JP2020067456A - Metal melting method and metal melting system - Google Patents

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Abstract

To provide a metal melting technique capable of melting and recycling metal waste including a radioactive substance.SOLUTION: A metal melting method includes: a radiation information acquisition process for measuring concentration of a first type radionuclide included in an object 2 for including metal and a radioactive substance, and acquiring radiation information of the object 2; a melting process for melting the object 2 for which radiation information is acquired in a furnace 24; an evaluation process for estimating concentration of a second type radionuclide that is included in the object 2 after melting and differs from the first type radionuclide based on concentration of the first type radionuclide; and a clearance determination process for determining whether a value calculated from the concentration of a radioactive substance of the object 2 is equal to or less than a reference value.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明の実施形態は、金属溶融方法および金属溶融システムに関する。   Embodiments of the present invention relate to a metal melting method and a metal melting system.

震災に見舞われた原子力発電所、廃止措置が行われる原子力施設、放射線医療施設では、放射性物質で汚染された金属または放射化された金属が大量に発生する。これらの金属は放射性廃棄物であり、長期間の保管と管理が必要である。しかし、放射性廃棄物の量は膨大であり、廃棄場所または保管場所の確保が難しい。そこで、放射性廃棄物の減容または再利用する技術が知られている。   Nuclear power plants affected by the earthquake, nuclear facilities where decommissioning will be performed, and radiation medical facilities generate a large amount of radioactively contaminated metals or activated metals. These metals are radioactive wastes and require long-term storage and management. However, the amount of radioactive waste is enormous, and it is difficult to secure a disposal site or a storage site. Therefore, a technique for reducing or reusing radioactive waste is known.

特開2003−307591号公報JP, 2003-307591, A 特許第3861286号公報Japanese Patent No. 3861286

放射性廃棄物の再利用先を確保するためには、鉄筋などの建築資材のような規格品とすることが望ましい。そのため、大量の金属を溶融可能であり、溶融中に金属中の成分を調整して品質管理を行うことができるアーク炉を用いることが好ましい。ここで、放射性廃棄物を再利用するためには、放射性廃棄物に含まれる放射性物質の濃度を低減させる必要がある。特に、アーク炉を用いて金属を溶融すると多量の金属ヒュームが発生するため、放射性廃棄物を溶融する場合には、金属ヒュームによる二次汚染を防ぐ必要がある。   In order to secure the reuse destination of radioactive waste, it is desirable to use standard products such as building materials such as reinforcing bars. Therefore, it is preferable to use an arc furnace capable of melting a large amount of metal and controlling the components in the metal during melting to perform quality control. Here, in order to reuse the radioactive waste, it is necessary to reduce the concentration of the radioactive substance contained in the radioactive waste. In particular, when a metal is melted using an arc furnace, a large amount of metal fumes are generated. Therefore, when melting radioactive waste, it is necessary to prevent secondary pollution by the metal fumes.

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、放射性物質を含む金属廃棄物を溶融して再利用することができる金属溶融技術を提供することを目的とする。   The embodiment of the present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to provide a metal melting technique capable of melting and reusing a metal waste containing a radioactive substance.

本発明の実施形態に係る金属溶融方法は、金属および放射性物質を含む対象物に含まれる第1種放射性核種の濃度を測定し、前記対象物の放射能情報を取得する放射能情報取得工程と、前記放射能情報が取得された前記対象物を炉で溶融する溶融工程と、前記溶融以後の前記対象物に含まれ、かつ前記第1種放射性核種とは異なる第2種放射性核種の濃度を、前記第1種放射性核種の濃度に基づいて推定する評価工程と、前記対象物の前記放射性物質の濃度から計算される値が基準値以下であるか否かを判定するクリアランス判定工程と、を含む。   A metal melting method according to an embodiment of the present invention includes a radioactivity information acquisition step of measuring the concentration of a first-type radionuclide contained in an object containing a metal and a radioactive substance and acquiring radioactivity information of the object. A melting step of melting the object from which the radioactivity information has been obtained in a furnace, and a concentration of a second type radionuclide contained in the object after the melting and different from the first type radionuclide. An evaluation step of estimating based on the concentration of the first type radionuclide, and a clearance determination step of determining whether or not a value calculated from the concentration of the radioactive substance of the object is equal to or less than a reference value. Including.

本発明の実施形態により、放射性物質を含む金属廃棄物を溶融して再利用することができる金属溶融技術が提供される。   Embodiments of the present invention provide a metal melting technique capable of melting and recycling metal waste containing radioactive material.

本実施形態の金属溶融システムを示す構成図。The block diagram which shows the metal melting system of this embodiment. 本実施形態の金属溶融システムを示す構成図。The block diagram which shows the metal melting system of this embodiment. 本実施形態の金属溶融システムを示すブロック図。The block diagram which shows the metal melting system of this embodiment. 材料選別工程を示す概念図。The conceptual diagram which shows a material selection process. 放射能情報取得工程を示す概念図。The conceptual diagram which shows a radioactivity information acquisition process. 炭素濃度低減のための投入対象物の決定工程を示す概念図。The conceptual diagram which shows the determination process of the input object for carbon concentration reduction. セシウム濃度低減のための投入対象物の決定工程を示す概念図。The conceptual diagram which shows the determination process of the input object for cesium concentration reduction. 本実施形態の金属溶融方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the metal melting method of this embodiment. 変形例1の金属溶融方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the metal melting method of the modification 1. 変形例2の金属溶融方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the metal melting method of the modification 2.

以下、図面を参照しながら、金属溶融方法の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a metal melting method will be described in detail with reference to the drawings.

図1の符号1は、本実施形態の金属溶融システムである。この金属溶融システム1は、放射性廃棄物を再利用可能な規格品として再生させるために用いられる。なお、規格品とは、金属中の成分が調整され、品質管理を行うことで所定の規格に適合された物品のことを示す。   Reference numeral 1 in FIG. 1 is a metal melting system of the present embodiment. This metal melting system 1 is used to recycle radioactive waste as a reusable standard product. The standard product refers to a product in which the components in the metal are adjusted and quality control is performed so that the product conforms to a predetermined standard.

本実施形態では、放射性廃棄物が再生処理の対象となる対象物2となっている。この対象物2は、震災に見舞われた原子力発電所、廃止措置が行われる原子力施設、放射線医療施設から発生する放射性物質(放射性核種)で汚染された物品である。   In this embodiment, the radioactive waste is the target 2 that is the target of the recycling process. This object 2 is an article contaminated with radioactive substances (radionuclides) generated from a nuclear power plant that has been hit by the earthquake, a nuclear facility where decommissioning will be performed, and a radiation medical facility.

対象物2には、例えば、原子力発電所からの解体廃棄物、津波または地震などの災害により飛散した瓦礫、発電所構外から持ち込まれた消耗品が含まれる。また、対象物2には、放射性物質で汚染された炭素鋼、鋳鉄、合金鋼が含まれる。また、対象物2には、金属の廃棄物に加えて非金属または非鉄金属が含まれる。例えば、医療廃棄物、PCB汚染物、アスベスト、アルミニウムなどが含まれる。即ち、対象物2には、高温により無害化処理が可能な有害廃棄物が含まれる。ここで、無害化処理とは、高温により害の原因となる物質を変質させることでその効果を失活させることを言う。   The objects 2 include, for example, demolition waste from a nuclear power plant, debris scattered by a disaster such as a tsunami or an earthquake, and consumable items brought from outside the power plant. Further, the object 2 includes carbon steel, cast iron, and alloy steel contaminated with radioactive materials. Further, the object 2 includes non-metal or non-ferrous metal in addition to metal waste. Examples include medical waste, PCB contaminants, asbestos, aluminum and the like. That is, the object 2 includes hazardous waste that can be detoxified by high temperature. Here, the detoxification treatment refers to deactivating the effect of a substance that causes harm by high temperature.

なお、対象物2は、放射性物質が付着した金属のみならず、金属の一部が放射化されて放射性物質となったものも含む。放射性物質として、放射性同位体であるセシウム、コバルト、ストロンチウム、ウランなどの物質を例示する。また、本実施形態の金属とは、放射性物質以外の金属であって、再利用可能なものを示す。   The object 2 includes not only a metal to which a radioactive substance is attached but also a substance in which a part of the metal is activated to become a radioactive substance. Examples of radioactive substances include substances such as cesium, cobalt, strontium, and uranium, which are radioactive isotopes. In addition, the metal of the present embodiment means a metal that is reusable, other than a radioactive substance.

図1および図2に示すように、金属溶融システム1は、材料選別工程を実行する材料選別部3と、放射能情報取得工程を実行する放射能情報取得部4と、除染工程を実行する除染部5と、溶融工程を実行する溶融部6と、鋳造工程を実行する鋳造部7と、クリアランス判定工程を実行するクリアランス判定部8と、加工工程を実行する加工部9とを備える。さらに、金属溶融システム1は、管理コンピュータ10(図3参照)を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the metal melting system 1 performs a material selection unit 3 that executes a material selection process, a radioactivity information acquisition unit 4 that executes a radioactivity information acquisition process, and a decontamination process. A decontamination unit 5, a melting unit 6 that executes a melting process, a casting unit 7 that executes a casting process, a clearance judgment unit 8 that executes a clearance judgment process, and a processing unit 9 that executes a processing process. Further, the metal melting system 1 includes a management computer 10 (see FIG. 3).

材料選別部3は、対象物2の汚染履歴、対象物2の形状、対象物2の材質などの対象物2の性質に基づいて対象物2を選別する。なお、汚染履歴には、対象物2が使用されてきた状況を示す履歴であって、放射性物質が付着した履歴、または放射化された履歴が含まれる。この材料選別部3は、磁力を用いて対象物2を選別する磁力選別機11と、風力を用いて対象物2を選別する風力選別機12と、対象物2の性質を分析する蛍光X線分析装置13とを備える。   The material selection unit 3 selects the target 2 based on the properties of the target 2, such as the contamination history of the target 2, the shape of the target 2, the material of the target 2, and the like. In addition, the contamination history is a history indicating a situation in which the object 2 has been used, and includes a history of a radioactive substance attached or a history of activation. The material sorting unit 3 includes a magnetic force sorter 11 that sorts the target 2 using magnetic force, a wind power sorter 12 that sorts the target 2 using wind force, and a fluorescent X-ray that analyzes the properties of the target 2. And an analyzer 13.

図4に示すように、材料選別工程にて、所定単位31の対象物2が材料選別部3に持ち込まれる。また、対象物2の汚染履歴は、管理コンピュータ10(図3参照)により管理されている。この汚染履歴に基づいて、材料選別工程にて対象物2の選別が行われる。ここで、対象物2は、汚染履歴単位32ごとに選別される。   As shown in FIG. 4, a predetermined unit 31 of the object 2 is brought into the material selection unit 3 in the material selection process. The contamination history of the object 2 is managed by the management computer 10 (see FIG. 3). Based on this contamination history, the object 2 is sorted in the material sorting step. Here, the object 2 is sorted for each contamination history unit 32.

