JP2000081498A - 放射線取扱施設の構造部品の化学除染方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】除染性能が高く、二次廃棄物の発生量が少な
く、同時に、除染剤であるシュウ酸及びオゾン排ガスの
処理ができる。 【解決手段】電極に触媒金属を用いて純水を電気分解す
ることにより高濃度オゾンを発生させるオゾン発生器か
ら得られるオゾンガスまたはオゾン水溶液の酸化力によ
り酸化皮膜を酸化溶解する酸化溶解工程と、シュウ酸に
よる還元溶解工程と、還元剤の分解工程、及び溶出金属
の分解工程とで構成する。酸化皮膜の除去効果が高い酸
化条件として、オゾン酸化処理条件は溶液のｐＨ４以下
かつ温度が80℃近傍の条件が適切である。またシュウ酸
による還元溶解条件としては、シュウ酸0.2 ％以上で、
温度95℃の条件が適切である。あらかじめ還元溶解工程
により鉄系酸化物を溶解することにより、除染効果が向
上する。オゾンの系内への注入は、ミキシングポンプに
より行い、除染対象物（熱交、ポンプ回転体、配管）ご
との化学除染装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力施設等の放
射線取扱施設に設置された構造部品、例えば配管、機
器、構造部材等の除染対象物に付着した放射性物質を含
む金属酸化物を化学的に溶解し、除染対象物の表面から
除去するための放射線取扱施設の構造部品の化学除染方
法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力施設において、放射性物質を含む
流体と接触する配管、機器、構造部材等の除染対象物
は、運転に伴って流体と接する面に放射性物質を含む酸
化皮膜が付着または生成する。そのため、除染対象物の
周囲は放射線量が高まり、定期点検作業や原子炉廃止措
置時の解体作業において、作業員の放射線被ばくが増大
することの原因となる。

【０００３】酸化皮膜を除去するには、酸化皮膜または
除染対象物の金属母材を溶解し、酸化皮膜を溶液中に溶
解または剥離させる方法等が用いられる。化学的に酸化
皮膜を溶解、あるいは除去する化学除染方法は、一部実
機において実施されており、被ばく低減に大きな効果を
上げている。

【０００４】現在までに原子力施設のステンレス鋼部分
を除染対象物とした化学除染方法は種々提示されてお
り、酸化皮膜中のクロム酸化物を酸化剤により酸化溶解
する工程と、酸化皮膜中の主要成分である鉄系酸化物を
還元剤により還元溶解する工程を組み合わせた方法など
が知られている。

【０００５】例えば特公平３−10919 号公報において
は、酸化剤として過マンガン酸、還元剤としてジカルボ
ン酸を用いる化学除染方法が記載されている。低濃度で
酸化効果の高い過マンガン酸と、ＣＯ₂ とＨ₂ Ｏに分解
可能なジカルボン酸を使用することにより、それまでの
化学除染方法と比較して二次廃棄物発生量の低減が可能
である。この方法は原子力発電施設の除染工事において
既に実績がある。

【０００６】また、特開昭55−135800号公報には、オゾ
ンガスを溶解させた水溶液を酸化剤とし、それと有機酸
及び錯化剤の除染液とを組み合わせて用いる除染方法が
記載されている。さらに、特開平９−159798号公報に
は、オゾンガスを起泡剤を含んだ溶液に吹き込むことで
泡液を発生させ、この泡除染液を除染対象物に送り込ん
で除染を行う方法が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
過マンガン酸及びジカルボン酸による化学除染方法にお
いては、過マンガン酸溶液中のマンガン成分をイオン交
換樹脂により回収するために、除染剤に起因した二次廃
棄物が発生する。オゾンは、強い酸化力を持つ気体であ
り、また水中では水との反応により分解し、酸化力を持
つ各種の活性酸素種を生じる。

【０００８】この酸化力を利用し、オゾンガスを効率的
に水に溶解させたオゾン水溶液によって酸化皮膜を溶解
できれば、酸化剤に起因した二次廃棄物が最少の除染方
法として非常に有効な方法となる。しかし、従来の放電
式オゾン発生器から発生するオゾンガスの濃度は数vol
％と低く、これを酸性溶液に通気して得られる水溶液中
のオゾン濃度は室温で数ppm 以下程度である。

【０００９】このような濃度のオゾン水溶液による酸化
処理では、過マンガン酸を用いた従来の化学除染方法と
比較すると、酸化皮膜の除去性能が劣るという問題点が
ある。また、オゾンは水中で分解し減少する。水溶液の
温度が高い場合、溶存オゾンの半減期は短く数分間で失
われる可能性がある。

【００１０】しかし、化学除染方法においては除染液温
度が高い程、酸化皮膜の溶解が促進され除染効果が高い
ため、全体の作業時間短縮のためには、なるべく高温状
態で除染を行う必要がある。水溶液に溶解したオゾンは
損耗するため、起泡剤等の薬剤を使用して泡を発生させ
オゾンガスの状態で除染液中に保持させる方法も可能で
あるが、起泡剤が二次廃棄物として発生するという課題
がある。

【００１１】さらに、従来の酸化、還元溶解による化学
除染方法はステンレス鋼材料部分への適用が主であり、
炭素鋼などの化学試薬により金属母材が腐食しやすい材
料を使用している部分の除染には適用できないという課
題がある。

【００１２】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、酸化皮膜の酸化溶解性能が高く、かつ二次
廃棄物の発生量の少ない放射線取扱施設の構造部品の化
学除染方法及びその装置を提供することにある。また、
本発明は除染剤である還元力を有する有機酸、例えばシ
ュウ酸、及びオゾン排ガスの処理し得る放射線取扱施設
の構造部品の化学除染方法及びその装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、放射線取扱施設の構造部品を除染対象物とし、除染
対象物に付着した放射性物質を含む酸化皮膜を化学的に
溶解して除染する方法において、酸性（好ましくはｐＨ
を５以下に調整）の水溶液にオゾンガスを接触させるこ
とにより得られるオゾン水溶液を、前記除染対象物の汚
染部分に供給することで前記酸化皮膜を酸化溶解するこ
とを特徴とする。この発明によれば、酸化皮膜の酸化溶
解性能が高く、そのための試薬に起因する二次廃棄物の
発生量を低減できる。

【００１４】請求項２に対応する発明は、前記オゾンガ
スが、固体電解質を境界とし、その一方側に陽極室と、
前記固体電解質の他方側に陰極室とを有する電気分解装
置で、前記陽極室内に触媒金属製陽極を設けて純水を電
気分解して前記陽極室からオゾンを発生させる固体電解
質電解法によるオゾン発生器から得られるオゾンガスで
あることを特徴とする。

【００１５】この発明で用いる固体電解質電解法による
オゾン発生器は、原料が純水であるため高純度かつ高濃
度のオゾンガスが得られ、従来の空気ガス等を原料とす
る放電法に比較して最大で約10倍程度の濃度のオゾンガ
スが発生する。このオゾンガスを酸性溶液にバブリング
するとオゾン濃度の高い水溶液が得られる。

【００１６】このような高濃度のオゾンガスは強い酸化
力を持ち、高い酸化皮膜除去性能を得ることができる。
従って、この発明によれば、酸化皮膜の除去効果が高
く、かつ除染剤に起因した二次廃棄物発生量が最少化で
きる。

【００１７】請求項３に対応する発明は、前記酸化皮膜
を酸化溶解する酸化溶解工程と、還元力を有する有機酸
水溶液により酸化皮膜を溶解する還元溶解工程と、使用
後に残留した過剰量の還元剤を分解する還元剤分解工程
と、溶液中に溶出した金属イオンと除染剤をイオン交換
樹脂により分離する分離工程とを備え、前記酸化溶解工
程において前記オゾン水溶液の酸化力により酸化皮膜を
溶解することを特徴とする。この発明によれば、これら
一連の工程により、除染効果が高くかつ除染廃液を既設
の液体廃棄物系へ排水可能な除染方法を提供する。

【００１８】請求項４に対応する発明は、前記オゾン水
溶液は、前記オゾン発生器の陽極室で生成されるオゾン
ガスが溶解した陽極室水であり、この陽極室水のｐＨを
５以下に調整した溶液を前記放射線取扱施設の構造部品
に供給し、酸化皮膜を酸化溶解することを特徴とする。
この発明では、請求項１または請求項３記載の化学除染
方法におけるオゾン水溶液のその他の生成方法を提供す
る。

【００１９】請求項５に対応する発明は、前記酸性水溶
液は、硝酸によりｐＨが調整されていることを特徴とす
る。この発明では、高い除染効果が得られる除染方法を
提供できる。

【００２０】請求項６に対応する発明は、前記還元溶解
工程において、前記オゾン発生器の陰極室から発生する
水素ガスが溶解した陰極室水を放射線取扱施設の配管、
構造部品等に供給し、前記酸化皮膜を還元溶解すること
を特徴とする。この発明によれば、請求項３記載の化学
除染方法において酸化皮膜を還元溶解する還元性水溶液
を生成できる。

【００２１】請求項７に対応する発明は、前記オゾン水
溶液を50℃以上の温度範囲で使用することを特徴とす
る。この発明によれば、オゾンによる酸化皮膜の除去効
果を向上できる。

【００２２】請求項８に対応する発明は、前記還元剤分
解工程において、オゾンガスまたはオゾン水溶液を前記
有機酸溶液に加えるとともに、紫外線または放射線照射
あるいは過酸化水素を注入することにより前記有機酸を
分解することを特徴とする。この発明によれば、酸化溶
解工程に使用したオゾンガスまたはオゾン水溶液をシュ
ウ酸分解に利用できるため、作業、設備上の負担が少な
い。また、分解後の溶液は水であるため、二次廃棄物発
生量を少なくできる。

【００２３】請求項９に対応する発明は、前記酸化溶解
工程後に、使用済みオゾン水溶液中のオゾンを紫外線、
または放射線の照射により分解する酸化剤分解工程をさ
らに含むことを特徴とする。この発明によれば、酸化溶
解工程後の残存オゾンが分解されるため、その後の分離
工程及び還元溶解工程において、オゾンによるイオン交
換樹脂の劣化やシュウ酸の分解、損失が抑制できる。

