一種輻照廢棄化學武器中殘渣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輻照廢棄化學武器中殘渣的方法，即使用X射線破壞廢棄化學武器彈殼中的殘留物，并使其無害化的方法。
技術(shù)背景
[0002]日本在中國遺棄了很多化學武器。這些化學武器包括芥子氣、路易斯氣等毒氣彈。這些化學武器可以通過化學中和法來破壞其中的化學物質(zhì)。一般是通過氫氧化鈉堿性溶液將遺棄化武中的有毒物質(zhì)洗出并降低毒性，然后再通過氧化劑進行徹底氧化。
[0003]但是由于遺棄化武時間太長，保存條件不好，因此彈殼內(nèi)的化學物質(zhì)發(fā)生變化，部分形成高分子的半固體形態(tài)。因此，通過堿液不能完全溶解。如果使用機械辦法處理，不僅給操作人員帶來危險，也會耗時耗力。
[0004]在發(fā)明專利“廢棄化學武器中固體殘渣的中和處理方法”(公開號CN1403215A)中公開了一種使用有機溶劑將廢棄化學武器中的固體殘渣洗滌和溶解的方法。該方法使用的有機溶劑為甲基異丁基甲酮、N，N-二甲基甲酰胺及二甲亞楓。然后再通過堿性溶液中和處理后，再通過氧化劑氧化。由于有機溶劑在溶解不同類型廢棄化學武器時存在差別，而且廢棄化學武器中的死角不容易被溶液充分浸潤，因此，該方法在實施的時候有可能不會完全清除所有殘渣。
[0005]在公開文獻中，如錢文樞等“大功率輻照加速器X射線轉(zhuǎn)換靶設(shè)計”、錢文樞“大功率輻照加速器X射線轉(zhuǎn)換靶研究”、馬淑棟“5MeV/150kW輻照加速器轉(zhuǎn)換靶的優(yōu)化設(shè)計”等文獻中，論述了 X射線轉(zhuǎn)換靶的設(shè)計理論和實踐，包括鎢、金、鉭和銅等材料及其合金的厚度和軔致輻射產(chǎn)生X射線的最佳方案。在發(fā)明專利“大功率輻照加速器X射線轉(zhuǎn)換靶及轉(zhuǎn)換裝置”(公開號CN103208318A)公開了一種利用鉭板和銅板將電子束流轉(zhuǎn)換成為X射線的裝置。這些X射線轉(zhuǎn)換靶都需要冷卻，并存在X射線輻射的各向異性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的內(nèi)容是要找到一種輻照廢棄化學武器中殘渣的方法，該方法是使用加速器產(chǎn)生X射線穿透金屬外殼直接破壞廢棄化學武器中殘留物的化學鍵，使其轉(zhuǎn)換成為低毒的物質(zhì)。
[0006]本發(fā)明提供了一種輻照廢棄化學武器中殘渣的方法，所屬方法包括以下步驟:
[0007](I)準備工作:將廢棄化學武器的爆炸裝置去除，并通過堿液洗出廢棄化學武器外殼中的大部分化學物質(zhì)。這樣廢棄化學武器彈殼內(nèi)只剩下難以洗出的殘留物。
[0008](2)射線輻照:將上述有殘留物的廢棄化學武器彈殼放入輻照室中，通過1MeV5KW?20KW的加速器產(chǎn)生的電子束照射該彈殼，彈殼外包裹由金、鉭和鎢組成的合金網(wǎng)，合金網(wǎng)厚度1mm，孔密度小于30%，電子束在照射到合金網(wǎng)上后，會產(chǎn)生X射線，X射線會穿透彈殼，直接破壞殘存在彈殼內(nèi)的化學殘留物，為了保證輻照的均勻性，彈殼在輻照室內(nèi)通過機械裝置沿中心軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為10?1000弧度/秒。
[0009](3)洗滌處理:將射線輻照后的彈殼再通過高壓水槍注入堿液，將殘留物洗出，洗滌時間根據(jù)彈殼內(nèi)的殘留量決定，洗滌完成后，彈殼即可入庫堆存。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明的目的通過以下具體而非限定的實施例子對本發(fā)明加以詳述。
[0011]實施例一:輻照處理日本遺棄化學武器90型芥子氣彈。
[0012](1)將切除爆炸部后的芥子氣彈，用濃度為20%的NaOH溶液洗出其中的化學物質(zhì)，洗滌半小時后，洗滌出的溶液不變，說明其中的殘留物已經(jīng)不能再洗出。殘留物大約剩下5%。
[0013](2)將上述有殘留物的彈殼外包裹由金、鉭和鎢組成的合金網(wǎng)，合金網(wǎng)厚度1mm，孔密度小于20%，將上述包裹合金網(wǎng)的彈殼移入密閉的輻照室中輻照一小時，輻照過程中，彈殼沿中心軸線以30弧度/秒轉(zhuǎn)動，所述的輻照室的電子射線是由一臺功率為10KW、電子能量lOMeV的加速器產(chǎn)生，所述的輻照室內(nèi)壁是能反射X射線的材料組成，外壁是能吸收X射線的材料組成。輻照室上面有氣體吸收室，通過20 %的NaOH溶液和30 %的H202溶液分2級吸收。輻照一小時后，彈殼內(nèi)的殘留物被破壞，并一部分轉(zhuǎn)換成氣體。其反應(yīng)如下:
[0014](ClCHXHJoS+ β -RAY+X-RAY+EUV —「C, H, S, Cll
