JP2003090897A - Chemical decontamination method and device for carbon steel member - Google Patents

Chemical decontamination method and device for carbon steel member

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JP2003090897A
JP2003090897A JP2001282563A JP2001282563A JP2003090897A JP 2003090897 A JP2003090897 A JP 2003090897A JP 2001282563 A JP2001282563 A JP 2001282563A JP 2001282563 A JP2001282563 A JP 2001282563A JP 2003090897 A JP2003090897 A JP 2003090897A
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carbon steel
steel member
decontamination
ozone
formic acid
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Yutaka Uruma
裕 閏間
Yumi Yaita
由美 矢板
Ichiro Inami
一郎 稲見
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove iron oxalate left in a carbon steel member to suppress the adhesion accelerating phenomenon of radioactivity in a method for decontaminating a radioactive nuclide by oxalic acid treatment. SOLUTION: This chemical decontamination method for removing the radioactive nuclide from the carbon steel member by use of oxalic acid comprises treating the carbon steel member with formic acid to remove iron oxalate after removing the radioactive nuclide of the member with the oxalic acid. According to this, the iron oxalate can be effectively removed in a short time while ensuring the soundness of the carbon steel member.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電プラント
や再処理プラントのように放射能を含む溶液を取り扱う
施設において、放射能を含む溶液と接して放射性核種に
汚染された炭素鋼部材から放射性核種を化学的に除去す
る炭素鋼部材の化学除染方法及びその装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a radionuclide from a carbon steel member contaminated with a radionuclide in contact with a solution containing radioactivity in a facility for handling a solution containing radioactivity, such as a nuclear power plant or a reprocessing plant. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chemical decontamination method and apparatus for chemically removing carbon steel members.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子力発電プラントや再処理プラントの
ように放射能を含む溶液を取り扱う施設において放射能
を含む溶液と接する部位には一般的に耐薬品性、高温に
おける耐食性や機械的強度に優れているといった観点か
らステンレス鋼やニッケル基合金などの高価な材料が用
いられている。
2. Description of the Related Art In facilities such as nuclear power plants and reprocessing plants that handle solutions containing radioactivity, parts that come into contact with solutions containing radioactivity generally have excellent chemical resistance, corrosion resistance at high temperatures, and mechanical strength. Therefore, expensive materials such as stainless steel and nickel-based alloys are used.

【0003】しかしながら、沸騰水型原子力発電プラン
トにおいて、放射能を含む高温の一次冷却水が流れる水
溶液環境では、ステンレス鋼に応力腐食割れ(以降SC
Cと称する)と呼ばれる腐食形態が存在し、ステンレス
鋼の使用には注意を要するという特殊事情がある。
However, in a boiling water nuclear power plant, stress corrosion cracking (hereinafter referred to as SC) occurs in stainless steel in an aqueous solution environment where hot primary cooling water containing radioactivity flows.
There is a special circumstance in which there is a corrosion form called C) and caution is required when using stainless steel.

【0004】SCCは最終的には脆性破壊に至る腐食モ
ードであり構造材としては致命的な欠点と広く認識され
ていることは言うまでもない。SCCは材料要因、応力
要因、環境要因が重畳した時に発生する事象であり、要
因の一つでも取り除くことができれば発生しないと言わ
れている。
It goes without saying that SCC is a corrosion mode that eventually leads to brittle fracture and is widely recognized as a fatal defect as a structural material. SCC is an event that occurs when material factors, stress factors, and environmental factors are superimposed, and it is said that SCC will not occur if one of the factors can be removed.

【0005】沸騰水型原子力発電プラントではSCCを
防止するために、「材料要因に対しては従来材であった
ステンレス304鋼の代替材としてステンレス316L
鋼を採用する。応力要因に対しては溶接時に残留した応
力を緩和する熱処理を付加的に行う。環境要因に対して
は起動時の復水器脱気運転、運転中の水素注入などによ
り環境中の酸素や過酸化水素濃度を低下させる。」など
の対策が立案され、順次実プラントへの適用が図られ、
それら有効性が実証されている。
In a boiling water nuclear power plant, in order to prevent SCC, "a stainless steel 316L is used as an alternative material to the conventional material 304 stainless steel for the material factor.
Adopt steel. For stress factors, heat treatment is added to alleviate the residual stress during welding. For environmental factors, the concentration of oxygen and hydrogen peroxide in the environment is reduced by degassing the condenser at startup and injecting hydrogen during operation. , Etc. are planned and applied to the actual plant one after another.
Their effectiveness has been demonstrated.

【0006】従来の沸騰水型原子力発電プラントにおい
て放射能を含む高温の一次冷却水が流れる原子炉再循環
系配管には材料対策や残留応力緩和処理の適用によって
SCCの発生を十分に抑制できるとして材質的には依然
としてステンレス鋼が用いられているが、原子炉水浄化
系や残留熱除去系にはいっそうの安全化を図る観点から
ステンレス鋼に代わって同じ環境ではSCCを起こさな
いとされている炭素鋼部材が配管材として多く用いられ
ている。
In the conventional boiling water nuclear power plant, it is said that the generation of SCC can be sufficiently suppressed by applying material countermeasures and residual stress relaxation treatment to the reactor recirculation system piping in which hot primary cooling water containing radioactivity flows. Although stainless steel is still used as the material, it is said that SCC will not occur in the same environment in place of stainless steel from the viewpoint of further safety in the reactor water purification system and residual heat removal system. Carbon steel members are often used as piping materials.

【0007】一般的に沸騰水型原子力発電プラントで用
いられる炭素鋼部材は例えばJIS(G3455)で規
定されるような高圧配管用炭素鋼鋼管である。このJI
Sは350℃以下で使用圧力が高い炭素鋼鋼管を対象に
規定されたものである。高圧配管用炭素鋼鋼管はステン
レス鋼と比較して引張り強さ、降伏点(または耐力)、
伸びといった値で示される機械的性質は特に劣るもので
はないが、両者には水溶液環境における腐食特性に大き
な違いがある。
A carbon steel member generally used in a boiling water nuclear power plant is, for example, a carbon steel pipe for high pressure piping as defined by JIS (G3455). This JI
S is specified for a carbon steel pipe having a high working pressure at 350 ° C. or lower. Carbon steel pipes for high-pressure pipes have higher tensile strength, yield point (or yield strength) than stainless steel,
The mechanical properties indicated by the value such as elongation are not particularly inferior, but there is a large difference between the two in corrosion properties in an aqueous solution environment.

【0008】炭素鋼とは一般に炭素を主成分とする鉄炭
素合金のうち炭素を0.04〜1.7%含む可鍛性の鋼
を指し、実用的な炭素鋼は炭素のほかにケイ素、マンガ
ン、リン、イオウ、更に酸素、水素、窒素、その他の微
量元素を含み、これらが機械的性質に影響を及ぼすこと
が知られている。
Carbon steel generally means a malleable steel containing 0.04 to 1.7% of carbon among iron-carbon alloys containing carbon as a main component. Practical carbon steel is silicon in addition to carbon. It is known to contain manganese, phosphorus, sulfur as well as oxygen, hydrogen, nitrogen and other trace elements, which influence mechanical properties.

【0009】沸騰水型原子力発電プラントで用いられる
高圧配管用炭素鋼鋼管は高温高圧における使用環境を勘
案し、合金成分を調整、加えて「焼なまし」または「焼
ならし」を施すことによって十分な機械的強度を担保し
ているが、広義には炭素鋼の一種であることから水溶液
環境における腐食を抑制するようなクロムやニッケル等
を合金成分として含んでおらず、例えば室温で大気飽和
させた静止水中に浸漬させるだけで容易に腐食し、表面
に鉄酸化物である錆を発生させる。
Carbon steel pipes for high-pressure pipes used in boiling water nuclear power plants are prepared by adjusting the alloy components in consideration of the operating environment at high temperature and high pressure, and by "annealing" or "normalizing". Sufficient mechanical strength is secured, but since it is a kind of carbon steel in a broad sense, it does not contain chromium, nickel, etc. as an alloying component that suppresses corrosion in an aqueous solution environment. It is easily corroded by just immersing it in still water so that rust, which is an iron oxide, is generated on the surface.

【0010】このように炭素鋼は腐食を抑制するような
合金成分を含まないためステンレス鋼と比較して極めて
安価であるものの、その使用される環境を十分に考慮し
使用することが重要である。
As described above, carbon steel is extremely inexpensive as compared with stainless steel because it does not contain an alloy component that suppresses corrosion, but it is important to consider the environment in which it is used before use. .

【0011】一般産業界において炭素鋼は腐食を起こし
やすいので、表面塗装、腐食抑制剤、電気防食など適当
な防食法の助けをかりて使用される場合が多いが、希な
例ではあるが反応生成物が鋼面を覆うことによって腐食
環境を遮断するとか、反応速度を遅めるなどの自発的な
防食効果を生じ、他の防食法の助けなしに実用に堪える
場合がある。
Since carbon steel is liable to corrode in the general industry, it is often used with the help of an appropriate anticorrosion method such as surface coating, corrosion inhibitor, and cathodic protection, but it is a rare case but reaction In some cases, the product covers the steel surface to block the corrosive environment, or causes a voluntary anticorrosion effect such as slowing the reaction rate, so that it may be practically used without the aid of other anticorrosion methods.

【0012】例えばボイラー蒸発管のような弱アルカリ
性高温水中で鋼面に生じた緻密なマグネタイト層の保護
性は十分に実用に堪えるとの報告がある。また、常温の
淡水を移送する配管に生じたさび層もある程度保護性を
有する。更に、常温の濃硫酸中で生成する硫酸第一鉄は
難溶性のため保護皮膜となり不働態化をもたらすので炭
素鋼は濃硫酸タンクや配管に使われている。
It has been reported that the protective property of a dense magnetite layer formed on a steel surface in weak alkaline high temperature water such as a boiler evaporation tube can be sufficiently put to practical use. Further, the rust layer formed on the pipe for transferring fresh water at room temperature also has some protection. Further, carbon steel is used for concentrated sulfuric acid tanks and pipes because ferrous sulfate formed in concentrated sulfuric acid at room temperature becomes a protective film because of its poor solubility and causes passivation.

【0013】これらの例は炭素鋼を防食法なしに用いて
成功している典型例であるが、これとて防食効果は限定
された環境条件下で保持されているだけであり、条件が
満たされなくなると速やかに効力を失って腐食が急速に
進むと言われている。
Although these examples are typical examples of successful use of carbon steel without the anticorrosion method, the anticorrosion effect is maintained only under limited environmental conditions, and the conditions are satisfied. It is said that if it is not done, it will soon lose its effect and the corrosion will proceed rapidly.

【0014】また、炭素鋼は弱酸性の環境に対しても一
般には鉄イオンの溶解度は大きく、腐食生成物の保護層
を生じないので実用的には使用されない。中性環境でも
さび層の下では局部的にpHが低下し腐食が促進されると
言われている。
Further, carbon steel generally has a high solubility of iron ions even in a weakly acidic environment, and does not form a protective layer of corrosion products, so it is not practically used. It is said that even in a neutral environment, the pH locally drops below the rust layer and corrosion is accelerated.

【0015】ところで、高温水における腐食は使用され
ている金属材料と腐食環境を構成する腐食物質との反応
により、反応生成物が生じることによって金属材料の肉
厚が減少したり、機械的性質の劣化をもたらす。従っ
て、反応生成物の組成、構造、性質が高温腐食の進行に
影響するところが大きい。
Corrosion in high-temperature water is caused by a reaction between a metallic material used and a corrosive substance constituting a corrosive environment to generate a reaction product, thereby reducing the wall thickness of the metallic material or reducing mechanical properties. Cause deterioration. Therefore, the composition, structure, and properties of the reaction product largely influence the progress of high-temperature corrosion.

【0016】反応生成物は金属と腐食環境の界面におい
て生成し、成長するものであるが、高温では金属内の拡
散が速くなるため、内部酸化、浸炭、窒化、水素腐食に
見られるごとく、金属内部においても表面から変化を生
じていることが多い。
The reaction product is generated and grows at the interface between the metal and the corrosive environment. However, since diffusion in the metal is accelerated at a high temperature, the metal as shown in the internal oxidation, carburization, nitriding, and hydrogen corrosion. Even in the interior, changes often occur from the surface.

【0017】反応生成物が金属−腐食環境界面、すなわ
ち、金属表面に生成する場合、その反応生成物の状態及
び性質が腐食速度に大きく影響する。反応生成物がその
腐食条件において固相である場合、これをスケールと称
するが、酸化あるいは硫化の場合のごとく反応の進行と
ともに金属−腐食環境界面でスケールが発生し、成長す
ると金属と腐食環境を隔離する働きをする。
When the reaction product is formed on the metal-corrosion environment interface, that is, on the metal surface, the state and properties of the reaction product have a great influence on the corrosion rate. When the reaction product is a solid phase under the corrosion conditions, this is called scale, but scale occurs at the metal-corrosion environment interface with the progress of the reaction as in the case of oxidation or sulfurization, and the metal and the corrosion environment grow when they grow. Acts to isolate.

【0018】スケールが緻密な反応生成物の結晶層から
なり、細孔や細隙がなければ以降のスケール中のイオン
拡散を反応過程として進行することになる。固相中の拡
散は結晶粒内の格子欠陥または結晶粒界を通して起こる
ので一般に遅い。
If the scale is made of a dense crystal layer of the reaction product and there are no pores or gaps, the subsequent ion diffusion in the scale will proceed as a reaction process. Diffusion in the solid phase is generally slow because it occurs through lattice defects within the grains or grain boundaries.

【0019】また、スケール層の成長とともに拡散経路
がより長くなるので、腐食速度は時間の経過とともに遅
くなる。すなわち、固相スケールは多かれ少なかれ腐食
速度を抑制し、材料の期待される寿命から見て十分でな
い場合もあるが保護性を有しているといえる。
Also, since the diffusion path becomes longer as the scale layer grows, the corrosion rate becomes slower with time. That is, it can be said that the solid-phase scale suppresses the corrosion rate to a greater or lesser degree and has a protective property although it may not be sufficient in view of the expected life of the material.

【0020】沸騰水型原子力発電プラントで炭素鋼部材
が使用されている原子炉水浄化系や残留熱除去系には高
温高圧水が流れており、その水質は不純物をほとんど含
まないため、pHはほぼ中性である。図13は沸騰水型原
子力発電プラントの原子炉周りの配管系統図を模式的に
記載したものであるが、図13により、原子炉周りの一
次冷却水の流れと炭素鋼部材が使用されている部位を説
明する。
High-temperature high-pressure water flows in the reactor water purification system and the residual heat removal system in which carbon steel members are used in a boiling water nuclear power plant, and the quality of the water contains almost no impurities. It is almost neutral. FIG. 13 schematically shows a piping system diagram around a nuclear reactor of a boiling water nuclear power plant. According to FIG. 13, a flow of primary cooling water around the nuclear reactor and a carbon steel member are used. The parts will be explained.

【0021】原子炉圧力容器1内の原子炉水は原子炉圧
力容器1に接続された原子炉再循環配管2と再循環ポン
プ3からなる原子炉再循環系により強制循環されてい
る。なお、沸騰水型原子力発電プラントは原子炉再循環
系を複数系統付帯しているが、図13では2系統の例を
示している。
The reactor water in the reactor pressure vessel 1 is forcibly circulated by a reactor recirculation system consisting of a reactor recirculation pipe 2 connected to the reactor pressure vessel 1 and a recirculation pump 3. Although the boiling water nuclear power plant has a plurality of reactor recirculation systems, FIG. 13 shows an example of two systems.

【0022】また、古い炉型では再循環系を付帯しない
自然循環式の沸騰水型原子力発電プラントも現存する。
一方、最近の改良型沸騰水型原子力発電プラントでは原
子炉再循環系を持たず、インターナルポンプを複数機用
いて原子炉水の強制循環を行う炉型も製造されている。
In the old reactor type, a natural circulation type boiling water nuclear power plant that does not have a recirculation system still exists.
On the other hand, in recent improved boiling water nuclear power plants, a reactor type that does not have a nuclear reactor recirculation system but uses a plurality of internal pumps for forced circulation of the reactor water is also manufactured.

【0023】原子炉再循環系再循環ポンプ3の吸込側に
原子炉水浄化系が接続されている。原子炉水浄化系は前
記吸込側から炭素鋼配管4を通し原子炉圧力容器1内か
らの原子炉水を取水して、循環ポンプ5で送水、再生熱
交換器6、非再生熱交換器7でろ過脱塩塔8内の樹脂に
適した温度(40℃以下)まで冷却し、ろ過脱塩塔8に
より原子炉冷却材中の不純物を除去し、再生熱交換器6
により熱回収後、給水系配管9を経て原子炉圧力容器1
に戻る構成となっている。
A nuclear reactor water purification system is connected to the suction side of the nuclear reactor recirculation system recirculation pump 3. The reactor water purification system takes in the reactor water from the inside of the reactor pressure vessel 1 through the carbon steel pipe 4 from the suction side and feeds it with a circulation pump 5, a regenerated heat exchanger 6, a non-regenerated heat exchanger 7 Cooling to a temperature (40 ° C. or lower) suitable for the resin in the filter desalting tower 8, impurities in the reactor coolant are removed by the filter desalting tower 8, and the regenerative heat exchanger 6
After recovering heat by the reactor, the reactor pressure vessel 1
It is configured to return to.

【0024】図13では各構成機器を1ユニットで示し
ているが、通常は2ないし3ユニット有している。炭素
鋼配管4は図示したような部位で原子炉水浄化系の構成
機器同士を接続させるために使用されており、温度条件
としては最高で原子炉水温度の288℃、最低で約40
℃と温度幅がある。また、圧力条件は最高で原子炉水圧
力の6.9MPaである。なお、原子炉水浄化系はプラ
ントの通常運転中のみならず、停止時でも通常は運転さ
れていることが多い。
Although each component is shown as one unit in FIG. 13, it usually has two or three units. The carbon steel pipe 4 is used to connect the components of the reactor water purification system at the parts shown in the figure, and the temperature conditions are such that the maximum reactor water temperature is 288 ° C and the minimum is about 40 ° C.
There are ℃ and temperature range. The maximum pressure condition is 6.9 MPa, which is the reactor water pressure. The reactor water purification system is usually operated not only during normal operation of the plant but also during shutdown.

【0025】一方、残留熱除去系は主に原子炉の停止時
に炉心の崩壊熱を除去するために具備されているもので
あり、原子炉水を原子炉再循環ポンプ3の吸込配管から
分岐した炭素鋼配管10で取水し、ポンプ11で送水
し、熱交換器12で冷却後、原子炉再循環吐出配管を経
て原子炉圧力容器1に戻す。冷却された一部の原子炉水
は原子炉圧力容器1の頂部13に設けられたヘッドスプ
レーノズルからスプレイされ原子炉圧力容器1内のヘッ
ド部の冷却を行うこともできる。
On the other hand, the residual heat removal system is provided mainly for removing the decay heat of the core when the reactor is shut down, and the reactor water is branched from the suction pipe of the reactor recirculation pump 3. The carbon steel pipe 10 draws water, the pump 11 sends water, the heat exchanger 12 cools it, and it returns to the reactor pressure vessel 1 through the reactor recirculation discharge pipe. A part of the cooled reactor water may be sprayed from a head spray nozzle provided on the top portion 13 of the reactor pressure vessel 1 to cool the head portion in the reactor pressure vessel 1.

【0026】熱交換器12にはバイパスライン14が接
続されており、バイパス流量を調節することにより熱交
換量の調節も可能である。残留熱除去設備はプラント運
転中は非常用炉心冷却設備の1系統(低圧注水系)とし
て圧力制御室プール水で満水待機状態にあるため、運転
に先立って系統の洗浄及び暖機操作が必要である。
A bypass line 14 is connected to the heat exchanger 12, and the amount of heat exchange can be adjusted by adjusting the bypass flow rate. Since the residual heat removal equipment is in a standby state filled with pool water in the pressure control room as one system (low pressure water injection system) of the emergency core cooling system during plant operation, cleaning and warming up of the system are required prior to operation. is there.

【0027】設計上は原子炉圧力容器1内の圧力が9.
5kg/cm2まで低下すると非常用炉心冷却設備とし
ての機能が要求されなくなるので系統の洗浄を開始する
ことができ、原子炉圧力容器1内の圧力が7.7kg/
cm2から運転することができる。
By design, the pressure in the reactor pressure vessel 1 is 9.
When the pressure drops to 5 kg / cm 2 , the function as an emergency core cooling facility is no longer required, so the system cleaning can be started, and the pressure in the reactor pressure vessel 1 becomes 7.7 kg / cm 2.
You can drive from cm 2 .

【0028】残留熱除去系での炭素鋼配管10は図13
に示したような部位でポンプや熱交換器等の構成機器を
接続するために用いられている。温度条件は停止時にお
ける残留熱除去設備の投入時期によって異なるが、約1
50℃程度が一般的であり、炭素鋼配管が接液する温度
としてはこの値が上限となる。
The carbon steel pipe 10 in the residual heat removal system is shown in FIG.
It is used to connect components such as pumps and heat exchangers at the parts shown in. The temperature condition will vary depending on the time when the residual heat removal equipment is turned on at the time of shutdown, but it is about 1
The temperature is generally about 50 ° C., and this value is the upper limit for the temperature at which the carbon steel pipe comes into contact with the liquid.

【0029】沸騰水型原子力プラントの原子炉水浄化系
や残留熱除去系といった高温高圧水環境でステンレス鋼
と比較して明らかに耐食性の劣る炭素鋼が使用できるの
は高温で生成する反応生成物の自発的な防食効果に期待
するものであり、反応生成物が多少なりとも腐食を抑制
する働きをするためである。
Carbon steel, which is obviously inferior in corrosion resistance to stainless steel in a high temperature and high pressure water environment such as a reactor water purification system and a residual heat removal system of a boiling water nuclear power plant, can be used as a reaction product produced at high temperature. This is because it is expected to have a spontaneous anticorrosion effect, and the reaction product acts to suppress corrosion to some extent.