【００２４】請求項10に対応する発明は、前記酸化剤分
解工程と平行して、または酸化剤分解工程後に、イオン
交換樹脂による分離工程によりｐＨ調整剤及び溶出金属
イオンを分離し、分離後の溶液に前記有機酸を添加する
ことで還元溶解工程に移行することを特徴とする。

【００２５】この発明によれば、酸化剤分解及び分離工
程により水溶液は清浄となり直接シュウ酸試薬を添加す
ることが可能であるため、酸化溶解溶液を系外に排出す
る必要がない。従って作業が簡便であり、かつ二次廃棄
物発生量を少なくできる。

【００２６】請求項11に対応する発明は、前記オゾン水
溶液の酸化溶解性能を、除染対象機物の入口、出口でオ
ゾン濃度または酸化還元電位の測定により監視すること
を特徴とする。この発明によれば、酸化皮膜除去効果を
リアルタイムで監視することで、必要に応じてオゾン供
給量を調整でき、効率的な除染処理が可能である。

【００２７】請求項12に対応する発明は、前記還元溶解
工程に、前記有機酸と前記有機酸の塩との混合溶液を用
いることを特徴とする。この発明によれば、炭素鋼材料
部分についても少ない金属母材の腐食量で除染を行うこ
とが可能である。

【００２８】請求項13に対応する発明は、前記還元剤分
解工程において、光照射とその光により励起される酸化
チタン等の光触媒により前記有機酸を分解することを特
徴とする。この発明によれば、二次廃棄物となる薬剤を
使用することなく除染剤を分解することが可能である。

【００２９】請求項14に対応する発明は、前記還元剤分
解工程の光照射はエキシマ光の照射であり、これとオゾ
ンまたは酸素により前記有機酸を分解することを特徴と
する。この発明によれば、薬剤を使用することなく、除
染剤を分解することが可能であり、二次廃棄物を低減化
できる。

【００３０】請求項15に対応する発明は、前記溶出金属
の分離工程において、溶液中の溶出鉄成分を水素により
還元し陽イオン交換樹脂に捕集可能な形態の鉄を多く生
成し、捕集すること特徴とする。この発明によれば、溶
出金属を効果的に捕集でき、除染作業中の雰囲気線量を
低減化できる。

【００３１】請求項16に対応する発明は、除染液を貯留
するバッファタンクと、このバッファタンクに接続した
前記除染液を除染対象物内に流入し流出するポンプを有
する除染液循環系と、前記バッファタンクに接続したポ
ンプ及びオゾン発生器を有するオゾン注入系と、前記バ
ッファタンクに接続したｐＨ調整剤供給装置及び有機酸
供給装置と、前記除染液循環系のポンプと前記除染対象
物との間の前記除染液循環系の配管に設けた光照射部及
びイオン交換部を有する除染液浄化系とを具備したこと
を特徴とする。

【００３２】この発明において、除染液循環系は放射線
取扱施設の配管、機器、または構造部品等の除染対象物
を化学的に除染する系統で、有機酸と除染対象物を接触
させ金属酸化物を溶解する。オゾン注入系は硝酸により
ｐＨ５以下に調整した溶液にオゾンガスをミキシングポ
ンプにより注入し、得られるオゾン水溶液を除染対象物
と接触させる。

【００３３】除染液浄化系は、除染後の有機酸廃液にオ
ゾンガスを注入し、さらに光照射部を通水することでシ
ュウ酸廃液を分解すると共に、溶出金属をイオン交換樹
脂により回収する。除染液循環系とオゾン注入系は除染
対象部位であり、除染対象部位を満たした溶液により、
除染する。オゾンガスを効率的に除染溶液に注入し、ま
た有機酸と組み合わせて除染を行い、少ない二次廃棄物
の発生量で高い除染効果を得ることができる。

【００３４】請求項17に対応する発明、容器状物体から
なる除染対象物に接続し、前記除染対象物内に貯留する
除染液を流入し流出するポンプを有する第１の除染液循
環系と、この第１の除染液循環系の配管に設けたオゾン
発生器及びポンプを有するオゾン注入系と、このオゾン
注入系のポンプの吐出側と前記除染対象物との間の前記
第１の除染液循環系の配管に設けた光照射部及びイオン
交換部を有する除染液浄化系と、前記除染対象物内の除
染液を流出し流入するポンプを有する第２の除染液循環
系とを具備したことを特徴とする。

【００３５】この発明では第１の除染液循環系及び除染
液浄化系、または第２の除染液循環系は、仮設の除染装
置であり、除染装置内を満たした溶液にオゾンガスを注
入しオゾン水溶液としたものを除染対象部位へ供給する
か、あるいは除染装置内に除染対象物を浸漬する。これ
により、オゾンガスを効率的に除染溶液に注入し、また
シュウ酸と組み合わせて除染を行い、少ない二次廃棄物
発生量で高い除染効果を得ることができる。

【００３６】請求項18に対応する発明は、前記イオン交
換部の出口側と前記オゾン注入系のポンプの吸込側との
間から分岐してポンプを有するバイパス系を設けてなる
ことを特徴とする。この発明によれば、バイパス系とバ
イパス系にポンプを設けることにより除染対象物内の除
染液の攪拌効果を高め、除染効率を向上できる。

【００３７】請求項19に対応する発明は、原子炉冷却材
再循環ポンプまたは立上り部を有する配管からなる除染
対象物に離間して取付けた第１の除染座及び第２の除染
座と、前記第１の除染座に接続したオゾン発生器及びポ
ンプを有するオゾン注入系と、前記第２の除染座に接続
した光照射部及びイオン交換部を有する浄化系とからな
り、前記イオン交換部の出口側を前記オゾン注入系のポ
ンプの吸込側に接続してなることを特徴とする。

【００３８】この発明によれば、原子炉に接続している
再循環ポンプまたはこのポンプに接続している立上り部
を有する配管にオゾン注入系及び除染液浄化系を接続す
るだけで、再循環ポンプやその配管の除染を容易に行う
ことができる。

【００３９】請求項20に対応する発明は、除染対象物を
除染液中に浸漬するバッファタンクと、このバッファタ
ンクに接続したポンプを有する除染液循環系と、前記バ
ッファタンクに接続したポンプ及びオゾン発生器を有す
るオゾン注入系と、前記バッファタンクに接続したｐＨ
調整剤供給装置及び有機酸供給装置と、前記除染液循環
系に設けた光照射部及びイオン交換部を有する除染液浄
化系とを具備したことを特徴とする。この発明によれ
ば、除染対象物が小物部品や除染液を通流できない形状
の部品をバッファタンク内に浸漬するだけで除染を容易
に行うことができる。

【００４０】請求項21に対応する発明は、前記バッファ
タンクにオゾン排気系を取付け、このオゾン排気系にオ
ゾン排ガス処理装置を設けてなることを特徴とする。こ
の発明では、オゾン酸化溶解工程または還元剤分解工程
において使用したオゾンのうち、消費されなかった未反
応のオゾンガスを分解し、酸素とする高濃度では人体に
有毒なオゾンガスを処理し、安全に排出することが可能
である。

【００４１】請求項22に対応する発明は、前記オゾン排
ガス処理装置はオゾンを酸素に分解する活性炭または金
属触媒が組込まれたものからなることを特徴とする。こ
の発明によれば、前記オゾン排ガス処理装置では、活性
炭または金属触媒によりオゾンを酸素に分解するので、
高濃度では人体に有毒なオゾンガスを処理し、安全に排
出することが可能である。

【００４２】請求項23に対応する発明は、前記オゾン排
ガス処理装置の出口側に酸素ガス導出配管の一端を接続
し、この酸素ガス導出配管の他端を結合触媒装置に接続
し、この結合触媒装置と前記オゾン発生器の陰極室とを
水素ガス導出配管を介して接続してなることを特徴とす
る。

【００４３】この発明によれば、前記オゾン排ガス処理
装置において、オゾン排ガスの分解生成物である酸素
と、オゾンガス発生源として用いる固体電解質に区画さ
れた水の電気分解装置の陰極室から発生する水素ガスと
を、触媒により結合させ、高濃度では人体に有毒である
オゾンガスを処理し、水として安全に排出することがで
きる。

【００４４】請求項24に対応する発明は、前記バッファ
タンクにオゾン排気系の一端を取付け、このオゾン排気
系の他端を前記オゾン注入系のポンプの吸込側に接続し
てなることを特徴とする。この発明によれば、オゾン排
ガスを再びオゾン注入系のポンプにより除染液循環系内
に再注入することにより、オゾン排ガスを有効に再利用
することができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明に係る放射線取扱施設の構
造部品の化学除染方法及びその装置の第１〜第18の実施
の形態を説明する。 （第１の実施の形態）この第１の実施の形態は、請求項
１に対応する発明に係り、オゾンの酸化力による放射線
取扱施設、例えば原子力施設の構造部品に付着した酸化
皮膜を溶解する除染方法である。

【００４６】オゾンは酸化力を持つ気体であり、また水
中に溶解したオゾンは下式(1) 〜(5) のような反応によ
り分解し、各種の活性酸素種が生成する。 Ｏ₃ ＋ＯＨ^- →ＨＯ₂ ＋Ｏ₂ ^- …(1) Ｏ₃ ＋ＨＯ₂ →２Ｏ₂ ＋ＯＨ …(2) Ｏ₃ ＋ＯＨ→Ｏ₂ ＋ＨＯ₂ …(3) ２ＨＯ₂ →Ｏ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ …(4) ＨＯ₂ ＋ＯＨ→Ｏ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ …(5) オゾン及びこれら活性酸素種は、表１に示す酸化還元電
位から分かるように、過マンガン酸イオンと比較して強
い酸化力を持っている。

