conocidos, es la gran cantidad de productos secundarios que se producen especialmente por la eliminación de manganeso mediante un cambiador de iones. Además de la oxidación por permanganato, se ha dado a conocer en la literatura la oxidación mediante ozono en una solución acuosa ácida con añadidura de cromatos, nitratos o sales Cer-IV. La oxidación con ozono, bajo las condiciones indicadas, requiere temperaturas de proceso del orden de 40-60º. En estas condiciones, no obstante, la solubilidad y resistencia térmica del ozono es relativamente pequeña, de manera que casi es imposible conseguir en una capa de óxido concentraciones de ozono que sean suficientemente elevadas para fracturar de manera aceptable la estructura de espinela de la capa de óxido. Además, la aplicación de ozono en grandes volúmenes de agua es técnicamente difícil. Por esta razón, se ha aplicado a escala mundial, a pesar de sus inconvenientes, la oxidación con permanganato o bien con ácido permangánico. Además, se conoce por el documento WO 98/53462 un procedimiento para la limpieza de material plástico contaminado radioactivamente, en el que el plástico contaminado es tratado con una solución de descontaminación, la cual contiene una solución acuosa de ácido nítrico que contiene un reactivo que genera Nox. Partiendo de este estado de la técnica, el objetivo de la invención es dar a conocer un procedimiento para la descontaminación de una superficie que presenta una capa de óxido, de un componente o de un sistema de una instalación nuclear, que funciona de manera eficaz y, en especial, se puede llevar a cabo en una sola etapa. Este objetivo se consigue en un procedimiento, según la reivindicación 1, de forma que la oxidación de la capa de óxido es llevada a cabo con óxido de nitrógeno gaseoso (NOx). Mediante un procedimiento de este tipo, se consigue, en primer lugar la ventaja de que el medio de oxidación se puede aplicar con una concentración sustancialmente más elevada sobre la capa de óxido que, en el caso de una solución acuosa con su capacidad de disolución para el medio de oxidación. Además, el óxido de nitrógeno es menos duradero en solución acuosa que en fase gaseosa. Además, se tiene que tener en cuenta que un medio de oxidación en solución acuosa, por ejemplo, el medio primario de refrigeración de un reactor de agua ligera, encuentra habitualmente múltiples acompañantes de reacción, de manera que una parte del medio de oxidación es consumida en su recorrido desde el lugar de almacenamiento a la capa de óxido. Para el caso de una capa de óxido completamente seca, las reacciones de oxidación necesarias, en especial la transformación de Cromo-III a Cromo-VI, tiene lugar lentamente. Por esta razón es ventajoso que durante el tratamiento se mantenga sobre la capa de óxido una lámina de agua. El óxido de nitrógeno (NOx) encuentra entonces en la lámina de agua que recubre la capa de óxido, o bien en los poros llenos de agua de la capa de óxido, 2 E08009058 14-11-2011   las condiciones acuosas necesarias para que tenga lugar la transformación oxidante. Para el caso de que un sistema previamente lleno de agua se vacía y finalmente se lleva a cabo la oxidación en fase gaseosa, la capa de óxido se encuentra también reticulada con agua, es decir, impregnada de humedad, existiendo, por lo tanto, una película de agua, de manera que ésta se deberá mantener, en caso preciso, durante la fase de oxidación gaseosa. Una película de agua se generará o se mantendrá preferentemente con ayuda de vapor de agua. Para que las reacciones de oxidación deseadas discurran en periodos de tiempo económicamente soportables, puede ser necesaria una temperatura más elevada. En una variante adicional preferente del procedimiento se prevé, por lo tanto, que la superficie de un sistema o de un componente, o bien a la capa de óxido existente sobre aquéllos, se facilite calor, lo que tiene lugar, por ejemplo, con ayuda de un dispositivo de calentamiento externo o, preferentemente, con ayuda de vapor caliente o aire caliente. En el primer caso indicado, se genera también la película de agua dejada sobre la capa de óxido. En otra variante especialmente preferente del procedimiento, se utiliza como medio de oxidación el ozono. En las reacciones Redox, que tienen lugar en la capa de óxido o sobre la misma, se transforma el ozono en oxígeno que, sin otra manipulación es alimentado al sistema de aireación de una instalación nuclear. El