本發(fā)明屬于輻射防護與環(huán)境保護技術領域，具體涉及一種去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)。

背景技術：

對放射性表面污染的去污根據(jù)去污方法性質(zhì)通常分為化學去污、物理去污和化學物理結合去污。常見的化學去污采用化學溶劑（有機溶劑、酸液、絡合物溶液、鹽溶液等）清洗污染表面等；物理方法有表面擦拭、表層剝離等。隨著技術發(fā)展，放射性污染去污已應用了多種現(xiàn)代的物理和化學手段，如超聲、等離子體、激光等。另外根據(jù)去污是否使用液體還分為干法去污和濕法去污，干法去污較濕法去污產(chǎn)生的二次廢物少，更利于廢物的分離回收利用，等離子體去污是一種新興的物理化學干法去污技術，適用于表面被污染的金屬零部件及設備的去污。去污機理為：等離子體利用其高能量的活性成分有選擇地與表面污染物反應，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袚]發(fā)性的化合物，如氟化物和或碳?；衔铮罱K使污染物從表面去除。一般情況下，在保持與其它常規(guī)濕法去污技術同樣去污效果的前提下，該技術產(chǎn)生的二次廢物更少。

目前，公開文獻報道中使用等離子體去除表面污染的文章幾乎為民用清洗，有少量的使用去除⁶⁰co污染的文章，但在只是研究性的試驗文章，未介紹相關的裝置，尤其是缺少對放射性氚污染的等離子體去污裝置。當前，亟需發(fā)展一種去除金屬表面放射性氚污染的等離子體去污系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)。

本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)，其特點是：所述的等離子體去污系統(tǒng)包括通過氣體輸送管道順序連接的等離子體系統(tǒng)、密封罩、在線監(jiān)測裝置、過濾器、閥門、尾氣后處理系統(tǒng)；所述的密封罩為密封的箱體，密封罩內(nèi)安裝有去污頭、待去污物件，去污頭接收等離子體系統(tǒng)通過氣體輸送管道輸送的工作氣體和等離子體系統(tǒng)通過傳輸電纜輸送的電流，在去污頭內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上；所述的去污頭的去污工作面為平面，平面朝下，待去污物件放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為0.5cm～2.0cm；所述的密封罩內(nèi)還安裝有熱電偶，熱電偶測量待去污物件的溫度。

所述的密封罩的泄漏率的范圍為20pa·l/s～50pa·l/s。

所述的等離子體去污系統(tǒng)功率較常規(guī)清洗機高，較等離子切割低，所要求的作用結果為表面輕微剝蝕；

所述的等離子體去污系統(tǒng)的工作過程如下：

a.將待去污物件放置在密封罩中；

b.依次開啟尾氣后處理系統(tǒng)、閥門、過濾器、熱電偶；

c.開啟等離子體系統(tǒng)，在去污頭內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上，對待去污物件表面的氚污染去污，熱電偶實時測量并記錄去污過程中待去污物件的表面溫度，去污完成后得到物件ⅰ；

d.取出物件ⅰ，放置在在線監(jiān)測裝置中，監(jiān)測物件ⅰ表面的殘留污染，當殘留污染≤40.0bq/cm²時完成去污工作，當殘留污染>40.0bq/cm²時再重復步驟a-d直至殘留污染≤40.0bq/cm²；

e.氣體輸送管道中由去污工作產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體輸送到過濾器，經(jīng)過過濾器的濾芯和吸附塔進行過濾吸附，得到氣體??；

f.開啟閥門，氣體ⅰ進入尾氣后處理系統(tǒng)，經(jīng)尾氣后處理系統(tǒng)的氧化還原將氣體ⅰ中載帶的氚氣處理成氚水，氚水通過分子篩進行吸附，得到的無害氣體排放至空氣中。

所述的去污頭為單個去污頭或多個去污頭集成陣列組成。

所述的氣體輸送管道全過程密封；所述的氣體輸送管道為不銹鋼管道。

所述的工作氣體為壓縮空氣、氬氣或氫氣和氬氣的混合氣體中的一種。

等離子體系統(tǒng)由高頻脈沖發(fā)生器、氣體統(tǒng)入管線、連接線纜等元器件組成。當接通電源后，高頻發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生一個脈沖電壓，此電壓通過連接線纜被輸送到噴頭內(nèi)的電極上，并在噴頭內(nèi)腔形成交變電場，當清潔的工作氣體經(jīng)過此電場時，會被電離成等離子然后引出，最終形成了可對材料表面進行處理的等離子束。本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)采用電離氣體產(chǎn)生等離子體，等離子體利用其高能量的活性成分有選擇地與表面污染物反應，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袚]發(fā)性的化合物，最終使污染物從表面去除。對氚污染的待去污物件，采用等離子體去污，去污前后監(jiān)測待去污物件表面氚污染水平，直至待去污物件達到設定的表面污染物控制值，實現(xiàn)恢復再用。同時，對去污產(chǎn)生的尾氣過濾吸附，尾氣中的氚經(jīng)催化氧化吸收處理后達標排放。本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)實現(xiàn)了待去污物件的表面高效率去污、在線監(jiān)測、恢復再用，減少了放射性污染的擴散，通過在密閉空間自動去污，提高了工作效率，減輕了工作人員的勞動強度，降低了工作人員照射劑量。