【００４７】

【表１】

【００４８】放射線取扱施設、例えば原子力発電所の配
管、構造部品等の表面に付着または生成する金属酸化皮
膜のうち、難溶性のクロム系酸化物は還元的に溶解する
ことは困難であるが、酸化することにより酸化溶解す
る。オゾンは上述のように強い酸化力を持つため、酸化
溶解のための除染剤として適用可能である。

【００４９】しかし、従来から一般的にオゾンガス発生
器には、空気または酸素ガスを原料として無声放電を行
い、下式(6) 、(7) の反応によりオゾンを発生させる無
声放電方式が多く用いられている。 Ｏ₂ ＋ｅ^- （＞５ｅＶ）→２Ｏ …(6) Ｏ＋Ｏ₂ →Ｏ₃ …(7)

【００５０】従来の無声放電方式により発生させるオゾ
ンガス濃度は最大で数vol ％程度である。汎用的に利用
されるこの程度の濃度のオゾンガスを水に溶解したオゾ
ン水溶液で酸化溶解する除染方法では、従来の過マンガ
ン酸によって酸化溶解を行う化学除染方法と比較して酸
化皮膜の溶解効果が劣る欠点がある。

【００５１】この欠点を解決するため、酸化皮膜の溶解
性能を向上させる方法を検討した。オゾンによる酸化皮
膜の溶解は同一温度条件であれば、溶液中のオゾン濃度
が高い程効果的であり、オゾンの水溶液への溶解濃度は
溶液のｐＨに依存する。

【００５２】そこで、オゾン水溶液のｐＨによる酸化皮
膜の溶解特性を調べた。酸またはアルカリを500 cm³ の
50℃の純水に添加し、ｐＨを３〜９に調整した。この溶
液に４vol ％のオゾンガス50cm³ ・min ^-1の流量で通気
し、溶液中のオゾンの溶解濃度を測定した。

【００５３】試験片として原子炉構造部品を構成する材
料の一種であるSUS304の試験片（２×３cm×0.1cmt）に
沸騰水型原子力発電所（ＢＷＲ）の一次系の流体条件を
模擬した高温水に3000時間曝露し、酸化皮膜を付与した
物を用いた。

【００５４】この試験片を前記の条件でオゾンを供給し
ているオゾン水溶液に２時間浸漬した。酸化処理を行う
と、酸化溶解する成分の重量は減少するが、その他のさ
らに高い酸化状態となり得る酸化物は酸素が結合するた
め、逆に重量が増加する。酸化処理後の試験片重量はこ
れらの重量増減が複合した結果であり、酸化溶解効果を
明確に判別できない。

【００５５】そのため、それに続いて0.2 ％、95℃のシ
ュウ酸溶液に試験片を１時間浸漬し、酸化処理及び還元
処理において溶解し得る酸化物を全て除去したのち、試
験片の重量減量を測定した。また、比較のため同一条件
で生成した試験片を、従来法で用いられる過マンガン酸
溶液（温度95℃、濃度0.03％）により２時間酸化処理を
行い、その後前記のシュウ酸処理と同様の条件により還
元溶解し、重量減量を測定した。

【００５６】図１に各ｐＨ水溶液中で酸化処理を行った
場合の酸化皮膜の溶解量を示す。酸化皮膜の溶解量はｐ
Ｈ５以下で急激に上昇し、過マンガン酸法と同等以上の
溶解性能を示した。ｐＨ５以下のオゾン水溶液は、95
℃、0.03％の過マンガン酸溶液の酸化還元電位の測定結
果1050mVよりも高い電位であった。

【００５７】水溶液のｐＨが酸性〜中性の領域で1000mV
前後の酸化還元電位では、クロムはＨＣｒＯ₄ ^- 、Ｃｒ
Ｏ₄ ^2-またはこれらが縮合したＣｒ₂ Ｏ₇ ^2-の化学形が
安定である。従って、オゾンによりＣｒ₂ Ｏ₃ は、溶液
中で下式のような反応により溶解すると考えられる。 Ｃｒ₂ Ｏ₃ ＋３Ｏ₃ ＋２Ｈ₂ Ｏ→２ＣｒＯ₄ ^2-＋４Ｈ⁺ ＋３Ｏ₂ …(8) Ｃｒ₂ Ｏ₃ ＋３Ｏ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ→Ｃｒ₂ Ｏ₇ ^2-＋２Ｈ⁺ ＋３Ｏ₂ …(9)

【００５８】本実施の形態では放射線取扱施設の例とし
て原子力施設で説明したが、医療や非破壊検査関係等、
放射線や放射性物質を取扱う施設の構造部品に対しても
本実施の形態の化学除染方法を適用することができる。

【００５９】（第２の実施の形態）この第２の実施の形
態は、請求項２，４，６，15の発明に対応するもので、
固体電解質電解方式のオゾン発生器を用いた除染方法の
例である。図２に、固体電解質電解方式のオゾン発生器
の構成例を示す。

【００６０】オゾンガスは図２に示すオゾン発生器から
得られるオゾンガスである。すなわち、オゾン発生器は
固体電解質１を境界とし、その一方側に陽極２を備えた
陽極室４と、固体電解質１の他方側に陰極３を備えた陰
極室５とを有する電気分解装置において、触媒金属製陽
極２を用いて純水を電気分解することにより陽極室４か
らオゾンガス９を発生させるものである。

【００６１】イオン交換膜などからなる固体電解質１
を、二酸化鉛などの触媒金属を材料とする陽極２と陰極
３ではさみ、区画された陽極室４、陰極室５に純水６を
供給する。両電極２，３間に直流電源７から直流電圧を
印加する。

【００６２】このような構成の電気分解装置において純
水を電気分解すると、陽極２の表面で(10)、(11)式の反
応が生じ、酸素８とオゾンガス９が発生する。 ２Ｈ₂ Ｏ→Ｏ₂ ↑＋４Ｈ⁺ ＋４ｅ^- …(10) ３Ｈ₂ Ｏ→Ｏ₃ ↑＋６Ｈ⁺ ＋６ｅ^- …(11)

【００６３】このオゾン発生器を用いると、現在は最大
で20vol ％程度の濃度のオゾンガス９を発生させること
が可能である。このオゾンガス９を水に通気すること
で、高濃度のオゾン水溶液が生成し、その水溶液で酸化
処理を行うと高い酸化皮膜除去効果が得られる。

【００６４】また、陽極室４では、オゾンガス９と同時
に、純水にオゾンが溶解したオゾン水溶液10も発生す
る。このオゾン水溶液10を直接放射線取扱施設の配管等
に供給することによって、配管表面の酸化皮膜を酸化溶
解するが可能である。

【００６５】一方、陰極室５からは、水素ガス11と同時
に、純水に水素ガスが溶解した還元性水溶液12が発生す
る。この還元性水溶液12を放射線取扱施設の除染対象物
配管等に供給することにより、酸化皮膜中の還元により
溶解可能な鉄酸化物等の成分が溶解される。

【００６６】さらに、陰極室５から発生する水素ガス11
により、還元溶解工程において除染液中に溶解した鉄の
３価錯体の一部を還元し、陽イオン交換樹脂に捕集され
やすい鉄の２価錯体の割合を高めることで、除染液中の
放射性物質を陽イオン交換樹脂で効率的に分離，捕集
し、除染中の雰囲気線量を低減することが可能である
（請求項15の発明に対応）。

【００６７】（第３の実施の形態）この第３の実施の形
態は、請求項３の発明に対応し、図３により本実施の形
態を説明する。

【００６８】すなわち、オゾンによる酸化皮膜を酸化溶
解する酸化溶解工程14と、シュウ酸等の還元力を有する
有機酸水溶液により酸化皮膜を溶解する還元溶解工程16
と、使用後に残留した過剰量の還元剤を分解する還元剤
分解工程18と、溶液中に溶出した金属イオンと除染剤を
イオン交換樹脂により分離する第１〜第３の分離工程1
5，17，19を備えている。そして、酸化溶解工程14にお
いて前記オゾン水溶液の酸化力により酸化皮膜を溶解す
る。

【００６９】図３において、除染対象機器13は例えば原
子力発電施設の系統配管で、この除染対象機器13に、酸
化溶解工程14としてオゾン水溶液を供給し、オゾンの酸
化力により酸化皮膜中のクロム酸化物を(8) 、(9) 式に
示した反応により酸化溶解する。溶解したクロム酸イオ
ン及びｐＨ調整剤である酸は、第１の分離工程15におい
て陰イオン交換樹脂により回収される。

【００７０】次に、還元溶解工程16では、シュウ酸溶液
を除染対象機器13に供給し、酸化皮膜の主成分である鉄
系酸化物を溶解する。シュウ酸などの有機酸により鉄系
酸化物は(12)式の反応により溶解する。 Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＋（COOH）₂ ＋４Ｈ⁺ →２Ｆｅ²⁺＋３Ｈ₂ Ｏ＋２ＣＯ₂ …(12)

【００７１】酸化溶解工程14と還元溶解工程16とを組み
合わせることによる酸化皮膜の除去効果は、第１の実施
の形態を説明した図１に示した実験により確認されてい
る。溶解したＦｅ²⁺や放射性核種であるＣＯ²⁺等の陽イ
オンを溶出金属の第２の分離工程17では、陽イオン交換
樹脂により分離し、除染液中の過剰なシュウ酸は還元剤
分解工程18においてＣＯ₂ ガスと水に分解される。

【００７２】これらの14〜18の工程は、除染液中の放射
能濃度及び空間線量等を測定し、必要に応じて繰り返し
行われる。使用済みの除染廃液中のシュウ酸は分解工程
18によりほとんどが分解され、わずかに残留したシュウ
酸と溶出金属は第３の分離工程19において陽イオン交換
樹脂と陰イオン交換樹脂により分離される。

【００７３】従って、廃液はイオン交換水に近い状態で
あり、排水として既設の液体廃棄物処理系に排出するこ
とが可能である。また、酸化皮膜の主成分である鉄系酸
化物を先に除去するために、還元溶解，溶出金属分離，
還元剤分解工程の16，17，18，19を酸化溶解工程14の前
に挿入する方法も効果的である。