ozono es además, en fase gaseosa, sustancialmente más estable que en fase acuosa. No se producen problemas de solubilidad, tal como en la fase acuosa, en especial a temperaturas elevadas. El ozono gaseoso puede ser conducido en grandes dosis a una capa de óxido reticulada con agua, de manera que la oxidación de la capa de óxido, en especial la oxidación de Cromo-III a Cromo-VI, tiene lugar de manera más rápida, en especial cuando se trabaja a temperaturas más elevadas. No solamente ozono, sino también otros medios de oxidación, tienen un elevado potencial de oxidación en solución ácida, como también en solución alcalina. El ozono tiene, por ejemplo, en solución ácida un potencial de oxidación de 2,08 V en solución básica, por el contrario, solamente 1,25 V. En otra variante especialmente preferente del procedimiento, se consiguen en la lámina de agua que reticula la capa de óxido, condiciones ácidas, lo cual puede tener lugar especialmente por la dosificación adicional de óxido de nitrógeno. En especial, en el caso del ozono como medio de oxidación, se mantiene un valor de pH de 1 a 2. La acidificación de la película de agua tiene lugar preferentemente con ayuda de hidruros ácidos en forma de gas. Éstos constituyen ácidos en caso de aplicación de agua en la película de agua. Cuando los hidruros ácidos actúan de forma oxidante, pueden ser utilizados simultáneamente como medio de oxidación, tal como es el caso de otra variante de proceso... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la descontaminación de una superficie de un componente o un sistema de una instalación nuclear que presenta una capa de óxido, en la que la capa de óxido es tratada con óxidos de nitrógeno en fase gaseosa (NOx) como medio de oxidación. 2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque durante el tratamiento se mantiene sobre la capa de óxido una película de agua y se utiliza un medio de oxidación en solución acuosa. 3. Procedimiento, según la reivindicación 2, caracterizado porque la lámina de agua es generada con ayuda de vapor de agua. 4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie, o bien la capa de óxido existente sobre la misma recibe la acción de calor. 5. Procedimiento, según la reivindicación 4, caracterizado porque la acción de calor es llevada a cabo con ayuda de vapor de agua caliente o aire caliente. 6. Procedimiento, según la reivindicación 4, caracterizado porque la aportación de calor tiene lugar con ayuda de un dispositivo de calentamiento externo. 7. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie a tratar es calentada, como mínimo a una temperatura de 80ºC. 8. Procedimiento, según la reivindicación 7, caracterizado por una temperatura de 110ºC a 180ºC. 9. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante el tratamiento se mantiene una concentración de NOx de, como mínimo 1g/Nm 3 . 10. Procedimiento, según la reivindicación 9, caracterizado por una concentración de NOx de 10 a 50 g/Nm 3 . 11. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a continuación del tratamiento de oxidación, las superficies sometidas a tratamiento son tratadas con vapor de agua, de manera que en la superficie tiene lugar una condensación de vapor de agua. 12. Procedimiento, según la reivindicación 11, caracterizado por una temperatura del vapor de agua superior a 100ºC. 13. Procedimiento, según la reivindicación 12, caracterizado porque el vapor de agua sobrante es condensado. 14. Procedimiento, según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el condensado es conducido a un cambiador de iones. 15. Procedimiento, según las reivindicaciones 12, 13 ó 14, caracterizado porque el condensado es tratado para la eliminación del nitrato que contiene mediante un medio de reducción. 16. Procedimiento, según la reivindicación 15, caracterizado porque como medio de reducción se utiliza hidracina. 17. Procedimiento, según la reivindicación 16, caracterizado por una relación molar de nitrato a hidracina mínima de 1 a 0,5. 18. Procedimiento, según la reivindicación 17, caracterizado por una reducción molar de nitrato a hidracina de 1:0,5 a 2:5. 19. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a continuación del tratamiento de oxidación, la capa de óxido es tratada con una solución acuosa de un ácido orgánico. 20. Procedimiento, según la reivindicación 19, caracterizado por la utilización de ácido oxálico. 7 E08009058 14-11-2011   8 E08009058 14-11-2011