La scienza di Uranium Hexafluoride Handling e Storage Safety Measures

Gli standard di consenso dell'industria della American Society of Mechanical Engineers (ASME) e dell'American National Standards Institute (ANSI) forniscono criteri di progettazione specifici per i cilindri UF[[₆]]. Ad esempio, ANSI N14.1 copre la progettazione, la fabbricazione e l'ispezione dei cilindri utilizzati per il servizio UF₆]]]

Requisiti di regolazione chiave

• Licensing e permettendo:[] Qualsiasi struttura che gestisce UF[[_6[]] deve possedere una specifica licenza NRC o un'autorizzazione nazionale equivalente, dettagliando l'inventario massimo, le procedure di gestione e i piani di emergenza.
• Formazione del lavoratore:[[] Il personale deve subire una formazione documentata che copre UF[[_]6[] pericoli, uso di attrezzature di protezione personale (PPE), e azioni di risposta di emergenza.
• Audit personali:[ I servizi sono soggetti a controlli di routine e non annunciati per verificare la conformità agli standard operativi e di manutenzione.
• Monitoraggio ambientale:[[] Il monitoraggio dell'aria, dell'acqua e del suolo intorno ai siti di stoccaggio è necessario per rilevare tempestivamente eventuali release.

Controlli di ingegneria per la gestione UF₆

La gestione di UF_6[] all'interno degli impianti di lavorazione comporta molteplici strati di protezione ingegnerizzata. L'obiettivo primario è quello di impedire al composto di sfuggire al suo contenimento e di eliminare qualsiasi umidità che possa provocare reazioni distruttive.

Sistemi di ventilazione

Tutte le stanze dove viene trasferito UF_6[]], come le baie di carico e le stazioni di alimentazione ad arricchimento, sono dotate di sistemi di ventilazione ad alta efficienza, che mantengono una pressione negativa rispetto alle aree circostanti, assicurando che qualsiasi gas trapelato venga catturato e disegnato attraverso scrubber o filtri HEPA prima della scarica.

Esclusione della natura

Poiché UF₆] reagisce violentemente con l'acqua, l'ambiente di manipolazione deve essere scrupolosamente asciutto. Le linee di processo vengono purificate con azoto secco o argon prima che vengano effettuate connessioni. Le operazioni Glovebox e le stazioni di trasferimento incluse forniscono un ulteriore isolamento. I sensori di punto di rugiada sono posizionati a punti critici per attivare gli allarmi se l'umidità sale sopra le soglie di sicurezza.

Sistemi di contenimento

UF₆]] è tipicamente trasferito attraverso la tubazione in acciaio inox o Monel, entrambi resistenti alla corrosione da composti fluorici. I collegamenti a valvole utilizzano accoppiamenti a doppia tenuta e a tenuta stagna. Per trasferimenti di grandi volumi, come l'alimentazione di una cascata di centrifughe arricchente, l'intero sistema è ospitato in strutture di contenimento secondarie progettate per resistere a un guasto catastrofico primario.

Attrezzature e Sicurezza Personale di Protezione

Anche con robusti controlli di ingegneria, i lavoratori che gestiscono direttamente i cilindri UF[[₆] o svolgono la manutenzione devono indossare PPE appropriato. La selezione delle attrezzature si basa sui doppio pericoli delle ustioni chimiche e l'inalazione delle particelle radioattive.

• Protezione respiratoria:[] Respiratori a faccia piena, purificanti dall'aria con cartucce valutate per gas acidi e particolati, o respiratori aeronautici in aree con elevato potenziale di rilascio.
• Protezione dei corpi:[] Vestiti resistenti ai prodotti chimici, come Tyvek® o Viton®, che resistano alla penetrazione HF.
• Protezione di terra e piede:[[] Guanti in butile o in neoprene pesanti e stivali over-boots per prevenire il contatto della pelle con UF solido o liquido₆].
• Protezione degli occhi:[] Occhiali di spacco o scudi a faccia piena quando si lavora con contenitori UF[_6[]] o durante le operazioni di campionamento.

I lavoratori sono monitorati per l'esposizione utilizzando i campioni d'aria personali e i programmi di bioassay. La formazione include il riconoscimento di UF[₆] rilascia (ad esempio, fumi bianchi dalla reazione dell'umidità) e le procedure di decontaminazione immediate.