【００７４】（第４の実施の形態）この第４の実施の形
態は、酸性水溶液は硝酸によりｐＨが調整されているこ
とを特徴とし、請求項５の発明に対応しており、オゾン
水溶液のｐＨ調整方法について説明する。

【００７５】オゾン水溶液のｐＨ調整剤の検討として、
代表的な無機酸、シュウ酸を添加した酸性溶液ついてオ
ゾンの溶解濃度と酸化皮膜の溶解量を測定した。無機酸
である硝酸と、硫酸を純水500 cm³ に添加しｐＨ３とし
た60℃の酸性溶液に、第１の実施の形態で示した実験と
同様の条件でオゾンガスを通気した。溶液中のオゾン濃
度は硝酸、硫酸どちらの溶液についても同温度の純水の
場合の約２倍の濃度が得られた。

【００７６】また、シュウ酸であるシュウ酸を純水500
cm³ に添加しｐＨ２とした50℃の酸性溶液に、無機酸の
場合と同様の条件でオゾンガスを通気した。オゾンガス
通気初期にはオゾン濃度が約20ppm であったが、オゾン
を通気するに従ってｐＨの上昇とオゾン濃度の低下が見
られ、２時間オゾンを通気した後はｐＨは3.5 に上昇
し、オゾン濃度は約３ppm に低下した。

【００７７】これはシュウ酸等のシュウ酸がオゾンによ
り分解されるため、液相中のオゾンが分解に消費される
とともに、シュウ酸の減少に伴いｐＨが上昇しオゾンの
溶解量が低下することによると考えられる。これらの無
機酸、シュウ酸の酸性オゾン水溶液による酸化皮膜の溶
解実験結果を図４に示す。

【００７８】50〜60℃の純水に、硝酸、硫酸、シュウ酸
をそれぞれ添加しｐＨを２または３に調整した後、オゾ
ンを先と同様の条件で通気しながら、酸化皮膜を付与し
たSUS304試験片を２時間浸漬した。酸化処理後、第１の
実施の形態で示した実験と同様の条件でシュウ酸に浸漬
し、試験片の重量減量を測定した。

【００７９】硝酸または硫酸を添加したｐＨ３の酸性オ
ゾン水溶液の場合は過マンガン酸処理の場合の約1.5 倍
の酸化皮膜の溶解効果があったが、シュウ酸を添加しｐ
Ｈを２に調整した場合は過マンガン酸処理と同等程度で
あった。このことから硝酸、硫酸等の無機酸を添加する
ことにより酸化皮膜の酸化溶解性能が向上することが分
かった。

【００８０】ただし、供用中の原子力施設配管の除染を
行う場合には、硫酸や塩酸は金属材料の応力腐食割れや
孔食の原因となるため、これらの使用は好ましくない。
金属材料への影響が少なくまたそれ自体も酸化力を持つ
硝酸が添加剤としては適切である。しかし、硝酸を用い
ても、強い酸性条件下では金属材料が腐食されるため、
酸化処理時のｐＨは３以上程度であることが望ましい。

【００８１】硝酸を添加したオゾン水溶液を用いる場
合、溶出金属イオンの分離工程おいて、硝酸（Ｎ
Ｏ₃ ^- ）イオンは金属イオンと共にイオン交換樹脂で回
収されるため、二次廃棄物の発生源となる。過マンガン
酸による酸化処理の場合は、マンガンがＭｎ²⁺として陽
イオン交換樹脂に捕捉される。

【００８２】原子力発電所において通常用いられている
イオン交換樹脂の交換容量（陽イオン交換樹脂：1.9eq
／Ｌ、陰イオン交換樹脂：1.1eq ／Ｌ）を基に、0.03％
の過マンガン酸溶液と、ｐＨ３及びｐＨ４の硝酸溶液を
用いた場合の、イオン交換樹脂発生量を比較した結果を
図５に示す。なお、図５では過マンガン酸Ｍｎ²⁺を陽イ
オン交換樹脂で回収し、オゾンＮＯ₃ ^- を陰イオン交換
樹脂で回収した。

【００８３】図５から明らかなように、過マンガン酸に
起因して発生する樹脂量に対し、オゾン酸化ではｐＨ３
の場合で１／３、ｐＨ４の場合は１／30の発生量であ
り、硝酸を添加しても二次廃棄物の発生量を低減可能で
ある。

【００８４】また、ｐＨ調整剤として緩衝剤も挙げられ
る。しかし、ｐＨ３〜４の領域に緩衝能力を持つものは
酢酸−酢酸ナトリウム等のシュウ酸を含むものが一般的
であり、これを添加すると前述のシュウ酸によるｐＨ調
整の結果と同様に、シュウ酸の分解にオゾンが消費さ
れ、酸化溶解性能は劣ると考えられる。

【００８５】（第５の実施の形態）この第５の実施の形
態は、オゾン水溶液を50℃の温度範囲で使用することに
あり、請求項７の発明に対応している。図３に示す酸化
溶解工程14及び還元溶解工程16の実施条件について説明
する。

【００８６】従来の過マンガン酸を用いた化学除染方法
では、酸化処理、還元処理ともに95℃の高温条件で行っ
ているが、第１の実施の形態において述べた通り、50℃
の温度条件のｐＨ３〜５の酸性オゾン水溶液は、良好な
酸化皮膜溶解性能を持つことが示された。

【００８７】水溶液中に溶解するオゾン濃度は低温ほど
高いが、クロム酸化物の酸化反応は高温ほど促進される
と考えられる。従って、オゾンの溶解濃度と酸化反応の
促進効果がバランスする、酸化皮膜を溶解するのに適正
な温度条件が存在すると考えられる。

【００８８】そこで、酸化溶解時の温度による酸化皮膜
の溶解特性を調べた。硝酸によりｐＨを３〜５に調整し
た各温度の溶液を用いて、前記と同様の手順、条件にて
酸化皮膜の溶解量を測定した。測定結果を図６に示す。

【００８９】図６から明らかなように、オゾン濃度は全
てのｐＨ溶液において溶液温度が低いほど高く、酸化皮
膜の溶解量は低温側の40℃が最も低いことが認められ
た。これは、低温溶液ではオゾン濃度は高いが、温度が
低いためにクロム酸化物の酸化反応が進まなかったと考
えられる。

【００９０】酸化皮膜の溶解効果は、ｐＨ３，４の溶液
で50℃以上の温度範囲であれば過マンガン酸法と同等以
上であり、酸化処理条件は50℃以上で行うことが効果的
であると考えられる。また、シュウ酸処理時の溶液温度
をオゾン酸化処理時と同等の低い温度で行っても、十分
な酸化皮膜の溶解効果があれば、除染溶液の温度を上昇
させるために必要なエネルギー及び時間を節減できる。

【００９１】図７に、シュウ酸を用いた還元溶解の、溶
液温度による酸化皮膜溶解効果への影響を示す。60℃の
オゾン水溶液により、前記と同様の手順、条件にて酸化
処理を行った試験片を、40〜95℃の各温度の0.2 ％シュ
ウ酸に１時間浸漬し、重量減量を測定した。

【００９２】ｐＨ３で酸化処理を行った試験片は、シュ
ウ酸の温度に依らず酸化皮膜溶解量はほぼ一定であり、
全ての温度領域で従来の過マンガン酸法よりも酸化皮膜
の溶解効果が高かった。ｐＨ４で酸化処理を行った試験
片は、40〜95℃の温度範囲で、シュウ酸温度が低いと溶
解量が小さく、50℃以上の条件で過マンガン酸法よりも
優れた酸化皮膜溶解効果を示した。

【００９３】従って、ｐＨ３〜４の酸性オゾン水溶液を
用いて良好な酸化皮膜の溶解効果が示される50℃以上の
温度領域で、極力低めの温度条件で除染を実施すれば、
その後の溶出金属の分離工程において直接除染液を通水
してもイオン交換樹脂の熱による劣化を抑制でき、必要
なイオン交換樹脂量を節約できる。また、除染液の昇温
に必要な時間、エネルギーも節約可能である。

【００９４】（第６の実施の形態）この第６の実施の形
態は、請求項８の発明に対応しており、使用後除染液中
の過剰量の還元剤の分解方法について説明する。

【００９５】本実施の形態は図３に示した還元剤分解工
程18において、オゾンまたはオゾン水溶液をシュウ酸溶
液に加えるとともに、紫外線または放射線照射あるいは
過酸化水素を注入することによりシュウ酸を分解するこ
とにある。

【００９６】使用後の除染中の過剰量の還元剤を分解せ
ずに溶出金属の分離工程に移行すると、陰イオン交換樹
脂の交換容量の大部分が還元剤により消費されてしまう
ため樹脂の必要量が非常に多くなる。

【００９７】従って、除染廃液中の還元剤成分は、陰イ
オン交換樹脂を通す第１の分離工程15の前に廃液中から
除去する必要がある。還元剤であるシュウ酸は、オゾン
により酸化分解する。また、オゾンと、紫外線照射ある
いは過酸化水素添加などを併用するとさらに分解速度は
向上する。

【００９８】図８にオゾンと紫外線照射（Ｏ₃ ＋ＵＶ照
射）によるシュウ酸の分解実験結果を示す。0.2 ％のシ
ュウ酸溶液に0.7vol％のオゾンガスを0.8 dm³ ・min ^-1
で供給すると同時に、100 Ｗの高圧水銀ランプの紫外線
を照射した。紫外線照射（ＵＶ照射）単独の場合と比較
して、オゾンを併用すると分解速度が向上し、有機炭素
は４時間で10ppm 以下に減少した。

【００９９】より高濃度のオゾンガスを用いれば、さら
に分解時間を短縮することが可能である。オゾンと紫外
線照射によりシュウ酸を分解した場合、分解後に残留す
る溶液は水であり、シュウ酸及びその分解剤に起因した
二次廃棄物が発生しない。