さらに、対象物2の形状および材質を示す設計情報は、管理コンピュータ10により管理されている。この設計情報に基づいて、材料選別工程にて対象物2の選別が行われる。ここで、対象物2は、形状または材質ごとの選別単位33ごとに選別される。このように、材料選別工程では、対象物2が所定の条件に基づいて選別される。   Further, design information indicating the shape and material of the object 2 is managed by the management computer 10. Based on this design information, the objects 2 are selected in the material selection process. Here, the object 2 is sorted by the sorting unit 33 for each shape or material. As described above, in the material selection process, the objects 2 are selected based on the predetermined conditions.

なお、対象物2が単一の形状および材質で構成されている場合には、その選別を省略しても良い。対象物2がそれぞれの形状および材質ごとに取り扱いが成されている場合には、その選別を省略しても良い。対象物2が汚染履歴ごとに管理および保管されている場合には、その選別を省略しても良い。さらに、予め選別された対象物2が金属溶融システム1に持ち込まれる場合には、材料選別工程の実行を省略しても良い。   If the object 2 is formed of a single shape and material, the selection may be omitted. When the object 2 is handled for each shape and material, the selection may be omitted. When the object 2 is managed and stored for each contamination history, the selection may be omitted. Further, when the preselected object 2 is brought into the metal melting system 1, the execution of the material selecting step may be omitted.

なお、材料選別部3にて、再利用不可能な形状または材質の対象物2は、廃棄物14として廃棄される。また、除染しても再利用不可能な汚染状態の対象物2は、廃棄物15として廃棄される。   The material sorting unit 3 discards the object 2 having a shape or material that cannot be reused as a waste 14. The contaminated object 2 that cannot be reused even after decontamination is discarded as the waste 15.

また、材料選別工程にて、対象物2の選別の状態を示す選別情報が取得される。そして、この選別情報と対象物2とを関連付けて管理コンピュータ10(図3参照)に記録する選別情報記録工程が実行される。なお、選別情報には、対象物2の選別前に取得された汚染履歴が含まれていても良い。   Further, in the material selection step, selection information indicating the selection state of the object 2 is acquired. Then, a selection information recording step of recording the selection information and the object 2 in association with each other in the management computer 10 (see FIG. 3) is executed. The selection information may include the contamination history acquired before the selection of the target object 2.

本実施形態において、対象物2には、それぞれの対象物2を識別可能な対象物識別情報(対象物ID)が付与されている。管理コンピュータ10(図3参照)で対象物2と他の情報とを関連付けて記録する場合には、対象物識別情報と他の情報とを関連付けて記録する。なお、対象物2に対象物識別情報を付与する場合には、対象物識別情報を記録したタグを対象物2に直接取り付けても良いし、このタグを対象物2が収容される容器に取り付けても良い。   In the present embodiment, the target object 2 is provided with target object identification information (target object ID) capable of identifying each target object 2. When the management computer 10 (see FIG. 3) records the object 2 in association with other information, the object identification information and other information are recorded in association with each other. When the target object identification information is given to the target object 2, the tag recording the target object identification information may be directly attached to the target object 2, or this tag may be attached to the container in which the target object 2 is housed. May be.

図1および図2に示すように、放射能情報取得部4は、対象物2から放射される放射線を測定する放射能測定装置16と、対象物2の重量を測定する重量測定装置17とを備える。この放射能情報取得部4は、対象物2の除染方法を特定する指標となる放射能情報を取得する放射能情報取得工程を実行する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the radioactivity information acquisition unit 4 includes a radioactivity measuring device 16 that measures the radiation emitted from the object 2 and a weight measuring device 17 that measures the weight of the object 2. Prepare The radioactivity information acquisition unit 4 executes a radioactivity information acquisition step of acquiring radioactivity information that serves as an index for identifying the decontamination method for the object 2.

放射能測定装置16としては、例えば、対象物2から放射されるγ線を測定するγ線測定装置を例示する。なお、放射能情報取得部4は、γ線測定装置以外の放射能測定装置16を備えても良い。例えば、放射能情報取得部4は、β線測定装置またはGM管式サーベイメータを備えても良い。   As the radioactivity measuring device 16, for example, a γ-ray measuring device that measures γ-rays emitted from the object 2 is exemplified. The radioactivity information acquisition unit 4 may include a radioactivity measuring device 16 other than the γ-ray measuring device. For example, the radioactivity information acquisition unit 4 may include a β ray measuring device or a GM tube type survey meter.

本実施形態において、放射能情報の取得とは、対象物2の放射能量を示す情報を取得することを含む。また、対象物2が放射性物質で汚染されていることを示す情報を取得することのみならず、対象物2が放射性物質で汚染されていないことを示す情報を取得することも、放射能情報の取得に含む。本実施形態において、対象物2の放射能の測定には、対象物2に含まれる放射性核種の放射化学分析が含まれる。なお、放射性核種、汚染状況、汚染履歴、対象物2の形状、または対象物2の材質に応じて適している除染方法が異なる。   In the present embodiment, acquisition of radioactivity information includes acquisition of information indicating the radioactivity amount of the target object 2. In addition to acquiring information indicating that the target object 2 is not contaminated with radioactive substances, acquiring information indicating that the target object 2 is not contaminated with radioactive substances is also a Included in acquisition. In the present embodiment, the measurement of the radioactivity of the object 2 includes the radiochemical analysis of the radionuclide contained in the object 2. The suitable decontamination method differs depending on the radionuclide, the contamination status, the contamination history, the shape of the object 2, or the material of the object 2.

さらに、放射能情報の取得とは、対象物2の放射能を放射能測定装置16により測定することのみならず、その他の態様でも良い。例えば、予め放射能測定装置16を用いて測定された対象物2が長期間保管されており、その保管履歴を取得することで、対象物2の放射能量を示す情報を取得することを含む。つまり、対象物2の放射能が予め分かっている場合には、対象物2の放射能を放射能測定装置16により測定することを省略しても良い。   Further, the acquisition of the radioactivity information is not limited to the measurement of the radioactivity of the target object 2 by the radioactivity measuring device 16, and may be other modes. For example, the object 2 previously measured using the radioactivity measuring device 16 has been stored for a long period of time, and acquiring the storage history includes acquiring information indicating the amount of radioactivity of the object 2. That is, when the radioactivity of the target object 2 is known in advance, the measurement of the radioactivity of the target object 2 by the radioactivity measuring device 16 may be omitted.

図5に示すように、放射能情報取得工程では、材料選別工程で選別単位33ごとに選別された対象物2の汚染履歴、形状、材質に応じて対象物2の放射能測定を行う。ここで、放射能測定装置16の性能に応じて測定単位34ごとに対象物2を選別した上で、規定の放射性物質の放射能濃度の測定と、重量測定を行っても良い。   As shown in FIG. 5, in the radioactivity information acquisition step, the radioactivity of the target object 2 is measured according to the contamination history, shape, and material of the target object 2 selected for each selection unit 33 in the material selection step. Here, the object 2 may be selected for each measurement unit 34 according to the performance of the radioactivity measuring device 16, and then the radioactivity concentration of the specified radioactive substance and the weight may be measured.

例えば、γ線核種が主体である汚染履歴がある場合に、対象物2の形状によらずにバスケット型のγ線測定装置を用いて放射能測定を行っても良い。また、β核種が主体である汚染履歴がある場合、かつ表面汚染である汚染履歴の場合に、対象物2の形状が平板状であればトレイ型のβ線測定装置を用いて放射能測定を行う。さらに、対象物2の形状が平板状以外であれば、GM管式サーベイメータを用いて放射能測定を行う。   For example, when there is a contamination history mainly composed of γ-ray nuclides, the radioactivity may be measured using a basket-type γ-ray measuring device regardless of the shape of the object 2. In addition, when there is a contamination history mainly composed of β nuclides and when the contamination history is surface contamination, if the target object 2 has a flat plate shape, the radioactivity measurement is performed using a tray type β ray measuring device. To do. Further, if the shape of the object 2 is other than the flat shape, the radioactivity is measured using a GM tube type survey meter.

材料選別工程にて、対象物2の汚染履歴と形状と材質による選別を行い、その情報を対象物2ごとに関連付けて管理することで、放射能情報取得工程にて、対象物2の状態に合せて適切な放射能測定装置16を用いて測定することができる。   In the material selection step, the contamination history, shape, and material of the target object 2 are selected, and the information is managed in association with each target object 2, so that the state of the target object 2 is determined in the radioactivity information acquisition step. In addition, it can be measured using an appropriate radioactivity measuring device 16.

また、放射能濃度測定結果と重量測定結果を含む放射能情報は、測定単位34ごとに関連付けて管理コンピュータ10(図3参照)に記録される。つまり、放射能情報取得工程を経た測定単位34には、材料選別工程において関連付けられた形状および材質の情報と、放射能情報取得工程で関連付けられた放射能濃度および重量の情報とが含まれる。そして、放射能情報と対象物2とを関連付けて管理コンピュータ10(図3参照)に記録する放射能情報記録工程が実行される。   Further, the radioactivity information including the radioactivity concentration measurement result and the weight measurement result is recorded in the management computer 10 (see FIG. 3) in association with each measurement unit 34. That is, the measurement unit 34 that has undergone the radioactivity information acquisition step includes information on the shape and material associated in the material selection step and the radioactivity concentration and weight information associated in the radioactivity information acquisition step. Then, the radioactivity information recording step of recording the radioactivity information and the object 2 in association with each other in the management computer 10 (see FIG. 3) is executed.

なお、放射能情報取得工程にて放射能情報が取得された対象物2のうち、溶融工程でアーク炉24に投入する対象物2を決定する投入対象物決定工程を実行する。ここで、アーク炉24に投入する対象物2の種類、属性、投入量が決定される。この投入用の対象物2の決定は、管理コンピュータ10(図3参照)に記録された設計情報、汚染履歴、選別情報、放射能情報に基づいて行われる。なお、設計情報、汚染履歴、選別情報、放射能情報に基づいて、作業者が投入用の対象物2の決定をしても良い。この投入対象物決定工程は、除染工程の前に実行しても良いし、溶融工程の前に実行しても良い。   In addition, among the objects 2 whose radioactivity information has been acquired in the radioactivity information acquisition step, the charging target object determination step of determining the target object 2 to be charged into the arc furnace 24 in the melting step is executed. Here, the type, the attribute, and the amount of the object 2 to be charged into the arc furnace 24 are determined. The determination of the object 2 to be input is made based on the design information, the contamination history, the selection information, and the radioactivity information recorded in the management computer 10 (see FIG. 3). Note that the worker may determine the target object 2 to be input based on the design information, the contamination history, the selection information, and the radioactivity information. This input object determination step may be performed before the decontamination step or may be performed before the melting step.

