JP2023065695A - 塊状金属物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様である塊状の金属物品の製造方法は、図1に示すように、原子力施設内の金属を溶融して塊状の金属物品を製造する方法であって、上記金属を溶融する工程と、上記溶湯の1又は複数のサンプルを採取する工程と、上記溶融工程で得られた溶湯を凝固する工程とを備えており、上記採取工程で得られた1又は複数のサンプルの外部放射線を測定する工程と、上記溶湯への空間中の放射性物質の混入及び付着を抑制する工程とをさらに備える。当該塊状の金属物品は、上記原子力施設内で製造され、上記原子力施設外で有効利用される。
当該塊状金属物品の製造方法で用いられる金属は、原子力施設内で使用された金属であって、放射性物質が付着する等により汚染されている可能性がある金属である。例としては、機器、配管、弁、配線、支持構造物、鉄筋、鉄骨等が挙げられる。付着する放射性物質としては、例えば、放射性コバルト、放射性セシウム、放射性ストロンチウム等の放射性核種が挙げられる。
溶融工程は、金属を炉で溶融する。溶融工程は、図2に示すように、金属1を溶融する準備として、所定の場所に集積した原子力施設内の金属を分別及び切断して保管エリアPに保管する工程と、図3に示すように、保管されていた金属1を溶融して塊状の金属物品を製造する処理エリアRに搬送し、炉3に投入する工程とを含む。
保管工程は、所定の場所に集積した金属を金属の種類毎に分別及び切断して保管エリアに保管する。分別された金属1は、炉3に投入可能な大きさに切断し容器2に収納する。容器2は保管エリアPへフォークリフトL等で搬送される。
投入工程は、保管されていた金属を、処理エリアRに搬送し、炉3に投入する。具体的には、保管エリアPに保管されていた容器2を、炉3が設置されている処理エリアRに搬送し、容器2を開封して天井クレーン4で金属1を吊り上げる等して炉3に投入する。
溶融工程で用いられる炉は、電気炉等とすることもできるが、高周波誘導炉であることが好ましい。高周波誘導炉は電気炉等と比して、炉3内の溶湯Hを撹拌する能力に優れるため、溶湯Hの均質化を図ることができる。溶湯Hの均質化が図れると、後述する測定工程において測定されるサンプルの代表性を高くすることができる。
採取工程は、溶湯Hの1又は複数のサンプルを採取する。具体的には、炉3に投入された金属1の全部が溶融し、その溶融状態が略均一となった溶湯Hの一部をサンプルとして採取する。
凝固工程では、溶湯Hを凝固する。本実施例では、当該凝固工程が、図6~8に示すように、炉3の溶湯Hを一旦取鍋8に出湯する工程と、この取鍋8から鋳型10に注湯する工程とを有する工程として説明する。
出湯工程は、溶湯Hを炉3から取鍋8に出湯する。具体的には、以下のとおりである。準備した取鍋8の内部をガスバーナ等で予熱する。予熱した取鍋8の開口を取鍋蓋9で閉じて、炉3まで移動する(図6)。炉3の蓋5及び取鍋8の取鍋蓋9を開け、炉3を傾動して溶湯Hを取鍋8に出湯する(図7)。炉3の蓋5及び取鍋8の取鍋蓋9を閉じて、取鍋8を鋳型注湯場所に移動する。炉3は、次の溶融工程を開始、又は次の溶融工程を開始するための準備をする。
注湯工程は、取鍋8に出湯された溶湯Hを鋳型10に注湯する(図8)。具体的には、以下のとおりである。鋳型注湯場所に移動した取鍋8を傾動し、準備した鋳型10に溶湯Hを注湯する。準備した鋳型10は、注湯直前までシート11等で少なくとも開口が覆われていることが好ましい。鋳型10の少なくとも開口がシート11等で覆われることで、注湯前の鋳型10内に空間中の放射性物質が進入することを抑制することができる。
