JP2621866B2 - 表面の汚染除去法 - Google Patents

表面の汚染除去法

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JP2621866B2 JP62138038A JP13803887A JP2621866B2 JP 2621866 B2 JP2621866 B2 JP 2621866B2 JP 62138038 A JP62138038 A JP 62138038A JP 13803887 A JP13803887 A JP 13803887A JP 2621866 B2 JP2621866 B2 JP 2621866B2
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001—Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/002—Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
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  • Detergent Compositions (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面の汚染除去に関し、殊に、しかし排他的
でなく、アルミニウム含有成分の表面からのテクネチウ
ムの除去に関する。
核プラント、殊に濃縮プラントに使用されるアルミニ
ウム要素は例えばウラン、ネプツニウムおよびテクネチ
ウム99で汚染される。要素の表面上に存在するウランお
よびネプツニウムの大部分はキレート化剤を組合せた湿
式化学手段を用いて除去することができる。
テクネチウムの場合には要素の表面上のテクネチウム
だけでなく、また要素の表面に存在する酸化アルミニウ
ムの層の下に結合したテクネチウムを除去することが非
常に望ましい。酸化物層の存在は捕捉されたテクネチウ
ムを、要素の表面からウランを除去するために用いた薬
品に接近できなくする。テクネチウムではさらに、汚染
除去液中のテクネチウムのわずかな蓄積が表面上に逆に
プレーティングする若干のテクネチウムを生ずるので、
ウランでは遭遇しない問題に遭遇する。従って、要素の
表面からウランを除去するために使用される手段を用い
てこれらの表面からテクネチウムを有効に除去すること
ができない。
本発明によれば、表面上に存在する酸化物層の下に捕
捉された放射性種で汚染された要素の表面の汚染を除去
する方法が提供され、該方法には放射性種を実質的に露
出させるために表面を化学的に処理して層を除き、露出
した該放射性種を酸化剤の存在下に可溶性形態に転化さ
せて該可溶性形態の放射性種が不溶性形態に還元される
のを実質的に防ぎ、よって該放射性種が表面上へ再析出
するのを防ぐことが含まれる。
好ましくは酸化物捕捉剤が酸化物層の再形成を実質的
に防ぐために存在する。
要素はアルミニウムからなることができ、または要素
はアルミニウムを含むことができる。
４ 放射性種はテクネチウムまたはその誘導体例えばテ
クネチウムの酸化物を含むことができる。
従って、本発明は具体的に、表面上に存在するアルミ
ニウム酸化物層の下に捕捉されたテクネチウムで汚染さ
れたアルミニウム要素の表面の汚染を除去する方法であ
って、該テクネチウムを実質的に露出させるために表面
を化学的に処理して該アルミニウム酸化物層を除き、次
いで露出したテクネチウムを酸化剤の存在下に可溶性形
態に転化させて該可溶性形態のテクネチウムが不溶性形
態に還元されるのを実質的に防ぎ、よって該テクネチウ
ムが表面上へ再析出するのを防ぐことを含む方法に関す
る。
放射性種は錯化剤例えばクエン酸塩で処理することに
より可溶性形態に転化することができる。
酸化剤は過酸化水素であることができ、酸化物捕捉剤
は硫酸ナトリウムであることができる。
要素を硫酸で化学的に処理して酸化物層を実質的に除
去することもまた好ましいが、しかし層を除去できる他
の薬品、例えば金属イオン封鎖剤例えばクエン酸塩また
はリン酸塩を含むアルカリ性溶液を用いることができ
る。
汚染物質は液から連続的またはバッチ的に除去するこ
とができる。例えば液を塩基性イオン交換樹脂上にパー
コレートすることによりテクネチウムを除去することが
できる。同様に銅および他の遷移金属はキレート化樹脂
上の液の循環により除去される。これは多くのアルミニ
ウム合金中に存在する遷移金属が蓄積して過酸化水素を
破壊するのを防ぐ。
汚染除去される表面上へ逆にプレーティングするテク
ネチウムの問題が可溶性過テクネチウム酸塩（pertechn
ate）種（TcO4 -）の不溶性テクネチウム種例えば二酸化
テクネチウム（TcO2）への還元によると思われる。要素
がアルミニウムを含むとき還元がアルミニウム自体によ
り行なわれることができる。
要素の表面上のテクネチウム種例えばTcO2は例えばク
エン酸塩錯体の形態により可溶性形態に転化されるこ
と、およびこの錯体中のテクネチウムが酸化剤により過
テクネチウム酸塩（TcO4 -）のような種に転化されるこ
とが考えられる。クエン酸塩は酸化された種（TcO4 -）
中のテクネチウムに結合できない。この酸化は不溶性テ
クネチウム例えばTcO2と可溶性テクネチウム錯体との間
の平衡によってテクチムウの再析出を防ぎ、また酸化さ
れたテクネチウム種の不溶性形態例えばTcO2へ戻る還元
による再析出を防ぐ。
酸化物層の下に捕捉された放射性種が除去されるの
で、本発明は捕捉された種が除去されない手段により大
部分表面から除去できる種の汚染除去効率を高めるため