【０１００】（第７の実施の形態）この第７の実施の形
態は、請求項９，10の発明に対応しており、酸化剤の分
解工程を含む除染方法について説明する。

【０１０１】この第３の実施の形態において図３に示し
た除染方法の実施フロー図において、酸化溶解工程14か
ら第１の分離工程15に移行する際、オゾンが残留してい
る水溶液を直接イオン交換樹脂に通水すると樹脂がオゾ
ンにより劣化する恐れがある。さらに、その後還元溶解
工程16に移行する際にオゾンが残留していた場合、直接
還元剤を投入すると還元剤がオゾンに分解され消費され
るため、その損失分を補うために還元剤を過剰量投入す
る必要がある。

【０１０２】そこで、本実施の形態では図９のフロー図
に示すように、酸化溶解工程14の後に、使用済みオゾン
水溶液中のオゾンを紫外線または放射線の照射により分
解する酸化剤分解工程21を設ける。これによりイオン交
換樹脂のオゾンによる劣化を防止することができる（請
求項９対応）。

【０１０３】図10に、低圧水銀ランプにより発生させた
紫外線による溶液中オゾンの分解効果を示す。紫外線に
よりオゾンは分解され、初期濃度3.6ppmが数分で0.1ppm
以下となっている。従って、紫外線照射を行えば、酸化
溶解工程14の後にわずかの時間で溶液中のオゾンは分解
し、イオン交換樹脂の劣化を抑制できる。

【０１０４】また、酸化剤分解工程21と平行して、また
は酸化剤分解工程21後に、イオン交換樹脂による分離工
程によりｐＨ調整剤及び溶出金属イオンを分離し、分離
後のシュウ酸試薬を添加することで溶解工程に移行する
（請求項10対応）。

【０１０５】すなわち、酸化剤分解後、陰イオン交換樹
脂によりｐＨ調整剤の酸や溶解したクロム酸イオン等を
分離すると処理後の溶液は清浄なイオン交換水となるの
で、還元溶解工程16に移行する場合、その溶液に直接還
元剤試薬を投入することが可能である。

【０１０６】さらに、酸化溶解，酸化剤分解，還元溶
解，還元剤分解の一連の工程を、50℃以上の同一温度条
件で行うと、除染性能が良好で、かつ各工程間で溶液の
昇温あるいは降温を行う必要がなく連続的に次の工程に
移行できるため作業時間の短縮、エネルギー消費の低減
となる。

【０１０７】（第８の実施の形態）この第８の実施の形
態は、請求項11の発明に対応しており、オゾン水溶液の
酸化溶解性能の監視を除染対象物の除染液の入口または
出口でオゾン濃度または酸化還元電位を測定する方法に
ついて説明する。

【０１０８】第１の実施の形態において示した図１の実
験結果から、酸化皮膜の溶解性能はオゾン濃度に依存し
ている。また、図11に示す溶液中のオゾン濃度と酸化還
元電位を測定した結果から、酸化還元電位はオゾン濃度
に依存しており、オゾン水溶液の酸化溶解性能は、酸化
還元電位により評価されるので、この測定により監視す
ることが可能である。

【０１０９】すなわち、オゾン水溶液の酸化溶解性能
を、除染対象物の除染液の入口または出口でオゾン濃
度、または酸化還元電位を連続的に測定することで、酸
化皮膜の溶解効果をリアルタイムに監視できる。オゾン
の自己分解や酸化反応での消費による溶解性能の低下の
度合を監視することで、必要に応じてオゾン供給量を調
整することができ、効率的に除染処理を行うことができ
る。

【０１１０】（第９の実施の形態）この第９の実施の形
態は、請求項12に対応しており、還元溶解工程16に有機
酸、例えばシュウ酸とその塩の混合溶液を用いることに
あり、原子力施設の構造部品の化学除染方法について説
明する。

【０１１１】従来、酸化，還元試薬を用いて酸化皮膜を
溶解する化学除染方法は、主にステンレス鋼部分を除染
対象物としている。原子炉の構造材料としてはステンレ
ス鋼の他に炭素鋼があるが、炭素鋼は金属母材の耐食性
が低いため、除染剤である有機酸により母材が腐食され
るという問題があった。

【０１１２】そこで、本実施の形態ではシュウ酸による
還元溶解時にシュウ酸とシュウ酸の塩との混合溶液を添
加すると、ｐＨの緩衝作用により同濃度のシュウ酸溶液
よりｐＨが高く維持され、炭素鋼の母材腐食が抑制され
る。図12には、酸化、還元除染時に20mol ／ｍ³ シュウ
酸による溶解と、20mol ／ｍ³ シュウ酸、20mol ／ｍ³
シュウ酸カリウム混合溶液による溶解を行った場合の炭
素鋼の腐食量を比較した結果を示す。

【０１１３】除染性能はどちらの場合も同程度の効果で
あり、炭素鋼の腐食量はシュウ酸と比較してシュウ酸／
シュウ酸カリウムの場合１／３程度に低減した。従っ
て、シュウ酸／シュウ酸塩の混合溶液を用いることで、
炭素鋼部分に対する除染が可能である。

【０１１４】（第10の実施の形態）この第10の実施の形
態は請求項13の発明に対応しており、図３及び図９に示
す還元剤分解工程18において、光照射とその光により励
起される酸化チタンの光触媒によりシュウ酸を分解する
ことにある。

【０１１５】以下、有機酸とオゾンを用いた例えば原子
力施設構造部品の化学除染方法から発生する有機酸廃液
の処理方法について説明する。酸化チタンはｎ型半導体
であり、バンドギャップ以上のエネルギーを持つ光で励
起すると内部に電子、正孔対が生成する。この正孔は強
い酸化力を持ち、水と接している場合水が正孔により酸
化され、酸化力の強いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を
生成する。

【０１１６】従って、光励起された酸化チタンと有機酸
溶液を接触させると、酸化チタンの正孔、または正孔と
反応して生じたヒドロキシラジカルにより有機酸は酸化
され、分解する。酸化チタンのバンドギャップは約3.2e
V であり、これは約380nm の波長に相当し、紫外線やエ
キシマ光等のそれ以下の波長領域の光で酸化力を生じ
る。

【０１１７】図13に、低圧水銀ランプによる紫外線（18
5nm ，254nm ）を照射した光触媒の酸化チタンによる有
機酸の分解効果を示す。図13から明らかなように有機炭
素濃度は、約５時間で初期濃度の１／10以下に低減する
ことが認められた。また、オゾンを併用すると、さらに
効果的に分解できることが確認された。

【０１１８】（第11の実施の形態）この第11の実施の形
態は請求項14の発明に対応しており、図３及び図９に示
す還元剤分解工程18の光照射はエキシマ光の照射であ
り、これとオゾンまたは酸素によりシュウ酸を分解する
ことにある。

【０１１９】図14によりエキシマ光とオゾンによる有
機物の分解、エキシマ光と酸素による有機物の分解、
エキシマ光による有機物の分解について説明する。図
14はエキシマ光を利用した有機酸の分解原理を示してい
る。すなわち、有機酸の分解には、光照射と酸素または
オゾンの併用法が有効である。照射光としては、Ｏ＝
Ｏ、Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｈ等の結合を切断するエネル
ギーを持つ260nm以下程度の波長領域の光が利用可能で
ある。

【０１２０】紫外線の場合は、185nm の紫外線が酸素に
吸収されオゾンを生成し、このオゾンに254nm の紫外線
が吸収されると活性な酸素原子が生成する。この活性酸
素原子は非常に反応性が高く有機酸を分解する。また、
照射光としてエキシマ光が利用可能である。希ガスの２
量体や希ガスのハロゲン化物のエキシマ状態から基底状
態に戻る際に発生する光（エキシマ発光）は172nm 前後
の波長の光を含む。172nm の光により、オゾンは酸素分
子と活性な酸素原子を生成し、この酸素原子は有機酸を
分解しＣＯ₂ ，Ｈ₂ Ｏ等を発生する。

【０１２１】また、酸素分子との反応によっても、直接
的にあるいはオゾン生成過程を経由して活性酸素を生じ
有機酸を分解する。さらに、エキシマ光自身によって直
接有機酸の結合を切断し分解する。この場合、185nm の
紫外線よりもエネルギーが強く、高効率で有機酸を分解
をすることが可能である。

【０１２２】（第12の実施の形態）図15から図18により
請求項16の発明に対応する化学除染装置として第12の実
施の形態を説明する。

【０１２３】本実施の形態は放射線取扱施設の構造部品
を化学除染するための化学除染装置に関するもので、除
染対象物22は放射線取扱施設、例えば原子炉に付設する
配管や炉内機器類等で、一端から他端に向けて除染液24
が流れる配管や機器類等を対象としている。

【０１２４】すなわち、図15において、符号25は除染液
24を貯留するためのバッファタンクで、このバッファタ
ンク25には除染対象物22に除染液24を流入し、流出する
ための除染液循環系41が接続している。

【０１２５】除染液循環系41はバッファタンク25の底部
から除染液24を流出する除染液流出配管42と、除染対象
物22内を通流して除染し、除染後の除染液をバッファタ
ンク25の上端からバッファタンク25内に戻す除染液戻し
配管43とを有し、除染液流出配管42と除染液戻し配管43
との間に上流側から下流側へ沿って循環ポンプ32，ヒー
タ26，光照射部30及びイオン交換部27を備えた除染液浄
化系44と、除染対象物22が接続されている。

【０１２６】また、バッファタンク25にはオゾン注入系
45がオゾン注入配管46を介して接続されている。オゾン
注入系45はオゾン発生器28とミキシングポンプ29とから
なっている。ミキシングポンプ29の吸込側とバッファタ
ンク25の底部とは連通管47により接続している。さら
に、バッファタンク25の上端にはｐＨ調整剤供給装置31
と有機酸供給装置23が接続している。

