王双齐?郑重阳
河南核净洁净技术有限公司?河南郑州 450000
摘 要：在核能研究工作中，由于放射性物质会对工作人员和大众产生危害，因此需要应用核空气净化系统。而系统中的主要设备就是高效空气过滤器，能够有效的阻隔环境污染，作为污染空间和外界环境之间的重要屏障，系统需要经过严格的测试来确保应用的效果。对核燃料循环设施运行中放射性物质的特点以及高效空气过滤器使用中的有关问题进行分析，同时给出了解决措施，以供参考。
关键词：高效空气过滤器；核燃料循环设施；使用问题
在核能工作中，核燃料循环设施的应用非常关键，主要是保证燃料供给、储存、处理以及再循环。而在设施运行过程中，由于放射性物质会对工作人员和大众产生危害，因此需要通过核空气净化系统来做保护。系统对污染物的处理效率很高，其中高效空气过滤器是关键的设备，阻隔污染空间和外界环境的重要屏障，设施安全有效的运行需要经过严格的测试。
1.设施运行中放射性物质的特点
核燃料循环设施中的放射性物质会贴附在裸露表面或者是沉淀。在前端的设施设备中，处理的主要是铀的天然同位素，在放射性方面还远不及后面的环节，后处理的设备运行中的放射性非常强。在各类核燃料循环设施运行中，放射性物质的特点主要是：铀转化设施中，主要的污染源是铀矿浓缩物，由于都是天然铀，主要同位素都是α发射体。在铀浓缩设施中，主要污染源是不同丰度UF6，铀同位素富集度在提高的同时，比活度也会增加，由于UF6泄漏会引起内照射。在铀燃料元件制造中，主要污染源是UO2粉末或芯块、核纯UF6，UO2粉末或者芯块在处理和工艺制备中，不容易发生氧化。在后处理厂中，主要污染源有U、85Kr、90Sr、137Cs、106Ru等挥发裂变产物的气溶胶，虽然这些放射性物质的数量极少，但是具有极强的有害性，操作中排出的废气会含有酸、碱。
2.核空气净化系统
系统的组成主要包含空气净化单元和外部部件。在进气点位置，空气进入净化单元然后从排放点输出，这个过程就需要确保工作人员和人群不受放射性物质危害。系统净化效率的衡量主要是通过气溶胶浓度在过滤后和过滤前的比值。为了能够进一步保证系统的可靠，高污染区的排风和空气清洗装置需要设置高效空气过滤器，并在使用时确保其有效性。核燃料循环设施运行中产生的气溶胶粒子尺寸都较大，使用常规的空气净化方式或者普通的空气过滤器很难有效去除，因此需要使用高效空气过滤器进行处理。
3.高效空气过滤器的特点及试验检测
3.1特点
首先是效率极高，核工业使用的高效空气过滤器主要是使用计数法，0.1-0.5μm的粒子捕捉难度极大，而这种过滤器能够捕捉且对其过滤效率能够达到99.97%以上。另外是耐辐照，由于后处理设施中的放射物质照射性极强，高效空气过滤器使用就需要具有很强的耐辐照性。再者是耐湿，微粒物质不管是液体还是固体状态，都能够被高效空气过滤器高效的捕捉，由于高浓度的烟气、液滴聚集堵塞会使空气流量降低，容易使过滤芯破损，所以在过滤器前设置水雾分离器或者挡水板。
3.2试验检测
系统要想保证应用的有效性，需要进行试验检测。在设施投入运行前，需要进行验收试验，检测部件的安装是否符合要求。在使用过程中，需要定期进行试验，以确保系统空气净化能力。而在系统部件更换后或者局部改造后，需要进行试验，检测改造后系统的性能。
4.使用问题及应对措施
4.1问题
4.1.1设施试验条件不充分
具备良好的可试验性需要设置有能取样和注入试剂的永久性孔口，亦或是在事前做好其他准备措施，以使过滤器的混合物混合充分。但是在实际的实验中，设施可能由于设计或改造的原因，过滤器的试验条件不充分。
4.1.2由于夹带液体使过滤器失效
在有关实践中，排出的气体在经过气液分离器后，再通过洗涤塔、捕捉器净化后，其中夹带液体量还比设置数值高，因而使过滤器失效，使得排放超标。经过初步改造后，在过滤器前端设置了加热器对气体温度进行升高，但最后效果并不是很好。
4.1.3系统功能有效性缺乏良好的保证
安装过滤器后需要经过严格的现场试验，在检测合格后才能够投入使用。而使用中的系统也需要定期进行试验，以保证其应用的有效性。但是在实际情况来看，高效过滤器在投入使用前有相关的合格证明，但是投入使用后没有进行现场试验，后期也没有按照一定的频率进行试验，因此对其使用的过滤效率是不是符合要求并不能有效的判别，更换过滤器的衡量标准不足。
4.2应对措施
4.2.1保障现场试验条件
考虑到试验条件的充分性，在设计工作中就需要对系统的空间进行全面的考量，以确保进入过滤器断面上的浓度大致是均匀的。在试验时可以使用临时试验装置，如果系统不能很好的混合，可以使用多点采样加权平均的方法来检测。
4.2.2通过除湿解决过滤器夹带液体问题
水滴直径在1-20μm范围，对高效空气过滤器来说是非常不利的，大粒子水滴去除会比较容易，如果水滴小于1μm，其中游离水的质量会很小，不会对过滤器造成堵塞。而粒子直径在1-20μm范围内的游离水去除比较困难。过滤器产生堵塞的原因主要有浓度和时间，如果过滤器长时间在水雾浓度不高的状态下，处于饱和也会产生堵塞，如果高浓度夹带水滴，就会在较短时间内产生堵塞。通过实践，有了除雾器后，过滤器的工作正常且没有影响到效率，因此，为了能够使过滤器长效的保证不会堵塞，可以通过设置除雾器来解决。
4.2.3确保系统功能有效
要想使系统应用的功能有效性得到保证，需要确保定期进行试验。在设施投入使用后，首先进行现场试验，然后确定定期试验的频率，具体需要根据有关标准规定来制定。
结束语：
综上所述，在核燃料循环设施运行中，高效空气过滤器是阻隔污染空间和外界环境的重要屏障，为了能够使核空气净化系统更加可靠，高效空气过滤器需要经过严格的试验检测，确保过滤器的有效性。
参考文献：
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