Progettazione e ispezione del cilindro di stoccaggio

UF₆]] è immagazzinato in cilindri appositamente progettati, i più comuni dei quali sono i 30B (nominali 2.5-ton) e 48Y (nominali 12-ton) tipi. Questi cilindri sono fabbricati in acciaio al carbonio o acciaio basso-legato con rivestimenti o rivestimenti resistenti alla corrosione.

I cilindri devono essere conformi al codice del recipiente di pressione ASME Sezione VIII Division 1 e ANSI N14.1. Ogni cilindro è stampato con il suo numero di serie, la data di fabbricazione, il codice termico e la pressione di prova idrostatica.

• Ispezione Visuale:[ I cilindri sono visivamente esaminati per le formiche, la corrosione, i difetti di saldatura e i danni della valvola prima di ogni riempimento o movimento.
• Testi idrostatici:[ Ogni cilindro deve essere testato idrostaticamente ogni cinque anni a 1,5 volte la sua pressione di progettazione per verificare l'integrità strutturale.
• Misura di spessore:[] L'imballo di spessore ultrasuoni viene utilizzato per controllare la diradamento della parete a causa della corrosione interna, soprattutto vicino al fondo dove l'umidità può accumularsi.
• Testing di lettura:[ I sedili di valvole e le connessioni filettate sono controllati con un cestello di alogeno o elio per rilevare micro-leaks.

I cilindri che mostrano qualsiasi difetto oltre i limiti consentiti vengono estrapolati per la riparazione o la demolizione. Un rigoroso sistema di monitoraggio dell'inventario assicura che nessun cilindro superi la sua durata di servizio designata.

Progettazione e controlli ambientali della struttura di stoccaggio

UF_6[]] i cantieri ed edifici sono progettati per mantenere stabili temperature e livelli di umidità, fornire contenimento secondario, e facilitare l'accesso sicuro per l'ispezione e la risposta di emergenza.

Controllo temperatura e umidità

Per evitare la sublimazione all'interno del cilindro, gli impianti di stoccaggio sono generalmente tenuti sotto i 50 °C. Nei climi caldi, l'isolamento del tetto, i rivestimenti riflettenti, o il raffreddamento attivo (ad esempio, la circolazione dell'aria forzata) può essere utilizzato. L'umidità è mantenuta bassa dai sistemi di deumidificazione; i punti di rugiada sotto −30 °C sono comuni.

Contenimento secondario

Le aree di stoccaggio includono dighe in cemento o in acciaio, ricci, o sistemi di sump progettati per contenere l'intero contenuto del cilindro più grande, oltre a un margine di sicurezza. Questi contenuti sono rivestiti con materiali resistenti ai prodotti chimici per prevenire la contaminazione del suolo o delle acque sotterranee in caso di rilascio.

Considerazioni di eventi sismici ed estremi

Poiché gli impianti di stoccaggio UF₆] gestiscono materiale radioattivo, devono essere progettati per resistere a eventi sismici, tornado e inondazioni. I rack e i pad di stoccaggio del cilindro sono ancorati a fondazioni che soddisfano i codici di costruzione locali e i criteri di progettazione strutturale NRC.

Sistemi di rilevamento e monitoraggio delle perdite

La rilevazione precoce delle perdite di UF₆ è fondamentale per ridurre l'esposizione dei lavoratori e i danni ambientali.

• I monitor ad aria compressa (CAM):[ Le unità di smorzamento dell'aria fissa sono posizionate in posizioni strategiche, vicino all'archiviazione del cilindro, alle linee di processo e agli scarichi di ventilazione, per rilevare concentrazioni di uranio elevate.
• I rilevatori di fluoruro di idrogeno: Poiché UF_6[]] forma HF a contatto con umidità, i sensori elettrochimici sensibili a HF (a livelli di ppm) sono utilizzati come indicatore indiretto di UF₆]] releases.
• Rilevatori di perdite di gas ad alta pressione producono ultrasuoni; questi rivelatori possono localizzare una perdita anche prima che compaiano i fumi visibili.
• Routine Smear Surveys:[] Le prove di Wipe su superfici e cilindri esterni vengono eseguite settimanalmente per identificare qualsiasi accumulo di contaminazione dell'uranio.