俄罗斯臭氧去污技术相关设备

核电厂设备由耐腐蚀钢制成，通常采用化学方法进行去污，利用特殊的酸、碱性溶液对设备进行长时间的清洗。一般需要 6-8小时，成本高，并且会形成大量二次废液,整个过程涉及大量的技术工作并产生巨大的财务成本。

俄罗斯国家原子能公司的子公司TVEL和特洛伊茨克创新与热核研究所开发了一种使用臭氧浴对污染金属设备进行去污的技术。

新技术的主要试剂是臭氧，使用的危险化学试剂较少，虽然在设备处理前后，会用草酸溶液清洗零件，但其浓度较低，最后仅有1/11的试剂进入放射性废液。

该技术利用高浓度臭氧饱和水溶液倒入设备腔体或去污槽中，将其加热至 95℃后，只需 20 分钟便可完成去污，效率更高。并且臭氧不会向放射性废液中引入其他化合物。去污完成后，不用更换臭氧的水溶液，只需增加臭氧含量即可添加“气泡”，因此放射性废液的体积经过三到四个去污循环也不会变化。放射性废液处理因此得以简化，后续的处置废物也更少。

臭氧去污技术并非俄罗斯独有。比如，东芝也采用臭氧水溶液去污，但操作温度仅为70℃。因为臭氧的溶解度会随着温度升高而降低，但随着温度的升高，设备表面氧化膜的松散速度和其中所含放射性核素向臭氧溶液中的转移速度会大幅增加。俄罗斯科学家通过使用气态高浓度臭氧向前迈出了重要一步，这使得介质温度可以提高到 95℃。

在此温度下，氧化铬不会与溶解在水中的臭氧发生反应，而是与通过气泡上的薄水层扩散的气态臭氧发生剧烈反应，气泡越小，水膜越薄，臭氧的扩散速度和氧化铬的氧化速度就越快。俄罗斯利用臭氧发生器可以生产浓度超过 200 mg/l 的臭氧，其他国家使用的臭氧浓度为 100 mg/l。

该技术目前正处于模型实验阶段，计划今年在真实物体上进行测试，成熟的全尺寸测试将在谢韦尔斯克的铀-石墨反应堆退役实验示范中心的蒸汽发生器上进行。与此同时，另一个地点的实验正在筹备中——位于奥焦尔斯克的马雅克放化工厂。

这项技术将用于由耐腐蚀含铬合金和钢制成的可折叠设备的拆除去污，相关专家正在计算放化工厂的更新成本以部署此项新技术。如果台架试验成功，2025 年前，该技术将在整个俄罗斯原子能公司内使用。