【0030】ただし、炭素鋼配管の設計にあたっては腐
食反応による減肉を想定して「腐れしろ」と呼ばれる厚
みを加え十分な機械的強度に対する裕度をもって配管肉
厚が決定されている。
However, in designing carbon steel pipes, the thickness of the pipes is determined with a margin for sufficient mechanical strength by adding a thickness called "rotation margin" in consideration of the thinning due to the corrosion reaction.

【0031】ところで、原子力発電プラントにおいて、
接液している構造部材の腐食と放射能の発生には次のよ
うな強い因果関係がある。つまり、放射能の発生は以下
のように考えられている。まず、給水系や復水系の各種
の接液材料表面において腐食生成物が発生し、その一部
が水中に放出される。放出された腐食生成物は水の流れ
に沿って移行し、最終的には原子炉内に持ち込まれる。
By the way, in a nuclear power plant,
There is a strong causal relationship between the corrosion of structural members in contact with liquid and the generation of radioactivity as follows. In other words, the generation of radioactivity is considered as follows. First, corrosion products are generated on the surfaces of various wetted materials in water supply systems and condensate systems, and some of them are released into water. The released corrosion products migrate along the water stream and are eventually carried into the reactor.

【0032】例えば、沸騰水型原子力発電プラントにお
いて原子炉内に持ち込まれる腐食生成物にはステンレス
304鋼で製作されている給水ヒータ伝熱管から発生す
る溶解性のニッケルイオンやクロム酸イオンが、また、
復水系の構成機器からは不溶解性の鉄粒子などがある。
これらの溶解性や不溶解性の腐食生成物が原子炉圧力容
器1内に持ち込まれると、その一部は蒸発乾固現象や共
析反応などによって燃料被覆管表面に一旦付着する。
For example, in the boiling water nuclear power plant, the corrosion products brought into the reactor include soluble nickel ions and chromate ions generated from the feed water heater heat transfer tube made of stainless 304 steel, ,
There are insoluble iron particles from the condensate system components.
When these soluble or insoluble corrosion products are brought into the reactor pressure vessel 1, some of them temporarily adhere to the surface of the fuel cladding tube due to the evaporation-drying phenomenon or the eutectoid reaction.

【0033】これらの反応は沸騰を伴う系で特に顕著で
あり、実際、沸騰水型原子力発電プラントにおいては約
4mの燃料被覆管の下部を除いてほぼ全長で沸騰現象が
生じていることから腐食生成物の付着現象が著しい。ま
た、加圧水型原子力発電プラントでも燃料被覆管の上部
で沸騰が生じており、沸騰水型原子力発電プラントほど
激しくないものの付着現象は同様に生じている。
These reactions are particularly remarkable in a system involving boiling. In fact, in a boiling water nuclear power plant, the boiling phenomenon occurs over almost the entire length except for the lower part of the fuel cladding tube of about 4 m, and therefore corrosion occurs. The product adhesion phenomenon is remarkable. In addition, boiling also occurs in the upper part of the fuel cladding in the pressurized water nuclear power plant, and the adhesion phenomenon occurs similarly, though not as severely as in the boiling water nuclear power plant.

【0034】燃料被覆管に付着した腐食生成物は中性子
の照射を受け強度に放射化される。一旦燃料に付着して
放射化された腐食生成物は放射性腐食生成物、もしくは
燃料クラッドなどと呼称される。放射性腐食生成物の大
部分は燃料被覆管上に固定化されてプラント停止時に行
われる燃料交換の際に系外に持ち出されるが、そのごく
一部は運転中や停止時において剥離や溶解現象で粒子状
やイオン状の形態で原子炉水中に再放出される。
Corrosion products attached to the fuel cladding are intensely activated by neutron irradiation. The corrosion product once attached to the fuel and activated is called a radioactive corrosion product or a fuel clad. Most of the radioactive corrosion products are immobilized on the fuel cladding tube and taken out of the system during the fuel exchange performed when the plant is shut down, but only a small part of them is separated or dissolved during operation or at the time of shutdown. It is released again into the reactor water in the form of particles and ions.

【0035】放出された放射性腐食生成物のうち粒子状
のものは原子炉底部などの一次冷却水が滞留する部位や
水平配管などに重力沈降現象などによって付着する。一
方、イオン性の腐食生成物は高温の一次系冷却水が流れ
るステンレス鋼や炭素鋼が腐食する際にその腐食皮膜中
に次式で示される共析や同位体交換等のメカニズムで取
り込まれる。60 Co2++Fe23+H2O=60CoFe24+2H+ 60 Co2++CoFe2460CoFe24+Co2+
Particulate particles of the released radioactive corrosion product adhere to the site such as the bottom of the reactor where the primary cooling water stays, horizontal pipes, etc. due to the gravity sedimentation phenomenon. On the other hand, the ionic corrosion product is incorporated into the corrosion film when stainless steel or carbon steel in which high-temperature primary cooling water flows is corroded by a mechanism such as eutectoid or isotope exchange represented by the following formula. 60 Co 2+ + Fe 2 O 3 + H 2 O = 60 CoFe 2 O 4 + 2H + 60 Co 2+ + CoFe 2 O 4 = 60 CoFe 2 O 4 + Co 2+

【0036】なお、放射能の発生源としては炉心構造材
が直接その場で中性子の照射を受けて放射し、その一部
が溶解や脱離して原子炉水中の濃度を高める場合があ
る。これには制御棒のピンまたはローラ材に用いられて
いるコバルト基合金であるステライト材から発生する58
Coや60Coがある。
As a source of radioactivity, there is a case where the core structural material is directly irradiated with neutrons and radiated, and a part thereof is dissolved or desorbed to increase the concentration in the reactor water. This occurs from stellite material is cobalt-based alloy used in the pin or roller member of the control rod 58
There are Co and 60 Co.

【0037】また、燃料被覆管をチャンネル内に固定す
るために用いられる燃料バネはニッケル基合金のインコ
ネル材から製作されるがこれからも同種の核種が生成
し、炉水中へ放出され原子炉水中の放射能濃度を高めて
いる。
The fuel spring used to fix the fuel cladding tube in the channel is made of nickel-based alloy Inconel material, but the same nuclide is also generated and released into the reactor water to be released. Raising the radioactivity concentration.

【0038】現在の原子力発電プラントにおいて原子炉
水中に含まれる放射能はウランやプルトニウム等の原子
燃料が核反応によって生成された核分裂性生成物による
ものではなく、上記のような放射性腐食生成物が再放出
された放射能と、放射化された炉心構造材から発生した
放射能であり、主要な核種は58Co、60Co、51Cr、
54Mn、59Feである。
The radioactivity contained in the reactor water in the present nuclear power plants is not due to the fissile products produced by the nuclear reaction of the nuclear fuel such as uranium and plutonium, but the radioactive corrosion products as described above. The re-released radioactivity and the radioactivity generated from the activated core structural material. The main nuclides are 58 Co, 60 Co, 51 Cr,
54 Mn and 59 Fe.

【0039】放射能を含む溶液と接している一次系配管
では高温高圧水との接触により腐食し、腐食皮膜を生成
するがこの際皮膜中にイオン性の放射能を取り込む。皮
膜中に蓄積する放射能量は平衡状態では次式のようにそ
の腐食皮膜量に比例しており、材料の腐食皮膜量が重要
となっている。
In the primary system piping which is in contact with the solution containing radioactivity, it corrodes due to contact with high temperature and high pressure water to form a corrosive film. At this time, ionic radioactivity is incorporated into the film. In the equilibrium state, the amount of radioactivity accumulated in the film is proportional to the amount of the corroded film as shown in the following equation, and the amount of the corroded film of the material is important.

【0040】A=k×C×M A:放射能付着量(Bq/cm2) C:放射能濃度(Bq/ml) M:腐食皮膜量(g/cm2) k:定数(−)A = k × C × M A: Radioactive adhesion amount (Bq / cm 2 ) C: Radioactivity concentration (Bq / ml) M: Corrosion film amount (g / cm 2 ) k: Constant (-)

【0041】特にステンレス鋼と炭素鋼を比較した場合
明らかに炭素鋼の腐食速度が早く腐食皮膜量も多いこと
から蓄積する放射能量も多くなることは自明の理であ
る。これらは原子炉一次系の高温高圧水環境を模擬する
ことができる装置(高温高圧ループと称されることが多
い)を用いた実験室規模の腐食試験で多数報告されてい
るばかりでなく、実際の原子力発電プラントでも確認さ
れている。
In particular, when stainless steel and carbon steel are compared with each other, it is obvious that carbon steel has a high corrosion rate and a large amount of corrosion film, and therefore the amount of accumulated radioactivity also increases. These have not only been reported in large numbers in laboratory scale corrosion tests using a device (often called a high temperature and high pressure loop) that can simulate the high temperature and high pressure water environment of the primary reactor system, but in fact It has also been confirmed at a nuclear power plant in.

【0042】原子炉一次系配管や構成機器表面に放射能
が付着すると、その周りの放射線線量率が上昇し、それ
自体の点検時に作業員が被ばくするのは言うまでもな
く、まったく別の作業であるもののただその付近にいた
だけで作業員が被ばくする事態も多々発生する。このた
め、放射線線量率の上昇は作業コストや点検日数の増加
を招き、結果的に発電コストの上昇になるばかりでな
く、作業員の被ばく量が高まれば衛生管理上大きな社会
問題ともなりうる。
If radioactive material adheres to the surface of the primary piping of the reactor or the surface of the component equipment, the radiation dose rate around it increases, and it is needless to say that the worker is exposed during the inspection of itself, which is a completely different work. However, there are many cases where workers are exposed to radiation only in the vicinity. For this reason, an increase in radiation dose rate causes an increase in work cost and inspection days, resulting in an increase in power generation cost as well as a large social problem in hygiene management if the exposure dose of workers is high.

【0043】以上のように発電コストの上昇や被ばく問
題を回避するために一次系配管や構成機器表面への放射
能の付着に起因する放射線線量率上昇の抑制を図ること
は放射能を取り扱う原子力発電プラントや再処理プラン
トにおいては重要なテーマである。
As described above, in order to avoid the increase in power generation cost and the exposure problem, it is necessary to suppress the increase in the radiation dose rate due to the adhesion of radioactivity to the surface of the primary system piping and the constituent equipment. It is an important theme in power plants and reprocessing plants.

【0044】一次系配管や構成機器表面における線量率
の上昇を抑制するには前述した放射能の発生と移行、及
び蓄積の過程を考えると以下のような方策があることが
分かる。
In order to suppress the rise in the dose rate on the surface of the primary system piping and the constituent equipment, it is understood that there are the following measures in consideration of the processes of generation, transfer and accumulation of radioactivity described above.

【0045】(1)放射性腐食生成物となる腐食生成物
を発生させない。 (2)放射性腐食生成物となる腐食生成物を原子炉内に
持ち込ませない。 (3)炉心構造材からの放射能の発生を抑制する。 (4)一次冷却水中の放射能濃度を低く保つ。 (5)原子炉一次系配管や構成機器表面に放射能を付着
させない。 (6)原子炉一次系配管や構成機器表面に付着した放射
能を除去する。
(1) A corrosion product which becomes a radioactive corrosion product is not generated. (2) Do not bring corrosion products that become radioactive corrosion products into the reactor. (3) The generation of radioactivity from the core structure material is suppressed. (4) Keep the radioactivity concentration in the primary cooling water low. (5) Do not allow radioactivity to adhere to the reactor primary system piping or the surface of component equipment. (6) Remove the radioactivity adhering to the reactor primary system piping and component equipment surfaces.

【0046】本発明では、このうち(6)原子炉一次系
配管や構成機器表面に付着した放射能を除去する技術
と、(5)原子炉一次系配管や構成機器表面に放射能を
付着させない技術に関するものである。具体的には原子
炉一次系配管や構成機器のうち、特に炭素鋼部材で製作
されている部位を対象に、除染後において放射能の再付
着しにくい化学除染方法を提供し、それによってこのテ
ーマの達成に貢献しようとするものである。
In the present invention, among these, (6) a technique for removing the radioactivity adhering to the reactor primary system piping and the surface of the component equipment, and (5) no radioactivity adhering to the reactor primary system piping and the surface of the component equipment It is about technology. Specifically, we will provide a chemical decontamination method that makes it difficult for redeposition of radioactivity after decontamination, especially for the parts of reactor primary system piping and components that are made of carbon steel members. It seeks to contribute to the achievement of this theme.

【0047】ところで、原子炉一次系配管や構成機器表
面に付着した放射能を除去する技術に関しては、現在ま
で種々の特許公報に開示されており、ステンレス鋼に対
しては、酸化皮膜中の主要成分である鉄系酸化物をシュ
ウ酸により還元溶解する工程と、クロム酸化物を酸化剤
により酸化溶解する工程とを組み合わせた方法等が知ら
れている。
By the way, techniques for removing the radioactivity adhering to the surface of the reactor primary system piping and the constituent equipment have been disclosed up to now in various patent publications. There is known a method in which a step of reducing and dissolving an iron-based oxide as a component with oxalic acid and a step of oxidizing and dissolving chromium oxide with an oxidizing agent are combined.

【0048】例えば特開平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
ボン酸を用いる方法が、特開2000−81298号公
報には、酸化剤としてオゾン水、還元剤としてシュウ酸
を用いる方法がそれぞれ開示されている。
For example, in JP-A-3-10919, a method using permanganic acid as an oxidizing agent and dicarboxylic acid as a reducing agent is disclosed. In JP-A-2000-81298, ozone water is used as an oxidizing agent and a reducing agent is used. Each method using oxalic acid is disclosed.

【0049】また、クロムを含有せず酸化工程が不要で
ある炭素鋼部材の除染については、特開平10−123
293号公報においてシュウ酸とシュウ酸塩を用いる除
染方法が開示されている。一般的にシュウ酸は金属母材
に対して溶解力が穏やかであり、取扱いや後処理が容易
でかつ、安価である等から、現在の化学除染法では、多
くの場合このシュウ酸を含む還元除染剤が広く用いられ
ている。
Regarding decontamination of a carbon steel member which does not contain chromium and does not require an oxidation step, JP-A-10-123
Japanese Patent No. 293 discloses a decontamination method using oxalic acid and oxalate. In general, oxalic acid has a mild dissolving power for metal base materials, is easy to handle and post-process, and is inexpensive. Therefore, the current chemical decontamination methods often include oxalic acid. Reduction decontamination agents are widely used.

【0050】一方、原子炉一次系配管や構成機器表面へ
の放射能付着を抑制する対策はかなり以前から検討され
ており、技術別に分類すると、酸化皮膜付与・プレフ
ィルミング、表面処理・表面改質、水質制御、鉄
注入・鉄濃度コントロール、放射能濃度低減技術、
プラントの運転・運用・設備などがある。
[0050] On the other hand, measures for suppressing radioactivity from adhering to the reactor primary system piping and component equipment surfaces have been studied for a long time, and when classified by technology, oxide film application / prefilming, surface treatment / surface modification. Quality, water quality control, iron injection / iron concentration control, radioactivity concentration reduction technology,
There are plant operations, operations, facilities, etc.

【0051】ただし、実際に沸騰水型原子力発電プラン
トで採用された技術としては、表面処理・表面改質技
術で原子炉再循環配管の電解研磨処理、水質制御技術
で亜鉛イオン注入、鉄注入・鉄濃度コントロールで復
水ろ過フィルタを意図的にバイパスしたことによる鉄注
入等のわずかな事例があるだけである。
However, as the technology actually adopted in the boiling water nuclear power plant, the electrolytic treatment of the reactor recirculation pipe by the surface treatment / surface modification technology, the zinc ion injection, the iron injection by the water quality control technology, There are only a few cases of iron injection due to intentionally bypassing the condensate filtration filter with iron concentration control.

【0052】更に、これらの対策は主にステンレス鋼を
対象にして立案されたものであり、本発明の意図する炭
素鋼部材の放射能付着抑制とは異なっている。なお近
年、炭素鋼を対象とした提案も散見されるが、これらの
対策が実際のプラントにおいて採用されたとの報告もな
いことから、それらの有効性と実現性は疑問視されてい
るのが現状である。
Further, these measures are designed mainly for stainless steel, and are different from the radioactivity adhesion suppression of carbon steel members intended by the present invention. It should be noted that in recent years, there are some proposals targeting carbon steel, but since there is no report that these measures have been adopted in actual plants, their effectiveness and feasibility are currently questioned. Is.

【0053】[0053]

【発明が解決しようとする課題】還元除染剤として広く
用いられているシュウ酸ではあるが、シュウ酸による還
元除染工程で炭素鋼部材を化学除染した場合、その過程
で除染対象である炭素鋼部材から溶出した多量の鉄イオ
ンと、シュウ酸との反応により、炭素鋼部材表面にはシ
ュウ酸鉄が生成する。このシュウ酸鉄は化学式でFe2
24と表記され通常は2水和物と推定されている。
Oxalic acid, which is widely used as a reduction decontamination agent, is used as a decontamination target during the chemical decontamination of carbon steel members in the reduction decontamination process using oxalic acid. The reaction of a large amount of iron ions eluted from a carbon steel member with oxalic acid produces iron oxalate on the surface of the carbon steel member. This iron oxalate has a chemical formula of Fe 2
It is expressed as C 2 O 4 and is usually estimated to be a dihydrate.

【0054】また、シュウ酸鉄は酸には容易に溶ける
が、水に溶けにくい性質を有する。更に、シュウ酸鉄は
高温では不安定であり、水溶液中で加熱すると形態変化
を起こして一般的にはヘマタイト(αFe23)へと変
化する。その際、環境中にニッケル等の遷移金属イオン
が共存するとこれらを容易に取り込み以下の反応式でフ
ェライト化を起こす。 Ni2++Fe23+H2O=NiFe24+2H+
Iron oxalate has a property that it is easily dissolved in acid, but is hardly dissolved in water. Further, iron oxalate is unstable at high temperatures, and when heated in an aqueous solution, it undergoes a morphological change and generally changes to hematite (αFe 2 O 3 ). At that time, if transition metal ions such as nickel coexist in the environment, these ions are easily incorporated and ferrite formation is caused by the following reaction formula. Ni 2+ + Fe 2 O 3 + H 2 O = NiFe 2 O 4 + 2H +

【0055】コバルトイオン(Co2+)やコバルト60
イオン(60Co2+)はニッケルイオンと化学的な性質が
酷似しておりまったく同様な反応式でフェライト中に取
り込まれる。
Cobalt ion (Co 2+ ) and cobalt 60
Ions ( 60 Co 2+ ) are very similar in chemical properties to nickel ions, and are taken into ferrite by the same reaction formula.

【0056】以上の現象を実機においてシュウ酸を含む
還元除染剤を用い、化学除染を行った後の炭素鋼部位で
シミュレーションする。まず、シュウ酸を含む還元除染
剤を用いた化学除染処理によって炭素鋼部材表面からは
放射能が除去されるもののその副産物としてシュウ酸鉄
が生成、残留している。プラントの起動工程が進み、シ
ュウ酸鉄が生成している炭素鋼部材と接液する循環水の
温度が上昇するとシュウ酸鉄は次第にヘマタイト粒子へ
と形態移行する。
The above phenomenon is simulated in a carbon steel part after chemical decontamination using a reduction decontamination agent containing oxalic acid in an actual machine. First, although the radioactivity is removed from the surface of the carbon steel member by the chemical decontamination treatment using a reducing decontamination reagent containing oxalic acid, iron oxalate is produced and remains as a by-product. When the starting process of the plant progresses and the temperature of the circulating water in contact with the carbon steel member producing iron oxalate rises, the iron oxalate gradually transforms into hematite particles.

【0057】また、その際にコバルト60イオンなどの
イオン性の放射能が共存するとヘマタイト粒子自体が、
もくしはその粒子の一部がフェライト化して放射能を取
り込む。放射能を取り込んだ粒子は炭素鋼部位に残留し
た場合は炭素鋼への放射能付着量を増大させ、他の部位
へ移行した場合は不溶解性の鉄酸化物粒子となって低流
速部や滞留部に移行する。
When ionic radioactivity such as cobalt 60 ion coexists at that time, the hematite particles themselves become
Part of the particles in the mokushi become ferrite and take in radioactivity. Particles that have taken up radioactivity increase the amount of radioactivity adhering to carbon steel when they remain in the carbon steel part, and become insoluble iron oxide particles when they migrate to other parts and become a low flow rate part or Move to retention area.

【0058】シュウ酸鉄から形態変化したヘマタイトは
高温焼成して製造された試薬のヘマタイトとは異なり炉
水温度以上の熱履歴を受けていないので、結晶化度が低
く、遷移金属等との反応性を持ち続ける等、反応活性が
高い。
Unlike the reagent hematite produced by high-temperature calcination, hematite transformed from iron oxalate does not undergo a thermal history above the reactor water temperature, so it has low crystallinity and a reaction with transition metals and the like. Reactivity is high, such as maintaining sex.

【0059】そのため、炭素部材表面に残留してヘマタ
イト化した粒子も、低流速部や滞留部に移行したヘマタ
イト粒子もプラントの運転中は継続的に放射能の付着サ
イトとして機能し、飽和付着量に至るまで放射能を付着
し続けることとなる。
Therefore, both the particles that have become hematite remaining on the surface of the carbon member and the hematite particles that have migrated to the low-velocity portion and the retention portion continuously function as the radioactive attachment site during plant operation, and the saturated attachment amount Radioactivity will continue to be attached until.