[0015]「C, H, S, Cll +Na0H+Ho02 — COo+HoO+NaoS0.+NaCl
[0016](3)將輻照后的彈殼繼續(xù)通入20%的NaOH溶液，洗滌半小時，將洗滌出的溶液再通入20%的Na2S20s溶液氧化處理。檢測彈殼內(nèi)不含任何芥子氣殘留物。
[0017]實施例二:輻照處理日本遺留化學武器105型芥子氣和路易斯氣混合劑化學彈。
[0018](1)將切除爆炸部后的芥子氣彈，用濃度為20%的NaOH溶液洗出其中的化學物質(zhì)，洗滌半小時后，洗滌出的溶液不變，說明其中的殘留物已經(jīng)不能再洗出。殘留物大約剩下 10%ο
[0019](2)將上述有殘留物的彈殼外包裹由金、鉭和鎢組成的合金網(wǎng)，合金網(wǎng)厚度1mm，孔密度小于20%，將該包裹合金網(wǎng)的彈殼移入密閉的輻照室中散焦輻照90分鐘，輻照過程中，彈殼沿中心軸線以100弧度/秒轉(zhuǎn)動，所述的輻照室的電子射線是由一臺功率為15KW、電子能量lOMeV的加速器產(chǎn)生，所述的輻照室內(nèi)壁是能反射X射線的材料組成，外壁是能吸收X射線的材料組成，輻照室上面有氣體吸收室，通過20 %的NaOH溶液和30 %的H202溶液分級吸收，輻照1.5小時后，彈殼內(nèi)的殘留物被破壞，并一部分轉(zhuǎn)換成氣體，其反應(yīng)如下:
[0020](CICHXHJoS+ClCH = CHAsC12+ β -RAY+X-RAY+EUV —「C, H, S, Cl, Asl
[0021]「C, H, S, Cl, Asl +Na0H+H20o — C0o+Ho0+Na2S0,+NaCl+Na2As0,
[0022](3)將輻照后的彈殼繼續(xù)通入20 %的NaOH溶液，洗滌半小時，將洗滌出的溶液再通入20%的Na2S20s溶液氧化處理。檢測彈殼內(nèi)不含任何芥子氣和路易斯氣殘留物。
【主權(quán)項】
1.一種輻照廢棄化學武器中殘渣的方法，該方法是使用加速器產(chǎn)生X射線穿透金屬外殼直接破壞廢棄化學武器中殘留物的化學鍵，使其轉(zhuǎn)換成為低毒的物質(zhì)，然后通過高壓水槍注入堿液，再將堿液進一步氧化處理，以確保其完全無毒，具體包括(1)將廢棄化學武器的爆炸裝置去除，并通過堿液洗出廢棄化學武器外殼中的大部分化學物質(zhì)，這樣廢棄化學武器彈殼內(nèi)只剩下難以洗出的殘留物(2)將上述有殘留物的廢棄化學武器彈殼外包裹由金、鉭和鎢組成的合金網(wǎng)，合金網(wǎng)厚度1_，孔密度小于30 %，然后放入輻照室中，通過lOMeV 5?20KW的加速器產(chǎn)生的電子束照射該彈殼，電子束在照射到合金網(wǎng)上后，會產(chǎn)生X射線，并穿透彈殼破壞殘存在彈殼內(nèi)的化學殘留物，在輻照的同時，彈殼沿中心軸線以10?1000弧度/秒轉(zhuǎn)動(3)將射線輻照后的彈殼再注入堿液，將殘留物洗出，洗滌完成后，彈殼即可入庫堆存。2.如權(quán)利要求1所述，其特征是加速器輻照彈殼外的金、鉭和鎢組成合金網(wǎng)產(chǎn)生X射線，穿透金屬外殼直接破壞廢棄化學武器中殘留物的化學鍵，使其轉(zhuǎn)換成為低毒的物質(zhì)。3.如權(quán)利要求1所述，其特征是輻照過程中，彈殼彈殼沿中心軸線以10?1000弧度/秒轉(zhuǎn)動，以確保輻照的均勻性，并有利于散熱。4.如權(quán)利要求1所述，其特征是輻照室上面有氣體吸收室，通過20%的NaOH溶液和30%的H202溶液分級吸收，以確保輻照產(chǎn)生的廢氣無害化。
【專利摘要】一種輻照廢棄化學武器中殘渣的方法，該方法是使用加速器產(chǎn)生X射線穿透金屬外殼直接破壞廢棄化學武器中殘留物的化學鍵，使其轉(zhuǎn)換成為低毒的物質(zhì)，包括(1)將廢棄化學武器的爆炸裝置去除，并通過堿液洗出廢棄化學武器外殼中的大部分化學物質(zhì)(2)將上述有殘留物的廢棄化學武器彈殼放入輻照室中，通過10MeV？5～20KW的加速器產(chǎn)生的電子束照射該彈殼，彈殼外包裹由金、鉭和鎢組成的合金網(wǎng)，合金網(wǎng)厚度1mm，孔密度小于30％，電子束在照射到合金網(wǎng)上后，產(chǎn)生X射線，X射線穿透彈殼，直接破壞殘存在彈殼內(nèi)的化學殘留物，為了保證輻照的均勻性，彈殼在輻照室內(nèi)通過機械裝置沿中心軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為10～1000弧度/秒。
【IPC分類】B09B3/00
【公開號】CN105268720
【申請?zhí)枴緾N201410360846
【發(fā)明人】周文, 王輝
【申請人】周文, 王輝
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月24日