【０１２７】次に上記構成における化学除染装置の作用
を説明する。除染対象物22に有機酸供給装置23から有機
酸例えばシュウ酸を除染液24としてバッファタンク25内
から循環ポンプ32により除染液循環系41を通して供給す
る。この時、シュウ酸はヒータ26により任意の温度に昇
温する。シュウ酸によって、除染対象物22の金属表面に
付着した放射性物質を含む酸化皮膜中の鉄酸化物は還元
反応や、酸溶解，キレート化によって溶解する。

【０１２８】除染液24中に溶出した鉄や、放射性核種で
あるコバルト等の陽イオンは、イオン交換部27の陽イオ
ン交換樹脂により分離，回収する。オゾン発生器28から
発生したオゾンガスをミキシングポンプ29よりシュウ酸
に注入し、さらに光照射部30で光照射をすることによ
り、シュウ酸はＣＯ₂ ガスと水に分解し、浄化する。こ
の溶出金属分離及びシュウ酸分解を平行して行うことが
できる。

【０１２９】次に、ｐＨ調整剤供給装置31からｐＨ調整
剤、例えば硝酸を加えてｐＨ５以下とした酸性溶液に、
オゾン発生器28から発生したオゾンガスをミキシングポ
ンプ29からオゾン注入配管46を通してバッファタンク25
内に注入してオゾン含有水溶液とし、この水溶液を除染
液24とする。この除染液24をバッファタンク25に貯留す
る。そして、除染液24を除染液流出配管42を通して循環
ポンプ32によりヒータ26を介して除染対象物22に供給す
る。

【０１３０】この供給時に除染液24はヒータ26により任
意の温度に昇温する。オゾンを含有した除染液24によ
り、除染対象物22の内面表面に付着した放射性物質を含
む酸化皮膜中のクロム酸化物は酸化溶解する。オゾンに
よるクロム酸化物の酸化溶解効果の溶液温度に対する依
存性を図16に示す。

【０１３１】図16から明らかなように、溶液温度が80℃
の条件において、クロムの溶解効果は最も高い。しか
し、溶液の温度が80℃と高い場合、溶液中のオゾンの分
解は促進され、溶存オゾンは短時間で減少する。そのた
め、オゾン含有溶液が系統内を循環する間に溶存オゾン
濃度は低下し除染効果が低下する恐れがある。

【０１３２】図17に示した気相及び液相におけるオゾン
濃度の経時変化により、気相中のオゾン濃度は液相中に
比して減少速度が小さいことが分かる。従って、オゾン
ガスをミキシングポンプ29で溶液内に注入し、液中に溶
存可能な量より過剰量のオゾンを気泡の形でガス状態の
まま溶液と共存させて系統内を循環させると、溶液中の
オゾン濃度が減少するのに伴って気泡中のオゾンガスか
らオゾンが溶解し、溶液中のオゾン濃度の低減が抑制さ
れる。

【０１３３】図18に、一定濃度のオゾンガスと共存させ
た水溶液による酸化溶解処理とシュウ酸による還元処理
を組み合わせ、沸騰水型原子力発電所の一次系配管から
採取した金属試験片の除染を行った結果を示す。

【０１３４】図18から明らかなように、有機酸処理，オ
ゾン処理＋有機酸処理，オゾン処理＋有機酸処理の３サ
イクルの除染後には、試験片の放射能量は１／100 以下
に低下し、過マンガン酸法と同程度の高い除染効果があ
ることが確認された。以上から、オゾンガスと水溶液を
共存させたオゾン含有除染液を除染対象部に一定時間接
触させることにより、高い除染効果が得られる。

【０１３５】以上の還元溶解，浄化，酸化溶解工程を除
染液中の放射能濃度及び空間線量等を測定し、必要に応
じて繰り返し行う。除染終了後、除染液中に溶出したク
ロム酸イオン及び、ｐＨ調整剤として用いた硝酸（ＮＯ
₃ ^- ）イオンをイオン交換部27の陰イオン交換樹脂によ
り分離，回収することで除染廃液は清浄となり、原子力
発電施設に既設の廃液処理系は排水することが可能であ
る。

【０１３６】なお、除染対象物を熱交換器とする場合、
除染対象物22が熱交換器に相当する。この場合には除染
装置であるバッファタンク25内でｐＨ調整し、ミキシン
グポンプ29からオゾンガスを注入した除染液を循環ポン
プ32により除染対象物22に供給する装置である。

【０１３７】また、同様に有機酸除染液もバッファタン
ク25内で調整し、除染対象物22に供給する。有機酸廃液
は、バッファタンク25内部でオゾン注入を行うと同時
に、外部に備えた浄化系を通水し分解、浄化する。

【０１３８】（第13の実施の形態）図19（ａ）により請
求項17の発明に対応する第13の実施の形態を説明する。
本実施の形態での除染対象物は原子炉圧力容器内に設置
されているシュラウド33と、このシュラウド33に接続し
た一次系の冷却材再循環系配管48と、この冷却材再循環
系配管48に設けられている再循環ポンプ49を対象として
いる。シュラウド33は容器状物体であるので、バッファ
タンクとして兼用する。このシュラウド33内に除染液24
を貯留し、再循環ポンプ49を駆動して冷却材再循環系配
管48と再循環ポンプ49を同時に除染処理できるように構
成する。

【０１３９】シュラウド33には第12の実施の形態と同様
に除染液循環系41を接続するが、本実施の形態では一次
系配管に設けた除染座を利用してシュラウド33に除染液
循環系41を接続する。除染液循環系41にヒータ26，オゾ
ン発生器28及びミキシングポンプ29を有するオゾン注入
系45と、光照射部30及びイオン交換部27を有する除染液
浄化系44を順次接続する。

【０１４０】シュラウド33内を満たした除染液24をオゾ
ン注入系45へ導入し、ミキシングポンプ29によりオゾン
ガスを注入する。この時、除染液24はヒータ26により任
意の温度に昇温することが可能である。また、有機酸除
染液については、除染対象のシュラウド33内で調整し、
再循環ポンプ49により冷却材再循環系配管48内を循環さ
せる。有機酸廃液はオゾン注入系45で分解し、除染液浄
化系44で浄化する。

【０１４１】図19（ｂ）は図19（ａ）において、イオン
交換部27の出口側とオゾン注入系45のミキシングポンプ
29の吸込側に設けたヒータ26の入口側から分岐してバイ
パス系50を接続し、このバイパス系50にバイパス系ポン
プ51を設けた例である。この例は請求項18の発明に対応
している。

【０１４２】この例ではバイパス系50及びバイパス系ポ
ンプ51を設けることによって、シュラウド33内の除染液
24を循環させて流動し、攪拌する作用があり、これによ
り除染効果を向上させることができる。

【０１４３】（第14の実施の形態）図20により請求項19
の発明に対応する第14の実施の形態を説明する。本実施
の形態での除染対象物は沸騰水型原子力発電所の冷却材
循環ポンプ34の内部と前記ポンプ34に付設する立上り配
管35の内面を対象にしており、これをバッファタンクと
して兼用する。

【０１４４】すなわち、立上り配管35に離間して第１の
除染座36と第２の除染座38を取付け、第１の除染座36に
オゾン発生器28及びミキシングポンプ29を有するオゾン
注入系45を接続し、第２の除染座38にイオン交換部27及
び光照射部30を有する除染液浄化系44を接続する。

【０１４５】イオン交換部27の出口側とミキシングポン
プ29の吸込側との間にヒータ26を設ける。立上り配管35
の両端部内に第１のチューブ37及び第２のチューブ39を
挿入し、第１のチューブ37を第１の除染座36に接続し、
第２のチューブ39を第２の除染座38に接続する。立上り
配管35内には除染液24が流入し、貯留される。

【０１４６】上記実施の形態において、第１の除染座36
から配管35内部に第１のチューブ37を挿入し、冷却材循
環ポンプ34内部に除染液24が満たされる任意の高さまで
立ち上げる。第１のチューブ37から除染液24は配管35内
部に供給され、ポンプ34内にも満たされる。第２の除染
座38から挿入した第２のチューブ39は、第１のチューブ
37と同様に立ち上げ、チューブ39から除染液24を排出
し、オゾン注入系45へ導入する。

【０１４７】除染液24にミキシングポンプ29からオゾン
ガスを注入する。この時、除染液24はヒータ26により任
意の温度に昇温することが可能である。また、有機酸除
染液については、除染対象の配管内で調整しオゾン酸化
除染液と同様に循環させる。有機酸廃液は、オゾン注入
系及び浄化系により分解，浄化する。

【０１４８】（第15の実施の形態）図21により請求項20
の発明に対応する第15の実施の形態を説明する。本実施
の形態はバッファタンク25内の除染液24中に除染対象物
40を浸漬して除染処理するための装置で、バッファタン
ク25にオゾン発生器28及びミキシングポンプ29を有する
オゾン注入系45と、バッファタンク25に接続したｐＨ調
整剤供給装置31及び有機酸供給装置23と、循環ポンプ32
を有する除染液循環系41とを接続している。

【０１４９】除染液循環系41にはヒータ26と、光照射部
30及びイオン交換部27を有する除染液浄化系44が設けら
れている。除染対象物40としては例えば冷却材再循環ポ
ンプの回転体等の機器，部品等で、除染液を通流できな
いものである。

【０１５０】本実施の形態において、バッファタンク25
内でｐＨ調整し、ミキシングポンプ29からオゾンガスを
注入した除染液24に除染対象物40を浸漬する。また、同
様に有機酸除染液もバッファタンク25内で調整し、除染
対象物40を浸漬する。有機酸廃液は、タンク内部でオゾ
ン注入を行うと同時に、外部に備えた除染液浄化系44を
通水し、分解，浄化する。

【０１５１】（第16の実施の形態）図22から図25により
請求項21，22の発明に対応する第16の実施の形態を説明
する。

【０１５２】本実施の形態はバッファタンク25にオゾン
排気系52を取付け、このオゾン排気系52にオゾン排ガス
処理装置53を設けるとともに、排気装置54を設けたこと
にある。また、オゾン排ガス処理装置53はオゾンを酸素
に分解する活性炭または金属触媒が組み込まれたもので
構成されている。なお、本実施の形態において、その他
の構成は図15に示した装置と同様なので、図22中、図15
と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は
省略する。