図1および図2に示すように、除染部5は、放射能情報取得工程で取得された放射能情報に基づいて特定される除染方法で対象物2の除染を行う除染工程を実行する。本実施形態では、除染工程にて、機械除染、化学除染、溶融除染のうちの少なくともいずれか1つの除染を実行する。このようにすれば、放射能情報に基づいて最適な除染方法を特定することができる。なお、複数の除染方法を併用しても良い。また、除染方法の特定には、対象物の放射性物質の濃度が低くて除染の必要がない場合に除染を行わないことを特定する態様を含む。つまり、汚染の程度が低い対象物2は、除染工程を省略して溶融工程に進んでも良い。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the decontamination part 5 performs a decontamination step of decontaminating the object 2 by a decontamination method specified based on the radioactivity information acquired in the radioactivity information acquisition step. Run. In this embodiment, at least one of mechanical decontamination, chemical decontamination, and melt decontamination is performed in the decontamination step. By doing so, the optimum decontamination method can be specified based on the radioactivity information. Note that a plurality of decontamination methods may be used together. Further, the specification of the decontamination method includes a mode of specifying that the decontamination is not performed when the concentration of the radioactive substance in the object is low and the decontamination is not necessary. That is, the decontamination process may be omitted for the object 2 having a low degree of contamination and the process may proceed to the melting process.

この除染部5は、溶融除染に用いる電気炉としての高周波誘導炉18と底注ぎ式の取鍋19とを備える。さらに、除染部5は、機械除染に用いる機械除染装置20と、化学除染に用いる化学除染装置21とを備える。   The decontamination section 5 includes a high-frequency induction furnace 18 as an electric furnace used for melt decontamination and a bottom pouring type ladle 19. Further, the decontamination section 5 includes a mechanical decontamination device 20 used for mechanical decontamination and a chemical decontamination device 21 used for chemical decontamination.

機械除染装置20は、例えば、鉄の研磨材などで構成される粒体を対象物2に吹き付けるショットブラストによる機械除染を行う。ショットブラストにより対象物2の表面を剥がして除染が行われる。なお、ドリルまたはその他の機器で対象物2を機械除染しても良い。このようにすれば、機械除染に適した性質の対象物2の除染を行うことができる。   The mechanical decontamination device 20 performs mechanical decontamination by, for example, shot blasting in which a granular material composed of an iron abrasive or the like is sprayed on the object 2. The surface of the object 2 is peeled off by shot blasting for decontamination. The object 2 may be mechanically decontaminated with a drill or other equipment. By doing so, it is possible to decontaminate the object 2 having a property suitable for mechanical decontamination.

化学除染装置21は、例えば、除染液としてのギ酸を対象物2に浸漬(接触)させることで化学除染を行う。ギ酸により対象物2の表面を溶解して除染が行われる。このようにすれば、化学除染に適した性質の対象物2の除染を行うことができる。   The chemical decontamination apparatus 21 performs chemical decontamination by, for example, immersing (contacting) the target 2 with formic acid as a decontaminating solution. Decontamination is performed by dissolving the surface of the object 2 with formic acid. By doing so, it is possible to decontaminate the object 2 having a property suitable for chemical decontamination.

高周波誘導炉18は、対象物2を加熱して溶融し、放射性物質を分解または酸化させることで、ガスまたはスラグ22に移行させる。ガスは溶融物から放出され、スラグ22は溶融物の表面に浮く。これらガスまたはスラグ22を溶融物から分離することで溶融除染を行う。   The high-frequency induction furnace 18 heats and melts the object 2, and decomposes or oxidizes the radioactive substance to transfer it to the gas or the slag 22. The gas is released from the melt and the slag 22 floats on the surface of the melt. Melt decontamination is performed by separating these gases or slag 22 from the melt.

本実施形態の除染工程で用いている高周波誘導炉18は、アーク炉24と比較して穏やかな溶融が可能であり、金属ヒュームの発生が少ないという特徴がある。そのため、放射性物質を含んだ金属ヒュームによる二次汚染の可能性が少なく、対象物2に含まれる放射性物質を除去することができる。   The high-frequency induction furnace 18 used in the decontamination process of the present embodiment is characterized by being capable of gentle melting as compared with the arc furnace 24 and generating less metal fume. Therefore, there is little possibility of secondary contamination by the metal fumes containing the radioactive substance, and the radioactive substance contained in the object 2 can be removed.

なお、放射性物質を酸化させてスラグ22に移行させた後に、その分離回収を容易とするためには、一定量のスラグ22が存在する必要がある。このため、溶融除染を行うときに、例えば、二酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化鉄などのスラグ22となる物質(造滓剤)を対象物2とともに高周波誘導炉18へ投入して溶融する。このため、処理ごとに非放射性の造滓剤を投入すると、この造滓剤が放射性のスラグ22となった二次廃棄物の量が増加してしまう。   In addition, after oxidizing the radioactive substance and transferring it to the slag 22, a certain amount of the slag 22 must be present in order to facilitate the separation and recovery thereof. Therefore, when melt decontamination is performed, for example, a substance (a slag forming agent) such as silicon dioxide, calcium oxide, and iron oxide that becomes the slag 22 is introduced into the high-frequency induction furnace 18 together with the object 2 and melted. Therefore, if a non-radioactive slag-forming agent is added for each treatment, the amount of the secondary waste in which the slag-forming agent becomes the radioactive slag 22 increases.

そこで、本実施形態では、除染工程を複数回行う場合に、先の除染工程を行ったときに高周波誘導炉18で発生したスラグ22を回収し、次の除染工程を行うときに高周波誘導炉18に投入する。つまり、除染工程で対象物2から放射性物質を移行させた後に分離回収したスラグ22を、その後の除染工程で再利用する。非放射性の造滓剤に代えて除染工程で分離回収したスラグ22を用いることで、二次廃棄物の量を減少させることができる。   Therefore, in the present embodiment, when the decontamination process is performed a plurality of times, the slag 22 generated in the high-frequency induction furnace 18 when the previous decontamination process is performed is collected, and the high frequency is used when the next decontamination process is performed. It is charged into the induction furnace 18. That is, the slag 22 separated and recovered after the radioactive substance is transferred from the object 2 in the decontamination step is reused in the subsequent decontamination step. The amount of secondary waste can be reduced by using the slag 22 separated and collected in the decontamination step in place of the non-radioactive slag forming agent.

本実施形態では、高周波誘導炉18で対象物2を溶融除染した後に、底注ぎ式の取鍋19へ溶湯を移す。そして、この底注ぎ式の取鍋19で溶融金属とスラグ22を比重分離して溶融金属のみを取鍋19の底部から出湯する。そして、スラグ22を分離回収し、このスラグ22を高周波誘導炉18へ再投入する。このようにすれば、溶融除染で発生するスラグ22を再利用することができるので、二次廃棄物の発生量を抑えることができる。   In the present embodiment, after melting and decontaminating the object 2 in the high frequency induction furnace 18, the molten metal is transferred to the bottom pouring type ladle 19. Then, the molten metal and the slag 22 are subjected to specific gravity separation in the bottom pouring type ladle 19, and only the molten metal is tapped from the bottom of the ladle 19. Then, the slag 22 is separated and recovered, and the slag 22 is re-charged to the high frequency induction furnace 18. In this way, the slag 22 generated by the melt decontamination can be reused, so that the amount of secondary waste generated can be suppressed.

さらに、電気炉を用いた溶融除染時に、例えば、医療廃棄物、PCB汚染物、アスベスト、アルミニウムなどの廃棄物が加熱により無害化される。このようにすれば、有害廃棄物を高温にするだけで無害化することができる。そのため別途無害化処理を行う必要がない。   Furthermore, during melt decontamination using an electric furnace, for example, waste such as medical waste, PCB contaminants, asbestos, and aluminum is rendered harmless by heating. By doing so, it is possible to render the hazardous waste harmless simply by raising it to a high temperature. Therefore, it is not necessary to perform a detoxification process separately.

除染工程にて、電気炉を用いて対象物2に含まれる放射性物質を金属と分離する溶融除染を行うことで、溶融除染に適した対象物2の除染を行うことができる。また、除染部5で除染により発生した放射性廃棄物23は廃棄される。   In the decontamination step, the decontamination of the target 2 suitable for the melt decontamination can be performed by performing the melt decontamination for separating the radioactive substance contained in the target 2 from the metal by using the electric furnace. Further, the radioactive waste 23 generated by the decontamination in the decontamination section 5 is discarded.

なお、除染工程では、複数の機械除染、複数の化学除染を組み合わせて用いても良い。さらに、除染工程では、機械除染と化学除染と溶融除染とを組み合わせて用いても良い。   In the decontamination step, a plurality of mechanical decontaminations and a plurality of chemical decontaminations may be used in combination. Furthermore, in the decontamination step, mechanical decontamination, chemical decontamination, and melt decontamination may be used in combination.

溶融部6は、電気炉としてのアーク炉24と取鍋25とを備える。溶融部6は、除染工程で除染された対象物2をアーク炉24で溶融する溶融工程を実行する。なお、アーク炉24を用いて対象物2を溶融すると多量の金属ヒュームが発生する。本実施形態では、溶融工程前に除染工程が実行されている。このようにすれば、対象物2が除染された後に溶融されるので、溶融工程にて発生する金属ヒュームによる二次汚染を抑制することができる。   The melting unit 6 includes an arc furnace 24 as an electric furnace and a ladle 25. The melting unit 6 executes a melting process of melting the object 2 decontaminated in the decontamination process in the arc furnace 24. When the object 2 is melted using the arc furnace 24, a large amount of metal fumes are generated. In the present embodiment, the decontamination process is executed before the melting process. In this way, the object 2 is decontaminated and then melted, so that it is possible to suppress secondary contamination by the metal fumes generated in the melting step.

溶融工程にて、アーク炉24を用いて対象物2を溶融する。さらに、溶融工程では、対象物2に含まれる特定の元素が目標の濃度となるように、アーク炉24で溶融中に対象物2の成分調整を行う。   In the melting step, the object 2 is melted using the arc furnace 24. Further, in the melting step, the components of the target object 2 are adjusted during melting in the arc furnace 24 so that the specific element contained in the target object 2 has a target concentration.

成分調整とは、例えば、炭素、ケイ素、マンガンなどの元素をこれらの合金鉄として添加することである。また、酸素を吹き込むことで所定の元素を低減させることである。また、リン、硫黄などの元素を酸化カルシウムの添加により低減させることである。   Component adjustment is, for example, addition of an element such as carbon, silicon, or manganese as an iron alloy thereof. Moreover, it is to reduce a predetermined element by blowing oxygen. Further, it is to reduce elements such as phosphorus and sulfur by adding calcium oxide.

高周波誘導炉は原理上、大型化および耐火材を厚くすることが困難であるのに対して、アーク炉24はこれらが容易である。そのため、アーク炉24は、大量の金属の処理が可能である。また、アーク炉24では、耐火材の浸食性が大きい酸素の吹き込み、または酸化カルシウムの添加による成分調整が可能となっている。このようにすれば、溶融工程にて対象物2の成分を適宜調整して、規格品として再利用化を図ることができる。   In principle, it is difficult to increase the size of the high-frequency induction furnace and to thicken the refractory material, whereas the arc furnace 24 is easy to do so. Therefore, the arc furnace 24 can process a large amount of metal. Further, in the arc furnace 24, it is possible to adjust the composition by blowing oxygen, which has a high erosion resistance of the refractory material, or by adding calcium oxide. By doing so, the components of the object 2 can be appropriately adjusted in the melting step and reused as a standard product.

