[實用新型]一種用于鉛基快堆或ADS次臨界系統中去除210Po的裝置

有效

• 申請號: 201620910724.4
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN206541633U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 曾獻;陳釗;孫樹斌;張勇;呂陽;石秀安;林繼銘
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21F9/02
• 分類號: G21F9/02
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙)44238
• 代理人: 孫威,潘中毅

技術領域

本實用新型涉及核能領域，尤其涉及一種用于鉛基快堆或ADS次臨界系統中去除²¹⁰Po的裝置。

背景技術

釙在1898年由法國居里夫人及丈夫皮埃爾·居里在處理鈾礦時發現的一種新化學元素。其英文名稱是Polonium(符號為Po)，原子序數為84，共有25個同位素，質量數由192至218，且都具有放射性，²¹⁰Po是其中的一個核素。釙是一種銀白色的金屬，能在黑暗中發光，其密度9.4g/cm³，熔、沸點分別為254℃、962℃。釙能夠溶于濃硫酸、硝酸、稀鹽酸、王水和稀氫氧化鉀溶液。

²¹⁰Po屬于極毒的放射性核素，其物理半衰期為138.4天，它衰變是釋放一個α粒子，其能量高達5.3MeV，衰變熱為140W/g，衰變產物為穩定的²⁰⁶Po。其衰變的α粒子在空氣中的射程很短，不能穿透紙或皮膚，因此它不會在人的體外構成外照射危險。但是它的電離能力很強，假如通過吸入、誤食或經過皮膚接觸攝入體內，就會導致體內污染、中毒或急性放射病。在短時間內如果人體內的針吸收劑量達到4Gy時即可造成致命危害。

在鉛鉍或鉛冷卻劑中，主要是以下三種途徑產生放射性²¹⁰Po：

在一個²⁰⁹Bi原子核上

在一個²⁰⁸Pb原子核上，如果鉍含量至少達10-2％(質量)，應考慮釙反應性的貢獻

因此，對于²⁰⁹Bi反應，考慮Pb-Bi中合金中釙的反應性，如果未設置除釙 系統，釙反應性可達到10居里/公斤。

IPPE的實驗數據表明，在液態鉛鉍中，釙產生后會很快與鉛反應，生成化學性質穩定的化合物釙化鉛(PbPo)。實驗數據表明，99.8％的釙以PbPo的形態存在，僅有不到0.2％的釙以單質的形態(Po)存在于液態LBE中。由于釙具有很強的揮發性，因此，在高溫條件下，釙會從液態鉛鉍冷卻劑中揮發進入上方的覆蓋氣體(Ar)中，從而使得覆蓋氣體中積累一定量的放射性釙。由于覆蓋氣體具有一定的泄露率，在正常工況下，每天都會有一定量的氬氣從堆內釋放到堆外，進而使得一定量放射性²¹⁰Po的進入堆頂屏蔽室和廠房內，最終會被排放進入大氣。

由于放射性²¹⁰Po具有劇毒性和強揮發性，鉛基快堆和ADS次臨界裝置放射性釙防護問題是最為棘手的難題，目前國際上開展了一些機理研究，針對工業規模的²¹⁰Po濃度處理和去除還未有人公開發表專利和論文，目前還沒有一種方法是可以非常理想的解決釙的凈化問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種用于鉛基快堆或ADS次臨界系統中去除²¹⁰Po的裝置，能夠使冷卻劑中²¹⁰Po的濃度低于NRC標準限值以下，解決鉛基快堆或ADS次臨界系統中關鍵技術難點，保護人員免遭²¹⁰Po放射性危害；同時能夠過濾流體中的其它雜質，安全穩定，應用范圍廣泛，高效環保。

為了解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供了一種用于鉛基快堆或ADS次臨界系統中去除²¹⁰Po的裝置，包括稀土過濾裝置，稀土過濾裝置主要由稀土過濾膜和物理過濾膜相結合組成，冷卻劑或氣體經過稀土過濾膜。

其中，稀土過濾膜中稀土的形狀為粉末狀、棒狀、板狀以及顆粒狀中的至少一種形狀。

其中，稀土過濾裝置還包括：稀土過濾裝置本體和設置在稀土過濾裝置本體內部的頂格柵板和底格柵板，主要由稀土過濾膜和物理過濾膜組成的多組稀土過濾裝置固定裝設在頂格柵板和底格柵板之間；底格柵板圍擋稀土過濾裝置本體形成裝置入口和用以對稀土組分與²¹⁰Po化學反應形成的廢水等液體進行排出的疏水口；頂格柵板圍擋稀土過濾裝置本體形成裝置出口。

其中，物理過濾膜包括：陶瓷過濾、玻璃纖維、二氧化硅過濾、濾布、深 床濾器、金屬過濾器以及蜂窩式過濾器中的任一種過濾結構。

本實用新型所提供的用于鉛基快堆或ADS次臨界系統中去除²¹⁰Po和裝置，具有如下有益效果：