【０１５３】本実施の形態では第１から第３の実施の形
態で説明した酸化溶解工程または有機酸の分解工程にお
いて、反応に消費されなかった余剰のオゾンを排ガスと
して排出する場合、日本の作業環境における排オゾン濃
度の規制は0.1ppmであるため、排ガス中のオゾン濃度を
0.1ppm以下とする必要がある。そのために、化学除染装
置系内にガス溜り部分を設け、そのガス溜り部分に滞留
するオゾンガスをオゾン排ガス処理装置53を通じて分解
し排出する。

【０１５４】オゾン排ガス処理装置53としては、活性炭
や金属触媒からなるフィルタが有効である。数10ppm 程
度の低濃度オゾンガスの場合は、活性炭フィルタが適す
る。図23にハニカム型活性炭フィルタによる低濃度オゾ
ンガスの分解効果の経時変化を示す。図23から明らかな
ように、連続3000時間通気を行っても供給オゾンの８割
を分解することが可能である。

【０１５５】排ガス中のオゾン濃度が1000ppm 以上の高
濃度の場合は、活性炭フィルタを使用すると分解反応に
より発熱し、活性炭フィルタの機能を損なう可能性があ
る。そのような高濃度オゾンの処理には、金属触媒フィ
ルタが有効である。

【０１５６】図24に、金属酸化物触媒フィルタによる高
濃度オゾン分解効果の経時変化を示す。貴金属や、その
他の金属酸化物をアルミナ等の無機担体に担持させた触
媒フィルタの場合、分解効率は高く、4000時間以上通気
しても排出オゾンガス濃度は0.01ppm 以下である。

【０１５７】また、図25に示すように、処理対象のオゾ
ン濃度が高い程、分解の反応熱が発生するが、金属触媒
フィルタの場合、温度上昇により逆に触媒活性が増し、
分解効率が向上する。これらのオゾン排ガス処理器を、
オゾンガス濃度に応じて設けることで、化学除染装置系
内から安全に排気することができる。

【０１５８】（第17の実施の形態）図26により請求項23
の発明に対応する第17の実施の形態を説明する。本実施
の形態は第17の実施の形態において、オゾン排ガス処理
装置53の出口側に排気装置54を設けることなく、酸素ガ
ス導出配管55を接続し、この酸素ガス導出配管55の他端
を結合触媒装置56に接続する。また、オゾン発生器28の
陰極室５に水素ガス導出配管58を接続し、この水素ガス
導出配管58の他端を結合触媒装置56に接続する。結合触
媒装置56の出口側に排水装置57を接続する。

【０１５９】なお、本実施の形態において、その他の構
成は図15に示した装置と同様なので、図22中、図15と同
一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は省略
する。オゾン発生器28は図２で説明した固体電解質と触
媒電極を使用した水電解法で高濃度のオゾンガスを発生
させる装置である。

【０１６０】図２に示したように、水電解法によるオゾ
ン発生器28では陰極室５から水素ガス11が発生する。化
学除染装置系内から発生するオゾン排ガスは、分解処理
を行うと酸素ガスとなる。オゾン排ガス処理装置53から
排出される酸素ガスと、オゾン発生器28の陰極室５から
発生する水素ガス11とを触媒により(13)式の反応により
結合させ、 Ｈ₂ ＋1/2 Ｏ₂ →Ｈ₂ Ｏ …(13) 水の形とすることにより、より安全な形でオゾン及び水
素ガスを排出することができる。

【０１６１】すなわち、オゾン排ガス処理装置53からの
オゾンを含む排ガスを酸素ガス導出配管55を通して結合
触媒装置56に導入し、陰極室５からの水素ガスを含む排
ガスを水素ガス導出配管58を通して結合触媒装置56に導
入して触媒作用により水とする。この水を排水装置57を
経て排水する。触媒としては、貴金属類をアルミナや活
性炭等の担体に担持させたもの等を使用することができ
る。

【０１６２】（第18の実施の形態）図27により請求項24
の発明に対応する第18の実施の形態を説明する。本実施
の形態は図15及び図21に示した第12及び第15の実施の形
態において、バッファタンク25の上端部にオゾン排気系
52の一端を接続し、このオゾン排気系52の他端をオゾン
注入系45のミキシングポンプ29の吸込側に接続したこと
にある。なお、図27中のその他の部分には図15または図
21と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明
は省略する。

【０１６３】本実施の形態では第１から第３の実施の形
態で説明した酸化溶解工程または還元剤分解工程におい
て、オゾン発生器28から発生したオゾンガスをミキシン
グポンプ29によりオゾン注入配管46を通してバッファタ
ンク25内に注入した場合、未反応のオゾンガスがバッフ
ァタンク25，除染液循環系41内に滞留する。

【０１６４】そこで、バッファタンク25内の一部にガス
溜まり部分を設け、この部分からオゾン排気系52を通し
て未反応オゾンガスを排出しミキシングポンプ29の上流
に戻し、ミキシングポンプ29からバッファタンク25内に
再注入する。本実施の形態によれば、オゾンが残留して
いる排ガスを有効に利用することができる。

【０１６５】

【発明の効果】本発明によれば、次に述べる効果があ
る。 (1) 酸化性気体のオゾンを所望の水質条件の水溶液に溶
解することにより、放射線取扱施設の配管や機器などの
除染対象物表面に付着または生成された酸化皮膜を効果
的に溶解除去することができる。

【０１６６】(2) 気体であるオゾンと、ＣＯ₂ とＨ₂ Ｏ
に分解可能な還元力を有する有機酸を除染剤として用い
ることにより、除染剤に由来する二次廃棄物の発生量を
低減できる。

【０１６７】(3) 上記オゾン酸化除染液と、有機酸とを
組み合わせた除染工程、及び溶出金属のイオン交換樹脂
による分離工程、光照射とオゾンによる有機酸廃液の分
解工程から化学除染方法及び装置により、除染効果が高
く、二次廃棄物発生量の少ない化学除染を行うことがで
きる。

【０１６８】(4) 有機酸として、シュウ酸とその塩の混
合溶液を用いることで、腐食されやすい炭素鋼材部分に
ついても化学除染の適用が可能となる。 (5) 反応で消費されなかったオゾン排ガスを、触媒など
から成る排ガス処理装置により分解し、酸素ガスまたは
水の形で安全に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射線取扱施設の構造部品の化学
除染方法の第１の実施の形態における酸化皮膜の溶解性
能のｐＨ依存性を示す特性図。