また、溶融工程では、材料選別工程で測定単位34ごとに関連付けられた選別情報を用いて、成分調整が可能な範囲となるように、対象物2をそれぞれの測定単位34ごとに選別し、適切な組み合わせにして溶融する。このようにすれば、溶融工程後の対象物がクリアランスを満たすように溶融工程前に調整することができる。   In addition, in the melting step, the object 2 is selected for each measurement unit 34 by using the selection information associated with each measurement unit 34 in the material selection step so that the range of component adjustment is possible, And combine them to melt. In this way, the object after the melting step can be adjusted before the melting step so that the clearance satisfies the clearance.

本実施形態では、アーク炉24に投入前の対象物2に含まれる特定の元素の濃度が、成分調整が可能な値となるように、選別情報に基づいてアーク炉24に投入する対象物2を決定する。この決定は、投入対象物決定工程で行われる。ここで、対象物2は溶融単位35ごとに選別される。このようにすれば、アーク炉で特定の元素の成分調整な可能な濃度の値が予め設定されており、この値以下の濃度の特定の元素を含む対象物2をアーク炉24に投入することで、アーク炉24で適切に成分調整を行うことができる。   In the present embodiment, the object 2 to be charged into the arc furnace 24 based on the selection information so that the concentration of the specific element contained in the object 2 before being charged into the arc furnace 24 becomes a value at which the composition can be adjusted. To decide. This determination is performed in the input object determination step. Here, the objects 2 are sorted by the melting unit 35. In this way, the value of the concentration at which the composition of the specific element can be adjusted in the arc furnace is set in advance, and the object 2 containing the specific element with the concentration of this value or less is charged into the arc furnace 24. Therefore, the components can be appropriately adjusted in the arc furnace 24.

図6に示すように、例えば、炭素濃度に関する成分調整について、再利用可能な規格品を製造するためには、炭素濃度を0.6%以下とする必要がある。溶融工程において、現実的な処理時間で、この濃度まで炭素濃度を低減するためには、炭素濃度が概ね4%以下である必要がある。つまり、アーク炉24にて炭素濃度を低減できる範囲の上限が4%程度である。そのため、対象物2の測定単位34ごとの材質情報と重量情報とを用いて、1回の溶融工程でアーク炉24に投入する対象物2の組み合わせ(溶融単位35)における炭素濃度が4%以下となるように制限する必要がある。   As shown in FIG. 6, for example, regarding the component adjustment relating to the carbon concentration, the carbon concentration needs to be 0.6% or less in order to manufacture a reusable standard product. In the melting step, in order to reduce the carbon concentration to this concentration within a realistic processing time, the carbon concentration needs to be approximately 4% or less. That is, the upper limit of the range in which the carbon concentration can be reduced in the arc furnace 24 is about 4%. Therefore, using the material information and the weight information for each measurement unit 34 of the object 2, the carbon concentration in the combination (melting unit 35) of the objects 2 to be charged into the arc furnace 24 in one melting step is 4% or less. Must be restricted to

本実施形態では、溶融工程にて、アーク炉24で溶融される対象物2に含まれる放射性物質の濃度から計算される値が基準値以下となるように、放射能情報に基づいてアーク炉24に投入する対象物2を決定する。この決定は、投入対象物決定工程で行われる。ここで、対象物2は溶融単位35ごとに選別される。このようにすれば、アーク炉24で溶融中に発生する金属ヒュームによる二次汚染を抑制することができる。また、アーク炉24で溶融後の対象物2をクリアランスレベルが満たされたものとすることができる。   In the present embodiment, in the melting step, the arc furnace 24 is based on the radioactivity information so that the value calculated from the concentration of the radioactive substance contained in the object 2 melted in the arc furnace 24 becomes equal to or less than the reference value. The object 2 to be thrown into is determined. This determination is performed in the input object determination step. Here, the objects 2 are sorted by the melting unit 35. By doing so, it is possible to suppress the secondary contamination by the metal fumes generated during melting in the arc furnace 24. Further, the object 2 after melting in the arc furnace 24 can be made to have a clearance level satisfied.

アーク炉24に投入する対象物2の組み合わせ(溶融単位35)は、放射能情報取得工程で測定単位34ごとに関連付けられた放射能情報を用いて決定される。例えば、除染工程により除染された対象物2の溶融単位35における規定の放射性物質の放射能濃度から計算される値が、基準値以下となるように調整する。対象物2をそれぞれの測定単位34を選別して適切な組み合わせとすることで、溶融工程で溶融される対象物2の放射能による影響を低減させることができる。   The combination (melting unit 35) of the objects 2 to be charged into the arc furnace 24 is determined using the radioactivity information associated with each measurement unit 34 in the radioactivity information acquisition step. For example, the value calculated from the radioactivity concentration of the specified radioactive substance in the melting unit 35 of the object 2 decontaminated in the decontamination step is adjusted to be equal to or lower than the reference value. By selecting each of the measurement units 34 of the object 2 and selecting an appropriate combination, the influence of the radioactivity of the object 2 melted in the melting step can be reduced.

図7に示すように、例えば、規定の放射性物質をCs−137とし、この放射能濃度から計算される値が放射能濃度を0.1で除算した値とし、基準値を1とする。そして、除染工程におけるCs−137の除染係数が100とする。例えば、除染係数が100の除染を実施すると、除染後に放射性物質の濃度は1/100となるようにする。ここで、除染後の溶融単位35が基準値を満たすためには、溶融単位35におけるCs−137の放射能濃度が10Bq/gである必要がある。このことから、測定単位34ごとの放射能濃度情報と重量情報を用い、溶融単位35におけるCs−137の放射能濃度が10Bq/g以下となるように制限する必要がある。   As shown in FIG. 7, for example, the specified radioactive substance is Cs-137, the value calculated from this radioactivity concentration is the value obtained by dividing the radioactivity concentration by 0.1, and the reference value is 1. The decontamination coefficient of Cs-137 in the decontamination step is 100. For example, if decontamination with a decontamination coefficient of 100 is carried out, the concentration of radioactive substances will be 1/100 after decontamination. Here, in order for the melting unit 35 after decontamination to satisfy the standard value, the radioactivity concentration of Cs-137 in the melting unit 35 needs to be 10 Bq / g. From this, it is necessary to use the radioactivity concentration information and the weight information for each measurement unit 34 to limit the radioactivity concentration of Cs-137 in the melting unit 35 to 10 Bq / g or less.

なお、除染工程にて、機械除染および化学除染のうち少なくとも1つを行うとともに、溶融工程にて、溶融除染を行うようにしても良い。その場合には、溶融除染と成分調整とを、アーク炉24を用いて行う。対象物2は、機械除染または化学除染で放射能濃度が低下した金属となっており、アーク炉24に投入しても二次汚染は抑制される。また、アーク炉24でさらに溶融対象の汚染レベルを低下させることが可能である。   Note that at least one of mechanical decontamination and chemical decontamination may be performed in the decontamination step, and melt decontamination may be performed in the melting step. In that case, the melt decontamination and the component adjustment are performed using the arc furnace 24. The target object 2 is a metal whose radioactivity concentration has been lowered by mechanical decontamination or chemical decontamination, and secondary contamination is suppressed even when it is put into the arc furnace 24. Further, it is possible to further reduce the contamination level of the melting target in the arc furnace 24.

図1および図2に示すように、溶融工程にて、アーク炉24で発生した廃棄物26は廃棄される。なお、溶融工程にて溶融除染を行う場合には、アーク炉24で放射性廃棄物26が発生し、これらも廃棄される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the waste 26 generated in the arc furnace 24 is discarded in the melting process. When the melt decontamination is performed in the melting process, radioactive waste 26 is generated in the arc furnace 24 and these are also discarded.

鋳造部7は、アーク炉24で溶融された対象物2を用いて連続鋳造を行う連続鋳造機27を備える。鋳造部7は、連続鋳造機27を用いて鋳造工程を実行する。例えば、連続鋳造機27は、アーク炉24で溶けた鉄が固まる過程で一定の形の金属塊2Aを製作することができる。このようにすれば、対象物2を再利用品に加工することができる。   The casting unit 7 includes a continuous casting machine 27 that performs continuous casting using the object 2 melted in the arc furnace 24. The casting unit 7 executes the casting process using the continuous casting machine 27. For example, the continuous casting machine 27 can produce the metal ingot 2A having a certain shape in the process of solidifying the molten iron in the arc furnace 24. In this way, the object 2 can be processed into a reused product.

鋳造工程では、連続鋳造機27以外を用いて鋳造を行っても良い。例えば、鋳銑機、インゴットケースなどに溶融した対象物2を流し込むことで鋳造を行い、金属塊2Aを製造しても良い。   In the casting process, casting may be performed using a device other than the continuous casting machine 27. For example, the metal ingot 2A may be manufactured by pouring the melted object 2 into a casting iron machine, an ingot case or the like for casting.

クリアランス判定部8は、クリアランス測定装置28を備える。このクリアランス測定装置28を用いて金属塊2Aに含まれる放射性物質の濃度を測定し、放射性物質の濃度から計算される値が基準値以下であるか否か、つまり、金属塊2Aがクリアランスレベルを満たしているか否かを判定するクリアランス判定工程を実行する。   The clearance determination unit 8 includes a clearance measuring device 28. The clearance measuring device 28 is used to measure the concentration of the radioactive substance contained in the metal lump 2A, and whether or not the value calculated from the concentration of the radioactive substance is less than or equal to the reference value, that is, the metal lump 2A has the clearance level. A clearance determination step of determining whether or not the condition is satisfied is executed.

クリアランス判定工程では、鋳造工程で製造した金属塊2Aに含まれる規定の放射性物質の放射能濃度を測定し、この放射能濃度から計算される値が基準値以下となることを確認する。このようにすれば、金属塊2Aがクリアランスレベルを満たすか否かを判定することができる。本実施形態において、対象物2に含まれる放射性物質の濃度の測定には、対象物2に含まれる放射性核種の放射化学分析が含まれる。なお、クリアランスレベルを満たす金属塊2Aは、加工部9に搬送される。一方、クリアランスレベルを満たさない金属塊2Aは、廃棄物29として廃棄される。   In the clearance determination step, the radioactivity concentration of the specified radioactive substance contained in the metal ingot 2A produced in the casting step is measured, and it is confirmed that the value calculated from this radioactivity concentration is equal to or lower than the reference value. By doing so, it is possible to determine whether or not the metal ingot 2A satisfies the clearance level. In the present embodiment, the measurement of the concentration of the radioactive substance contained in the object 2 includes the radiochemical analysis of the radionuclide contained in the object 2. The metal ingot 2A that satisfies the clearance level is conveyed to the processing section 9. On the other hand, the metal ingot 2A that does not satisfy the clearance level is discarded as the waste 29.