本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)適用于對氚污染的不銹鋼、鋁合金、鎢鉬合金或玻璃等表面進行去污，去污結果表明，通過去污時間0.5小時，或者去污時間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達95.0％以上，且對表面的損傷小。通過去污前后的表面電鏡掃描（sem）檢測發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達到了再恢復使用的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)的結構示意圖；

圖中，1.等離子體系統(tǒng)2.去污頭3.待去污物件4.熱電偶5.密封罩6.在線監(jiān)測裝置7.過濾器8.閥門9.尾氣后處理系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1

本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)包括通過氣體輸送管道順序連接的等離子體系統(tǒng)1、密封罩5、在線監(jiān)測裝置6、過濾器7、閥門8、尾氣后處理系統(tǒng)9；所述的密封罩5為密封的箱體，密封罩5內(nèi)安裝有去污頭2、待去污物件3，去污頭2接收等離子體系統(tǒng)1通過氣體輸送管道輸送的工作氣體和等離子體系統(tǒng)1通過傳輸電纜輸送的電流，在去污頭2內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上；所述的去污頭2的去污工作面為平面，平面朝下，待去污物件3放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為0.5cm～2.0cm；所述的密封罩5內(nèi)還安裝有熱電偶4，熱電偶4測量待去污物件3的溫度；

所述的密封罩5的泄漏率的范圍為20pa·l/s～50pa·l/s；

所述的等離子體去污系統(tǒng)功率較一般的清洗機要高，較等離子切割要低，所要求的作用結果為表面輕微剝蝕；

所述的去污頭2為單個去污頭或多個去污頭集成陣列組成。

所述的氣體輸送管道全過程密封；所述的氣體輸送管道為不銹鋼管道。

所述的工作氣體為壓縮空氣、氬氣或氫氣和氬氣的混合氣體中的一種。

本實施例具體工作過程如下：

a.將待去污物件3放置在密封罩5中；待去污物件3放置在去污工作面的下方，去污頭2為單個去污頭；距離去污工作面的高度范圍為0.5cm；工作氣體為壓縮空氣；

b.依次開啟尾氣后處理系統(tǒng)9、閥門8、過濾器7、熱電偶4；

c.開啟等離子體系統(tǒng)1，在去污頭2內(nèi)激發(fā)產(chǎn)生等離子體引出作用在去污工作面上，對待去污物件3表面的氚污染去污，熱電偶4實時測量并記錄去污過程中待去污物件3的表面溫度，去污完成后得到物件??；

d.取出物件ⅰ，放置在在線監(jiān)測裝置6中，監(jiān)測物件ⅰ表面的殘留污染，當殘留污染≤40.0bq/cm²時完成去污工作，當殘留污染>40.0bq/cm²時再重復步驟a-d直至殘留污染≤40.0bq/cm²；

e.氣體輸送管道中由去污工作產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體輸送到過濾器7，經(jīng)過過濾器7的濾芯和吸附塔進行過濾吸附，得到氣體??；

f.開啟閥門8，氣體ⅰ進入尾氣后處理系統(tǒng)9，經(jīng)尾氣后處理系統(tǒng)9的氧化還原將氣體ⅰ中載帶的氚氣處理成氚水，氚水通過分子篩進行吸附，得到的無害氣體排放至空氣中。

通過去污時間0.5小時，或者去污時間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達97.8％，且對表面的損傷小。通過去污前后的sem表面掃描檢測發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達到了再恢復使用的要求。

實施例2

本實施例與實施例1的結構相同，主要區(qū)別在于：待去污物件3放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為1.0cm；去污頭2為2個去污頭，工作氣體為氬氣；

通過去污時間0.5小時，或者去污時間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達96.2％以上，且對表面的損傷小。通過去污前后的sem表面掃描檢測發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達到了再恢復使用的要求。

實施例3

本實施例與實施例1的結構相同，主要區(qū)別在于：待去污物件3放置在去污工作面的下方，距離去污工作面的高度范圍為1.0cm；去污頭2為6個去污頭，工作氣體為氬氣和氫氣的混合氣體；

通過去污時間0.5小時，或者去污時間15.0分鐘，間斷去污兩次，去污效率可達98.8％以上，且對表面的損傷小。通過去污前后的sem表面掃描檢測發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的去除表面氚污染的等離子體去污系統(tǒng)尤其對金屬表面腐蝕小，數(shù)據(jù)表明，金屬表面腐蝕深度小于10.0μm，金屬表面去污后達到了再恢復使用的要求。

本發(fā)明不局限于上述具體實施方式，所屬技術領域的技術人員從上述構思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。