JP2549165B2 - 放射性廃棄物の除染方法 - Google Patents

放射性廃棄物の除染方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は多量でしかもその形状が多種多様である放射
性金属廃棄物を効率的にかつ徹底除染を行うことのでき
る放射性廃棄物の除染方法に関する。
(従来の技術) 原子力発電施設の寿命は30〜40年と言われており、寿
命となった原子力発電施設はある期間密閉管理された後
に解体撤去される。この原子力発電施設の廃止措置にと
もない発生する放射性汚染廃棄物は、比較的短期間に多
量に発生し、その上、発生する放射性汚染廃棄物は熱交
換器,タンク,配管,バルブといった形状,寸法および
放射能(汚染)レベル等が極めて多種多様である等の特
長を有している。
これらの廃棄物を切断し容器詰めを行う等の処理を施
し、放射性汚染廃棄物を保管,貯蔵もしくは処分する場
合に貯蔵施設もしくは処分施設は極めて大規模なものが
必要となるとともに処理等の作業に伴う作業員の被曝が
問題となる。そのため、原子力発電施設の廃止措置にと
もない発生する多量のしかも形状が極めて多種多様であ
る等の特長を有する放射性汚染金属廃棄物に対し効率的
な除染方法を提供することにより、放射性廃棄物発生量
を大幅に低減することが可能となり、放射性廃棄物の貯
蔵施設もしくは処分施設の規模を小さくできる。
また、一般の廃棄物として取扱えるまで徹底除染され
た廃棄物については再利用することができるため資源の
有効活用を行うことも可能となる。さらに、放射性廃棄
物の発生量を大幅に低減できるため作業員の被曝を低減
することが可能となる。
これまで原子力発電施設の保守,改良等により発生す
る放射性廃棄物に対して実施されている除染方法を原理
的に分類すると、化学的除染法,機械(物理)的除去
法,物理化学的除染,電気化学的除染法に分類される。
従来の除染方法は原子炉一次系の系統除染および機器
の供用中除染を主体に発展してきた背景から、金属母材
の健全性を損なわずに除染することを目的とし開発,実
用化されている。従って、これらの方法では、金属表面
の汚染のうち酸化被膜の除去までを行うことが目的であ
り、単一の除染方法により種々の廃棄物の除染が実施さ
れている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、原子力発電施設の廃止措置により発生
する機器,配管,バルブ等の表面には放射能汚染源であ
るクラッド(Co−60等)等の酸化被膜が長期間堆積して
いる。また、結晶粒界に沿って放射能が母材内部まで浸
透しているものも存在するため、母材の表面層をも溶解
するような強力な除染方法を組合わせた合理的な除染方
法が不可欠となる。
ここで、重要となるのは一般に、原子力発電施設の廃
止措置により発生する機器,配管,バルブ等の汚染は炉
水に接液している片面である。除染剤中に放射性廃棄物
をそのまま浸漬し除染を行うと、汚染されていない方の
金属表面まで溶解し、不用な廃棄物を発生させるといっ
た課題や、除染剤の寿命を短くしてしまうといった課題
がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
原子力発電施設の保守,改良および原子力発電施設の廃
止措置にともない短期間に多量に発生し、しかも形状が
極めて多種多様である等の特長を有する放射性金属廃棄
物を、合理的な除染方法により除染剤の寿命を長くし、
かつ除染にともなって発生する廃棄物量を低減し、効率
よく徹底的に除染して一般の廃棄物として取扱えること
ができる放射性廃棄物の除染方法を提供することにあ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明は放射性廃棄物を除去する場合、汚染されてい
る面の汚染クラッドを徹底的に除去するだけで、一般の
廃棄物として取扱えることができるようにするため、つ
ぎのように構成する。
すなわち、除染実施前に放射性廃棄物の汚染部以外の
表面に高分子材料を溶着させて処理する前処理工程と、
前記放射性廃棄物の汚染金属表面を除染する除染工程
と、前記除染後の除染廃棄物を形状に応じて弁別する形
状弁別工程と、前記形状弁別された除染廃棄物を洗浄す
る洗浄工程とからなることを特徴とする。
(作用) 前処理工程では放射性廃棄物で汚染されてない廃棄物
の表面に高分子材料を溶着させる。つぎに表面に高分子
材料が溶着された廃棄物は除染工程の除染槽内に移さ
れ、汚染部分の面のみが除染される。
除染が終了した廃棄物は形状弁別工程によりそれぞれ
の形状に応じて弁別された後、洗浄工程に移される。洗
浄工程では、単純形状の廃棄物については例えば高圧ス
プレー洗浄法が行われ、複雑形状の廃棄物については例
えば超音波を併用し洗浄が行われる。