サンプル測定工程は、上記採取工程で得られた1又は複数のサンプルの外部放射線を測定する。サンプル測定は、上記サンプルの採取後であれば随時行うことができ、例えば、上記サンプルの採取直後、溶湯Hが凝固した後に測定してもよい。サンプル測定工程は、具体的には、上記採取工程で溶湯Hから採取したサンプルの外部放射線を測定し、その結果からサンプルの放射能濃度を推定する。この推定値は、上記サンプルを得た後に、溶湯Hに放射性物質が混入等しない限り、溶湯Hから得られる塊状金属物品の放射能濃度と略同一となり得る。つまり、サンプル採取後から塊状金属物品を得るまで、空間中の放射性物質を管理し、その放射性物質が溶湯H等に混入することを抑制することで、サンプルの代表制を担保することができる。
抑制工程は、上記溶湯への空間中の放射性物質の混入及び付着を抑制する。すなわち、抑制工程は、炉3における溶融、炉3から取鍋8への溶湯Hの出湯、取鍋8から鋳型10への溶湯Hの注入、鋳型10における溶湯Hの凝固、及び鋳型10から凝固した溶湯Hの取り出しまでの間は、処理エリアR内における空間中の放射性物質の混入及び付着を抑制する。
換気工程は、溶融工程及び凝固工程を行う室を常時換気する。すなわち、処理エリアR内の空気中に存在する放射性物質が、溶湯Hに移行し、或いは炉3内、取鍋8内、鋳型10内、塊状金属物品等に付着することを抑制するために、処理エリアR内を常時換気することが好ましい。
室内測定工程は、室内の空間中の放射能濃度を測定する。すなわち、処理エリアR内の空間における空気中放射能濃度を測定する。上記空気中の放射能濃度を管理する方法としては、特に限定されるものではないが、処理エリアR内に設置された放射能測定装置等を常時モニタリングする方法を採用することができる。
当該塊状金属物品の製造方法では、当該塊状金属物品を生産する室の空間中における放射性物質が溶湯等に混入及び付着することを抑制するように管理がされている。よって、上記溶湯から採取したサンプルの外部放射線の測定から得た放射能濃度と、当該塊状金属物品の放射能濃度とを略同一とすることができ、有効利用できる塊状金属物品を効率よく得ることができる。
上記開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 容器
3 炉
4 天井クレーン
5 蓋
7 リングフード
8 取鍋
9 取鍋蓋
10 鋳型
11 シート
12 局所フード
13 鋳型蓋
H 溶湯
L フォークリフト
P 保管エリア
R 処理エリア
Claims (3)
- 原子力施設内の金属を溶融して塊状の金属物品を製造する方法であって、
側方に迫り出しつつ開口を囲繞するように配置され、周囲への放射性物質の移行を防止するリングフードと上記開口を覆う蓋とを有する炉で上記金属を溶融して溶湯を得る溶融工程と、
上記溶融工程で得られた溶湯から1又は複数のサンプルを採取する採取工程と、
上記溶融工程で得られた溶湯の残部を凝固する凝固工程と、
上記採取工程で得られた1又は複数のサンプルの外部放射線を測定するサンプル測定工程と、
上記溶湯への空間中の放射性物質の混入及び付着を抑制する抑制工程と
を備える塊状金属物品の製造方法。 - 上記抑制工程が、
上記溶融工程及び凝固工程を行う室を常時換気する室内換気手順と、
上記室内の空間中の放射能濃度を測定する室内測定手順と
を有し、
上記室内換気手順が、上記室に設けられている吸入口から清浄な空気を取り入れ、上記室に設けられている排出口から上記室内を通った空気を取り出している請求項1に記載の塊状金属物品の製造方法。 - 上記溶融工程で用いられる炉が高周波誘導炉である請求項1又は請求項2に記載の塊状金属物品の製造方法。
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