【0060】本発明者らは以下のような試験を行い炭素
鋼部材に対してシュウ酸を用いた除染処理を施すと炭素
鋼部材表面にシュウ酸鉄が生成すること、シュウ酸鉄が
生成した炭素鋼部材を高温水に浸漬させるとシュウ酸鉄
がヘマタイトへ形態移行すること、更に移行する際には
高温水中の放射能を確かに取り込むこと、更に形態移行
したヘマタイトは炭素鋼部材表面に残留しやすいことを
確認している。
The inventors of the present invention conducted the following test to decontaminate the carbon steel member with oxalic acid to produce iron oxalate on the surface of the carbon steel member and iron oxalate. When immersing the carbon steel member in high temperature water, iron oxalate undergoes morphological transition to hematite, and when it further migrates, the radioactivity in high temperature water is surely taken in. It has been confirmed that it easily remains.

【0061】まず、外径6mmの炭素鋼丸棒材(S20
C)から外径4mm、長さ70mmの丸棒状の試験体を
製作した。また、両端面は深さ約10mmでM2のメネ
ジ構造とした。試験体は除染前の表面状態を模擬させる
ために予め高温高圧水溶液中で酸化皮膜を付与した。温
度条件は炭素鋼部材が最も高温で使用されている原子炉
水浄化系の288℃とし、処理時間は500時間とし
た。この処理により金属光沢を呈していた試験体は黒色
の酸化皮膜に覆われた状態へと変化した。
First, a carbon steel round bar material having an outer diameter of 6 mm (S20
From C), a round bar-shaped test body having an outer diameter of 4 mm and a length of 70 mm was manufactured. Further, both end surfaces had a depth of about 10 mm and had a female thread structure of M2. The test body was previously provided with an oxide film in a high temperature and high pressure aqueous solution in order to simulate the surface condition before decontamination. The temperature condition was 288 ° C. of the reactor water purification system where the carbon steel member is used at the highest temperature, and the treatment time was 500 hours. By this treatment, the test body having a metallic luster changed to a state covered with a black oxide film.

【0062】次に、この酸化皮膜を付与した試験体にシ
ュウ酸による除染処理を施した。除染条件と除染手順は
以下の通りである。まず、ビーカー中に試薬のシュウ酸
・2水和物を溶解させシュウ酸2000ppm溶液を作成
した。これにマグネタイト(Fe34)を加え、鉄イオ
ン濃度で150ppmに調整した。この溶液に試験体を投
入し、80℃で5時間保持した。加熱中はスターラーで
攪拌して濃度の均一化を図った。シュウ酸による除染後
の試験体外観は黄色味を帯びており、シュウ酸鉄が生成
していることが推定された。
Next, the test body provided with this oxide film was subjected to decontamination treatment with oxalic acid. The decontamination conditions and decontamination procedure are as follows. First, the reagent oxalic acid dihydrate was dissolved in a beaker to prepare a 2000 ppm oxalic acid solution. Magnetite (Fe 3 O 4 ) was added to this to adjust the iron ion concentration to 150 ppm. The test body was put into this solution and kept at 80 ° C. for 5 hours. During heating, the mixture was stirred with a stirrer to make the concentration uniform. The appearance of the test body after decontamination with oxalic acid was yellowish, and it was estimated that iron oxalate was produced.

【0063】次に、シュウ酸鉄を除去するため予備的な
手段として2Nの塩酸溶液中に試験体を浸漬した。この
塩酸濃度では炭素鋼母材も容易に溶解するので注意を要
するがわずか数秒でシュウ酸鉄が溶解除去されたことを
外観変化から確認した。
Next, the test body was immersed in a 2N hydrochloric acid solution as a preliminary means for removing iron oxalate. At this concentration of hydrochloric acid, the carbon steel base material is also easily dissolved, so caution is required, but it was confirmed from the appearance change that iron oxalate was dissolved and removed in just a few seconds.

【0064】シュウ酸鉄が残留している試験体と、予備
的な手段でシュウ酸鉄を除去した試験体、さらには受入
材(酸化皮膜付与も行っていない未処理材)の3種類の
試験体で放射能の付着試験を実施した。
Three types of tests were carried out: a test body in which iron oxalate remained, a test body in which iron oxalate was removed by preliminary means, and a receiving material (untreated material in which no oxide film was applied). Radioactivity was tested on the body.

【0065】試験体の組立方法は図14に示したように
長さ70mm、直径4mmからなる試験体46を外径8
mm、肉厚1mmからなる外筒管47に挿入し、外筒管
47の両端に止めねじ47a及び孔明きリング47bか
らなる固定具を取り付けて試験体組立46aとした。こ
の試験体組立46aをステンレス鋼製継手を用いて直列
に接続させ試験セクションを構成した。
As to the method of assembling the test body, as shown in FIG.
mm and a wall thickness of 1 mm, and inserted into an outer cylinder tube 47, and a fixture composed of a set screw 47a and a perforated ring 47b was attached to both ends of the outer cylinder tube 47 to obtain a test body assembly 46a. The test body assembly 46a was connected in series using a stainless steel joint to form a test section.

【0066】放射能付着試験に用いた装置は沸騰水型原
子力発電プラントの高温高圧水条件を模擬可能な高温高
圧ループであり、テストセクション部の運転条件は温度
280℃、圧力 7.8MPa、流速32cm/秒であ
った。水質条件は溶存酸素濃度230ppb、溶存水素
濃度20ppbとし1000時間の連続通水試験を行っ
た。
The apparatus used for the radioactivity deposition test was a high temperature and high pressure loop capable of simulating the high temperature and high pressure water condition of a boiling water nuclear power plant, and the operating conditions of the test section were a temperature of 280 ° C., a pressure of 7.8 MPa and a flow velocity. It was 32 cm / sec. The water quality conditions were a dissolved oxygen concentration of 230 ppb and a dissolved hydrogen concentration of 20 ppb, and a continuous water flow test for 1000 hours was performed.

【0067】装置の運転中は放射能トレーサとして60
o溶液を注入し、ループ水中で0.02Bq/mlの濃
度になるように調整した。ループ運転終了後、取出した
試験体の付着放射能量を測定した結果が図15である。
During operation of the device, 60 C as a radioactive tracer
o solution was injected and adjusted to a concentration of 0.02 Bq / ml in loop water. FIG. 15 shows the result of measuring the amount of attached radioactivity of the taken-out test body after the loop operation was completed.

【0068】図15から明確なようにシュウ酸鉄が残留
していた試験体の放射能付着量はその他の試験体の約5
倍にも達していた。また、予備的な手段でシュウ酸鉄を
除去した試験体の放射能量は受入材とほぼ同等であっ
た。更に図15では試験体に超音波洗浄処理を施し、こ
の処理によって脱離した放射能をルース、残留した放射
能をタイトとして分別している。シュウ酸が残留した試
験体ではルース放射能の比率が極端に高いことが分か
る。
As is clear from FIG. 15, the amount of radioactivity attached to the test body in which the iron oxalate remained was about 5 of the other test bodies.
It was twice as many. The radioactivity of the test body from which iron oxalate was removed by the preliminary means was almost the same as that of the receiving material. Further, in FIG. 15, the test body is subjected to ultrasonic cleaning treatment, and the radioactivity desorbed by this treatment is separated as loose and the remaining radioactivity is classified as tight. It can be seen that the ratio of loose radioactivity is extremely high in the test body in which oxalic acid remains.

【0069】シュウ酸鉄が残留した試験体表面の各段階
を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した結果が図16
(a)〜(c)である。図16中、(a)は酸化皮膜を
付与した後、(b)はシュウ酸で化学除染処理をした
後、(c)は放射能付着試験後の観察結果である。図1
6(a)に示した酸化皮膜付与後(a)の表面には多面
体結晶が表面を覆うような状態であった。
FIG. 16 shows the result of observing each step of the surface of the test body on which iron oxalate remained by a scanning electron microscope (SEM).
(A)-(c). In FIG. 16, (a) is an observation result after applying an oxide film, (b) is a chemical decontamination treatment with oxalic acid, and (c) is an observation result after a radioactivity adhesion test. Figure 1
After the oxide film was applied as shown in FIG. 6 (a), the surface of (a) was in a state in which polyhedral crystals covered the surface.

【0070】これらの結晶はニッケルフェライトやコバ
ルトフェライト等のフェライト系酸化物が主要成分であ
る。図16(b)に示すようにシュウ酸処理後の試験体
表面には丸みを帯びた粒子が生成し、さらにそれら粒子
が凝集しており、最大長さが約5ミクロンにも及ぶ大き
な粒子が観察された。これらの結晶がシュウ酸鉄の粒子
である。
The main components of these crystals are ferrite type oxides such as nickel ferrite and cobalt ferrite. As shown in FIG. 16 (b), rounded particles were generated on the surface of the test body after the oxalic acid treatment, and the particles were aggregated to form large particles having a maximum length of about 5 μm. Was observed. These crystals are iron oxalate particles.

【0071】一方、図16(c)に示すように放射能付
着試験後には1ミクロン以下の微細粒子が生成してい
た。微細粒子は超音波洗浄処理で一部は脱落するが、こ
れを回収し粉末X線回折法によって分析したところ、主
要結晶成分としてはヘマタイト(αFe2)である
ことを確認した。ところで放射能分析によれば超音波洗
浄処理によって脱落したフラクション中に放射能が多量
に含まれていた。
On the other hand, as shown in FIG. 16 (c), fine particles of 1 micron or less were produced after the radioactive adhesion test. Although some of the fine particles were removed by the ultrasonic cleaning treatment, they were collected and analyzed by powder X-ray diffraction. As a result, it was confirmed that hematite (αFe 2 O 3 ) was the main crystal component. By the way, according to the radioactivity analysis, a large amount of radioactivity was contained in the fractions dropped by the ultrasonic cleaning treatment.

【0072】ヘマタイトには2価イオンの付着サイトが
ないことから付着している放射能はヘマタイト表層に吸
着反応で付着しているか、もしくは表層のみがフェライ
ト化しているなどと推定される。いずれの機構による付
着であるにしろシュウ酸鉄から形態移行したヘマタイト
粒子に放射能が多量に含まれていたのは紛れもない事実
である。
Since hematite has no attachment sites for divalent ions, it is presumed that the attached radioactivity is attached to the surface layer of hematite by an adsorption reaction or only the surface layer is ferritic. It is an undeniable fact that hematite particles that have undergone morphological transition from iron oxalate contained a large amount of radioactivity regardless of the mechanism of attachment.

【0073】一連の放射能付着試験、及びSEM観察結
果から炭素鋼部材に対してシュウ酸を用いた除染処理を
行うと、放射能は除去されるもののその副産物としてシ
ュウ酸鉄が生成すること、更にシュウ酸鉄はその後の接
液する溶液の温度が上昇することによってヘマタイトに
形態移行し、更に形態移行する際に溶液中の放射能を取
り込むことが分かった。
When a carbon steel member was subjected to a decontamination treatment using oxalic acid from a series of radioactivity adhesion tests and SEM observation results, radioactivity was removed but iron oxalate was produced as a by-product. Furthermore, it was found that iron oxalate was transformed into hematite by the increase in the temperature of the solution to which it was subsequently contacted, and the radioactivity in the solution was taken in during the transformation.

【0074】放射能付着試験では表面流速が32cm/
secと実機炉水浄化系配管における平均的な流速(2
〜3m/sec)と比較して約一桁遅いものの流動条件
を示すレイノルズ数は5000を超えており優に乱流領
域にある。このため、流れによる脱落性を比較すると実
機と極端な差はないと評価される。この結果から実機に
おけるシュウ酸除染後においても炭素鋼部材表面にはル
ースな放射能が残留する傾向は大きいと判断した。
In the radioactive adhesion test, the surface flow velocity was 32 cm /
sec and the average flow velocity in the actual reactor water purification system piping (2
.About.3 m / sec), the Reynolds number indicating the flow condition is about an order of magnitude slower, but exceeds 5000, which is in the turbulent flow region. For this reason, it is evaluated that there is no extreme difference from the actual equipment when comparing the dropout characteristics due to flow. From these results, it was judged that there is a large tendency for loose radioactivity to remain on the surface of carbon steel members even after decontamination with oxalic acid in actual equipment.

【0075】以上のことから実機において生成したシュ
ウ酸鉄は除染処理後に強制的に除去しない限りはそのま
ま残留し、炭素鋼部材の放射能付着量を著しく加速させ
る危険性を有していることが推定されることが分かっ
た。もちろん、シュウ酸鉄は生成部位に残留せず、一次
冷却水中に放出されれば放射能の付着サイトとなり局所
的に放射能の付着量が多いホットスポットを形成する危
険性がある。
From the above, the iron oxalate produced in the actual machine remains as it is unless it is forcibly removed after the decontamination treatment, and there is a risk that the amount of radioactivity attached to the carbon steel member is significantly accelerated. It was found that Of course, iron oxalate does not remain at the production site, and if it is released into the primary cooling water, it becomes a site for attaching radioactivity, and there is a risk of forming hot spots where a large amount of radioactivity is locally attached.

【0076】シュウ酸除染後に、材料健全性を維持しな
がらシュウ酸鉄を溶解・除去するため、鉄濃度を制御し
ながらシュウ酸を分解し浄化するシュウ酸分解・浄化工
程を行うとシュウ酸鉄の残留は防止できるとの提案があ
る。
After the oxalic acid decontamination, in order to dissolve and remove iron oxalate while maintaining the soundness of the material, the oxalic acid decomposition / purification process for decomposing and purifying oxalic acid while controlling the iron concentration is performed. There is a proposal that iron residue can be prevented.

【0077】また、過酸化水素などの酸化剤を注入して
シュウ酸鉄の分解を図る方法が提案されているがいずれ
もシュウ酸鉄が完全に除去されるには長時間を要する課
題がある。また、シュウ酸除染後に残留するシュウ酸鉄
は放射能付着抑制を目的とした各種処理の妨げになりそ
れらの抑制効果を相殺してしまう問題点も指摘されてい
る。
Further, there has been proposed a method of injecting an oxidizing agent such as hydrogen peroxide to decompose iron oxalate, but all of them have a problem that it takes a long time to completely remove iron oxalate. . Further, it has been pointed out that iron oxalate remaining after decontamination of oxalic acid interferes with various treatments for the purpose of suppressing the attachment of radioactivity and cancels the suppressing effect.

【0078】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の第1の目的は据え付けられた機
器、配管等の炭素鋼部材から、シュウ酸を含む還元除染
剤を用いた化学除染後に存在するシュウ酸鉄を材料の健
全性を維持しながら、極めて短時間で効果的にこれを除
去し、炭素鋼部材を清浄とすることで、放射能の付着加
速現象を抑制し、さらにはホットスポットの発生を防止
することができる炭素鋼部材の化学除染方法を提供する
ことにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to use a reducing decontamination agent containing oxalic acid from a carbon steel member such as installed equipment and piping. The iron oxalate existing after the chemical decontamination was effectively removed in a very short time while maintaining the soundness of the material, and the carbon steel member was cleaned to suppress the acceleration phenomenon of radioactivity adhesion. Moreover, it is another object of the present invention to provide a method for chemically decontaminating a carbon steel member capable of preventing the occurrence of hot spots.

【0079】また、本発明の第2の目的は、シュウ酸鉄
の除去によって清浄となった炭素鋼部材に放射能付着を
抑制できる保護皮膜を形成する皮膜処理工程を加えるこ
とによって積極的に放射能付着抑制を図ることができる
炭素鋼部材の化学除染方法を提供することにある。
A second object of the present invention is to positively irradiate a carbon steel member cleaned by removing iron oxalate by adding a coating treatment step for forming a protective coating capable of suppressing the deposition of radioactivity. It is intended to provide a method for chemically decontaminating a carbon steel member capable of suppressing the adhesion.

【0080】更に、本発明の第3の目的は、定期検査、
工事の際の作業員の放射線被ばくが低減されるととも
に、検査及び工事期間のコストの低減ができる炭素鋼部
材の化学除染装置を提供することにある。
Further, a third object of the present invention is to carry out a periodic inspection,
It is an object of the present invention to provide a chemical decontamination device for carbon steel members, which can reduce the radiation exposure of workers during construction and can reduce the cost during inspection and construction.

【0081】[0081]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
放射性核種に汚染された炭素鋼部材からシュウ酸を含む
還元除染剤を用いて前記放射性核種を除去する炭素鋼部
材の化学除染方法において、前記炭素鋼部材から前記放
射性核種を除去した後、前記炭素鋼部材に酸溶液を接触
させる酸処理を施すことにより前記炭素鋼部材に生成し
た前記シュウ酸鉄を除去することを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
In the chemical decontamination method of a carbon steel member to remove the radionuclide from the carbon steel member contaminated with radionuclide using a reducing decontamination reagent containing oxalic acid, after removing the radionuclide from the carbon steel member, It is characterized in that the iron oxalate produced in the carbon steel member is removed by subjecting the carbon steel member to an acid treatment in which an acid solution is brought into contact with the carbon steel member.

【0082】本発明では、炭素鋼部材の金属表面を酸溶
解することで、表面上に生成したシュウ酸鉄を短時間に
除去することが可能である。これによりシュウ酸鉄残留
に起因する炭素鋼部材の供用再開後における放射能の付
着加速現象を抑制することが可能である。シュウ酸鉄は
あらゆる酸を用いた酸処理で容易に溶解する。
In the present invention, the metal surface of the carbon steel member is acid-dissolved, so that the iron oxalate formed on the surface can be removed in a short time. As a result, it is possible to suppress the phenomenon of radioactivity adhesion acceleration after the restart of service of the carbon steel member due to the residual iron oxalate. Iron oxalate is easily dissolved by acid treatment with any acid.

【0083】ここで言うあらゆる酸とは塩素(Cl)、
イオウ(S)、窒素(N)、リン(P)などの非金属を
含む酸基が水素と結合してできた塩酸(HCl)、硫酸
(H 2SO4)、硝酸(HNO)、リン酸(H3PO4
などを総称する無機酸は優に及ばず、有機化合物のうち
酸性をもつ有機酸が全て対象となる。
Any acid referred to here is chlorine (Cl),
Non-metals such as sulfur (S), nitrogen (N), phosphorus (P)
Hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid formed by the bonding of the acid group containing hydrogen
(H 2SOFour), Nitric acid (HNOThree), Phosphoric acid (H3POFour)
Inorganic acids, which collectively refer to
All organic acids with acidity are covered.

【0084】有機酸の例としては天然で存在する酢酸、
シュウ酸、酒石酸、安息香酸などのカルボン酸がある
が、最も分子量が少ない酸として請求項2の発明に示す
ギ酸がある。また、例えばクエン酸アンモニウムなどの
様に水溶液中で酸性を示す無機、有機酸の塩類も含め、
これらはその条件(濃度や温度)さえ整えば全て実機で
の適用が可能であることは言うまでもない。
Examples of organic acids include naturally occurring acetic acid,
There are carboxylic acids such as oxalic acid, tartaric acid and benzoic acid, and as the acid having the smallest molecular weight, there is formic acid shown in the invention of claim 2. In addition, including salts of inorganic and organic acids that show acidity in an aqueous solution such as ammonium citrate,
It goes without saying that all of these can be applied in an actual machine as long as the conditions (concentration and temperature) are adjusted.

【0085】ただし、実機での施工を想定した場合、使
用する酸種の選定、およびその濃度や温度などの条件設
定にあたってはシュウ酸鉄の溶解速度や溶解効率も重要
であるが、対象とする炭素鋼部材自体の溶解を考慮する
ことがより重要となる。つまり、母材の溶解を抑制しな
がらシュウ酸鉄を効率的に溶解できる条件が最も好まし
い訳である。
However, in the case of assuming the construction with an actual machine, the dissolution rate and dissolution efficiency of iron oxalate are important when selecting the acid species to be used and setting the conditions such as the concentration and temperature thereof. It becomes more important to consider the melting of the carbon steel member itself. That is, the most preferable condition is that iron oxalate can be efficiently dissolved while suppressing the dissolution of the base material.

【0086】実機においては材質的には炭素鋼と総称す
るもののその合金成分が異なる様々な鋼種が使われてお
り母材の溶解特性は微妙に異なる事情がある。また、条
件によっては母材の溶解抑制のためにインヒビタと称す
る溶解抑制剤を併用する手段もある。
In an actual machine, various steel grades, which are generically called carbon steel in terms of material but differ in their alloy composition, are used, and the melting characteristics of the base material are slightly different. In addition, depending on the conditions, there is also a means of using a dissolution inhibitor called an inhibitor together to suppress the dissolution of the base material.

【0087】更に、施工コストも重要な因子である。酸
処理するための設備、処理後の酸溶液の処理設備等はコ
ストに直接影響する。例えば、酸溶液に無機酸を用いた
場合は溶解処理後の酸溶液の処理はイオン交換樹脂等で
回収するのが一般的であり、設備的には簡便であるメリ
ットがある。
Furthermore, the construction cost is also an important factor. Equipment for acid treatment and equipment for treatment of acid solution after treatment directly affect the cost. For example, when an inorganic acid is used as the acid solution, the treatment of the acid solution after the dissolution treatment is generally recovered with an ion exchange resin or the like, which is advantageous in terms of facility.

【0088】また、無機酸は有機酸と比較して一般的に
解離度が高く酸としての効力が桁違いに高い。従って同
等のシュウ酸鉄除去効果をもたらす酸濃度は、無機酸の
場合、有機酸よりはるかに低く、無機酸を回収するため
に必要なイオン交換樹脂量も少なくてすむ。
Inorganic acids generally have a higher degree of dissociation than organic acids, and the order of effectiveness as acids is orders of magnitude higher. Therefore, the acid concentration that brings about the same effect of removing iron oxalate is far lower than that of the organic acid in the case of the inorganic acid, and the amount of the ion exchange resin required for recovering the inorganic acid can be small.