【図２】本発明に係る化学除染方法の第２の実施の形態
における固体電解質電解法によるオゾン発生器の構成を
示す模式図。

【図３】本発明に係る化学除染方法の第３の実施の形態
における原子力発電施設の構造部品を除染する場合を示
すフロー図。

【図４】本発明に係る化学除染方法の第４の実施の形態
における各ｐＨ添加剤による酸化皮膜溶解効果を示す棒
線図。

【図５】図４と同じく、二次廃棄物の発生低減効果を説
明するための棒線図。

【図６】本発明に係る化学除染方法の第５の実施の形態
における酸性オゾン水溶液による酸化皮膜溶解量の酸化
温度依存性を示す特性図。

【図７】図６と同じく、酸性オゾン水溶液による酸化皮
膜溶解量の還元温度依存性を示す特性図。

【図８】本発明に係る化学除染方法の第６の実施の形態
におけるオゾン及び紫外線によるシュウ酸の分解効果を
示す特性図。

【図９】本発明に係る化学除染方法の第７の実施の形態
における原子力発電施設の構造部品を除染する場合の、
酸化剤分解工程を含んだフロー図。

【図１０】図９と同じく、紫外線によるオゾンの分解効
果を示す特性図。

【図１１】本発明に係る化学除染方法の第８の実施の形
態における溶液中のオゾン濃度と酸化還元電位の相関を
示す特性図。

【図１２】本発明に係る化学除染方法の第９の実施の形
態において、炭素鋼の母材腐食量の低減効果を示す棒線
図。

【図１３】本発明の第10の実施の形態における有機酸の
分解効果を示す特性図。

【図１４】本発明の第11の実施の形態における有機酸の
分解原理を説明するフロー図。

【図１５】本発明の第12の実施の形態における化学除染
装置を示す系統図。

【図１６】本発明の第12の実施の形態における酸化クロ
ムの溶解性能の溶液温度依存性を示す特性図。

【図１７】本発明の第12の実施の形態における気相中及
び液相中でのオゾン濃度変化を示す特性図。

【図１８】本発明の第12の実施の形態において、除染効
果を示す特性図。

【図１９】（ａ）は本発明の第12の実施の形態における
化学除染装置を示す系統図、（ｂ）は第12の実施の形態
の他の例を示す系統図。

【図２０】本発明の第13の実施の形態における化学除染
装置を示す系統図。

【図２１】本発明の第15の実施の形態における化学除染
装置を示す系統図。

【図２２】本発明の第16の実施の形態における化学除染
装置を示す系統図。

【図２３】図22と同じく、第16の実施の形態における活
性炭によるオゾン分解効果を示す特性図。

【図２４】図22と同じく、第16の実施の形態における金
属触媒によるオゾン分解効果を示す特性図。

【図２５】本発明の第16の実施の形態における金属触媒
によるオゾン分解反応の発熱量を示す特性図。

【図２６】本発明の第17の実施の形態における化学除染
装置を示す系統図。

【図２７】本発明の第18の実施の形態における化学除染
装置を示す系統図。

【符号の説明】

１…固体電解質、２…陽極、３…陰極、４…陽極室、５
…陰極室、６…純水、７…直流電源、８…酸素ガス、９
…オゾンガス、10…オゾン水溶液、11…水素ガス、12…
水素水溶液、13…除染対象機器、14…酸化溶解工程、15
…第１の分離工程、16…還元溶解工程、17…第２の分離
工程、18…還元剤分解工程、19…第３の分離工程、20…
除染廃液の排水工程、21…酸化剤分解工程、22…除染対
象物、23…有機酸供給装置、24…除染液、25…バッファ
タンク、26…ヒータ、27…イオン交換部、28…オゾン発
生器、29…ミキシングポンプ、30…光照射部、31…ｐＨ
調整剤供給装置、32…循環ポンプ、33…シュラウド、34
…冷却材循環ポンプ、35…立上り配管、36…第１の除染
座、37…第１のチューブ、38…第２の除染座、39…チュ
ーブ、40…除染対象物、41…除染液循環系、42…除染液
流出配管、43…除染液戻し配管、44…除染液浄化系、45
…オゾン注入系、46…オゾン注入配管、47…連通管、48
…冷却材再循環系配管、49…再循環ポンプ、50…バイパ
ス系、51…バイパス系ポンプ、52…オゾン排気系、53…
オゾン排ガス処理装置、54…排気装置、55…酸素ガス導
出配管、56…結合触媒装置、57…排水装置、58…水素ガ
ス導出配管。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線取扱施設の構造部品を除染対象物
   とし、この除染対象物に付着した放射性物質を含む酸化
   皮膜を化学的に溶解して除染する放射線取扱施設の構造
   部品の化学除染方法において、酸性水溶液にオゾンガス
   を接触させることにより得られるオゾン水溶液を、前記
   除染対象物の汚染部分に供給することで前記酸化皮膜を
   酸化溶解することを特徴とする放射線取扱施設の構造部
   品の化学除染方法。
2. 【請求項２】 前記オゾンガスは、固体電解質を境界と
   し、その一方側に陽極室と、前記固体電解質の他方側に
   陰極室とを有する電気分解装置で、前記陽極室内に触媒
   金属製陽極を設けて純水を電気分解して前記陽極室から
   オゾンを発生させる固体電解質電解法によるオゾン発生
   器から得られるオゾンガスであることを特徴とする請求
   項１記載の放射線取扱施設の構造部品の化学除染方法。
3. 【請求項３】 前記酸化皮膜を酸化溶解する酸化溶解工
   程と、還元力を有する有機酸水溶液により酸化皮膜を溶
   解する還元溶解工程と、使用後に残留した過剰量の還元
   剤を分解する還元剤分解工程と、溶液中に溶出した金属
   イオンと除染剤をイオン交換樹脂により分離する分離工
   程とを備え、前記酸化溶解工程において前記オゾン水溶
   液の酸化力により酸化皮膜を溶解することを特徴とする
   請求項１または２記載の放射線取扱施設の構造部品の化
   学除染方法。
4. 【請求項４】 前記オゾン水溶液は、前記オゾン発生器
   の前記陽極室で生成されるオゾンガスが溶解した陽極室
   水であり、この陽極室水のｐＨを５以下に調整した溶液
   を前記放射線取扱施設の構造部品に供給し、酸化皮膜を
   酸化溶解することを特徴とする請求項１ないし３記載の
   放射線取扱施設の構造部品の化学除染方法。
5. 【請求項５】 前記酸性水溶液は、硝酸によりｐＨ調整
   されていることを特徴とする請求項１ないし３記載の放
   射線取扱施設の構造部品の化学除染方法。
6. 【請求項６】 前記還元溶解工程において、前記オゾン
   発生器の陰極室から発生する水素ガスが溶解した陰極室
   水を放射線取扱施設の配管、構造部品等に供給し、前記
   酸化皮膜を還元溶解することを特徴とする請求項３記載
   の放射線取扱施設の構造部品の化学除染方法。
7. 【請求項７】 前記オゾン水溶液を50℃以上で使用する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の放射線
   取扱施設の構造部品の化学除染方法。
8. 【請求項８】 前記還元剤分解工程において、オゾンガ
   スまたはオゾン水溶液を前記有機酸溶液に加えるととも
   に、紫外線または放射線照射あるいは過酸化水素を注入
   することにより前記有機酸を分解することを特徴とする
   請求項３記載の放射線取扱施設の構造部品の化学除染方
   法。
9. 【請求項９】 前記酸化溶解工程後に、使用済みオゾン
   水溶液中のオゾンを紫外線、または放射線の照射により
   分解する酸化剤分解工程を設けることを特徴とする請求
   項３記載の放射線取扱施設の構造部品の化学除染方法。
10. 【請求項１０】 前記酸化剤分解工程と平行して、また
    は酸化剤分解工程後に、イオン交換樹脂による分離工程
    によりｐＨ調整剤及び溶出金属イオンを分離し、分離後
    の溶液に前記有機酸を添加することで還元溶解工程に移
    行することを特徴とする請求項９記載の放射線取扱施設
    の構造部品の化学除染方法。
11. 【請求項１１】 前記オゾン水溶液の酸化溶解性能の監
    視を、除染対象物の除染液入口または出口でオゾン濃度
    または酸化還元電位を測定することにより行うことを特
    徴とする請求項１または請求項３記載の放射線取扱施設
    の構造部品の化学除染方法。
12. 【請求項１２】 前記還元溶解工程に、前記有機酸と前
    記有機酸の塩との混合溶液を用いることを特徴とする請
    求項３記載の放射線取扱施設の構造部品の化学除染方
    法。
13. 【請求項１３】 前記還元剤分解工程において、光照射
    とその光により励起される酸化チタンの光触媒により前
    記有機酸を分解することを特徴とする請求項３記載の放
    射線取扱施設の構造部品の化学除染方法。
14. 【請求項１４】 前記還元剤分解工程の光照射はエキシ
    マ光の照射であり、これとオゾンまたは酸素により前記
    有機酸を分解することを特徴とする請求項３記載の放射
    線取扱施設の構造部品の化学除染方法。
15. 【請求項１５】 前記溶液中に溶出した金属イオンと除
    染剤をイオン交換樹脂により分離する分離工程は、前記
    溶液中の溶出鉄成分を水素により還元し、陽イオン交換
    樹脂に捕集可能な形態の鉄を多く生成し、捕集すること
    特徴とする請求項３記載の放射線取扱施設の構造部品の
    化学除染方法。
16. 【請求項１６】 除染液を貯留するバッファタンクと、
    このバッファタンクに接続した前記除染液を除染対象物
    内に流入し流出するポンプを有する除染液循環系と、前
    記バッファタンクに接続したポンプ及びオゾン発生器を
    有するオゾン注入系と、前記バッファタンクに接続した
    ｐＨ調整剤供給装置及び有機酸供給装置と、前記除染液
    循環系のポンプと前記除染対象物との間の前記除染液循
    環系の配管に設けた光照射部及びイオン交換部を有する
    除染液浄化系とを具備したことを特徴とする放射線取扱
    施設の構造部品の化学除染装置。
17. 【請求項１７】 除染対象物は容器状物体からなり、こ
    の除染対象物に接続し、前記除染対象物内に貯留する除
    染液を流入し流出するポンプを有する第１の除染液循環
    系と、この第１の除染液循環系の配管に設けたオゾン発
    生器及びポンプを有するオゾン注入系と、このオゾン注
    入系のポンプの吐出側と前記除染対象物との間の前記第
    １の除染液循環系の配管に設けた光照射部及びイオン交
    換部を有する除染液浄化系と、前記除染対象物内の除染
    液を流出し流入するポンプを有する第２の除染液循環系
    とを具備したことを特徴とする放射線取扱施設の構造部
    品の化学除染装置。
18. 【請求項１８】 前記イオン交換部の出口側と前記オゾ
    ン注入系のポンプの吸込側との間から分岐してポンプを
    有するバイパス系を設けてなることを特徴とする請求項
    17記載の放射線取扱施設の構造部品の化学除染装置。
19. 【請求項１９】 原子炉冷却材再循環ポンプまたは立上
    り部を有する配管からなる除染対象物に離間して取付け
    た第１の除染座及び第２の除染座と、前記第１の除染座
    に接続したオゾン発生器及びポンプを有するオゾン注入
    系と、前記第２の除染座に接続した光照射部及びイオン
    交換部を有する浄化系とからなり、前記イオン交換部の
    出口側を前記オゾン注入系のポンプの吸込側に接続して
    なることを特徴とする放射線取扱施設の構造部品の化学
    除染装置。
20. 【請求項２０】 除染対象物を除染液中に浸漬するバッ
    ファタンクと、このバッファタンクに接続したポンプを
    有する除染液循環系と、前記バッファタンクに接続した
    ポンプ及びオゾン発生器を有するオゾン注入系と、前記
    バッファタンクに接続したｐＨ調整剤供給装置及び有機
    酸供給装置と、前記除染液循環系に設けた光照射部及び
    イオン交換部を有する除染液浄化系とを具備したことを
    特徴とする放射線取扱施設の構造部品の化学除染装置。
21. 【請求項２１】 前記バッファタンクにオゾン排気系を
    取付け、このオゾン排気系にオゾン排ガス処理装置を設
    けてなることを特徴とする請求項16，17または20記載の
    放射線取扱施設の構造部品の化学除染装置。
22. 【請求項２２】 前記オゾン排ガス処理装置はオゾンを
    酸素に分解する活性炭または金属触媒が組込まれたもの
    からなることを特徴とする請求項21記載の放射線取扱施
    設の構造部品の化学除染装置。
23. 【請求項２３】 前記オゾン排ガス処理装置の出口側に
    酸素ガス導出配管の一端を接続し、この酸素ガス導出配
    管の他端を結合触媒装置に接続し、この結合触媒装置と
    前記オゾン発生器の陰極室とを水素ガス導出配管を介し
    て接続したことを特徴とする請求項21または22記載の放
    射線取扱施設の構造部品の化学除染装置。
24. 【請求項２４】 前記バッファタンクにオゾン排気系の
    一端を取付け、このオゾン排気系の他端を前記オゾン注
    入系のポンプの吸込側に接続したことを特徴とする請求
    項16または20記載の放射線取扱施設の構造部品の化学除
    染装置。