なお、クリアランスレベルを満たす金属塊2Aの発生量、またはクリアランスレベルを満たさない金属塊2Aの発生量は、前述の投入対象物決定工程で予測することができる。なお、実際の金属塊2Aの発生量に基づいて、投入対象物決定工程で投入用の対象物2の決定に用いられるパラメータを変更しても良い。このパラメータの変更を繰り返すことで、投入用の対象物2の量に基づいて実際の金属塊2Aの発生量を予測した場合の精度を向上させることができる。   The generation amount of the metal lump 2A that satisfies the clearance level or the generation amount of the metal lump 2A that does not satisfy the clearance level can be predicted in the input object determination step described above. The parameters used to determine the target object 2 for input in the input target object determination step may be changed based on the actual generation amount of the metal ingot 2A. By repeating the change of this parameter, it is possible to improve the accuracy when the actual generation amount of the metal ingot 2A is predicted based on the amount of the object 2 to be charged.

本実施形態のクリアランス測定装置28には、例えば、γ線測定装置、γ線スペクトル測定装置、放射化学分析用の装置などが含まれる。なお、測定対象とする放射性物質に応じてクリアランス測定装置28の種類を適宜変更しても良い。   The clearance measuring device 28 of the present embodiment includes, for example, a γ-ray measuring device, a γ-ray spectrum measuring device, a device for radiochemical analysis and the like. The type of the clearance measuring device 28 may be appropriately changed according to the radioactive substance to be measured.

また、クリアランス判定工程にて判定が行われ、その判定結果を示す判定結果情報と金属塊2A(対象物2)とを関連付けて管理コンピュータ10(図3参照)に記録する判定結果情報記録工程が実行される。   Further, a determination result information recording step of performing determination in the clearance determination step and recording the determination result information indicating the determination result and the metal ingot 2A (object 2) in the management computer 10 (see FIG. 3) in association with each other. To be executed.

本実施形態では、選別情報と放射能情報に基づいて、対象物2に含まれる第1種放射性核種とは異なる第2種放射性核種の濃度を推定する評価工程が実行される。第1種放射性核種は、測定が容易な易測定核種である。第2種放射性核種は、測定が困難な難測定核種である。易測定核種は、セシウムなどの測定が容易なγ線を出す核種である。γ線は透過力が強く、遮蔽物があっても測定が容易である。一方、難測定核種は、ウランなどの測定が困難なα線を出す核種と、ストロンチウムなどの測定が困難なβ線を出す核種である。α線およびβ線は透過力が弱く、遮蔽物があると測定が困難である。   In the present embodiment, an evaluation step of estimating the concentration of the second-type radionuclide different from the first-type radionuclide contained in the object 2 is executed based on the selection information and the radioactivity information. The type 1 radionuclide is an easy-to-measure nuclide that is easy to measure. The type 2 radionuclide is a difficult-to-measure nuclide that is difficult to measure. The easily measured nuclide is a nuclide that emits γ-rays such as cesium that is easy to measure. γ-rays have a strong penetrating power and can be easily measured even if there is a shield. On the other hand, difficult-to-measure nuclides are nuclides that emit α-rays such as uranium that are difficult to measure, and nuclides that emit difficult-to-measure β-rays such as strontium. Alpha and beta rays have weak penetrating power and are difficult to measure if there is a shield.

第2種放射性核種の濃度は、第1種放射性核種の測定結果に基づいて推定され、評価することができる。例えば放射性核種組成比法または平均放射能濃度法で推定される。放射性核種組成比法では、第2種放射性核種の濃度と第1種放射性核種の濃度の間に相関性があると推定し、第1種放射性核種の測定結果から第2種放射性核種の濃度を推定する。平均放射能濃度法では、第2種放射性核種の濃度が第1種放射性核種の濃度に依らず概ね一定であると推定し、第2種放射性核種の濃度を推定する。   The concentration of the type 2 radionuclide can be estimated and evaluated based on the measurement result of the type 1 radionuclide. For example, it is estimated by the radionuclide composition ratio method or the average radioactivity concentration method. In the radionuclide composition ratio method, it is estimated that there is a correlation between the concentration of the type 2 radionuclide and the concentration of the type 1 radionuclide, and the concentration of the type 2 radionuclide is determined from the measurement results of the type 1 radionuclide. presume. In the average radioactivity concentration method, it is estimated that the concentration of the type 2 radionuclide is almost constant regardless of the concentration of the type 1 radionuclide, and the concentration of the type 2 radionuclide is estimated.

これらの情報を蓄積することで、対象物2の汚染履歴ごとの放射性核種組成比または平均放射能濃度を推定し、クリアランス判定工程にて、第1種放射性核種の測定結果に基づいて、第2種放射性核種の放射能濃度を推定して評価することができる。   By accumulating such information, the radionuclide composition ratio or the average radioactivity concentration for each contamination history of the object 2 is estimated, and in the clearance determination step, based on the measurement result of the type 1 radionuclide, the second Species Radionuclide radioactivity concentrations can be estimated and evaluated.

例えば、ある汚染履歴について第1種放射性核種と第2種放射性核種の放射性核種組成比が判明している場合、放射能情報取得工程にて、ある汚染履歴の対象物2のγ線を測定することにより、第1種放射性核種の濃度を測定する。また、測定した第1種放射性核種の濃度から、既知の放射性核種組成比を用いて第2種放射性核種の濃度を推定する。その後にクリアランス判定工程にて対象物2のγ線を測定することで第1種放射性核種の濃度を測定するとともに、第2種放射性核種の濃度を分析する。さらに、放射能情報取得工程で測定または推定した第1種放射性核種および第2種放射性核種の濃度と、クリアランス判定工程で測定した第1種放射性核種および第2種放射性核種の濃度を比較することで、放射性核種の除染状況を推定でき、さらには除染後の放射性核種組成比を推定できる。ここで、除染後の放射性核種組成比を推定した後は、クリアランス判定時の第1種放射性核種の濃度を測定結果に対し、放射性核種組成比を用いることで、第2種放射性核種の濃度を評価することができる。   For example, if the radionuclide composition ratio of the first and second radionuclides for a certain contamination history is known, the γ-ray of the object 2 with a certain contamination history is measured in the radioactivity information acquisition step. By doing so, the concentration of the type 1 radionuclide is measured. Further, the concentration of the second type radionuclide is estimated from the measured concentration of the first type radionuclide using a known radionuclide composition ratio. After that, the concentration of the first-type radionuclide is measured by measuring the γ-ray of the object 2 in the clearance determination step, and the concentration of the second-type radionuclide is analyzed. Furthermore, compare the concentrations of the 1st and 2nd radionuclides measured or estimated in the radioactivity information acquisition process with the 1st and 2nd radionuclide concentrations measured in the clearance determination process. Thus, the decontamination status of the radionuclide can be estimated, and further the radionuclide composition ratio after decontamination can be estimated. Here, after estimating the radionuclide composition ratio after decontamination, by using the radionuclide composition ratio for the measurement result of the concentration of the 1st type radionuclide at the time of clearance determination, the concentration of the 2nd type radionuclide Can be evaluated.

なお、評価工程は、選別情報記録工程および放射能情報記録工程よりも後に行われれば良い。好ましくは、本実施形態では、選別情報記録工程および放射能情報記録工程よりも後であって、クリアランス判定工程よりも前に実施されるように構成される。   The evaluation process may be performed after the selection information recording process and the radioactivity information recording process. Preferably, the present embodiment is configured to be performed after the selection information recording step and the radioactivity information recording step and before the clearance determination step.

材料選別工程にて、対象物2の汚染履歴に基づいて対象物2を選別する。そして、選別情報記録工程にて、選別情報を対象物2と関連付けて記録する。次に、放射能情報取得工程にて、対象物2に含まれる第1種放射性核種の濃度を測定する。そして、放射能情報記録工程にて、放射能情報を対象物2と関連付けて記録する。対象物2の処理を繰り返し、これらの情報を蓄積することで、ある汚染履歴の対象物2における放射性核種組成比または平均放射能濃度を推定する。放射性核種組成比または平均放射能濃度の推定した後は、評価工程にて、選別情報と放射能情報に基づいて対象物に含まれる第1種放射性核種とは異なる第2種放射性核種の濃度を評価する。   In the material selection step, the target object 2 is selected based on the contamination history of the target object 2. Then, in the selection information recording step, the selection information is recorded in association with the object 2. Next, in the radioactivity information acquisition step, the concentration of the type 1 radionuclide contained in the object 2 is measured. Then, in the radioactivity information recording step, the radioactivity information is recorded in association with the object 2. By repeating the processing of the object 2 and accumulating such information, the radionuclide composition ratio or the average radioactivity concentration in the object 2 having a certain contamination history is estimated. After estimating the radionuclide composition ratio or average radioactivity concentration, in the evaluation process, based on the selection information and the radioactivity information, determine the concentration of the second radionuclide different from the first radionuclide contained in the object. evaluate.

クリアランス判定工程では、第1種放射性核種だけでなく第2種放射性核種についても判定が必要な場合がある。その場合、評価工程をクリアランス判定工程前に実行していなければ、クリアランス判定工程において、第2種放射性核種の測定が必須である。   In the clearance determination step, it may be necessary to determine not only the first-type radionuclide but also the second-type radionuclide. In that case, if the evaluation step is not performed before the clearance determination step, the measurement of the second radionuclide is essential in the clearance determination step.

クリアランス判定工程で第2種放射性核種についても判定が必要な場合であって、クリアランス判定工程前に評価工程を行っている場合は、評価工程で評価された第2種放射性核種の濃度を用いることで、クリアランス判定工程における第2種放射性核種の測定を省略することができる。   If it is necessary to determine the type 2 radionuclide in the clearance determination step and the evaluation step is performed before the clearance determination step, use the concentration of the type 2 radionuclide evaluated in the evaluation step. Thus, the measurement of the type 2 radionuclide in the clearance determination step can be omitted.

なお、クリアランス判定工程は、鋳造工程の前の溶融工程で行っても良い。例えば、アーク炉24から取り出した溶湯などのサンプリングした溶融物について、放射性物質の濃度を測定し、この濃度から計算される値が基準値以下であるか否かを判定しても良い。このようにすれば、アーク炉24で溶融中の対象物2がクリアランスレベルを満たすか否かを判定することができる。   The clearance determination step may be performed in the melting step before the casting step. For example, the concentration of the radioactive substance in the sampled melt such as the molten metal taken out from the arc furnace 24 may be measured, and it may be determined whether or not the value calculated from this concentration is equal to or lower than the reference value. By doing so, it is possible to determine whether or not the object 2 being melted in the arc furnace 24 satisfies the clearance level.