【0089】しかしながら、この場合には酸溶液が残留
した際のプラント起動後への影響を十分に見極める必要
がある。一方、有機酸を用いた場合は酸溶液の処理が不
完全でもプラントの起動によって残留した酸が分解する
ため影響は少なく無機酸より有利である。
However, in this case, it is necessary to sufficiently evaluate the influence of the residual acid solution on the start-up of the plant. On the other hand, when an organic acid is used, even if the treatment of the acid solution is incomplete, the residual acid is decomposed by the start-up of the plant, so that the influence is small and the organic acid is more advantageous.

【0090】また、有機酸は酸化分解することで炭酸ガ
スと水に無機化することが可能であるためプラント起動
前に分解操作を行うことで、成分の残留を防止すること
もできる。そこで、実際の施工にあたっては対象とする
炭素鋼部材に最適な条件を比較検討し、その結果として
最も材料健全性に影響を及ぼさず、さらには低コストで
実施できる方法を探る必要がある。
Further, since the organic acid can be oxidatively decomposed to be mineralized into carbon dioxide gas and water, it is possible to prevent the components from remaining by performing the decomposition operation before starting the plant. Therefore, in actual construction, it is necessary to compare and examine the optimum conditions for the target carbon steel member, and as a result, it is necessary to find a method that does not affect the soundness of the material most and can be implemented at low cost.

【0091】請求項2に係る発明では以上のような検討
を踏まえ実機において実施可能な具体例を提起するもの
である。ただし、いずれの手段によるにしろ、シュウ酸
を用いた化学除染後に生成したシュウ酸鉄を強制的に除
去することによりシュウ酸鉄残留に起因する炭素鋼部材
の供用再開後における放射能の付着加速現象を抑制する
ことが可能であることは前述の通りである。請求項2に
係る発明は、前記酸処理の酸溶液にギ酸溶液を用いるこ
とを特徴とする。
The invention according to claim 2 proposes a concrete example which can be implemented in an actual machine based on the above-mentioned examination. However, by any means, the iron oxalate produced after chemical decontamination with oxalic acid is forcibly removed, and the radioactivity adheres after the resumption of service of the carbon steel member due to the iron oxalate residue. As described above, the acceleration phenomenon can be suppressed. The invention according to claim 2 is characterized in that a formic acid solution is used as the acid solution for the acid treatment.

【0092】ギ酸と同等程度の酸解離定数を持つ有機酸
は他にも酢酸、クエン酸、酒石酸、コハク酸等のカルボ
ン酸、その他にも芳香族カルボン酸等数種あり、これら
は同様のシュウ酸鉄除去効果を有すると考えられるが、
その中でも最も低分子量かつ単純構造のギ酸は分解が容
易である。
Other organic acids having an acid dissociation constant similar to that of formic acid include carboxylic acids such as acetic acid, citric acid, tartaric acid, and succinic acid, and several kinds such as aromatic carboxylic acids. It is thought to have the effect of removing iron oxide,
Among them, formic acid having the lowest molecular weight and simple structure is easily decomposed.

【0093】従って、炭酸ガスと水に分解可能な有機酸
の中でも、無機化しやすいギ酸を用いることで、二次廃
棄物発生量の増大を抑制するとともに、分解操作の工期
及び分解のために投入するエネルギーを最少とすること
が可能である。
Therefore, by using formic acid, which is easily mineralized, among organic acids that can be decomposed into carbon dioxide gas and water, it is possible to suppress an increase in the amount of secondary waste and to introduce it for the period of decomposition operation and decomposition. It is possible to minimize the energy consumed.

【0094】請求項3に係る発明は、ギ酸処理の助剤と
して、過酸化水素、またはオゾンを各々単独あるいは併
用することを特徴とする。図17は、ギ酸を用いさらに
これら酸処理助剤を併用した場合のシュウ酸鉄の除去効
果を比較して説明するものである。炭素鋼試験片を95
℃、2000ppmのシュウ酸溶液に2時間浸漬し十分に
黄色のシュウ酸鉄を生成させた後、過酸化水素単独処
理、ギ酸単独処理、ギ酸+過酸化水素併用処理、ギ酸+
オゾン併用処理を10分間行い、除去されたシュウ酸鉄
量を求めた。
The invention according to claim 3 is characterized in that hydrogen peroxide or ozone is used alone or in combination as an auxiliary agent for the formic acid treatment. FIG. 17 compares and explains the effect of removing iron oxalate when using formic acid and also using these acid treatment aids together. 95 carbon steel test pieces
After immersing in 2000ppm oxalic acid solution at ℃ for 2 hours to produce yellow iron oxalate, hydrogen peroxide alone, formic acid alone, formic acid + hydrogen peroxide combined treatment, formic acid +
The ozone combined treatment was performed for 10 minutes, and the amount of iron oxalate removed was determined.

【0095】温度条件は全て80℃、ギ酸濃度は0.0
2mol/L、過酸化水素濃度は0.03mol/L、
オゾン注入量は2g/L/hの条件で行った。シュウ酸
鉄の除去法として従来例にある過酸化水素処理では、試
験片表面での反応が緩やかであり10分間の処理後もシ
ュウ酸鉄が多量に残留していた。
All temperature conditions are 80 ° C. and formic acid concentration is 0.0
2 mol / L, hydrogen peroxide concentration is 0.03 mol / L,
The ozone injection amount was 2 g / L / h. In the conventional hydrogen peroxide treatment as a method for removing iron oxalate, the reaction on the surface of the test piece was slow, and a large amount of iron oxalate remained after the treatment for 10 minutes.

【0096】一方、ギ酸処理では10分間で表面のシュ
ウ酸鉄はほとんど除去され、過酸化水素処理と比較して
約5倍のシュウ酸鉄が除去された。また、ギ酸+過酸化
水素、ギ酸+オゾン処理でも同様に10分間の処理でほ
ぼシュウ酸鉄が除去され、ギ酸単独処理よりも更に優れ
たシュウ酸鉄除去効果を示した。これは、ギ酸による炭
素鋼の酸溶解の効果(次式) M(金属母材) + nH+ → Mn+ + (n/2)H に加えて、炭素鋼から溶出したFe2+イオンと、助剤で
ある過酸化水素またはオゾンとの次式の反応により酸化
力の強いヒドロキシルラジカル(・OH)が生じ、溶解が
促進されるためである。
On the other hand, in the formic acid treatment, most of the iron oxalate on the surface was removed in 10 minutes, and about 5 times as much iron oxalate was removed as in the hydrogen peroxide treatment. Further, with formic acid + hydrogen peroxide and formic acid + ozone treatment, iron oxalate was almost removed in the same manner for 10 minutes, showing a more excellent iron oxalate removing effect than the treatment with formic acid alone. This is the effect of acid dissolution of carbon steel by formic acid (the following formula) M (metal base material) + nH + → M n + + (n / 2) H 2 in addition to Fe 2+ ions eluted from carbon steel This is because a hydroxyl radical (.OH) having a strong oxidizing power is generated by the reaction of the following formula with hydrogen peroxide or ozone which is an auxiliary agent, and the dissolution is promoted.

【0097】 H22 + Fe2+ → Fe3+ +OH- + ・OH O3 + H2O + Fe2+ → Fe3+ + OH- + ・O
H + O2 従って、請求項3の本発明によれば、シュウ酸鉄をより
短時間で効果的に除去することが可能である。
H 2 O 2 + Fe 2+ → Fe 3+ + OH + · OH O 3 + H 2 O + Fe 2+ → Fe 3+ + OH + · O
H + O 2 Thus, according to the present invention of claim 3, it is possible to effectively remove more quickly iron oxalate.

【0098】請求項4に係る発明は、前記ギ酸溶液を電
気分解により陽極酸化するか、または前記電気分解に過
酸化水素またはオゾンを単独あるいは併用する酸化分解
する分解工程を付加することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that a decomposition step of anodic oxidation of the formic acid solution by electrolysis or oxidative decomposition of hydrogen peroxide or ozone alone or in combination is added to the electrolysis. To do.

【0099】ギ酸中で電気分解を行うと、陽極表面でギ
酸は酸化分解し炭酸ガスと水になる。電気分解では、薬
剤を添加することなく分解可能であり、薬剤費用及び薬
剤添加に係わる装置等費用の低減と、二次廃棄物発生量
の増大を抑制することが可能である。また、酸化剤によ
ってもギ酸は炭酸ガスと水に分解する。表1に示す様
に、オゾン及び過酸化水素は酸化力を有する。
When electrolysis is carried out in formic acid, the formic acid is oxidized and decomposed on the surface of the anode into carbon dioxide gas and water. Electrolysis can be decomposed without adding chemicals, and it is possible to reduce the cost of chemicals and the cost of equipment related to chemicals addition, and to suppress an increase in the amount of secondary waste generated. Also, formic acid is decomposed into carbon dioxide gas and water by the oxidizing agent. As shown in Table 1, ozone and hydrogen peroxide have oxidizing power.

【0100】[0100]

【表1】 [Table 1]

【0101】従って、これら酸化剤の直接的酸化により
ギ酸は分解する。更に、炭素鋼から溶出したFe2+イオ
ンとこれら酸化剤が反応し生じるヒドロキシルラジカル
(・OH)は表1に示す様に非常に強い酸化力を持ち、効
果的にギ酸を分解する。 HCOOH + 2・OH → CO2 + 2H2
Therefore, formic acid is decomposed by the direct oxidation of these oxidizing agents. Furthermore, hydroxyl radicals produced by the reaction of these oxidizers with Fe 2+ ions eluted from carbon steel
As shown in Table 1, (.OH) has a very strong oxidizing power and effectively decomposes formic acid. HCOOH + 2 · OH → CO 2 + 2H 2 O

【0102】また、過酸化水素とオゾンは、ギ酸の分解
により消費されると酸素と水になるためこれらも廃棄物
源とならず、放射性の二次廃棄物発生量の増大を抑制す
ることが可能である。上記の電気分解による陽極酸化
と、過酸化水素またはオゾンによる酸化分解を併用する
と分解効率は更に向上する。従って、請求項4の発明に
よれば、酸処理に用いたギ酸は二次廃棄物を生じずに、
効率的に分解ことが可能である。
Further, since hydrogen peroxide and ozone become oxygen and water when consumed by decomposition of formic acid, they also do not become a waste source, and it is possible to suppress an increase in the amount of radioactive secondary waste generated. It is possible. When the above-mentioned anodic oxidation by electrolysis and oxidative decomposition by hydrogen peroxide or ozone are used together, the decomposition efficiency is further improved. Therefore, according to the invention of claim 4, the formic acid used for the acid treatment does not generate secondary waste,
It can be decomposed efficiently.

【0103】請求項5に係る発明は、前記ギ酸溶液の鉄
成分を電気分解による陰極還元で2価鉄イオンとし、前
記2価鉄イオンと過酸化水素とにより前記ギ酸溶液を分
解する分解工程を付加することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, an iron component of the formic acid solution is converted into divalent iron ions by cathodic reduction by electrolysis, and the formic acid solution is decomposed by the divalent iron ions and hydrogen peroxide. It is characterized by adding.

【0104】鉄イオンを含んだ溶液中で電気分解を行う
と、陰極表面で鉄イオンは二価に還元される。Fe2+
過酸化水素との反応により前述の通り酸化力の強いヒド
ロキシルラジカルが生じ、ギ酸は分解する。従って、請
求項5の発明によれば、ギ酸を効率的に分解し、かつ二
次廃棄物発生量の増大を抑制することが可能である。
When electrolysis is carried out in a solution containing iron ions, the iron ions are divalently reduced on the cathode surface. As described above, the reaction between Fe 2+ and hydrogen peroxide produces a hydroxyl radical having strong oxidizing power, and formic acid decomposes. Therefore, according to the invention of claim 5, formic acid can be efficiently decomposed, and an increase in the amount of secondary waste generated can be suppressed.

【0105】請求項6に係る発明は、前記ギ酸溶液を電
気分解により陽極酸化する分解工程と、陰極還元により
生成した二価鉄イオンと過酸化水素との反応による分解
工程とを併用することを特徴とする。請求項6の発明に
よれば、上記分解工程を併用することでギ酸を更に効率
的に分解し、かつ二次廃棄物発生量の増大を抑制するこ
とが可能である。
In the invention according to claim 6, the decomposition step of anodizing the formic acid solution by electrolysis and the decomposition step of reacting divalent iron ions produced by cathodic reduction with hydrogen peroxide are used in combination. Characterize. According to the invention of claim 6, it is possible to more efficiently decompose formic acid and suppress an increase in the amount of secondary waste generated by using the above decomposition step together.

【0106】請求項7に係る発明は、請求項5におい
て、前記ギ酸溶液の電気分解による分解工程に、過酸化
水素またはオゾンによる酸化分解を併用する分解工程を
付加することを特徴とする。請求項7の発明によれば、
上記分解手法を併用することでギ酸を更に効率的に分解
し、かつ二次廃棄物発生量の増大を抑制することが可能
である。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect, a decomposition step using oxidative decomposition with hydrogen peroxide or ozone is added to the decomposition step by electrolysis of the formic acid solution. According to the invention of claim 7,
By using the above decomposition method together, formic acid can be decomposed more efficiently, and an increase in the amount of secondary waste generated can be suppressed.

【0107】請求項8に係る発明は、前記過酸化水素ま
たはオゾンによる酸化分解を併用する分解工程に助剤と
してリン酸またはリン酸塩を添加することを特徴とす
る。酸処理により溶液中に溶出したFe2+イオンと過酸
化水素またはオゾンとの反応により生じるヒドロキシル
ラジカルによる金属母材の腐食が抑制できる。リン酸イ
オン等の陰イオンは、ヒドロキシルラジカルを除去する
効果があり金属表面の腐食を抑制する働きがあると考え
られる。
The invention according to claim 8 is characterized in that phosphoric acid or a phosphate is added as an auxiliary agent to the decomposition step in which oxidative decomposition by hydrogen peroxide or ozone is also used. Corrosion of the metal base material due to hydroxyl radicals generated by the reaction of Fe 2+ ions eluted in the solution by the acid treatment with hydrogen peroxide or ozone can be suppressed. Anions such as phosphate ions are considered to have an effect of removing hydroxyl radicals and have a function of suppressing corrosion of the metal surface.

【0108】また、リン酸、リン酸塩は金属表面と反応
し難溶性の第三リン酸塩(Fe3(PO4)など)の保護皮
膜を生成するため、更に腐食抑制効果が高い。従って本
発明によれば、過酸化水素やオゾンを用いるギ酸の分解
工程において、ラジカルによる金属母材への過度のアタ
ックを抑制することが可能である。
Further, since phosphoric acid and phosphate react with the metal surface to form a protective film of a sparingly soluble tertiary phosphate (Fe 3 (PO 4 ) 2 etc.), the corrosion inhibiting effect is further enhanced. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress excessive attack of the metal base material by radicals in the formic acid decomposition step using hydrogen peroxide or ozone.

【0109】請求項9に係る発明は放射性核種に汚染さ
れた炭素鋼部材からシュウ酸を含む還元除染剤を用いて
放射性核種を除去する炭素鋼部材の化学除染方法におい
て、前記炭素鋼部材から前記放射性核種を除去する工程
と、放射性核種除去後の炭素鋼部材に酸溶液を接触させ
る酸処理を施すことにより前記炭素鋼部材に生成したシ
ュウ酸鉄を除去する工程と、前記シュウ酸鉄除去後の炭
素鋼部材に放射能付着を抑制する保護皮膜を形成する皮
膜処理工程を設けることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the chemical decontamination method for a carbon steel member, wherein a radionuclide is removed from a carbon steel member contaminated with a radionuclide by using a reducing decontamination agent containing oxalic acid. A step of removing the radionuclide from the step of removing the iron oxalate produced in the carbon steel member by performing an acid treatment of contacting the carbon steel member after removal of the radionuclide with an acid solution, and the iron oxalate. It is characterized in that a coating treatment step is formed on the carbon steel member after removal to form a protective coating for suppressing the adhesion of radioactivity.

【0110】シュウ酸鉄を除去した清浄な炭素鋼部材に
対して保護皮膜を形成させることによりシュウ酸鉄の残
留に起因する各種の弊害を取り除くことができ、保護皮
膜本来の効果を最大源に発揮することができる大きなメ
リットがある。
By forming a protective film on a clean carbon steel member from which iron oxalate has been removed, various harmful effects caused by the residual iron oxalate can be removed, and the original effect of the protective film can be maximized. There is a great merit that can be demonstrated.

【0111】請求項10に係る発明は、請求項9におい
て、放射能付着を抑制する保護皮膜はニッケルの無電解
メッキ処理で生成するニッケル金属層、またはニッケル
金属層をフッ素ガスと接触させることにより生成される
弗化ニッケルの不働態皮膜であることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the protective film for suppressing the adhesion of radioactivity is obtained by contacting a nickel metal layer formed by electroless plating of nickel or a nickel metal layer with fluorine gas. It is characterized in that it is a passive film of nickel fluoride produced.

【0112】無電解メッキ処理はメッキ液を当該内に充
填し、還元剤の働きで金属イオンを還元させて当該部位
に金属ニッケル層を生成させるものである。この金属ニ
ッケル層を付与した炭素鋼表面を再浸漬すると初期的に
は放射能を含む一次冷却材との接触が絶たれ、腐食は進
行しない。ただし、この状態は長続きせず、金属ニッケ
ル層は極めて緩慢に溶解する。
In the electroless plating treatment, a plating solution is filled in the inside of the chamber and metal ions are reduced by the action of a reducing agent to form a metal nickel layer at the site. When the surface of the carbon steel provided with the metallic nickel layer is re-immersed, the contact with the primary coolant containing radioactivity is initially cut off and the corrosion does not proceed. However, this state does not last long and the metallic nickel layer dissolves very slowly.

【0113】また、金属ニッケル層には熱影響によって
微小欠陥部や亀裂が発生する。その結果、金属ニッケル
層と母材との境界や亀裂内部で母材が徐々に接液する。
この時、母材中の鉄原子が酸化物を生成することになる
が、周囲に過剰のニッケルイオンが存在するためニッケ
ルとの複合酸化物(ニッケルフェライト)を形成するこ
とになる。
In addition, minute defects and cracks are generated in the metallic nickel layer due to the influence of heat. As a result, the base material gradually comes into contact with liquid at the boundary between the metallic nickel layer and the base material and inside the crack.
At this time, iron atoms in the base material generate oxides, but since excess nickel ions are present in the surroundings, a composite oxide with nickel (nickel ferrite) is formed.

【0114】その後も母材から鉄原子の供給は続くがい
ずれもニッケルフェライトとして結晶化し、最終的には
表面や亀裂部が全てニッケルフェライトで覆われる状況
となる。ニッケルフェライトは熱力学的に安定な酸化物
でありこの状態に至れば腐食量が大きい炭素鋼と言えど
も腐食は進行しない。また、このニッケルフェライト結
晶中にはコバルト60などの放射能がほとんど含まれな
い利点もある。
Although iron atoms continue to be supplied from the base material thereafter, both are crystallized as nickel ferrite, and finally the surface and cracks are all covered with nickel ferrite. Nickel ferrite is a thermodynamically stable oxide, and if it reaches this state, corrosion does not proceed even though it is a carbon steel with a large amount of corrosion. There is also an advantage that the nickel ferrite crystal contains almost no radioactivity such as cobalt 60.

【0115】これはニッケルフェライト中に放射能が取
り込まれるのは2価イオンの格子位置であるが、この量
は2価イオンであるコバルト60イオンとその他の2価
イオンの濃度比で決定されていることによる。つまり、
本事象でニッケルフェライトが生成される際には過剰な
ニッケルイオンが存在し、その濃度比では取り込まれる
コバルト60イオンが極端に少なくなるからである。
This is because the radioactivity is incorporated into nickel ferrite at the lattice position of the divalent ion, and this amount is determined by the concentration ratio of the divalent ion, cobalt 60 ion, and other divalent ions. It depends. That is,
This is because when nickel ferrite is generated in this event, excess nickel ions are present, and the concentration ratio of cobalt 60 ions taken in is extremely small.

【0116】また、ニッケルの無電解メッキ処理で生成
するニッケル金属層をフッ素ガスと接触させることによ
り生成される弗化ニッケルの不働態皮膜である方法によ
れば、金属ニッケル層はほとんど溶解せず、供用再開後
も保護皮膜として存在するため炭素鋼の腐食を防止する
こと、その結果、放射能の付着を抑制できる。
Further, according to the method of the passive film of nickel fluoride formed by bringing the nickel metal layer formed by the electroless plating of nickel into contact with the fluorine gas, the nickel metal layer hardly dissolves. Also, since it remains as a protective film even after resuming service, it is possible to prevent corrosion of carbon steel, and as a result, it is possible to suppress adhesion of radioactivity.

【0117】請求項11に係る発明は放射能付着を抑制
する保護皮膜は当該炭素鋼部材に対し300〜600℃
の酸素またはオゾンを含む気相中で加熱処理することに
より生成される酸化皮膜であることを特徴とする。
In the invention according to claim 11, the protective film for suppressing the radioactivity adhesion is 300 to 600 ° C. with respect to the carbon steel member.
It is an oxide film produced by heat treatment in a gas phase containing oxygen or ozone.

【0118】一般的に鉄鋼材料においては供用温度、な
いしはそれ以上の温度で酸化処理を行うと強固な酸化皮
膜が形成され、供用後における腐食進行が抑制できるこ
とが知られている。これは前述した原子炉一次系配管や
構成機器表面への放射能付着を抑制する技術のうち酸
化皮膜付与・プレフィルミングに分類される技術であ
る。
It is generally known that when a steel material is subjected to an oxidation treatment at a service temperature or higher, a strong oxide film is formed and the progress of corrosion after service can be suppressed. This is a technique classified into oxide film application / pre-filming among the techniques for suppressing the radioactivity from adhering to the surface of the reactor primary system piping and component equipment described above.