すなわち、前処理工程で汚染されていない廃棄物の表
面は高分子材料が溶着されるため、その表面が露出しな
いので除染剤との接液が防止され、汚染のみの面を除染
剤と接液させることが可能となり、汚染面のみの除染を
行うことが可能である。
除染工程の除染剤としてはCe4+−Ce3+−硝酸溶液また
は硫酸溶液が使用され、Ce4+がCe3+に変化する際の酸化
力により汚染金属の表面が溶解し除染される。高分子材
料が溶着された金属面は高分子材料により保護されるた
め溶解は防止できる。
汚染金属面のみを除染された廃棄物は廃棄物の形状に
従って洗浄装置に移送され、洗浄される。なお、除染工
程でCe4+からCe3+になったものについては電解酸化還元
反応により、Ce3+はCe4+に変換される。
(実施例) 本発明に係る放射性廃棄物の除染方法の実施例を第1
図から第4図を参照しながら説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の系統図を示したもの
で、図中、符号1は受け入れ部で、原子力発電施設の廃
止措置により発生する機器,配管,バルブ等の放射性廃
棄物を受けとる。符号2は受け入れ部1で受け入れた廃
棄物に対しまず実施される前処理工程を、3は前処理工
程2で終了した廃棄物を除染する除染工程、4は除染工
程3で除染が終了した廃棄物を洗浄する洗浄工程であ
る。なお、除染工程3と洗浄工程4との間には図示して
ないが、形状弁別工程が設けられている。
以下各工程について詳細に説明する。
第2図は放射性廃棄物の汚染されていない非汚染金属
面に高分子材料を溶着させる前処理工程の1例を示した
ものである。第2図中符号5bは半割状放射性廃棄物の汚
染している汚染金属面、5aは放射性金属の汚染されてい
ない非汚染金属面を示している。6は非汚染金属面5aに
フッ素系樹脂等の高分子材料を溶着させるための溶着ス
プレー、7は溶着材を移送するためのポンプ、8は溶着
材を収容するタンク、9は放射性廃棄物の汚染されてい
ない非汚染金属面5aに溶着するための溶着材、10は高分
子材料を溶解させるための加熱器、11は溶着材の受け
皿、12は廃液である。
第2図中は放射性廃棄物として配管半割の例を示した
ものである。配管の場合、内面のみ汚染クラッド材が付
着しており、外面は汚染はしていない。従って、前処理
工程2では外面に対して溶着スプレーを用いて高分子材
料の溶着が行われる。溶着に使用する高分子材料として
は、除染剤に対して耐久性のあるフッ素系の樹脂等が使
用される。
前処理工程2が終了した放射性廃棄物は第3図に示す
除染工程3の除染装置内に収容され徹底的に除染が実施
される。第3図は除染装置の構成例を示したもので、図
中13はCe3+をCe4+にするための電解槽、14はCe3+−Ce4+
−酸性溶液からなる除染剤、15および16は電極、17は直
流電源であり、電極15および16に接続されている。18は
除染剤14を収容する除染槽、19は前処理工程が終了した
放射性廃棄物である。電解槽13と除染槽18は接続配管20
および21で接続されている。電解槽13と除染槽18との間
の除染剤14の移送は接続配管20および21の途中に配置さ
れた移送ポンプ22,23によって行われる。
また、除染槽18内の除染剤14中には除染剤の温度を監
視するための温度モニタ24が設置され、除染剤14が所定
の温度に達していることが確認される。除染剤14の加熱
は温度モニタ24の温度がフィードバックされコントロー
ラ26でコントロールされ、加熱器25により所定の温度に
保持される。電解槽13内のCe3+は直流電源17により電極
15,16間に所定の電流を通すことにより、次の反応によ
りCe4+が生成される。
(陽極) Ce3+→Ce4++e- ・・・(1) 20H-→H2O+(1/2)O2(↑)2e- ・・・(2) (陰極) H++e-→(1/2)H2(↑) ・・・(3) 電解槽13で生成されたCe4+は接続配管20および移送ポ
ンプ23を通り、除染槽18に運ばれる。除染槽18内には前
処理工程の終了した放射性廃棄物19が置かれており、Ce
4+は放射性廃棄物19の未処理の汚染金属表面と接触し、
汚染金属表面を溶解させる。金属をMで表すと次のよう
な反応である。
M+Ce4+→M++Ce3+ ・・・(4) 金属(M)表面を溶解しCe3+となったものは接続配管
21および移送ポンプ22により電解槽13に送られ前述した
操作により再びCe4+に電解再生が行われる。これまでの
説明でわかるように、被除染物19の汚染表面と電解液14
が接触するだけで被汚染物19の汚染表面は溶解され除去
され、一般産業廃棄物と同等の扱いが可能なレベルまで
除染される。
一方、汚染されてない面、すなわち高分子材料が溶着
されている面は電解液14との接触が防止されるため、溶
解することはない。すなわち、本実施例によれば除染剤