加工部9は、鋳造工程で製造した金属塊2Aを圧延する圧延機30を備える。加工部9は、金属塊2Aを加工して加工品2Bを製造する加工工程を実行する。例えば、圧延、鍛造、切削などを行うことにより金属塊2Aを加工する。なお、前述のクリアランス判定工程は、加工工程で製造した加工品2Bについて行っても良い。加工部9で加工された加工品2Bが再利用可能な規格品となっている。   The processing unit 9 includes a rolling mill 30 that rolls the metal ingot 2A manufactured in the casting process. The processing unit 9 executes a processing step of processing the metal ingot 2A to manufacture the processed product 2B. For example, the metal block 2A is processed by rolling, forging, cutting, or the like. The clearance determination step described above may be performed on the processed product 2B manufactured in the processing step. The processed product 2B processed by the processing unit 9 is a reusable standard product.

本実施形態では、アーク炉24を用いることで、大量の放射性廃棄物を効率的に再利用可能な規格品として再生させることができる。また、アーク炉24を用いることで、溶融した金属に酸素または酸化カルシウムを添加して炭素、リン、硫黄の除去を行うことができる。また、アーク炉24に対象物2を投入する前(溶融工程前)に、除染工程があるため、アーク炉24を用いた場合でも二次汚染の可能性が低い。   In the present embodiment, by using the arc furnace 24, a large amount of radioactive waste can be efficiently recycled as a standard product that can be reused. Further, by using the arc furnace 24, it is possible to add oxygen or calcium oxide to the molten metal to remove carbon, phosphorus and sulfur. Further, since the decontamination step is performed before the object 2 is put into the arc furnace 24 (before the melting step), the possibility of secondary contamination is low even when the arc furnace 24 is used.

また、除染工程で高周波誘導炉18を用いて溶融除染を行うと、機械除染および化学除染と比較して、除染後の対象物2に含まれる放射能物質の濃度が均一となるため、測定が容易となる。   Further, when melt decontamination is performed using the high frequency induction furnace 18 in the decontamination step, the concentration of the radioactive substance contained in the object 2 after decontamination becomes more uniform as compared with mechanical decontamination and chemical decontamination. Therefore, the measurement becomes easy.

また、原子力発電所で重大事故が発生することにより放射性物質が原子炉外に放出された場合に、大量の廃棄物が発生する。例えば、法律で適切に処理することが義務付けられた廃棄物、およびセメント系充填剤による固化処理が困難な廃棄物が、放射性物質の付着により汚染される。このような廃棄物は、原子力発電所の構外への搬出が不可となる。そのため、構内で処理する必要がある。これらの廃棄物のうち、加熱により無害化処理が可能なものを溶融除染時に併せて処理することで、処理のための新たな設備を設ける必要がなくなる。   Also, when radioactive materials are released outside the reactor due to a serious accident at a nuclear power plant, a large amount of waste is generated. For example, wastes that are legally required to be properly treated and wastes that are difficult to solidify with cement-based fillers are contaminated by the deposition of radioactive substances. Such waste cannot be transported outside the nuclear power plant. Therefore, it is necessary to process on the premises. By treating the wastes that can be detoxified by heating at the time of melt decontamination, it is not necessary to install new equipment for the treatment.

また、材料選別工程および放射能情報取得工程を経た測定単位34の対象物2は、放射能濃度および重量の情報が関連付けられる。そのため、除染工程の除染効果を考慮して測定単位34ごとの対象物2を選別し組み合わせることで、除染後に溶融工程で影響の小さい放射能濃度とすることができる。   Further, the object 2 of the measurement unit 34 that has undergone the material selection step and the radioactivity information acquisition step is associated with the radioactivity concentration and weight information. Therefore, by selecting and combining the objects 2 for each measurement unit 34 in consideration of the decontamination effect of the decontamination step, it is possible to obtain a radioactivity concentration that has a small influence in the melting step after decontamination.

また、材料選別工程および放射能情報取得工程を経た測定単位34の対象物2は、材質および重量の情報が関連付けられる。そのため、溶融工程の成分調整可能な範囲の測定単位34の対象物2を選別して組み合わせることで、溶融後の金属を任意の成分濃度とすることができる。   Further, the object 2 of the measurement unit 34 that has undergone the material selection process and the radioactivity information acquisition process is associated with the information on the material and the weight. Therefore, by selecting and combining the objects 2 of the measurement units 34 in the range in which the components can be adjusted in the melting step, the metal after melting can have an arbitrary component concentration.

材料選別工程と放射能情報取得工程とクリアランス判定工程において、蓄積された選別情報と、除染工程の前後の放射性物質の濃度を示すデータから、クリアランス判定工程にて、易測定核種の測定結果から難測定核種の濃度を評価推定することができる。そのため、測定に時間または工数を要する難測定核種の測定を、易測定核種の測定により代替することができる。   From the material selection process, the radioactivity information acquisition process and the clearance determination process, from the accumulated selection information and the data showing the concentration of radioactive substances before and after the decontamination process, from the measurement result of the easily measured nuclide in the clearance determination process The concentration of difficult-to-measure nuclides can be evaluated and estimated. Therefore, the measurement of the difficult-to-measure nuclide, which requires time or man-hours for the measurement, can be replaced by the measurement of the easily-measured nuclide.

図3に示すように、金属溶融システム1は、各工程を管理するための管理コンピュータ10を備える。なお、管理コンピュータ10を用いた各工程の管理とは、各工程に用いられる機器を操作する作業者に、管理コンピュータ10から出力される情報が与えられ、この情報に基づいて作業者が機器を制御する態様を含む。なお、各工程に用いられる機器に管理コンピュータ10が接続され、管理コンピュータ10が機器を直接制御する態様であっても良い。   As shown in FIG. 3, the metal melting system 1 includes a management computer 10 for managing each process. The management of each process using the management computer 10 means that an operator who operates a device used in each process is given information output from the management computer 10, and based on this information, the worker manages the device. Including a control mode. The management computer 10 may be connected to the equipment used in each process, and the management computer 10 may directly control the equipment.

管理コンピュータ10は、メイン制御部36と情報入出力部37と除染方法特定部38と評価部39と投入対象物決定部40と管理データベース41とを備える。これらは、メモリまたはHDDに記憶されたプログラムがCPUによって実行されることで実現される。管理データベース41は、設計情報記録部42と汚染履歴記録部43と選別情報記録部44と放射能情報記録部45と判定結果情報記録部46とを備える。   The management computer 10 includes a main control unit 36, an information input / output unit 37, a decontamination method specifying unit 38, an evaluation unit 39, an input object determination unit 40, and a management database 41. These are realized by the CPU executing a program stored in the memory or the HDD. The management database 41 includes a design information recording unit 42, a contamination history recording unit 43, a selection information recording unit 44, a radioactivity information recording unit 45, and a determination result information recording unit 46.

メイン制御部36は、管理コンピュータ10を統括的に管理する。また、情報入出力部37には、各工程に用いられる機器を操作する作業者が取得した情報が入力される。さらに、情報入出力部37は、作業者に対して各工程を制御するための情報を出力する。なお、情報入出力部37に入出力される情報には、設計情報、汚染履歴、選別情報、放射能情報、判定結果情報が含まれる。なお、情報入出力部37は、通信部、キーボード、マウス、ディスプレイ、ディスプレイに表示される選択入力部、プリンタなどのデバイスを制御する機能を有する。   The main control unit 36 centrally manages the management computer 10. Further, the information input / output unit 37 is input with the information acquired by the operator who operates the device used in each process. Further, the information input / output unit 37 outputs information for controlling each process to the worker. The information input / output to / from the information input / output unit 37 includes design information, contamination history, selection information, radioactivity information, and determination result information. The information input / output unit 37 has a function of controlling devices such as a communication unit, a keyboard, a mouse, a display, a selection input unit displayed on the display, and a printer.

除染方法特定部38は、情報入出力部37に入力された各種情報に基づいて除染方法を特定する。また、評価部39は、除染後の対象物2の放射性物質の濃度の評価を行う。また、投入対象物決定部40は、溶融工程でアーク炉24に投入する対象物2を決定する。   The decontamination method identification unit 38 identifies the decontamination method based on various information input to the information input / output unit 37. In addition, the evaluation unit 39 evaluates the concentration of the radioactive substance in the decontaminated object 2. In addition, the input target determination unit 40 determines the target 2 to be input into the arc furnace 24 in the melting process.

管理データベース41は、各工程で用いる各種情報を記録する。なお、この管理データベース41を備える管理コンピュータ10は、材料選別部3の一部として機能する場合、放射能情報取得部4の一部として機能する場合、または、クリアランス判定部8の一部として機能する場合がある。   The management database 41 records various information used in each process. The management computer 10 including the management database 41 functions as a part of the material selection section 3, a part of the radioactivity information acquisition section 4, or a part of the clearance determination section 8. There is a case.

設計情報記録部42は、対象物2の形状および材質を示す設計情報が記録される。設計情報は、対象物2が使用されていた所定施設の廃止措置前に用いられていたCADデータなどの設計図の情報を含む。   The design information recording unit 42 records design information indicating the shape and material of the object 2. The design information includes design drawing information such as CAD data used before the decommissioning of the predetermined facility where the object 2 was used.

汚染履歴記録部43は、対象物2の汚染履歴が記録される。この汚染履歴は、金属溶融システム1を用いた金属溶融方法を開始前に既に記録された情報であっても良い。   The contamination history recording unit 43 records the contamination history of the object 2. This contamination history may be information already recorded before starting the metal melting method using the metal melting system 1.

選別情報記録部44は、材料選別工程にて取得された選別情報を対象物2と関連付けて記録する。このようにすれば、選別情報記録部44に記録された情報に基づいて、溶融工程後の対象物2のクリアランスレベルと選別情報との関連性を検証することができる。   The selection information recording unit 44 records the selection information acquired in the material selection process in association with the object 2. By doing so, it is possible to verify the relationship between the clearance level of the object 2 after the melting process and the selection information based on the information recorded in the selection information recording unit 44.

放射能情報記録部45は、放射能情報取得工程にて取得された放射能情報と対象物2とを関連付けて記録する。判定結果情報記録部46は、クリアランス判定工程にて行われた判定結果を示す判定結果情報と対象物2とを関連付けて記録する。このようにすれば、溶融工程前に取得した対象物2の放射能情報と溶融工程後に取得した対象物2のクリアランスレベルとの関連性を検証することができる。   The radioactivity information recording unit 45 records the radioactivity information acquired in the radioactivity information acquisition step in association with the object 2. The determination result information recording unit 46 records the determination result information indicating the determination result performed in the clearance determination step and the object 2 in association with each other. By doing so, the relationship between the radioactivity information of the object 2 acquired before the melting step and the clearance level of the object 2 acquired after the melting step can be verified.

次に、本実施形態の金属溶融システム1が実行する金属溶融方法について図8のフローチャートを用いて説明する。なお、前述した図1から図7を適宜参照する。   Next, a metal melting method executed by the metal melting system 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. It should be noted that the above-mentioned FIGS. 1 to 7 are appropriately referred to.

図8に示すように、まず、ステップS11において、材料選別部3は、対象物2の汚染履歴、対象物2の形状、対象物2の材質などの対象物2の性質に基づいて対象物2を選別する材料選別工程を実行する。   As shown in FIG. 8, first, in step S11, the material selection unit 3 determines the target object 2 based on the properties of the target object 2 such as the contamination history of the target object 2, the shape of the target object 2, and the material of the target object 2. The material selection step of selecting is performed.