【0119】この技術は主にステンレス鋼を対象とした
技術であると述べたが本発明者らは炭素鋼にも有効であ
ろうと期待し、空気中で酸化処理させた試験体を作成し
放射能付着試験を実施し、放射能付着量を比較した。
Although this technology was described as being mainly for stainless steel, the present inventors expected that it would be effective for carbon steel as well, and prepared a test body that had been subjected to an oxidation treatment in air to produce a radiation. A radioactive adhesion test was carried out to compare the radioactive adhesion amounts.

【0120】酸化処理の条件は300℃、400℃、5
00℃、600℃の4条件とし、空気中で各5時間の熱
処理を行い、ループ試験に供した。その結果、400℃
の条件が最も抑制効果が大きかったが、その他のいずれ
の温度条件でも放射能付着量は酸化処理を行わない試験
体より少なく、空気中酸化処理は放射能の付着を抑制す
ることができることが確認された。
Conditions for the oxidation treatment are 300 ° C., 400 ° C., 5
Heat treatment was performed for 5 hours in air under four conditions of 00 ° C. and 600 ° C., and the loop test was performed. As a result, 400 ℃
However, the amount of radioactivity adhering was smaller than that of the test sample without oxidation treatment under any of the other temperature conditions, and it was confirmed that the air oxidation treatment can suppress the attachment of radioactivity. Was done.

【0121】請求項12に係る発明は無電解メッキ処理
の還元剤として次亜りん酸塩、水素化ホウ素化合物、ヒ
ドラジンのいずれかを用い、無電解メッキ処理の錯化剤
としてクエン酸または酒石酸を用いることを特徴とす
る。
According to the twelfth aspect of the invention, any one of hypophosphite, a borohydride compound and hydrazine is used as a reducing agent for electroless plating, and citric acid or tartaric acid is used as a complexing agent for electroless plating. It is characterized by using.

【0122】これらの還元剤と錯化剤を使用することに
より本発明の無電解メッキ処理ではアルカリ性溶液にお
ける水酸化物沈殿の防止、メッキ速度の調整、メッキ液
の分解防止が可能となる。また、このメッキ処理で生成
される金属層はニッケルを90〜92%、リンを8〜1
0%含有するアモルファス合金であり、膜厚が増大して
も皮膜中の結晶の成長が進まず、均一な表面が得られる
効果がある。
By using these reducing agent and complexing agent, the electroless plating treatment of the present invention makes it possible to prevent hydroxide precipitation in an alkaline solution, control the plating rate, and prevent decomposition of the plating solution. The metal layer produced by this plating treatment contains 90 to 92% nickel and 8 to 1 phosphorus.
It is an amorphous alloy containing 0%, and even if the film thickness is increased, the growth of crystals in the film does not proceed and there is an effect that a uniform surface can be obtained.

【0123】請求項13に係る発明は無電解メッキを厚
さ20ミクロン以下、不働態皮膜は3ミクロン以下に規
定することを特徴とする。無電解メッキでは著しく厚み
を増すと、溶解するニッケル量が増大するばかりでなく
熱応力によって亀裂を発生しやすくなるため、原子力発
電プラントでの適用を考慮した場合20ミクロン以下が
妥当な厚みである。一方、弗化ニッケルの不働態膜の厚
みは3ミクロン以下で十分である。
The invention according to claim 13 is characterized in that the electroless plating is regulated to a thickness of 20 μm or less and the passive film is regulated to 3 μm or less. In electroless plating, if the thickness is remarkably increased, not only the amount of dissolved nickel increases but also cracks are likely to occur due to thermal stress. Therefore, considering application in a nuclear power plant, 20 μm or less is a reasonable thickness. . On the other hand, it is sufficient that the thickness of the passive state film of nickel fluoride is 3 microns or less.

【0124】請求項14に係る発明は酸素を含む気相中
の加熱処理の酸素濃度は1体積%以上であることを特徴
とする。ここで、気相中の酸素の濃度を1体積%以上と
したのは以下のような実験結果に基づく理由である。つ
まり、本発明者らは前述の酸化皮膜の処理温度を変えた
試験体の製作時に酸素濃度を変えた試験体を同時に製作
し、放射能付着試験に供している。サーベイした酸素濃
度は1、5、21体積%の3条件である。しかしなが
ら、いずれの酸素濃度においても製作された試験体への
放射能付着量は同等であった。そこで、本発明者らは酸
素濃度が1体積%以上あれば同等の効果が得られるもの
と推定して本発明提案に至っている。
The invention according to claim 14 is characterized in that the oxygen concentration of the heat treatment in the gas phase containing oxygen is 1% by volume or more. Here, the reason why the concentration of oxygen in the gas phase is 1% by volume or more is based on the following experimental results. That is, the inventors of the present invention simultaneously manufacture a test body with a different oxygen concentration when manufacturing the test body with a different treatment temperature of the oxide film, and use it for the radioactivity adhesion test. The surveyed oxygen concentration was three conditions of 1, 5 and 21% by volume. However, the amount of radioactivity attached to the manufactured test bodies was the same at any oxygen concentration. Therefore, the present inventors have presumed that the same effect can be obtained when the oxygen concentration is 1% by volume or more, and have reached the present invention proposal.

【0125】請求項15に係る発明は、バッファタンク
と、このバッファタンクから流出する水と除染剤を注入
して混合した除染液を除染対象炭素鋼部材に接液し、接
液後の除染液を前記バッファタンクに流入させる除染液
循環ラインと、前記バッファタンクの水流出側から前記
除染対象炭素鋼部材までの間の除染液循環ラインに接続
されたシュウ酸溶液注入装置、過酸化水素注入装置及び
ギ酸注入装置と、このギ酸注入装置と前記除染対象炭素
鋼部材の流入側との間に接続した酸素ガス供給源と、前
記除染対象炭素鋼部材を加熱する加熱装置とを具備した
ことを特徴とする。
According to the fifteenth aspect of the present invention, a buffer tank and a decontaminating solution prepared by injecting and mixing water flowing out from the buffer tank and a decontaminating agent are brought into contact with the carbon steel member to be decontaminated, Decontamination solution circulation line for flowing the decontamination solution into the buffer tank, and oxalic acid solution injection connected to the decontamination solution circulation line between the water outflow side of the buffer tank and the carbon steel member to be decontaminated. Device, hydrogen peroxide injection device and formic acid injection device, an oxygen gas supply source connected between the formic acid injection device and the inflow side of the decontamination target carbon steel member, and the decontamination target carbon steel member is heated And a heating device.

【0126】原子力発電プラント等においてすでに据え
付けられた大口径の配管や大型機器に対して加熱処理を
施し、接液面に酸化皮膜を付与することは技術的に困難
な課題であったが、板状またはリボン状のバンド型ヒー
タを除染対象炭素鋼部材に被覆するか、もしくは高周波
誘導加熱装置などを配置することにより達成できる。特
に高周波誘導加熱装置を用いると、処理温度が高温にな
っても対応できるばかりでなく、高周波の周波数を変え
ることによって任意の深さまで容易に加熱することがで
き、効率的に除染対象炭素鋼部材を加熱して酸化皮膜を
形成することができる。
It was a technically difficult task to heat-treat large-diameter pipes and large-scale equipment already installed in a nuclear power plant or the like to give an oxide film on the liquid contact surface. This can be achieved by covering the carbon steel member to be decontaminated with a band-shaped or ribbon-shaped band type heater, or by disposing a high-frequency induction heating device or the like. In particular, when using a high frequency induction heating device, not only can it handle high processing temperatures, but it can also be easily heated to an arbitrary depth by changing the frequency of the high frequency. The member can be heated to form an oxide film.

【0127】[0127]

【発明の実施の形態】図1により本発明に係る炭素鋼部
材の化学除染方法の第1の実施の形態を説明する。図1
は本実施の形態を図13に示した原子炉冷却材浄化系の
配管等に相当する炭素鋼で構成される除染対象物に適用
する化学除染装置の基本系統構成の一例を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a chemical decontamination method for carbon steel members according to the present invention will be described with reference to FIG. Figure 1
Shows an example of a basic system configuration of a chemical decontamination apparatus in which the present embodiment is applied to a decontamination target made of carbon steel corresponding to the piping etc. of the reactor coolant purification system shown in FIG. .

【0128】図1において、符号15は除染対象炭素鋼
部材で、例えば配管の内面を除染する例で示している。
除染対象炭素鋼部材15の両端側に循環ライン16の一
端が接続され、循環ライン16の他端はタンクともなる
バッファ17に接続している。バッファタンク17から
除染液が流出する側の循環ライン16には流出した除染
液を加熱するためのヒータ19を有する循環ポンプ18
が分岐接続し、ヒータ19で加熱された除染液がバッフ
ァタンク17内に流入するようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 15 is a carbon steel member to be decontaminated, which is shown as an example of decontaminating the inner surface of the pipe.
One end of a circulation line 16 is connected to both ends of the decontamination target carbon steel member 15, and the other end of the circulation line 16 is connected to a buffer 17 which also serves as a tank. A circulation pump 18 having a heater 19 for heating the decontaminating liquid flowing out from the buffer tank 17 on the circulation line 16 on the side where the decontaminating liquid flows out.
Are branched and connected, and the decontamination liquid heated by the heater 19 flows into the buffer tank 17.

【0129】また、バッファタンク17から除染液が流
出して除染対象炭素鋼部材15に流入する側の循環ライ
ン16には、下流側に沿ってシュウ酸溶液調整タンク2
0に接続した注入ポンプ21、過酸化水素注入装置3
3、ギ酸調整タンク31に接続した注入ポンプ32、除
染液注入ポンプ22、陽極34及び陰極35を有する電
解装置24にバイパス接続するバイパスライン43が順
次接続されている。
Further, in the circulation line 16 on the side where the decontamination solution flows out from the buffer tank 17 and flows into the decontamination target carbon steel member 15, the oxalic acid solution adjusting tank 2 is arranged along the downstream side.
Injection pump 21 connected to 0, hydrogen peroxide injection device 3
3, the injection pump 32 connected to the formic acid adjustment tank 31, the decontamination solution injection pump 22, the bypass line 43 for bypass connection to the electrolytic device 24 having the anode 34 and the cathode 35 are sequentially connected.

【0130】一方、除染対象炭素鋼部材15から除染液
が流出してバッファタンク17に流入する循環ライン1
6には下流側に沿って除染水質を監視するための水質計
測器30、除染液を回収する液送ポンプ23、除染液の
浄化を行うポンプ45、陽イオン交換樹脂塔25及び混
床樹脂塔26を備えたバイパスライン44が順次接続さ
れている。また、バッファタンク17の頂部には湿分分
離器27、フィルタ28及び排気ブロア29が順次接続
されて、排ガス処理が行われる。
On the other hand, the circulation line 1 in which the decontamination solution flows out from the carbon steel member 15 to be decontaminated and flows into the buffer tank 17.
6 is a water quality measuring device 30 for monitoring the decontamination water quality along the downstream side, a liquid feed pump 23 for collecting the decontamination liquid, a pump 45 for purifying the decontamination liquid, a cation exchange resin tower 25 and a mixing pump. A bypass line 44 including the floor resin tower 26 is sequentially connected. A moisture separator 27, a filter 28, and an exhaust blower 29 are sequentially connected to the top of the buffer tank 17 to perform exhaust gas treatment.

【0131】つぎに、上記除染装置による除染操作を以
下に説明する。図1に示した化学除染装置系統内に水を
張り循環させ、バッファタンク17に付設したヒータ1
9で昇温した後、シュウ酸調整タンク20により、除染
対象炭素鋼部材15内に注入した際に所定の濃度となる
様に濃度調整したシュウ酸を、注入ポンプ21を通して
循環ライン16に注入する。除染対象炭素鋼部材15に
シュウ酸除染液を循環させ、除染対象炭素鋼部材15内
面に付着した放射性核種を含んだ酸化皮膜を溶解する。
Next, the decontamination operation by the above decontamination apparatus will be described below. A heater 1 attached to a buffer tank 17 by circulating water inside the chemical decontamination apparatus system shown in FIG.
After the temperature is raised at 9, the oxalic acid adjusting tank 20 injects the oxalic acid whose concentration is adjusted to a predetermined concentration when injected into the decontamination target carbon steel member 15 into the circulation line 16 through the injection pump 21. To do. An oxalic acid decontamination solution is circulated through the decontamination target carbon steel member 15 to dissolve the oxide film containing the radionuclide attached to the inner surface of the decontamination target carbon steel member 15.

【0132】水質計測器30では、除染対象炭素鋼部材
15出口から流出する除染液の水質を常時監視して測定
する。計測項目は除染液の温度、pH、導電率、酸化還元
電位であり、これらの計測値により除染液温度、シュウ
酸濃度、酸化還元電位を監視する。除染液は定期的にサ
ンプリングし、放射性核種濃度、溶出金属濃度を分析す
る。
The water quality measuring device 30 constantly monitors and measures the water quality of the decontamination liquid flowing out from the outlet of the carbon steel member 15 to be decontaminated. The measurement items are the temperature, pH, conductivity, and redox potential of the decontamination solution, and the decontamination solution temperature, oxalic acid concentration, and redox potential are monitored by these measured values. The decontamination solution should be sampled periodically to analyze the radionuclide concentration and dissolved metal concentration.

【0133】除染液中の放射性核種濃度が高い場合およ
び酸化還元電位制御や鉄イオン価数制御のためFe2+
オンの除去が必要な場合は、陽イオン交換樹脂25に通
水し、放射性核種及び溶出金属を捕集して、除去する。
除染液中の鉄イオンの価数調整は、電解装置24内の陽
極34と陰極35に直流電圧を印加することによる陰極
35でのFe3+のFe2+への還元反応と、陽極34での
Fe2+のFe3+への酸化反応により行う。
When the radionuclide concentration in the decontamination solution is high and when it is necessary to remove Fe 2+ ions for controlling the oxidation-reduction potential and the iron ion valence, water is passed through the cation exchange resin 25 to make it radioactive. Nuclides and eluted metals are collected and removed.
The valence of the iron ions in the decontamination solution is adjusted by applying a DC voltage to the anode 34 and the cathode 35 in the electrolysis device 24 to reduce Fe 3+ to Fe 2+ at the cathode 35, and the anode 34. The oxidation reaction of Fe 2+ to Fe 3+ is carried out.

【0134】これらの反応は電解装置24内で同時に生
ずるが、陽極34対陰極35の面積比を1より大とする
とFe2+生成が優位となり、電解の極性を反転するとF
3+生成が優位となり、必要に応じて酸化、還元の各方
向に反応を制御することが可能である。放射性核種の溶
出が飽和する傾向を示すまでシュウ酸工程を継続し、そ
の後、シュウ酸分解工程に入る。
These reactions occur at the same time in the electrolyzer 24. When the area ratio of the anode 34 to the cathode 35 is larger than 1, Fe 2+ generation becomes dominant, and when the polarity of electrolysis is reversed, F 2+ is generated.
The production of e 3+ becomes dominant, and the reaction can be controlled in each direction of oxidation and reduction as needed. The oxalic acid process is continued until the elution of radionuclide tends to be saturated, and then the oxalic acid decomposition process is started.

【0135】電解装置24の陽極34と陰極35にシュ
ウ酸分解に適切な電圧を印加し電解すると、陽極34の
表面でシュウ酸は酸化分解する。この時、過酸化水素ま
たはオゾン等の酸化剤を併用すると、シュウ酸分解は更
に促進する。
When a voltage suitable for oxalic acid decomposition is applied to the anode 34 and the cathode 35 of the electrolysis device 24 for electrolysis, oxalic acid is oxidatively decomposed on the surface of the anode 34. At this time, if an oxidizing agent such as hydrogen peroxide or ozone is used together, the oxalic acid decomposition is further promoted.

【0136】電解及びこれら酸化剤の併用法は、シュウ
酸鉄除去工程後のギ酸溶液分解にも用いることが可能で
あるため、電解装置と、オゾン発生器あるいは過酸化水
素注入装置を、シュウ酸分解及びギ酸溶液分解の両目的
に用いれば、除染装置をより合理的に利用できる。
Since the method of electrolysis and the combined use of these oxidizing agents can also be used for the decomposition of formic acid solution after the iron oxalate removal step, the electrolysis apparatus and the ozone generator or the hydrogen peroxide injection apparatus are connected to oxalic acid. If it is used for both the purpose of decomposition and the decomposition of formic acid solution, the decontamination device can be used more reasonably.

【0137】シュウ酸除染中及びシュウ酸分解中に系内
から発生するガス(シュウ酸の消費・分解により発生す
るCO2、電解時に発生するH2、O2)は、バッファタン
ク17から排気ブロア29に吸引され、湿分分離器2
7、フィルタ28により処理し、排気系に排出される。
シュウ酸濃度が所定濃度まで低下した後、混床樹脂塔2
6に通水し、除染液の浄化を行う。
Gases generated from the system during oxalic acid decontamination and oxalic acid decomposition (CO 2 generated by consumption and decomposition of oxalic acid, H 2 and O 2 generated during electrolysis) are exhausted from the buffer tank 17. Moisture separator 2 sucked by blower 29
7, processed by the filter 28 and discharged to the exhaust system.
After the oxalic acid concentration has dropped to a predetermined concentration, the mixed bed resin tower 2
Water is passed to 6 to clean the decontamination solution.

【0138】除染対象炭素鋼部材15の線量の低下度合
いに応じて、シュウ酸除染工程からシュウ酸分解工程お
よび浄化工程、の一連の工程を複数サイクル繰り返す。
シュウ酸鉄除去のための酸処理は、最終除染サイクルの
浄化工程前に実施する。シュウ酸分解工程によりシュウ
酸濃度が十分低下した時点で、ギ酸調整タンク31によ
り所定濃度に調整したギ酸溶液を注入ポンプ32により
注入する。
A series of steps from the oxalic acid decontamination step to the oxalic acid decomposition step and the purification step are repeated a plurality of cycles according to the degree of decrease in the dose of the carbon steel member 15 to be decontaminated.
The acid treatment for removing iron oxalate is performed before the purification step of the final decontamination cycle. When the oxalic acid concentration is sufficiently reduced by the oxalic acid decomposition step, the formic acid solution adjusted to a predetermined concentration by the formic acid adjusting tank 31 is injected by the injection pump 32.

【0139】ギ酸調整タンク31及び注入ポンプ32
は、シュウ酸の注入系統と別途設けても良いが、シュウ
酸注入時にギ酸調整タンク31内及び注入ポンプ32を
水洗浄し、ギ酸使用時の残留シュウ酸の混入を防止すれ
ば、シュウ酸注入系統と共用として問題なく、除染装置
の合理化が可能である。
Formic acid adjusting tank 31 and injection pump 32
May be provided separately from the oxalic acid injection system, but if the formic acid adjustment tank 31 and the injection pump 32 are washed with water at the time of oxalic acid injection to prevent the mixture of residual oxalic acid when using formic acid, oxalic acid injection It is possible to rationalize the decontamination equipment without problems as it is shared with the system.

【0140】ギ酸溶液を除染対象炭素鋼部位15に供給
し、循環して、除染対象炭素鋼部材15内面に残留した
シュウ酸鉄を除去する。図17に示したように、ギ酸に
よる酸処理と、助剤として過酸化水素またはオゾンを併
用すると更にシュウ酸鉄の除去効果が向上する。
The formic acid solution is supplied to the decontamination target carbon steel part 15 and circulated to remove iron oxalate remaining on the inner surface of the decontamination carbon steel member 15. As shown in FIG. 17, when the acid treatment with formic acid is used together with hydrogen peroxide or ozone as an auxiliary agent, the effect of removing iron oxalate is further improved.

【0141】また、図2によりギ酸溶液濃度によるシュ
ウ酸鉄除去量への影響を説明する。図2はシュウ酸鉄除
去量のギ酸濃度依存性を示している。炭素鋼部材の試験
片を95℃、2000ppmのシュウ酸溶液に2時間浸漬
し十分に黄色のシュウ酸鉄を生成させた後、80℃の1
00〜2000 ppmのギ酸溶液に10分間浸漬し、
除去されたシュウ酸鉄量を求めた。
The effect of the concentration of the formic acid solution on the amount of iron oxalate removed will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the dependence of the amount of iron oxalate removed on the concentration of formic acid. The test piece of the carbon steel member was immersed in a 2000 ppm oxalic acid solution at 95 ° C for 2 hours to sufficiently generate yellow iron oxalate, and then at 80 ° C for 1 hour.
Immerse in a formic acid solution of 0 to 2000 ppm for 10 minutes,
The amount of iron oxalate removed was determined.

【0142】ギ酸濃度が1000ppmより低い条件で
は、浸漬中に試験片の状態に大きな変化は見られなかっ
た。ギ酸濃度1000ppm以上では、試験片表面からの
ガス発生があり、試験片の炭素鋼部材母材が溶解してい
た。図2から明らかなように、シュウ酸鉄除去量はギ酸
濃度が1000ppm前後から大きく上昇している。
When the concentration of formic acid was lower than 1000 ppm, no significant change was observed in the condition of the test piece during immersion. At a formic acid concentration of 1000 ppm or more, gas was generated from the surface of the test piece, and the carbon steel member base material of the test piece was dissolved. As is clear from FIG. 2, the amount of iron oxalate removed greatly increased from the formic acid concentration of around 1000 ppm.

【0143】従って、酸処理時のギ酸濃度は1000pp
m以上の条件で実施するとより短時間でシュウ酸鉄を除
去することが可能である。水質計測器30及びギ酸溶液
のサンプリング分析により、シュウ酸鉄の除去が定常状
態になったと判断できた時点で、ギ酸分解工程に移行す
る。過酸化水素注入装置33からギ酸と当量の過酸化水
素を循環ライン16に注入する。
Therefore, the concentration of formic acid during the acid treatment is 1000 pp.
It is possible to remove iron oxalate in a shorter time by carrying out under the condition of m or more. When it is determined that the removal of iron oxalate has reached a steady state by the water quality measuring device 30 and the sampling analysis of the formic acid solution, the formic acid decomposition step is performed. Formic acid and an equivalent amount of hydrogen peroxide are injected into the circulation line 16 from the hydrogen peroxide injection device 33.