14を電解酸化還元反応により容易に再生し使用できると
ともに、放射性廃棄物の除染において、汚染面のみの除
染が可能である。
したがって、従来発生していた汚染面以外の金属溶解
を防止できるため、無駄な除染廃棄物を発生させること
なく、さらに従来汚染以外の金属溶解に消費していた酸
性溶液などをなくすることができるため、除染剤の寿命
を大きく延ばすことができ、合理的な除染を行うことが
可能である。
除染が終了した放射性廃棄物27は、第4図に示すごと
くその廃棄物の形状に応じて弁別する形状弁別工程で形
状弁別28され、それぞれの形状に応じた洗浄、つまり、
洗浄(洗浄−1)29と(洗浄−2)30が行われる。
単純な形状の廃棄物(タンク,配管など)に対しては
高圧のスプレー洗浄法を適用した洗浄(洗浄−1)29が
行われ、除染面が高圧水によりきれいに洗浄される。形
状の複雑な廃棄物(ポンプ,熱交換器など)は洗浄液中
に浸せきし超音波を照射することにより洗浄(洗浄−
2)30され、複雑な形状の廃棄物内に残っている除去ク
ラッドおよび除染液などがきれいに洗い落とされる。
それぞれの廃棄物形状により十分洗浄された廃棄物は
放射能レベルが測定31され、バックグラウンド以下まで
除染された廃棄物は一般産業廃棄物32として資源の有効
利用が行われる。また、目的のレベルまで除染できなか
った廃棄物は再び除染工程33に戻される。
なお、本発明は第3図の実施例に限定されるものでは
なく、例えば電解槽と除染槽を同一の槽内で実施しても
よい。それによって、除染設備の簡素化の効果を得るこ
とができる。
[発明の効果] 本発明によれば、つぎに述べる効果を奏する。
まず、放射能が母材内部へ浸透していないきれいな面
の金属表面を高分子材料により溶着することにより、汚
染表面のみを効率よく除染を行うことができる。
汚染金属面のみの除染を行うことができるため、汚染
されていない面の溶解に消費していた除染剤を零とする
ことが可能となるため、従来に比べ除染剤の寿命を2倍
以上にすることができる。
除染剤と接触する面を効率的でしかも徹底除染するこ
とが可能であり、どのような廃棄物形状にも適用可能で
ある。除染剤を電解酸化還元反応により再生が可能とな
り、除染剤の再生を容易に行うことができる。
さらに、除染後、廃棄物の形状(単純形状と複雑形
状)に応じて形状弁別し、それぞれの形状に対応した洗
浄法を選択することにより、除染廃棄物を効率よく洗浄
することが可能である。また、放射性廃棄物の発生量を
大幅に低減できるため、廃棄物の貯蔵施設規模を小さく
することが可能であり、そのため、廃棄物の貯蔵もしく
は処分費用を大幅に低減できるとともに、作業員の被曝
低減に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る放射性廃棄物の除染方法の一実施
例を説明するための工程図、第2図は第1図における前
処理工程の一例を示す構成図、第3図は第1図における
除染工程の除染装置の一例を示す構成図、第4図は第1
図における洗浄工程の一例を示す工程図である。 1……放射性廃棄物の受け入れ部、2……前処理工程、
3……除染工程、4……洗浄工程、5a……被汚染金属
面、5b……汚染金属面、6……溶着スプレー、7……ポ
ンプ、8……タンク、9……溶着材、10……加熱器、11
……受け皿、12……廃液、13……電解槽、14……除染
剤、15,16……電極、17……直流電源、18……除染槽、1
9……前処理済み放射性廃棄物、20,21……接続配管、2
2,23……移相ポンプ、24……温度モニタ、25……加熱
器、26……コントローラ、27……除染済み廃棄物、28…
…形状弁別、29……洗浄−1、30……洗浄−2、31……
放射能レベル測定、32……一般産業廃棄物、33……除染
工程。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】除染実施前に放射性廃棄物の汚染部以外の
    表面に高分子材料を溶着させて処理する前処理工程と、
    前記放射性廃棄物の汚染金属表面を除染する除染工程
    と、前記除染後の除染廃棄物を形状に応じて弁別する形
    状弁別工程と、前記形状弁別された除染廃棄物を洗浄す
    る洗浄工程とからなることを特徴とする放射性廃棄物の
    除染方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6060599A (ja) * 1983-09-14 1985-04-08 株式会社東芝 放射性物質で汚染された金属廃棄物の除染方法
JPS62257098A (ja) * 1986-04-30 1987-11-09 株式会社東芝 放射能で汚染された金属の除染装置

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