次のステップS12において、選別情報記録部44は、材料選別工程にて取得された選別情報を対象物2と関連付けて記録する選別情報記録工程を実行する。   In the next step S12, the selection information recording unit 44 executes the selection information recording step of recording the selection information acquired in the material selection step in association with the object 2.

次のステップS13において、放射能情報取得部4は、材料選別工程にて選別された対象物2の除染方法を特定する指標となる放射能情報を取得する放射能情報取得工程を実行する。   In the next step S13, the radioactivity information acquisition unit 4 executes the radioactivity information acquisition step of acquiring radioactivity information that serves as an index for identifying the decontamination method of the objects 2 selected in the material selection step.

次のステップS14において、放射能情報記録部45は、放射能情報取得工程にて取得された放射能情報と対象物2とを関連付けて記録する放射能情報記録工程を実行する。   In the next step S14, the radioactivity information recording unit 45 executes the radioactivity information recording step of recording the radioactivity information acquired in the radioactivity information acquisition step and the object 2 in association with each other.

次のステップS15において、投入対象物決定部40は、放射能情報取得工程にて放射能情報が取得された対象物2のうち、溶融工程でアーク炉24に投入する対象物2を決定する投入対象物決定工程を実行する。   In the next step S15, the input target determination unit 40 determines the target 2 to be charged into the arc furnace 24 in the melting process among the targets 2 whose radioactivity information was acquired in the radioactivity information acquisition process. The target object determination step is executed.

次のステップS16において、除染部5は、放射能情報取得工程で取得された放射能情報に基づいて特定される除染方法で対象物2の除染を行う除染工程を実行する。   In the next step S16, the decontamination section 5 executes the decontamination step of decontaminating the object 2 by the decontamination method specified based on the radioactivity information acquired in the radioactivity information acquisition step.

次のステップS17において、溶融部6は、投入対象物決定工程にて投入が決定された対象物2をアーク炉24で溶融する溶融工程を実行する。   In the next step S <b> 17, the melting unit 6 executes a melting step of melting the target object 2 whose input has been determined in the input target determination step in the arc furnace 24.

次のステップS18において、鋳造部7は、溶融工程にてアーク炉24で溶融された対象物2の鋳造を行い、金属塊2Aを製作する鋳造工程を実行する。   In the next step S18, the casting unit 7 performs the casting process of casting the object 2 melted in the arc furnace 24 in the melting process to produce the metal ingot 2A.

次のステップS19において、評価部39は、金属塊2Aである除染後の対象物2の放射性物質の濃度の評価を行う評価工程を実行する。   In the next step S19, the evaluation unit 39 executes an evaluation step of evaluating the concentration of the radioactive substance in the decontaminated object 2 which is the metal block 2A.

次のステップS20において、クリアランス判定部8は、鋳造工程で鋳造された金属塊2Aがクリアランスレベルを満たしているか否かを判定するクリアランス判定工程を実行する。   In the next step S20, the clearance determination unit 8 executes a clearance determination step of determining whether or not the metal ingot 2A cast in the casting step satisfies the clearance level.

次のステップS21において、判定結果情報記録部46は、クリアランス判定工程にて行われた判定結果を示す判定結果情報と金属塊2Aである対象物2とを関連付けて記録する判定結果情報記録工程を実行する。   In the next step S21, the determination result information recording unit 46 performs the determination result information recording step of recording the determination result information indicating the determination result performed in the clearance determination step and the object 2 which is the metal lump 2A in association with each other. Run.

次のステップS22において、加工部9は、鋳造工程で鋳造された金属塊2Aを加工して加工品2Bを製造する加工工程を実行する。そして、処理を終了する。   In the next step S22, the processing unit 9 executes a processing step of processing the metal ingot 2A cast in the casting step to manufacture the processed product 2B. Then, the process ends.

次に、変形例1の金属溶融システム1が実行する金属溶融方法について図9を用いて説明する。なお、変形例1の金属溶融方法は、ステップS17AからステップS21Aのステップのみが、前述の金属溶融方法(図8参照)と異なり、他のステップは同様のステップである。   Next, a metal melting method executed by the metal melting system 1 of Modification 1 will be described with reference to FIG. The metal melting method of the first modification differs from the above-described metal melting method (see FIG. 8) only in steps S17A to S21A, and the other steps are the same.

図9に示すように、変形例1では、ステップS16にて除染工程を実行した後のステップS17Aにおいて、評価工程を実行する。次のステップS18Aにおいて、クリアランス判定工程を実行する。   As shown in FIG. 9, in the modified example 1, the evaluation step is executed in step S17A after the decontamination step is executed in step S16. In the next step S18A, a clearance determination step is executed.

次のステップS19Aにおいて、判定結果情報記録工程を実行する。次のステップS20Aにおいて、溶融工程を実行する。次のステップS21Aにおいて、鋳造工程を実行する。次のステップS22において、加工工程を実行する。そして、処理を終了する。   In the next step S19A, the determination result information recording step is executed. In the next step S20A, a melting process is executed. In the next step S21A, a casting process is executed. In the next step S22, the machining process is executed. Then, the process ends.

変形例1では、溶融工程より前に、クリアランス判定工程を実行するので、除染が充分でない対象物2が誤ってアーク炉24に投入されてしまうことを抑制することができる。そのため、溶融工程にて発生する金属ヒュームによる二次汚染を抑制することができる。   In the first modification, the clearance determination step is executed before the melting step, so that it is possible to prevent the object 2 whose decontamination is insufficient from being mistakenly thrown into the arc furnace 24. Therefore, it is possible to suppress the secondary contamination due to the metal fumes generated in the melting process.

次に、変形例2の金属溶融システム1が実行する金属溶融方法について図10を用いて説明する。なお、変形例2の金属溶融方法は、前述の金属溶融方法(図8参照)のステップS16の除染工程が省略される。さらに、ステップS17Bの溶融工程が、前述の金属溶融方法と異なり、他のステップは同様のステップである。   Next, a metal melting method executed by the metal melting system 1 of Modification 2 will be described with reference to FIG. In the metal melting method of Modification 2, the decontamination step of step S16 of the metal melting method (see FIG. 8) described above is omitted. Furthermore, the melting step of step S17B is different from the above-described metal melting method, and the other steps are similar steps.

図9に示すように、変形例2では、ステップS15にて投入対象物決定工程を実行した後のステップS17Bにおいて、溶融工程を実行する。この溶融工程では、放射能情報取得工程で取得された放射能情報に基づいて特定される除染方法である溶融除染が実行される。この溶融除染では、アーク炉24を用いて対象物2に含まれる放射性物質を金属と分離する。   As shown in FIG. 9, in the second modification, the melting step is executed in step S17B after the insertion target object determining step is executed in step S15. In this melting step, melting decontamination that is a decontamination method specified based on the radioactivity information acquired in the radioactivity information acquisition step is executed. In this melt decontamination, the arc furnace 24 is used to separate the radioactive substance contained in the object 2 from the metal.

変形例2では、溶融工程にて対象物2の溶融除染を行うことができる。つまり、溶融工程に除染工程が含まれているものと見なすことができる。   In the second modification, the melt decontamination of the object 2 can be performed in the melting process. That is, it can be considered that the melting step includes the decontamination step.

なお、本実施形態において、基準値を用いた任意の値の判定は、「任意の値が基準値以上か否か」の判定でも良いし、「任意の値が基準値を超えているか否か」の判定でも良い。或いは、「任意の値が基準値以下か否か」の判定でも良いし、「任意の値が基準値未満か否か」の判定でも良い。また、基準値が固定されるものでなく、変化するものであっても良い。従って、基準値の代わりに所定範囲の値を用い、任意の値が所定範囲に収まるか否かの判定を行っても良い。また、予め装置に生じる誤差を解析し、基準値を中心として誤差範囲を含めた所定範囲を判定に用いても良い。   In the present embodiment, the determination of the arbitrary value using the reference value may be the determination of "whether the arbitrary value is the reference value or more", or "whether the arbitrary value exceeds the reference value. It is also possible to judge. Alternatively, the determination may be “whether or not an arbitrary value is less than or equal to a reference value” or “determined whether or not an arbitrary value is less than a reference value”. Further, the reference value may not be fixed but may be changed. Therefore, a value in a predetermined range may be used instead of the reference value to determine whether or not an arbitrary value falls within the predetermined range. Alternatively, an error generated in the device may be analyzed in advance, and a predetermined range including the error range centered on the reference value may be used for the determination.

なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。   In the flowchart of the present embodiment, the mode in which the steps are executed in series is illustrated, but the context of each step is not necessarily fixed, and the context of some steps may be interchanged. good. Also, some steps may be executed in parallel with other steps.

本実施形態の管理コンピュータ10は、専用のチップ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)、またはCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ROM(Read Only Memory)またはRAM(Random Access Memory)などの記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。この管理コンピュータ10は、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。   The management computer 10 according to the present embodiment includes a dedicated chip, a field programmable gate array (FPGA), a graphics processing unit (GPU), a CPU (central processing unit), or other control device having a highly integrated processor, and a ROM ( Storage device such as Read Only Memory) or RAM (Random Access Memory), external storage device such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), display device such as display, input such as mouse or keyboard A device and a communication interface are provided. The management computer 10 can be realized by a hardware configuration using a normal computer.

なお、本実施形態では、放射能情報取得工程が材料選別工程の後に実行されるが、放射能情報取得工程を材料選別工程の前に実行しても良い。   In the present embodiment, the radioactivity information acquisition step is executed after the material selection step, but the radioactivity information acquisition step may be executed before the material selection step.

なお、溶融工程にて、電気炉であるアーク炉24を用いて対象物2を加熱して有害廃棄物を無害化する溶融除染を行っても良い。   In addition, in the melting step, melt decontamination may be performed in which the object 2 is heated by using the electric arc furnace 24, which is an electric furnace, to render harmful wastes harmless.

なお、管理コンピュータ10が機械学習を行う人工知能(AI)を備えるコンピュータであっても良い。そして、管理コンピュータ10が複数のパターンから特定のパターンを深層学習に基づいて抽出する深層学習部を備えても良い。そして、投入対象物決定工程における投入用の対象物2の決定と、実際の金属塊2Aの発生量との関係性を管理コンピュータ10に機械学習させるようにし、この機械学習に基づいて、次の投入用の対象物2の決定を行うようにしても良い。また、クリアランス判定工程における評価を人工知能に行わせても良い。   The management computer 10 may be a computer equipped with artificial intelligence (AI) that performs machine learning. Then, the management computer 10 may include a deep learning unit that extracts a specific pattern from a plurality of patterns based on deep learning. Then, the management computer 10 is caused to perform machine learning of the relationship between the determination of the target object 2 for input in the input target object determination step and the actual generation amount of the metal ingot 2A, and based on this machine learning, the following The object 2 to be input may be determined. Further, artificial intelligence may be used to perform the evaluation in the clearance determination step.