【0144】過酸化水素による直接酸化、及び炭素鋼か
ら溶出したFe2+と過酸化水素との反応により生じるヒ
ドロキシルラジカルによりギ酸は酸化分解する。この
時、シュウ酸分解用の電解装置24により電気分解を行
うと、陽極酸化によりギ酸が分解されるため、更に効率
的に分解処理を行うことが可能である。
Formic acid is oxidatively decomposed by the direct oxidation with hydrogen peroxide and the hydroxyl radical generated by the reaction between Fe 2+ eluted from carbon steel and hydrogen peroxide. At this time, if electrolysis is performed by the electrolysis device 24 for decomposing oxalic acid, formic acid is decomposed by anodic oxidation, so that the decomposition treatment can be performed more efficiently.

【0145】ギ酸の分解生成物であるCO2、また電解
を併用する場合に発生するH2、O2の排ガスは、シュウ
酸分解時と同様に、バッファタンク17から排気ブロア
29に吸引され、湿分分離器27、フィルタ28を通過
し、既設の排気系に排出される。ギ酸分解後、除去され
たシュウ酸鉄及び溶出した金属成分を、混床樹脂26に
より捕集、除去し、排水可能な水質条件まで浄化する。
以上の化学除染操作により除染対象炭素鋼部材15の炭
素鋼に対しシュウ酸鉄の残留なく除染を実施することが
可能である。
CO 2 which is a decomposition product of formic acid, and exhaust gases of H 2 and O 2 generated when electrolysis is also used are sucked from the buffer tank 17 into the exhaust blower 29, as in the case of oxalic acid decomposition. It passes through the moisture separator 27 and the filter 28 and is discharged to the existing exhaust system. After the decomposition of formic acid, the removed iron oxalate and the eluted metal components are collected and removed by the mixed bed resin 26, and purified to a water condition that allows drainage.
By the above chemical decontamination operation, the decontamination can be performed on the carbon steel of the decontamination target carbon steel member 15 without the residual iron oxalate.

【0146】つぎに図3により本発明に係る第2の実施
の形態を説明する。図3に示した除染装置は、第1の実
施の形態と同様に炭素鋼で構成される機器・配管等を対
象とした除染装置の構成例である。図3中、図1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。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The decontamination apparatus shown in FIG. 3 is an example of a decontamination apparatus configuration targeting equipment, pipes, and the like made of carbon steel, as in the first embodiment. 3, those parts that are the same as those corresponding parts in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and a description of the overlapping parts will be omitted.

【0147】本実施の形態は第1の実施の形態の場合と
基本的な除染機器構成はほぼ同様であるが、異なる点
は、オゾン注入系としてオゾン発生器36及びミキサー
37を除染液流入側の循環ライン16に取り付け、排ガ
ス処理系にオゾン分解装置38を取り付けたことにあ
る。オゾンは、シュウ酸分解、ギ酸処理助剤、ギ酸分解
に利用できる。
The present embodiment has substantially the same basic decontamination equipment structure as that of the first embodiment, except that the ozone generator 36 and the mixer 37 as the ozone injection system are used as the decontamination liquid. This is because it was attached to the circulation line 16 on the inflow side and the ozone decomposing device 38 was attached to the exhaust gas treatment system. Ozone can be used for oxalic acid decomposition, formic acid treatment aid, and formic acid decomposition.

【0148】各工程において、オゾン発生器36から発
生したオゾンガスは、ミキサー37を介して流入側循環
ライン16を流れる系統溶液中に注入し、溶解する。シ
ュウ酸分解工程においては、電解装置24での陽極酸化
分解と、オゾン及びオゾンと溶出Fe2+とから生成する
ヒドロキシルラジカルによる酸化分解とを併用すること
により、シュウ酸分解に要する時間を大幅に短縮でき
る。
In each step, the ozone gas generated from the ozone generator 36 is injected into the system solution flowing through the inflow side circulation line 16 via the mixer 37 and dissolved. In the oxalic acid decomposition step, the time required for oxalic acid decomposition is significantly increased by using anodic oxidative decomposition in the electrolysis device 24 and oxidative decomposition by ozone and hydroxyl radicals generated from ozone and eluted Fe 2+. Can be shortened.

【0149】ギ酸処理工程では、酸処理助剤として上記
と同様に生成するヒドロキシルラジカルにより、炭素鋼
母材の溶解が促進され、シュウ酸鉄除去に要する時間を
短縮できる。ギ酸分解工程では、オゾン及び上記ヒドロ
キシルラジカルによる酸化分解によりギ酸を分解でき、
この時更にシュウ酸分解用の電解装置24により電気分
解を行うと陽極酸化により、ギ酸が分解されるため、更
に効率的に分解処理を行うことが可能である。
In the formic acid treatment step, the hydroxyl radicals generated as the acid treatment aid in the same manner as above promote the dissolution of the carbon steel base material, and the time required for iron oxalate removal can be shortened. In the formic acid decomposition step, formic acid can be decomposed by oxidative decomposition by ozone and the hydroxyl radicals,
At this time, if electrolysis is further performed by the electrolysis device 24 for decomposing oxalic acid, formic acid is decomposed by anodic oxidation, so that the decomposition treatment can be performed more efficiently.

【0150】また、これらの各工程には過酸化水素を単
独、あるいはオゾンと併用しても良い。過酸化水素ある
いはオゾンを用いる分解工程では、助剤としてリン酸ま
たはリン酸塩を添加すると金属表面の腐食を抑制する効
果がある。オゾンガスを除染系内に注入すると、消費さ
れなかった余剰のオゾンが排ガスに混入する。
In each of these steps, hydrogen peroxide may be used alone or in combination with ozone. In the decomposition step using hydrogen peroxide or ozone, the addition of phosphoric acid or phosphate as an auxiliary agent has the effect of suppressing the corrosion of the metal surface. When ozone gas is injected into the decontamination system, excess ozone that has not been consumed is mixed into the exhaust gas.

【0151】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、排ガス中のオゾンをオゾン
分解装置38により0.1ppm以下とする必要がある。
オゾン分解装置38としては、活性炭や金属触媒が有効
である。数百ppm以下程度の低濃度オゾンガスの場合は
活性炭が適する。オゾンは活性炭と下式の様に反応し、
酸素と二酸化炭素に分解する。 2O3 + C → CO2 + 2O2
Since the regulation of the exhaust ozone concentration in the working environment in Japan is 0.1 ppm, it is necessary to reduce the ozone in the exhaust gas to 0.1 ppm or less by the ozone decomposing device 38.
As the ozone decomposing device 38, activated carbon or a metal catalyst is effective. Activated carbon is suitable for low-concentration ozone gas of several hundred ppm or less. Ozone reacts with activated carbon as shown below,
Decomposes into oxygen and carbon dioxide. 2O 3 + C → CO 2 + 2O 2

【0152】ハニカム型活性炭フィルタによる低濃度オ
ゾンガスの分解試験では、20ppmのオゾンガスを5m
mtの活性炭フィルタに約0.1秒接触させることで9
9%以上の分解効率が得られた。処理対象のオゾンガス
濃度と使用期間に応じて活性炭量及び接触時間を調整
し、排出オゾン濃度基準を満足することが可能である。
In a decomposition test of low-concentration ozone gas using a honeycomb-type activated carbon filter, 20 ppm of ozone gas was used for 5 m.
By contacting the mt activated carbon filter for about 0.1 seconds, 9
A decomposition efficiency of 9% or more was obtained. It is possible to satisfy the discharged ozone concentration standard by adjusting the amount of activated carbon and the contact time according to the concentration of ozone gas to be treated and the period of use.

【0153】シュウ酸分解、ギ酸分解等にオゾンを使用
する場合、反応する有機物濃度が高いため大半のオゾン
が分解反応に消費される。従って、排ガス中のオゾン濃
度は低く、活性炭を利用した分解装置が適用可能であ
る。また、活性炭は安価であるため、一般にオゾン分解
剤として用いられている。
When ozone is used for oxalic acid decomposition, formic acid decomposition, etc., most of the ozone is consumed in the decomposition reaction because of the high concentration of the reacting organic substances. Therefore, the ozone concentration in the exhaust gas is low, and a decomposition device using activated carbon can be applied. In addition, since activated carbon is inexpensive, it is generally used as an ozone decomposer.

【0154】しかし、排ガス中のオゾン濃度が1000
ppm以上の高濃度、あるいは多量のオゾン処理を必要と
する場合は、オゾンの分解により活性炭が消耗されるた
め、必要活性炭量が多くなり分解装置の規模が大きくな
る。その様な高濃度オゾンの処理には、マンガン、鉄等
の金属酸化物触媒による分解が有効である。金属触媒
(M)との反応により、オゾンは酸素に分解される。 O3 + M → O2 + MO MO + O3 → 2O2 + M
However, the ozone concentration in the exhaust gas is 1000
When a high concentration of ppm or more or a large amount of ozone treatment is required, the activated carbon is consumed by the decomposition of ozone, so that the required amount of activated carbon increases and the scale of the decomposition device becomes large. For the treatment of such high-concentration ozone, decomposition with a metal oxide catalyst such as manganese or iron is effective. Ozone is decomposed into oxygen by the reaction with the metal catalyst (M). O 3 + M → O 2 + MO MO + O 3 → 2O 2 + M

【0155】酸化マンガン等の金属酸化物からなる触媒
フィルタによるオゾン分解試験では、極めて高い分解効
率が得られ、入口オゾンガス濃度38000ppmを60
00時間以上通気しても、排出オゾンガス濃度は0.0
1ppm以下であった。触媒は反応熱により粉体化する等
の機械的強度の劣化以外は、触媒毒となる成分が含まれ
ない限り消耗しない。
In an ozone decomposition test using a catalyst filter made of a metal oxide such as manganese oxide, extremely high decomposition efficiency was obtained, and an inlet ozone gas concentration of 38000 ppm was adjusted to 60%.
Even if it is ventilated for more than 00 hours, the concentration of discharged ozone gas is 0.0
It was 1 ppm or less. The catalyst is not consumed as long as it does not contain a component that becomes a catalyst poison except for mechanical strength deterioration such as pulverization due to reaction heat.

【0156】金属触媒に対する触媒毒は、金属化合物、
ハロゲン化合物、窒素酸化物、硫黄酸化物等であり、い
ずれも化学除染時の排ガス中に多量に含まれることはな
い。従って、触媒を用いるとコンパクトな分解装置で、
高濃度かつ多量のオゾンガスを処理することが可能であ
る。
The catalyst poison for the metal catalyst is a metal compound,
They are halogen compounds, nitrogen oxides, sulfur oxides, etc., and none of them is contained in a large amount in the exhaust gas at the time of chemical decontamination. Therefore, using a catalyst, a compact decomposition device
It is possible to treat a high concentration and a large amount of ozone gas.

【0157】また、オゾンと反応する薬液中に排ガスを
通気する薬剤処理も利用可能である。特に、シュウ酸等
の分解が可能な有機系薬剤を使用すれば、二次廃棄物を
発生せずに排オゾン処理を行うことが可能である。
Further, a chemical treatment in which exhaust gas is passed through a chemical liquid which reacts with ozone can also be used. In particular, if an organic chemical capable of decomposing oxalic acid or the like is used, it is possible to carry out the exhaust ozone treatment without generating secondary waste.

【0158】図4により本発明に係る第3の実施の形態
を説明する。本実施の形態は除染対象物に炭素鋼とステ
ンレス鋼が混在する系統を除染対象とし、炭素鋼とステ
ンレス鋼が隔離可能な場合の除染装置の構成例である。
除染対象にステンレス鋼が存在する場合は、除染効果を
高めるためシュウ酸工程に加えて、酸化工程が必要とな
る。図4に示す装置は、第2の実施の形態で説明した図
3に示す除染装置機器に、酸化剤としてオゾンを用いる
ためのオゾン注入系機器類を付加した構成である。除染
対象炭素鋼部材15と除染対象ステンレス鋼部材44は
隔離弁39により接続されている。なお、図4中、図3
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。
A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a configuration example of a decontamination apparatus in which a system in which carbon steel and stainless steel are mixed as a decontamination target is a decontamination target and carbon steel and stainless steel can be separated.
When stainless steel is to be decontaminated, an oxidation step is required in addition to the oxalic acid step in order to enhance the decontamination effect. The apparatus shown in FIG. 4 has a configuration in which ozone decontamination equipment for using ozone as an oxidant is added to the decontamination apparatus equipment shown in FIG. 3 described in the second embodiment. The decontamination target carbon steel member 15 and the decontamination target stainless steel member 44 are connected by an isolation valve 39. In addition, in FIG.
The same parts as those in FIG.

【0159】オゾン酸化工程を実施する際は、隔離弁3
9を閉じ、除染対象ステンレス鋼部材40と除染対象炭
素鋼部材15を隔離する。循環ライン16及びステンレ
ス鋼除染ライン41により、除染対象ステンレス鋼部材
40のみに除染液を循環させる。水質計測器30によ
り、除染液温度、pH、酸化還元電位、導電率の他、溶存
オゾン濃度を常時計測し、除染に適切な溶存オゾン濃度
範囲を維持するよう、オゾン発生器36からのオゾンガ
ス注入量を調整する。
When carrying out the ozone oxidation step, the isolation valve 3 is used.
9 is closed, and the decontamination target stainless steel member 40 and the decontamination target carbon steel member 15 are separated. With the circulation line 16 and the stainless steel decontamination line 41, the decontamination liquid is circulated only in the decontamination target stainless steel member 40. The water quality measuring device 30 constantly measures the dissolved ozone concentration in addition to the decontamination liquid temperature, pH, redox potential, conductivity, and the ozone generator 36 from the ozone generator 36 so as to maintain the dissolved ozone concentration range suitable for decontamination. Adjust the ozone gas injection rate.

【0160】なお、炭酸、炭酸塩、炭酸水素塩、硼酸、
硼酸塩、硫酸、硫酸塩、リン酸、リン酸塩、リン酸水素
塩を上記オゾン除染液に添加するとステンレス鋼の腐食
を抑制する効果がある。これらを除染液中に溶解するこ
とで生じる陰イオンは、オゾンが水中で分解して生じる
反応活性の高い化学種を除去する効果があり、金属表面
の腐食を抑制する働きがあると考えられる。
Carbonate, carbonate, hydrogen carbonate, boric acid,
Addition of borate, sulfuric acid, sulfate, phosphoric acid, phosphate and hydrogen phosphate to the ozone decontamination solution has the effect of suppressing corrosion of stainless steel. Anions generated by dissolving these in the decontamination solution are considered to have the effect of removing highly reactive chemical species generated by the decomposition of ozone in water, and to suppress the corrosion of the metal surface. .

【0161】また、リン酸、リン酸塩の場合は金属表面
と反応し難溶性の第三リン酸塩(Fe3(PO4)など)の
保護皮膜を生成するため、更に腐食抑制効果が高い。オ
ゾン工程では除染液を定期的にサンプリングし、放射性
核種濃度、溶出金属濃度を分析し、放射性核種、あるい
はクロムの溶出が飽和傾向を示すまでオゾン工程を継続
する。
Further, in the case of phosphoric acid or a phosphate, a protective film of a sparingly soluble tertiary phosphate (Fe 3 (PO 4 ) 2 or the like) is formed by reacting with the metal surface, so that the corrosion inhibiting effect is further enhanced. high. In the ozone process, the decontamination solution is periodically sampled, the radionuclide concentration and the eluted metal concentration are analyzed, and the ozone process is continued until the elution of the radionuclide or chromium shows a saturation tendency.

【0162】オゾン工程後は、シュウ酸溶液をシュウ酸
調整タンク17から注入をすることで残留したオゾンが
短時間に分解し、連続的にシュウ酸工程に移行する。シ
ュウ酸工程では、両部材とも十分な除染効果を得られる
ように、除染対象炭素鋼部材15と除染対象ステンレス
鋼部材40を必要に応じ隔離あるいは同時通水し、除染
する。
After the ozone step, the remaining oxalic acid is decomposed in a short time by injecting the oxalic acid solution from the oxalic acid adjusting tank 17, and the oxalic acid step is continuously performed. In the oxalic acid step, the decontamination target carbon steel member 15 and the decontamination target stainless steel member 40 are decontaminated by separating or simultaneously passing water as necessary so that both members can obtain a sufficient decontamination effect.

【0163】最終サイクルのシュウ酸分解工程後にギ酸
処理を実施する際、ギ酸処理により剥離したシュウ酸鉄
がステンレス鋼表面に沈積しない様、予め隔離弁39を
閉じ、除染対象ステンレス鋼部材40には通水しない。
ギ酸処理工程では助剤として過酸化水素を併用すること
もできる。シュウ酸鉄除去後ギ酸廃液を過酸化水素ある
いは電気分解で分解し、混床樹脂26により浄化する。
When the formic acid treatment is carried out after the oxalic acid decomposition step of the final cycle, the isolation valve 39 is closed in advance and the stainless steel member 40 to be decontaminated is preliminarily closed so that iron oxalate separated by the formic acid treatment does not deposit on the stainless steel surface. Does not pass water.
Hydrogen peroxide can also be used as an auxiliary agent in the formic acid treatment step. After removing the iron oxalate, the formic acid waste liquid is decomposed by hydrogen peroxide or electrolysis and purified by the mixed bed resin 26.

【0164】浄化工程の下流側に、隔離弁39を開き除
染対象ステンレス鋼部材40と除染対象炭素鋼部材15
とを同時通水しながら混床樹脂26により、排出可能水
質まで浄化する。以上の操作により、炭素鋼とステンレ
ス鋼が混在する除染対象物に対しても、シュウ酸鉄の残
留することなく、除染を実施することが可能である。
On the downstream side of the purification process, the isolation valve 39 is opened and the stainless steel member 40 to be decontaminated and the carbon steel member 15 to be decontaminated.
While simultaneously passing water through and, the mixed-bed resin 26 purifies the water quality that can be discharged. By the above operation, it is possible to decontaminate an object to be decontaminated in which carbon steel and stainless steel are mixed, without iron oxalate remaining.

【0165】つぎに、図5により本発明の第4の実施の
形態を説明する。本実施の形態は第3の実施の形態と同
様に、除染対象炭素鋼部材15と除染対象ステンレス鋼
部材40が混在する系統を除染対象とし、炭素鋼とステ
ンレス鋼が隔離可能な場合の除染装置の構成例である。
第3の実施の形態と基本的に同様の除染装置構成におい
て、オゾン発生器36から発生したオゾンガスを、除染
対象ステンレス鋼部材40と除染対象炭素鋼部材15に
各々注入可能なようにミキサー37、42を設置したこ
とにある。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as in the third embodiment, a system in which the decontamination target carbon steel member 15 and the decontamination target stainless steel member 40 are mixed is targeted for decontamination, and the carbon steel and the stainless steel can be separated from each other. 2 is an example of the configuration of the decontamination device.
In the decontamination apparatus configuration basically similar to that of the third embodiment, ozone gas generated from the ozone generator 36 can be injected into the decontamination target stainless steel member 40 and the decontamination target carbon steel member 15, respectively. The mixers 37 and 42 are installed.

【0166】オゾンは酸化除染剤、シュウ酸分解、ギ酸
処理助剤、ギ酸分解に利用可能できる。オゾンを多工程
で有効利用することにより、過酸化水素を用いずに除染
及びシュウ酸鉄除去の全ての操作を行うことが可能であ
る。
Ozone can be used for oxidative decontamination agents, oxalic acid decomposition, formic acid treatment aids, and formic acid decomposition. By effectively utilizing ozone in multiple steps, it is possible to perform all operations of decontamination and iron oxalate removal without using hydrogen peroxide.

【0167】また、炭素鋼とステンレス鋼が混在しこれ
らを隔離できない場合は、炭素鋼系統にも酸化除染液が
通水される。炭素鋼系統に酸化剤溶液を通水すると、炭
素鋼表面との反応により酸化剤は消費される。炭素鋼系
統で酸化剤が消費されると、ステンレス鋼部位に十分な
酸化剤が供給されず除染効果が低くなる問題がある。
When carbon steel and stainless steel are mixed and cannot be separated, the oxidative decontamination liquid is also passed through the carbon steel system. When the oxidant solution is passed through the carbon steel system, the oxidant is consumed by the reaction with the carbon steel surface. When the oxidizing agent is consumed in the carbon steel system, there is a problem that the decontaminating effect is lowered because the oxidizing agent is not sufficiently supplied to the stainless steel part.

【0168】図6(a)は、従来の化学除染に用いられ
る過マンガン酸イオンを含む酸化剤を炭素鋼系統に通水
した際の過マンガン酸イオン濃度を、溶液中の実濃度と
ステンレス鋼除染に必要な除染目標濃度に対する比で示
す図である。図6(b)は、ステンレス鋼と炭素鋼系統
中に、同一の溶液条件、オゾン注入条件でオゾンを注入
した場合の溶存オゾン濃度を、溶液中の実濃度とステン
レス鋼除染に必要な除染目標濃度に対する比で示す図で
ある。
FIG. 6 (a) shows the permanganate ion concentration when an oxidizing agent containing permanganate ion used for conventional chemical decontamination is passed through a carbon steel system, the actual concentration in the solution and the stainless steel concentration. It is a figure shown as a ratio to the decontamination target concentration required for steel decontamination. Fig. 6 (b) shows the dissolved ozone concentration when ozone is injected into the stainless steel and carbon steel systems under the same solution conditions and ozone injection conditions, and the actual concentration in the solution and the depletion required for decontamination of the stainless steel. It is a figure shown as a ratio to a dyeing target density.