例えば、放射能測定装置16は、対象物2の重量を測定する機能を備えていても良い。その場合には、放射能測定装置16が重量測定装置17の機能を実行することが可能であり、重量測定装置17の構成を省略することが可能である。   For example, the radioactivity measuring device 16 may have a function of measuring the weight of the object 2. In that case, the radioactivity measuring device 16 can perform the function of the weight measuring device 17, and the configuration of the weight measuring device 17 can be omitted.

以上説明した実施形態によれば、放射能情報が取得された対象物をアーク炉で溶融する溶融工程を備えることにより、放射性物質を含む金属廃棄物を溶融して再利用することができる。   According to the embodiment described above, by providing a melting step of melting an object for which radioactivity information has been acquired in an arc furnace, it is possible to melt and recycle metal waste containing radioactive material.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

1…金属溶融システム、2…対象物、2A…金属塊、2B…加工品、3…材料選別部、4…放射能情報取得部、5…除染部、6…溶融部、7…鋳造部、8…クリアランス判定部、9…加工部、10…管理コンピュータ、11…磁力選別機、12…風力選別機、13…蛍光X線分析装置、14,15…廃棄物、16…放射能測定装置、17…重量測定装置、18…高周波誘導炉、19…取鍋、20…機械除染装置、21…化学除染装置、22…スラグ、23…放射性廃棄物、24…アーク炉、25…取鍋、26…廃棄物、27…連続鋳造機、28…クリアランス測定装置、29…廃棄物、30…圧延機、31…所定単位、32…汚染履歴単位、33…選別単位、34…測定単位、35…溶融単位、36…メイン制御部、37…情報入出力部、38…除染方法特定部、39…評価部、40…投入対象物決定部、41…管理データベース、42…設計情報記録部、43…汚染履歴記録部、44…選別情報記録部、45…放射能情報記録部、46…判定結果情報記録部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal melting system, 2 ... Target, 2A ... Metal lump, 2B ... Processed product, 3 ... Material selection part, 4 ... Radioactivity information acquisition part, 5 ... Decontamination part, 6 ... Melting part, 7 ... Casting part , 8 ... Clearance determination part, 9 ... Processing part, 10 ... Management computer, 11 ... Magnetic force sorter, 12 ... Wind force sorter, 13 ... Fluorescent X-ray analyzer, 14, 15 ... Waste, 16 ... Radioactivity measuring device , 17 ... Weight measuring device, 18 ... High frequency induction furnace, 19 ... Ladle, 20 ... Mechanical decontamination device, 21 ... Chemical decontamination device, 22 ... Slag, 23 ... Radioactive waste, 24 ... Arc furnace, 25 ... Pot, 26 ... Waste, 27 ... Continuous casting machine, 28 ... Clearance measuring device, 29 ... Waste, 30 ... Rolling machine, 31 ... Predetermined unit, 32 ... Contamination history unit, 33 ... Sorting unit, 34 ... Measuring unit, 35 ... Melting unit, 36 ... Main control unit, 37 ... Information input / output unit, 3 Decontamination method specifying unit, 39 ... Evaluation unit, 40 ... Input object determining unit, 41 ... Management database, 42 ... Design information recording unit, 43 ... Contamination history recording unit, 44 ... Selection information recording unit, 45 ... Radioactivity Information recording unit, 46 ... Determination result information recording unit.

Claims (15)

金属および放射性物質を含む対象物に含まれる第1種放射性核種の濃度を測定し、前記対象物の放射能情報を取得する放射能情報取得工程と、
前記放射能情報が取得された前記対象物を炉で溶融する溶融工程と、
前記溶融以後の前記対象物に含まれ、かつ前記第1種放射性核種とは異なる第2種放射性核種の濃度を、前記第1種放射性核種の濃度に基づいて推定する評価工程と、
前記対象物の前記放射性物質の濃度から計算される値が基準値以下であるか否かを判定するクリアランス判定工程と、
を含む金属溶融方法。
A radioactivity information acquisition step of measuring the concentration of a first-type radionuclide contained in an object containing a metal and a radioactive substance and acquiring radioactivity information of the object;
A melting step of melting the object for which the radioactivity information has been acquired in a furnace,
An evaluation step of estimating the concentration of the second type radionuclide contained in the object after the melting and different from the first type radionuclide based on the concentration of the first type radionuclide,
A clearance determination step of determining whether the value calculated from the concentration of the radioactive substance of the object is less than or equal to a reference value,
A method of melting a metal, comprising:
前記放射能情報取得工程にて、前記対象物に含まれる前記第1種放射性核種の濃度を測定し、この測定に基づく前記放射能情報を前記対象物と関連付けて記録する放射能情報記録工程と、
前記放射能情報に基づいて前記対象物に含まれる前記第2種放射性核種の濃度を前記第1種放射性核種の濃度に基づいて推定する評価工程と、
前記クリアランス判定工程にて、前記対象物に含まれる前記第1種放射性核種の濃度を測定し、前記第1種放射性核種および前記第2種放射性核種に係る判定結果情報を前記対象物と関連付けて記録する判定結果情報記録工程と、
を含む請求項1に記載の金属溶融方法。
In the radioactivity information acquisition step, a radioactivity information recording step of measuring the concentration of the first type radionuclide contained in the object, and recording the radioactivity information based on this measurement in association with the object. ,
An evaluation step of estimating the concentration of the second type radionuclide contained in the object based on the radioactivity information, based on the concentration of the first type radionuclide;
In the clearance determination step, the concentration of the first type radionuclide contained in the object is measured, and the determination result information related to the first type radionuclide and the second type radionuclide is associated with the object. A determination result information recording step of recording,
The metal melting method according to claim 1, further comprising:
前記評価工程では、既知の放射性核種組成比を用いて、前記第2種放射性核種の濃度を前記第1種放射性核種の濃度に基づいて推定する請求項1または請求項2に記載の金属溶融方法。   The metal melting method according to claim 1 or 2, wherein in the evaluation step, a known radionuclide composition ratio is used to estimate the concentration of the second type radionuclide based on the concentration of the first type radionuclide. . 前記評価工程では、汚染履歴に対応する放射性核種組成比を用いて、前記第2種放射性核種の濃度を前記第1種放射性核種の濃度に基づいて推定する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   The said evaluation process estimates the density | concentration of the said 2nd type radionuclide based on the density | concentration of the said 1st type radionuclide using the radionuclide composition ratio corresponding to a contamination history. The metal melting method according to item 1. 前記第1種放射性核種は、γ線を出す核種である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   The metal melting method according to any one of claims 1 to 4, wherein the first type radionuclide is a nuclide that emits γ-rays. 前記第2種放射性核種は、β線を出す核種である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   The metal melting method according to any one of claims 1 to 5, wherein the second type radionuclide is a nuclide that emits β-rays. 前記放射能情報に基づいて、機械除染、化学除染、溶融除染のうちの少なくともいずれか1つを特定し、この特定された除染方法で前記対象物を除染する除染工程を含む請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   A decontamination step of identifying at least one of mechanical decontamination, chemical decontamination, and melt decontamination based on the radioactivity information, and decontaminating the object by the identified decontamination method. The metal melting method according to any one of claims 1 to 6, which comprises. 前記除染工程にて、電気炉を用いて前記対象物に含まれる前記放射性物質を前記金属と分離する前記溶融除染を行う請求項7に記載の金属溶融方法。   The metal melting method according to claim 7, wherein in the decontamination step, the melt decontamination is performed in which the radioactive substance contained in the object is separated from the metal by using an electric furnace. 前記溶融工程にて、前記炉を用いて前記対象物に含まれる前記放射性物質を前記金属と分離する溶融除染を行う請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   The metal melting method according to any one of claims 1 to 8, wherein in the melting step, melt decontamination for separating the radioactive substance contained in the object from the metal is performed using the furnace. 前記溶融工程の前に、前記対象物を性質に基づいて選別する材料選別工程を含む請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   The metal melting method according to claim 1, further comprising a material selection step of selecting the object based on a property before the melting step. 前記炉で溶融される前記対象物に含まれる前記放射性物質の濃度から計算される値が基準値以下となるように、前記放射能情報に基づいて前記炉に投入する前記対象物の組み合わせである溶融単位を決定する投入対象物決定工程を含む請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   A combination of the objects to be put into the furnace based on the radioactivity information so that the value calculated from the concentration of the radioactive substance contained in the object melted in the furnace is equal to or less than a reference value. The metal melting method according to any one of claims 1 to 10, further comprising a step of determining an input object for determining a melting unit. 前記溶融工程の後に、前記対象物の金属塊を鋳造する鋳造工程を含み、
前記投入対象物決定工程にて、クリアランスレベルを満たす前記金属塊の発生量、または前記クリアランスレベルを満たさない前記金属塊の発生量を予測する請求項11に記載の金属溶融方法。
After the melting step, including a casting step of casting a metal mass of the object,
The metal melting method according to claim 11, wherein the generation amount of the metal lump satisfying the clearance level or the generation amount of the metal lump not satisfying the clearance level is predicted in the input object determination step.
前記溶融工程の後に、前記対象物の金属塊を鋳造する鋳造工程と、
前記投入対象物決定工程における前記炉に投入する前記対象物の決定と前記鋳造工程における前記金属塊の発生量との関係性をコンピュータに機械学習させる工程と、
を含み、
前記投入対象物決定工程にて、前記機械学習に基づいて前記炉に投入する前記対象物の決定を行う請求項11または請求項12に記載の金属溶融方法。
A casting step of casting a metal ingot of the object after the melting step,
A step of causing a computer to machine-learn the relationship between the determination of the target to be charged into the furnace in the input target determination step and the generation amount of the metal ingot in the casting step;
Including,
The metal melting method according to claim 11 or 12, wherein in the step of determining an object to be charged, the object to be charged into the furnace is determined based on the machine learning.
前記炉は、アーク炉である請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の金属溶融方法。   The metal melting method according to any one of claims 1 to 13, wherein the furnace is an arc furnace. 金属および放射性物質を含む対象物に含まれる第1種放射性核種の濃度を測定し、前記対象物の放射能情報を取得する放射能情報取得部と、
前記放射能情報が取得された前記対象物を炉で溶融する溶融部と、
前記溶融以後の前記対象物に含まれ、かつ前記第1種放射性核種とは異なる第2種放射性核種の濃度を、前記第1種放射性核種の濃度に基づいて推定する評価部と、
前記対象物の前記放射性物質の濃度から計算される値が基準値以下であるか否かを判定するクリアランス判定部と、
を備える金属溶融システム。
A radioactivity information acquisition unit that measures the concentration of the type 1 radionuclide contained in the object containing metal and radioactive material and acquires the radioactivity information of the object;
A melting part for melting the object from which the radioactivity information has been acquired in a furnace,
An evaluation unit that estimates the concentration of a second-type radionuclide that is contained in the object after the melting and that is different from the first-type radionuclide, based on the concentration of the first-type radionuclide,
A clearance determination unit that determines whether or not the value calculated from the concentration of the radioactive substance of the object is less than or equal to a reference value,
A metal melting system comprising.
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