【0169】図6(a)、(b)ともに接液部の金属表
面積と除染液量の比は10cm2/cm3である。図6
(a)から明らかなように、過マンガン酸イオンは除染
目標濃度相当量を添加しても目標濃度の半分程度しか得
られない。その後、酸化剤を追加したが、一時的に濃度
が上昇しても30分以内で減少し、目標濃度相当の添加
量の約2.5倍量を添加しても、除染目標濃度は得られ
ない。除染目標濃度を達成するためには更に多量の薬剤
添加が必要となり、それに伴い二次廃棄物量が増大す
る。
In both FIGS. 6 (a) and 6 (b), the ratio of the metal surface area of the liquid contact portion to the amount of the decontamination liquid is 10 cm 2 / cm 3 . Figure 6
As is clear from (a), permanganate ions can be obtained only at about half of the target concentration even if the decontamination target concentration equivalent amount is added. After that, an oxidant was added, but even if the concentration temporarily increased, it decreased within 30 minutes, and the decontamination target concentration could not be obtained even if about 2.5 times the amount equivalent to the target concentration was added. I can't. In order to reach the decontamination target concentration, it is necessary to add a larger amount of chemicals, and the amount of secondary waste increases accordingly.

【0170】一方、図6(b)に示すオゾンの場合、ス
テンレス鋼系統と比較すると炭素鋼系統中では溶存オゾ
ン濃度は低下しているものの、約2割程度の低下であ
る。オゾンは除染液中にオゾンガスを連続注入するた
め、消費されても常時追加供給され濃度低下が少ないと
考えられる。2割程度の減少であれば、オゾンガス注入
量を増加させることで目標オゾン濃度を得ることが可能
であり、オゾン注入量を増加させても二次廃棄物は増大
しない。
On the other hand, in the case of ozone shown in FIG. 6B, the dissolved ozone concentration in the carbon steel system is lower than that in the stainless steel system, but is about 20% lower. Since ozone continuously injects ozone gas into the decontamination liquid, it is considered that the ozone gas is constantly supplied additionally even if it is consumed, and the decrease in concentration is small. If the decrease is about 20%, it is possible to obtain the target ozone concentration by increasing the ozone gas injection amount, and the secondary waste does not increase even if the ozone injection amount is increased.

【0171】また、シュウ酸工程、シュウ酸分解工程及
びシュウ酸鉄除去工程は、ステンレス鋼部位に炭素鋼部
位から生じる不溶解成分が沈積しない様、適宜フラッシ
ングや浄化を行うなど留意すれば、炭素鋼とステンレス
鋼の両材料の健全性を同時に確保する条件で、これらの
工程を実施することは可能である。
In the oxalic acid step, the oxalic acid decomposition step and the iron oxalate removal step, if the carbon content is properly flushed or purified so that insoluble components generated from the carbon steel portion do not deposit on the stainless steel portion, It is possible to carry out these steps under conditions that ensure the soundness of both steel and stainless steel at the same time.

【0172】従って、炭素鋼とステンレス鋼が混在し隔
離不可能な除染対象物に対しても、オゾンを酸化除染剤
として使用することにより、シュウ酸鉄が残留すること
なく、除染を実施することが可能である。
Therefore, even if carbon steel and stainless steel are mixed and cannot be isolated, decontamination can be performed without using iron as an oxidative decontamination agent. It can be carried out.

【0173】つぎに図7(a)、(b)によりステンレ
ス鋼、炭素鋼混在系統を除染対象とする場合の、除染の
主要工程例を説明する。図7(a)に示すように、除染
主要工程は、第1サイクルにおいて、シュウ酸処理、シ
ュウ酸分解、浄化工程からなり、第2、第3サイクルに
おいて、オゾン処理、シュウ酸処理、シュウ酸分解、浄
化工程を組み合わせた工程からなる。以後、工程時間を
比較して示している。本発明のシュウ酸鉄除去工程は最
終サイクルのシュウ酸分解工程後期に実施する。
Next, an example of main steps of decontamination when a stainless steel / carbon steel mixed system is to be decontaminated will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). As shown in FIG. 7 (a), the main decontamination process consists of an oxalic acid treatment, an oxalic acid decomposition, and a purification process in the first cycle, and an ozone treatment, an oxalic acid treatment, and an oxalic acid treatment in the second and third cycles. It consists of a combination of acid decomposition and purification processes. Hereinafter, the process times are shown for comparison. The iron oxalate removal step of the present invention is carried out in the latter stage of the oxalic acid decomposition step of the final cycle.

【0174】シュウ酸鉄(II)は、水には難溶であり、熱
水中でのシュウ酸鉄(II)の溶解度は0.026g/10
0gである。積極的にシュウ酸鉄を除去する方法を用い
ない場合、液中のシュウ酸鉄濃度がこの溶解度以下とな
る様にシュウ酸及び鉄を除去し、炭素鋼表面に析出して
いるシュウ酸鉄を溶解する。
Iron (II) oxalate is hardly soluble in water, and the solubility of iron (II) oxalate in hot water is 0.026 g / 10.
It is 0 g. When the method of positively removing iron oxalate is not used, oxalic acid and iron are removed so that the concentration of iron oxalate in the liquid is less than this solubility, and the iron oxalate precipitated on the carbon steel surface is removed. Dissolve.

【0175】しかし、溶解した成分が液中から除去され
ないと更なる溶解は進行しない。そのため、このような
方法ではシュウ酸鉄の溶解除去に時間を要し、同時に排
水基準まで浄化する時間が長くなる。これまでの除染実
績から、除染後の金属表面にシュウ酸鉄が残留している
と、シュウ酸鉄が残留していない場合と比較して、シュ
ウ酸分解と浄化時間に10時間以上長く要すると推測さ
れる。
However, if the dissolved components are not removed from the liquid, further dissolution will not proceed. Therefore, in such a method, it takes a long time to dissolve and remove iron oxalate, and at the same time, it takes a long time to purify to the wastewater standard. From the results of decontamination up to now, if iron oxalate remains on the metal surface after decontamination, the oxalic acid decomposition and purification time will be longer than 10 hours compared to the case where iron oxalate does not remain. It is estimated that it will take.

【0176】前述の通り、ギ酸あるいはギ酸と助剤併用
によるシュウ酸鉄の除去は短時間で効果があるため、実
機でのギ酸処理工程は1時間以内で終了すると考えられ
る。また、図8に過酸化水素とFe2+によるギ酸溶液の
分解効果を示す。50000ppmのギ酸溶液にFe2+
在条件下で1.5倍当量の過酸化水素を添加したとこ
ろ、温度条件が80℃では30分以内、50℃では90
分以内で分解した。最終浄化前の除染液温度は60℃前
後と予想されるため、50℃条件の結果と同等の分解効
率である。
As described above, since the removal of iron oxalate by using formic acid or a combination of formic acid and an auxiliary agent is effective in a short time, it is considered that the formic acid treatment process in an actual machine is completed within 1 hour. Further, FIG. 8 shows the decomposition effect of the formic acid solution by hydrogen peroxide and Fe 2+ . When 1.5 times equivalent of hydrogen peroxide was added to a 50,000 ppm formic acid solution in the presence of Fe 2+, it was within 30 minutes at a temperature of 80 ° C and 90 at 50 ° C.
Decomposed within minutes. Since the decontamination solution temperature before the final purification is expected to be around 60 ° C, the decomposition efficiency is equivalent to the result under the condition of 50 ° C.

【0177】また、シュウ酸鉄除去のためのギ酸処理
は、前述した様に、本分解試験時の50分の1の濃度で
ある1000ppm程度から効果的である。ギ酸濃度を1
000ppm程度の条件で用いれば、分解所要時間は50
℃条件の90分から大幅に短縮され1時間以内で十分分
解可能と考えられる。
Further, the formic acid treatment for removing iron oxalate is effective from the concentration of about 50 ppm which is 1/50 of the concentration in the main decomposition test, as described above. Formic acid concentration 1
If it is used under the condition of about 000ppm, the decomposition time is 50
It is considered that it can be decomposed sufficiently within 1 hour since it was significantly shortened from 90 minutes under the condition of ° C.

【0178】図7(b)に示したように、従来のシュウ
酸分解・浄化工程と比較して、本発明ではシュウ酸鉄除
去工程が付加されるため工程数自体は増加する。しか
し、ギ酸処理及びギ酸分解処理工程は合計しても1〜2
時間程度の短時間で実施可能であり、前述のようにシュ
ウ酸鉄の積極的な除去手法を実施しない場合のシュウ酸
分解・浄化工程はシュウ酸鉄が除去されている場合より
10時間以上長く要することから、工程数は増加しても
本発明により従来手法より工期を短縮することが可能で
ある。
As shown in FIG. 7 (b), in comparison with the conventional oxalic acid decomposition / purification process, the iron oxalate removal process is added in the present invention, so the number of processes itself increases. However, the total formic acid treatment and formic acid decomposition treatment steps are 1-2.
It can be carried out in a short time of about 10 hours, and the oxalic acid decomposition / purification process when the iron oxalate removal method is not implemented as described above is 10 hours or more longer than when iron oxalate is removed. Therefore, even if the number of steps is increased, the construction period can be shortened by the present invention as compared with the conventional method.

【0179】図9により本発明の第5の実施の形態を説
明する。図9は本実施の形態に係る化学除染方法を、図
13の原子炉冷却材浄化系の配管等に相当する炭素鋼で
構成される除染対象物に適用する化学除染装置の基本系
統構成の一例で示す。なお、図9中、図1と同一部分に
は同一符号を付して重複する部分は省略する。本実施の
形態は図1に示した第1の実施の形態において、循環ラ
イン16にバルブV1〜V3を取り付け、除染対象炭素
鋼部材15の除染液出口側から分岐してバルブV4とV
5を設け、バルブV4とバルブV3との間にメッキ液循
環ライン48を設け、メッキ液循環ライン48にポンプ
50、メッキ液再生タンク53、ヒータ52を有するメ
ッキ液タンク51及びポンプ49を順次接続したことに
ある。
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a basic system of a chemical decontamination apparatus in which the chemical decontamination method according to the present embodiment is applied to a decontamination target made of carbon steel corresponding to the piping of the reactor coolant purification system in FIG. An example of the configuration is shown. In FIG. 9, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and overlapping parts are omitted. In this embodiment, in the first embodiment shown in FIG. 1, valves V1 to V3 are attached to the circulation line 16 and branched from the decontamination solution outlet side of the decontamination target carbon steel member 15 to valves V4 and V4.
5, a plating solution circulation line 48 is provided between the valve V4 and the valve V3, and a pump 50, a plating solution regeneration tank 53, a plating solution tank 51 having a heater 52, and a pump 49 are sequentially connected to the plating solution circulation line 48. There is something I did.

【0180】本実施の形態では、まず第1の実施の形態
に示す一連の化学除染操作により除染対象炭素鋼部材1
5に対しシュウ酸鉄が残留することなく除染を実施す
る。その後、最終工程で炭素鋼部材内面に放射能付着を
抑制する保護皮膜をメッキにより形成する皮膜処理工程
が行われる。
In this embodiment, first, the carbon steel member 1 to be decontaminated by the series of chemical decontamination operations shown in the first embodiment.
Decontamination is performed on No. 5 without leaving iron oxalate. Then, in the final step, a coating treatment step is performed to form a protective coating on the inner surface of the carbon steel member by plating to prevent radioactivity from adhering.

【0181】具体的な皮膜処理工程は以下に示す通りで
ある。一連の化学除染処理終了後、バルブV1、V2を
閉めて除染対象炭素鋼部材15を除染系統から隔離す
る。次にバルブV5を開放し、隔離された除染系統の浄
化水を系外に排出する。その後、バルブV3、V4を開
放し、メッキ液循環ライン48を接続する。ポンプ4
9、50を起動させ、メッキ液タンク51に貯留されて
いるメッキ液を除染対象炭素鋼部材15に流入させる。
The specific film treatment process is as follows. After completion of a series of chemical decontamination treatments, the valves V1 and V2 are closed to isolate the decontamination target carbon steel member 15 from the decontamination system. Next, the valve V5 is opened to discharge the isolated purified water of the decontamination system out of the system. After that, the valves V3 and V4 are opened and the plating solution circulation line 48 is connected. Pump 4
9 and 50 are activated to allow the plating solution stored in the plating solution tank 51 to flow into the decontamination target carbon steel member 15.

【0182】なお、メッキ液タンク51にはヒータ52
が設けられており、メッキ液を所定の温度に保持してい
る。除染対象炭素鋼部材15を通過したメッキ液はメッ
キ液再生タンク53に送られ、メッキ液濃度の調整や不
純物の除去を行った後、メッキ液タンク51に戻る。除
染対象炭素鋼部材15が所定濃度と所定温度のメッキ液
に接液するとメッキ層が生成される。
A heater 52 is provided in the plating solution tank 51.
Is provided and the plating liquid is maintained at a predetermined temperature. The plating solution that has passed through the decontamination target carbon steel member 15 is sent to the plating solution reclaiming tank 53, and after adjusting the concentration of the plating solution and removing impurities, returns to the plating solution tank 51. When the decontamination target carbon steel member 15 is brought into contact with a plating liquid having a predetermined concentration and a predetermined temperature, a plating layer is formed.

【0183】所望のメッキ層が積層する時間が経過した
後、バルブV3、V4を閉じ、除染対象炭素鋼部材15
をメッキ液循環ライン48から隔離する。その後バルブ
V5を開放して除染対象炭素鋼部材15に溜まっている
メッキ液を排出させる。更に、バルブV5を閉め、バル
ブV1、V2を開放し、除染ラインの循環ライン16と
接続、循環ライン16のポンプや浄化設備を使用してメ
ッキ液の洗浄を行う。
After the time required for laminating the desired plated layer has elapsed, the valves V3 and V4 are closed and the carbon steel member 15 to be decontaminated 15
Is isolated from the plating solution circulation line 48. Then, the valve V5 is opened to discharge the plating liquid accumulated in the carbon steel member 15 to be decontaminated. Further, the valve V5 is closed, the valves V1 and V2 are opened, the decontamination line is connected to the circulation line 16, and the plating solution is washed using the pump and the purification equipment of the circulation line 16.

【0184】つぎに図10により、本発明の第6の実施
の形態を説明する。本実施の形態では第5の実施の形態
における構成機器にフッ素ガスボンベ54を設置したこ
とにあり、その他の部分は図9と同様である。本実施の
形態では無電解メッキ終了後のメッキ液排出にフッ素ガ
スを用いている。つまり、所望のメッキ層が積層する時
間が経過した後、バルブV3、V4を閉じ、除染対象炭
素鋼部材15をメッキ液循環ラインから隔離する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the fluorine gas cylinder 54 is installed in the component equipment in the fifth embodiment, and other parts are the same as in FIG. In this embodiment, fluorine gas is used for discharging the plating solution after the electroless plating is completed. That is, the valves V3 and V4 are closed and the carbon steel member 15 to be decontaminated is isolated from the plating solution circulation line after a lapse of time when a desired plating layer is laminated.

【0185】その後、バルブV5を開放して除染対象炭
素鋼部材15に溜まっているメッキ液を排出させるがこ
の際にフッ素ガスボンベ54からフッ素ガスを系統に送
り込み、ガス圧によってメッキ液の排出を図るとともに
除染対象炭素鋼部材15表面に生成しているメッキ層の
不働態皮膜化を同時に行う。
Thereafter, the valve V5 is opened to discharge the plating solution accumulated in the decontamination target carbon steel member 15. At this time, the fluorine gas is sent from the fluorine gas cylinder 54 to the system, and the plating solution is discharged by the gas pressure. At the same time, the plating layer formed on the surface of the carbon steel member 15 to be decontaminated is simultaneously formed into a passive film.

【0186】つぎに図11により本発明の第7の実施の
形態を説明する。図11は本発明に係る化学除染方法
を、図13に示した原子炉冷却材浄化系の配管等に相当
する炭素鋼で構成される除染対象物に適用する化学除染
装置の基本系統構成の一例で示す。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a basic system of a chemical decontamination apparatus in which the chemical decontamination method according to the present invention is applied to a decontamination object made of carbon steel corresponding to the piping of the reactor coolant purification system shown in FIG. An example of the configuration is shown.

【0187】本実施の形態は図11に示したように除染
対象炭素鋼部材15の除染液流入側循環ライン16のバ
ルブV2の下流側に分岐してバルブV3を介して混合ガ
スボンベ58を設置するとともに、除染対象炭素鋼部材
15の表面に加熱ヒータ55を取り付けたことにある。
加熱ヒータ55には温度計56と温度調節器57が取り
付けられている。また、混合ガスボンベ58には酸素を
1体積%以上含む窒素ガスとの混合ガスが充填されてい
る。
In this embodiment, as shown in FIG. 11, the decontamination liquid inflow side circulation line 16 of the carbon steel member 15 to be decontaminated is branched to the downstream side of the valve V2 and the mixed gas cylinder 58 is connected via the valve V3. This is because the heater 55 was installed on the surface of the carbon steel member 15 to be decontaminated while being installed.
A thermometer 56 and a temperature controller 57 are attached to the heater 55. In addition, the mixed gas cylinder 58 is filled with a mixed gas of nitrogen gas containing 1 volume% or more of oxygen.

【0188】本実施の形態では、まず第1の実施の形態
における一連の化学除染操作により除染対象炭素鋼部材
15に対しシュウ酸鉄の残留なく除染を実施する。その
後、最終工程で除染対象炭素鋼部材15の内面に放射能
付着を抑制する保護皮膜を形成する皮膜処理工程が行わ
れる。
In the present embodiment, first, the carbon steel member 15 to be decontaminated is decontaminated without residual iron oxalate by the series of chemical decontamination operations in the first embodiment. Then, in the final step, a coating treatment step is performed to form a protective coating on the inner surface of the decontamination target carbon steel member 15 for suppressing the adhesion of radioactivity.

【0189】具体的な皮膜処理工程は以下に示す通りで
ある。一連の化学除染処理終了後、バルブV1、V2を
閉めて除染対象炭素鋼部材15を除染系統から隔離す
る。次にバルブV1に直列接続したバルブV5を開放
し、隔離された除染系統の浄化水を系外に排出する。そ
の後、バルブV3を開放して、混合ガスボンベ58から
1体積%以上の酸素を含む混合ガスを除染対象炭素鋼部
材15に流入する。系統の気相部が十分注入したガスと
置換されたところで、バルブV5を閉じる。
The specific film treatment process is as follows. After completion of a series of chemical decontamination treatments, the valves V1 and V2 are closed to isolate the decontamination target carbon steel member 15 from the decontamination system. Next, the valve V5 connected in series to the valve V1 is opened to discharge the isolated purified water of the decontamination system out of the system. Then, the valve V3 is opened, and the mixed gas containing 1 volume% or more of oxygen is flown into the decontamination target carbon steel member 15 from the mixed gas cylinder 58. When the gas phase portion of the system is sufficiently replaced with the injected gas, the valve V5 is closed.

【0190】除染対象炭素鋼部材15には加熱ヒータ5
5が巻き付けてあり、除染対象炭素鋼部材15の表面温
度を温度計56で計測しながら温度調節器57による電
流値の調整により皮膜処理工程が行われる。ここで、設
定される温度は300〜600℃の温度範囲とし、加熱
時間は最長でも5時間で十分である。この熱処理によっ
て配管表面には放射能付着抑制に有効な保護皮膜が形成
される。
A heater 5 is attached to the carbon steel member 15 to be decontaminated.
5 is wound, and the film treatment step is performed by adjusting the current value by the temperature controller 57 while measuring the surface temperature of the carbon steel member 15 to be decontaminated by the thermometer 56. Here, the set temperature is in the temperature range of 300 to 600 ° C., and the heating time of 5 hours at the longest is sufficient. This heat treatment forms a protective film on the surface of the pipe, which is effective in suppressing the attachment of radioactivity.

【0191】また、除染対象炭素鋼部位が広い面積を占
める場合、初期に充填した混合ガス中の酸素濃度が酸化
皮膜生成に伴う消費によって1体積%を下回る可能性も
あるので、予め酸素濃度を高めに設定したり、もしくは
適宜濃度を測定し、状況によっては酸素成分を追加する
などの配慮が必要となる。ただし、このような作業は空
気ガス(酸素21体積%、残り窒素ガス)を予め充填し
ておくことによって大部分の場合回避できる。
When the carbon steel part to be decontaminated occupies a large area, the oxygen concentration in the mixed gas initially filled may be less than 1% by volume due to the consumption due to the formation of the oxide film. It is necessary to set a higher value, or measure the concentration appropriately, and add oxygen components depending on the situation. However, such work can be avoided in most cases by prefilling with air gas (oxygen 21% by volume, remaining nitrogen gas).

【0192】つぎに図12により本発明に係る第8の実
施の形態を説明する。図12は本実施の形態に係る化学
除染方法を、図1の原子炉冷却材浄化系の配管等に相当
する炭素鋼で構成される除染対象物に適用する化学除染
装置の基本系統構成の一例で示す。
Next, an eighth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a basic system of a chemical decontamination apparatus in which the chemical decontamination method according to the present embodiment is applied to a decontamination object made of carbon steel corresponding to the piping of the reactor coolant purification system in FIG. An example of the configuration is shown.

【0193】本実施の形態は図11に示した第7の実施
の形態において、除染対象炭素鋼部材15の加熱ヒータ
55の代りに移動自在の高周波誘導炉59を設け、高周
波誘導炉59を制御装置60に接続したことにある。
In this embodiment, a movable high frequency induction furnace 59 is provided in place of the heater 55 of the carbon steel member 15 to be decontaminated in the seventh embodiment shown in FIG. It is connected to the control device 60.

【0194】本実施の形態では、まず第1の実施の形態
に示す一連の化学除染操作により除染対象炭素鋼部材1
5に対しシュウ酸鉄の残留なく除染を実施する。その
後、最終工程で除染対象炭素鋼部材15の内面に放射能
付着を抑制する保護皮膜を形成する皮膜処理工程が行わ
れる。
In this embodiment, first, the carbon steel member 1 to be decontaminated by the series of chemical decontamination operations shown in the first embodiment.
Decontamination of No. 5 is performed without residual iron oxalate. Then, in the final step, a coating treatment step is performed to form a protective coating on the inner surface of the decontamination target carbon steel member 15 for suppressing the adhesion of radioactivity.

【0195】具体的な皮膜処理工程は以下に示す通りで
ある。一連の化学除染処理終了後、バルブV1、V2を
閉めて除染対象炭素鋼部材15を除染系統から隔離す
る。次にバルブV5を開放し、隔離された除染系統の浄
化水を系外に排出する。
The specific film treatment process is as follows. After completion of a series of chemical decontamination treatments, the valves V1 and V2 are closed to isolate the decontamination target carbon steel member 15 from the decontamination system. Next, the valve V5 is opened to discharge the isolated purified water of the decontamination system out of the system.

【0196】その後、バルブV3を開放して、混合ガス
ボンベ58から1体積%以上の酸素を含む混合ガスを除
染対象炭素鋼部材15に流入する。系統の気相部が十分
注入したガスと置換されたところで、バルブV5を閉じ
る。除染対象炭素鋼部材15には高周波誘導炉59が設
置されており配管の表面温度を温度計56で計測しなが
ら制御装置60によって皮膜処理工程が行われる。
Thereafter, the valve V3 is opened, and the mixed gas containing oxygen of 1 volume% or more is flown into the carbon steel member 15 to be decontaminated from the mixed gas cylinder 58. When the gas phase portion of the system is sufficiently replaced with the injected gas, the valve V5 is closed. A high-frequency induction furnace 59 is installed in the carbon steel member 15 to be decontaminated, and the coating process is performed by the controller 60 while measuring the surface temperature of the pipe with the thermometer 56.

【0197】ここで、設定される温度は300〜600
℃の温度範囲とし、加熱時間は最長でも5時間で十分で
ある。この熱処理によって配管表面には放射能付着抑制
に有効な保護皮膜が形成される。本実施の形態で用いる
高周波誘導炉59は移動が容易のハンディ型であり、除
染対象炭素鋼部材15を取り囲むようにして皮膜処理を
施すことができる。
Here, the set temperature is 300 to 600.
It is sufficient to set the temperature range to ° C and the heating time to 5 hours at the longest. This heat treatment forms a protective film on the surface of the pipe, which is effective in suppressing the attachment of radioactivity. The high frequency induction furnace 59 used in the present embodiment is a handy type that can be easily moved, and can be subjected to a film treatment so as to surround the carbon steel member 15 to be decontaminated.

【0198】[0198]

【発明の効果】本発明によれば、放射性核種に汚染され
た炭素鋼部材からシュウ酸を含む還元除染剤を用いて放
射性核種を除去する化学除染方法において、化学除染後
に存在するシュウ酸鉄を材料の健全性を維持しつつ、極
めて短時間で効果的にこれを除去し、除染対象炭素鋼部
材の内面を清浄とすることで、放射能の付着加速現象を
抑制し、さらにはホットスポットの発生を防止すること
ができる。
According to the present invention, in a chemical decontamination method for removing a radionuclide from a carbon steel member contaminated with a radionuclide by using a reducing decontamination agent containing oxalic acid, the shu which is present after the chemical decontamination is performed. Iron oxide is effectively removed in an extremely short time while maintaining the soundness of the material, and the inner surface of the carbon steel member to be decontaminated is cleaned to suppress the acceleration phenomenon of radioactivity adhesion. Can prevent the occurrence of hot spots.

【0199】また、本発明によれば化学除染後の最終工
程においてシュウ酸鉄の除去によって清浄となった炭素
鋼部材に放射能付着を抑制できる保護皮膜を形成するの
で、その有効性を最大限発揮させることができる。
Further, according to the present invention, in the final step after chemical decontamination, a protective film capable of suppressing radioactivity adhesion is formed on the carbon steel member cleaned by the removal of iron oxalate, so that its effectiveness is maximized. You can make the most of it.

【0200】更に、本発明に係る化学除染装置によれ
ば、定期検査、工事等の際の作業員の放射線被ばくが低
減されるとともに、検査及び工事期間、コストの低減が
可能となる。また、従来のシュウ酸鉄の残留を防止する
シュウ酸分解・浄化工程と比較して短時間でシュウ酸鉄
除去が可能であることから、除染工程自体も短縮可能と
なる。
Further, according to the chemical decontamination apparatus of the present invention, the radiation exposure of the worker at the time of periodic inspection and construction can be reduced, and the inspection and construction period and cost can be reduced. Further, since the iron oxalate can be removed in a shorter time than the conventional oxalic acid decomposition / purification process for preventing the residual iron oxalate, the decontamination process itself can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第1
の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 1 is a first method of chemically decontaminating a carbon steel member according to the present invention.
3 is a system diagram for explaining the embodiment of FIG.

【図2】第1の実施の形態におけるシュウ酸鉄除去量の
ギ酸濃度依存性を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing formic acid concentration dependence of the amount of iron oxalate removed in the first embodiment.

【図3】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第2
の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 3 is a second method of chemically decontaminating a carbon steel member according to the present invention.
3 is a system diagram for explaining the embodiment of FIG.

【図4】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第3
の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 4 is a third method of chemically decontaminating a carbon steel member according to the present invention.
3 is a system diagram for explaining the embodiment of FIG.

【図5】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第4
の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 5 is a fourth method of chemically decontaminating a carbon steel member according to the present invention.
3 is a system diagram for explaining the embodiment of FIG.

【図6】(a)は第4の実施の形態における酸化剤濃度
測定試験結果の過マンガン酸イオン濃度と時間の関係を
示す特性図、(b)は同じく溶存イオン濃度に対する特
性図。
FIG. 6A is a characteristic diagram showing the relationship between the permanganate ion concentration and time of the oxidant concentration measurement test result in the fourth embodiment, and FIG. 6B is a characteristic diagram for the same dissolved ion concentration.

【図7】(a)は第4の実施の形態における主要除染工
程図、(b)は(a)において従来の方法とシュウ酸鉄
除去実施を比較して示す工程図。
7A is a main decontamination process diagram in the fourth embodiment, and FIG. 7B is a process diagram showing a comparison between the conventional method and the iron oxalate removal process in FIG.

【図8】第4の実施の形態においてギ酸の分解試験結果
を示す特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the results of a formic acid decomposition test in the fourth embodiment.

【図9】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第5
の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 9 is a fifth method of chemically decontaminating a carbon steel member according to the present invention.
3 is a system diagram for explaining the embodiment of FIG.

【図10】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第
6の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 10 is a system diagram for explaining a sixth embodiment of the method for chemically decontaminating a carbon steel member according to the present invention.

【図11】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第
7の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 11 is a system diagram for explaining a seventh embodiment of the method for chemically decontaminating a carbon steel member according to the present invention.

【図12】本発明に係る炭素鋼部材の化学除染方法の第
8の実施の形態を説明するための系統図。
FIG. 12 is a system diagram for explaining an eighth embodiment of the chemical decontamination method for a carbon steel member according to the present invention.

【図13】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉周りを
模式的に示す配管系統図。
FIG. 13 is a piping system diagram schematically showing the periphery of a nuclear reactor of a boiling water nuclear power plant.

【図14】炭素鋼部材の化学除染方法における試験体の
組み立ての一例を示す組立図。
FIG. 14 is an assembly diagram showing an example of assembling a test body in the chemical decontamination method for a carbon steel member.

【図15】図14における試験体の付着放射能量分析結
果を示す棒線図。
FIG. 15 is a bar chart showing the results of analysis of the amount of attached radioactivity of the test body in FIG.

【図16】(a)は図14における試験体のSEM観察
結果を示す酸化皮膜付与後の顕微鏡写真図、(b)は同
じくシュウ酸処理後の顕微鏡写真図、(c)は同じく放
射能付着試験後の顕微鏡写真図。
16 (a) is a micrograph showing an SEM observation result of the test body in FIG. 14 after applying an oxide film, FIG. 16 (b) is a micrograph after oxalic acid treatment, and FIG. The microscope photograph figure after a test.

【図17】従来例と本発明例とのシュウ酸鉄除去試験結
果を比較して示す棒線図。
FIG. 17 is a bar diagram showing the results of the iron oxalate removal test of the conventional example and the example of the present invention in comparison.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…原子炉圧力容器、2…原子炉再循環配管、3…再循
環ポンプ、4…炭素鋼配管、5…循環ポンプ、6…再生
熱交換器、7…非再生熱交換器、8…ろ過脱塩塔、9…
給水系配管、10…炭素鋼配管、11…ポンプ、12…
熱交換器、13…ヘッドスプレーノズル、14…バイパ
スライン、15…除染対象炭素鋼部材、16…循環ライ
ン、17…バッファタンク、18…循環ポンプ、19…
ヒータ、20…シュウ酸溶液調整タンク、21…注入ポ
ンプ、22…除染液流入ポンプ、23…液送ポンプ、2
4…電解装置、25…陽イオン交換樹脂塔、26…混床
樹脂塔、27…湿分分離器、28…フィルタ、29…排
気ブロア、30…水質計測器、31…ギ酸調整タンク、
32…注入ポンプ、33…過酸化水素注入装置、34…
陽極、35…陰極、36…オゾン発生器、37…ミキサ
ー、38…オゾン分解装置、39…隔離弁、40…除染
対象ステンレス鋼部材、41…ステンレス鋼除染ライ
ン、42…ミキサー、43,44…バイパスライン、4
5…ポンプ、46…試験体、46a…試験体組立、47
…外筒、47a…止めねじ、47b…孔明きリング、4
8…メッキ液循環ライン、49,50…ポンプ、51…
メッキ液タンク、52…ヒータ、53…メッキ液再生タ
ンク、54…フッ素ガスボンベ、55…加熱ヒータ、5
6…温度計、57…温度調整器、58…混合ガスボン
ベ、59…高周波誘導炉、60…制御装置、V1〜V5
…バルブ。
1 ... Reactor pressure vessel, 2 ... Reactor recirculation piping, 3 ... Recirculation pump, 4 ... Carbon steel piping, 5 ... Circulation pump, 6 ... Regenerative heat exchanger, 7 ... Non-regenerative heat exchanger, 8 ... Filtration Desalination tower, 9 ...
Water supply system piping, 10 ... Carbon steel piping, 11 ... Pump, 12 ...
Heat exchanger, 13 ... Head spray nozzle, 14 ... Bypass line, 15 ... Decontamination target carbon steel member, 16 ... Circulation line, 17 ... Buffer tank, 18 ... Circulation pump, 19 ...
Heater, 20 ... Oxalic acid solution adjusting tank, 21 ... Injection pump, 22 ... Decontamination solution inflow pump, 23 ... Solution delivery pump, 2
4 ... Electrolyzer, 25 ... Cation exchange resin tower, 26 ... Mixed bed resin tower, 27 ... Moisture separator, 28 ... Filter, 29 ... Exhaust blower, 30 ... Water quality measuring instrument, 31 ... Formic acid adjusting tank,
32 ... Injection pump, 33 ... Hydrogen peroxide injection device, 34 ...
Anode, 35 ... Cathode, 36 ... Ozone generator, 37 ... Mixer, 38 ... Ozone decomposing device, 39 ... Isolation valve, 40 ... Stainless steel member for decontamination, 41 ... Stainless steel decontamination line, 42 ... Mixer, 43, 44 ... Bypass line, 4
5 ... Pump, 46 ... Test body, 46a ... Test body assembly, 47
... Outer cylinder, 47a ... Set screw, 47b ... Perforated ring, 4
8 ... Plating liquid circulation line, 49, 50 ... Pump, 51 ...
Plating liquid tank, 52 ... Heater, 53 ... Plating liquid recycling tank, 54 ... Fluorine gas cylinder, 55 ... Heating heater, 5
6 ... Thermometer, 57 ... Temperature controller, 58 ... Mixed gas cylinder, 59 ... High frequency induction furnace, 60 ... Control device, V1-V5
…valve.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/461 C02F 1/72 Z 1/72 1/78 1/78 1/46 101B 101C (72)発明者 稲見 一郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 4D050 AA13 AB14 AB16 BB02 BB09 BC07 BC10 BD02 BD03 BD06 4D061 DA08 DB18 DC09 DC10 DC22 EA03 EA04 EB04 ED02 ED03 FA08 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 identification code FI theme code (reference) C02F 1/461 C02F 1/72 Z 1/72 1/78 1/78 1/46 101B 101C (72) Inventor Ichiro Inami F-term (reference) 4D050 AA13 AB14 AB16 BB02 BB09 BC07 BC10 BD02 BD03 BD06 4D061 DA08 DB18 DC09 DC10 DC22 EA03 EA04 EB04 ED02 ED03 FA08 Incorporated company Toshiba Yokohama Office 8 term, Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射性核種に汚染された炭素鋼部材から
シュウ酸を含む還元除染剤を用いて前記放射性核種を除
去する炭素鋼部材の化学除染方法において、前記炭素鋼
部材から前記放射性核種を除去した後、前記炭素鋼部材
に酸溶液を接触させる酸処理を施すことにより前記炭素
鋼部材に生成した前記シュウ酸鉄を除去することを特徴
とする炭素鋼部材の化学除染方法。
1. A chemical decontamination method for a carbon steel member, wherein the radionuclide is removed from the carbon steel member contaminated with the radionuclide by using a reducing decontamination agent containing oxalic acid, the method comprising the step of: The method for chemical decontamination of a carbon steel member, characterized in that the iron oxalate formed on the carbon steel member is removed by performing an acid treatment in which the carbon steel member is brought into contact with an acid solution.
【請求項2】 前記酸処理の酸溶液にギ酸溶液を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の炭素鋼部材の化学除染
方法。
2. The method for chemical decontamination of a carbon steel member according to claim 1, wherein a formic acid solution is used as the acid solution for the acid treatment.
【請求項3】 前記酸処理の助剤として、過酸化水素、
またはオゾンを各々単独あるいは併用することを特徴と
する請求項2記載の炭素鋼部材の化学除染方法。
3. A hydrogen peroxide as an auxiliary agent for the acid treatment,
Alternatively, the chemical decontamination method for a carbon steel member according to claim 2, wherein ozone is used alone or in combination.
【請求項4】 前記ギ酸溶液を電気分解により陽極酸化
するか、または前記電気分解に過酸化水素またはオゾン
を単独あるいは併用する酸化分解する分解工程を付加す
ることを特徴とする請求項2記載の炭素鋼部材の化学除
染方法。
4. The decomposition step of anodizing the formic acid solution by electrolysis, or adding a decomposition step of oxidative decomposition using hydrogen peroxide or ozone alone or in combination with the electrolysis. Chemical decontamination method for carbon steel members.
【請求項5】 前記ギ酸溶液の鉄成分を電気分解による
陰極還元で2価鉄イオンとし、前記2価鉄イオンと過酸
化水素とにより前記ギ酸溶液を分解する分解工程を付加
することを特徴とする請求項2記載の炭素鋼部材の化学
除染方法。
5. An iron component of the formic acid solution is converted to divalent iron ions by cathodic reduction by electrolysis, and a decomposing step of decomposing the formic acid solution with the divalent iron ions and hydrogen peroxide is added. The method for chemically decontaminating a carbon steel member according to claim 2.
【請求項6】 前記ギ酸溶液を電気分解により陽極酸化
する分解工程と、陰極還元により生成した二価鉄イオン
と過酸化水素との反応による分解工程とを併用すること
を特徴とする請求項4記載の炭素鋼部材の化学除染方
法。
6. The decomposition step of anodizing the formic acid solution by electrolysis and the decomposition step of reacting divalent iron ions produced by cathodic reduction with hydrogen peroxide are used in combination. A method for chemically decontaminating a carbon steel member as described.
【請求項7】 前記ギ酸溶液の電気分解による分解工程
に、過酸化水素またはオゾンによる酸化分解を併用する
分解工程を付加することを特徴とする請求項5記載の炭
素鋼部材の化学除染方法。
7. The chemical decontamination method for a carbon steel member according to claim 5, wherein a decomposition step using oxidative decomposition with hydrogen peroxide or ozone is added to the decomposition step by electrolysis of the formic acid solution. .
【請求項8】 前記過酸化水素またはオゾンによる酸化
分解を併用する分解工程に助剤としてリン酸またはリン
酸塩を添加することを特徴とする請求項7記載の炭素鋼
部材の化学除染方法。
8. The chemical decontamination method for a carbon steel member according to claim 7, wherein phosphoric acid or a phosphate is added as an auxiliary agent to the decomposition step using oxidative decomposition with hydrogen peroxide or ozone in combination. .
【請求項9】 放射性核種に汚染された炭素鋼部材から
シュウ酸を含む還元除染剤を用いて放射性核種を除去す
る炭素鋼部材の化学除染方法において、前記炭素鋼部材
から前記放射性核種を除去する工程と、放射性核種除去
後の炭素鋼部材に酸溶液を接触させる酸処理を施すこと
により前記炭素鋼部材に生成したシュウ酸鉄を除去する
工程と、前記シュウ酸鉄除去後の炭素鋼部材に放射能付
着を抑制する保護皮膜を形成する皮膜処理工程を設ける
ことを特徴とする炭素鋼部材の化学除染方法。
9. A chemical decontamination method for a carbon steel member, wherein the radionuclide is removed from the carbon steel member contaminated with the radionuclide by using a reducing decontamination agent containing oxalic acid, wherein the radionuclide is removed from the carbon steel member. A step of removing, a step of removing the iron oxalate generated in the carbon steel member by subjecting the carbon steel member after removal of the radionuclide to an acid solution, and a carbon steel after removal of the iron oxalate A method for chemical decontamination of a carbon steel member, which comprises providing a film treatment step for forming a protective film for suppressing adhesion of radioactivity on the member.
【請求項10】 前記放射能付着を抑制する保護皮膜は
ニッケルの無電解メッキ処理で生成するニッケル金属
層、またはニッケル金属層をフッ素ガスと接触させるこ
とにより生成される弗化ニッケルの不働態皮膜であるこ
とを特徴とする請求項9記載の炭素鋼部材の化学除染方
法。
10. The protective film for suppressing the adhesion of radioactivity is a nickel metal layer formed by nickel electroless plating, or a nickel fluoride passivation film formed by bringing the nickel metal layer into contact with fluorine gas. The method for chemical decontamination of a carbon steel member according to claim 9, wherein
【請求項11】 前記放射能付着を抑制する保護皮膜は
前記炭素鋼部材に対し300〜600℃の酸素またはオ
ゾンを含む気相中で加熱処理することにより生成される
酸化皮膜であることを特徴とする請求項9記載の炭素鋼
部材の化学除染方法。
11. The protective film for suppressing the adhesion of radioactivity is an oxide film formed by heat-treating the carbon steel member in a gas phase containing oxygen or ozone at 300 to 600 ° C. The chemical decontamination method for a carbon steel member according to claim 9.
【請求項12】 前記無電解メッキ処理の還元剤として
次亜りん酸塩、水素化ホウ素化合物、ヒドラジンのいず
れかを用い、錯化剤としてクエン酸または酒石酸を用い
ることを特徴とする請求項10記載の炭素鋼部材の化学
除染方法。
12. The method according to claim 10, wherein any one of hypophosphite, a borohydride compound, and hydrazine is used as a reducing agent for the electroless plating treatment, and citric acid or tartaric acid is used as a complexing agent. A method for chemically decontaminating a carbon steel member as described.
【請求項13】 前記無電解メッキは厚さ20ミクロン
以下、不働態皮膜は3ミクロン以下に規定することを特
徴とする請求項10記載の炭素鋼部材の化学除染方法。
13. The method for chemical decontamination of a carbon steel member according to claim 10, wherein the electroless plating has a thickness of 20 μm or less and the passive film has a thickness of 3 μm or less.
【請求項14】 前記酸素を含む気相中の加熱処理の酸
素濃度は1体積%以上に保持することを特徴とする請求
項11記載の炭素鋼部材の化学除染方法。
14. The chemical decontamination method for a carbon steel member according to claim 11, wherein the oxygen concentration of the heat treatment in the gas phase containing oxygen is maintained at 1% by volume or more.
【請求項15】 バッファタンクと、このバッファタン
クから流出する水と除染剤を注入して混合した除染液を
除染対象炭素鋼部材に接液し、接液後の除染液を前記バ
ッファタンクに流入させる除染液循環ラインと、前記バ
ッファタンクの水流出側から前記除染対象炭素鋼部材ま
での間の除染液循環ラインに接続されたシュウ酸溶液注
入装置、過酸化水素注入装置及びギ酸注入装置と、この
ギ酸注入装置と前記除染対象炭素鋼部材の流入側との間
に接続した酸素ガス供給源と、前記除染対象炭素鋼部材
を加熱する加熱装置とを具備したことを特徴とする炭素
鋼部材の化学除染装置。
15. A buffer tank, and a decontaminating solution prepared by injecting and mixing water flowing out from the buffer tank with a decontaminating agent is brought into contact with the carbon steel member to be decontaminated, and the decontaminating solution after the contact is said Oxalic acid solution injection device connected to the decontamination solution circulation line for flowing into the buffer tank and the decontamination solution circulation line between the water outflow side of the buffer tank and the carbon steel member to be decontaminated, hydrogen peroxide injection And a formic acid injection device, an oxygen gas supply source connected between the formic acid injection device and the inflow side of the decontamination target carbon steel member, and a heating device for heating the decontamination target carbon steel member. A chemical decontamination device for carbon steel members, which is characterized in that
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