に使用することができる。例えば、表面上に存在するが
しかし酸化物層の下でないネプツニウムを普通の手段に
より除去することができ、また捕捉されたネプツニウム
を本発明の方法により除去することができる。
本発明はさらに、アクチニド類およびテクネチウムを
含む流出液を処理する方法を提供し、該方法には流出液
をキレート化イオン交換物質に接触させてアクチニド類
を実質的に除去すること、および流出液を塩基性イオン
交換物質に接触させてテクネチウムを実質的に除去する
ことが含まれる。
好ましくはテクネチウムは酸化された形態にある。流
出液はウラン、ネプツニウムおよびテクネチウムを含む
ことができる。
流出液は酸例えば硫酸を含むことができる。流出液の
pHは流出液を塩基性イオン交換物質に接触させる前にpH
0.5〜３に調整される。
本発明はまたアルミニウムを含む要素からのウランお
よびテクネチウムの除去から生ずる流出液を処理する方
法を提供する。そのような方法は好ましい態様を保証す
る説明から明らかになろう。
プロセスは実質的に２浴系である。第１浴中で表面を
テクネチウム汚染物が露出されるように酸化アルミニウ
ム層を除去することにより調整する。第２浴には露出し
たテクネチウムを除去するための酸化剤、酸化物捕捉剤
および錯化剤が含まれる。
本発明の理解をさらに助成するために次に１態様が単
に例として記載される。
汚染した要素を初めにクエン酸溶液で処理して要素の
表面上に存在するウランおよびネプツニウムを除去する
ことができる。次いで要素を50〜70℃の温度で保持され
る洗浄水タンクに移し、薬品、ウランおよびネプツニウ
ムのキャリオーバーを防ぐ。この洗浄段階後に要素を50
〜70℃に保持した硫酸の１〜3M溶液を入れたタンクに入
れて酸化アルミニウムを除去し、従ってネクネチウムを
露出させる。あるいは金属イオン封鎖剤例えばクエン酸
塩またはリン酸塩を含む0.1Mアルカリ性溶液を用いて酸
化アルミニウム層を除去することができる。要素をこの
タンクから室温の洗浄水タンクに、次いでクエン酸二ナ
トリウム（0.05〜0.2M）、酸化剤の過酸化水素（５〜20
容積）および酸化物捕捉剤の硫酸ナトリウム（0.05〜0.
2M）の室温に保持した混合物を含む浴に速やかに移す。
汚染した要素を、上記と同様の、しかし第２クエン酸
タンクを省略した第２の系列のタンクにかけることが好
ましい。この後の洗浄工程は高い汚染除去効率を与える
ために望ましい。
クエン酸二ナトリウム、過酸化水素および硫酸ナトリ
ウムを含む浴中に存在する液を、銅および他の遷移金属
を除去するためにキレート化樹脂例えばアンバーライト
（AMBERLITE）（RTM）IRC718上に、およびテクネチウム
を除去するためにアンバーライト（RTM）IRA94SまたはI
RA402上に連続的に循環させる。これらの樹脂はローム
・アンド・ハース社（Rohm and Hass Company）により
製造される。蓄積すると過酸化水素を破壊するのでこれ
らの遷移金属を除去することが好ましい。あるいは溶液
中の過酸化物安定剤、例えばインテロックス社（Intero
x Ltd.）により供給される「スタブタブス（STABTAB
S）」の使用は同様の結果を達成することができる。テ
クネチウムの除去は一層高い汚染除去効率を生ずる。
上記汚染除去プロセスから生ずる流出液は４つの型、 a. 重金属、テクネチウム、ウランおよびアルミニウム
塩を含むクエン酸（0.33M）、 b. アルミニム塩、テクネチウム並びに痕跡の重金属、
ウランおよびネプツニウムを含む硫酸（2M）、 c. テクネチウム、アルミニウムおよび痕跡の重金属を
含むクエン酸二ナトリウム（0.1M）、過酸化水素（10容
積）、硫酸ナトリウム溶液（0.1M）、 d. 痕跡のテクネチウムを含む洗浄水、 からなる。
これらの流出液は次の方法で処理することができる。
クエン酸流出液は硫酸を用いて０〜１の範囲内のpHに酸
性化する。過硫酸ナトリウムを加えて約１％溶液を生成
させる。次いで液を60〜90℃に加熱し、この温度で20分
間保持してテクネチウムを酸化させる。用いた温度によ
りさらに24時間までの時間が残留過硫酸塩の破壊に必要
である。次いで液を冷却し、そのpHを13以上に調整して
ウランおよびネプツニウムを二ウラン酸塩および二ネプ
ツニウム酸塩として沈殿させ、それを次いで標準遠心分
離法を用いて除去する。最後に液を塩基性イオン交換樹
脂例えば前記IRA94SまたはIRA402上にパーコレートさせ
てテクネチウム99を除去する。クエン酸浴に対する他の
流出液処理図式は活性固体廃棄物質を回収するために過
剰の水を蒸発させることである。
残留する痕跡のウランおよびネプツニウムは未処理溶
液を適当なキレート化イオン交換樹脂例えばローム・ア
ンド・ハース社により供給されるデュオライト（duolit
e）ES467上にパーコレートすることにより硫酸から除去
することができる。次いで過硫酸ナトリウムを硫酸流出
液に加えて約１％の溶液を生成させる。次いで液体の温
度を60〜90℃に上げ、この温度で20分間保持する。過剰
の過硫酸塩の破壊を終えるのに24時間まで必要である。
冷却した液をpH調整なく処理することができ、またはカ
セイ液の添加によりpHを0.5〜３に調整し、固体を濾過
により除き、次いで液を塩基性イオン交換樹脂上にパー
コレートしてテクネチウムを除去する。改良されたイオ
ン交換の利用は高pHで達成される。生じた液はテクネチ
ウム99を含まず、環境に安全に放出することができる。
アルミニウム塩の濃度が高ければプロセス液中に早期
沈殿が起るとができる。これを避けるためにアルミニウ
ム塩は液を酸精製装置例えばイコ・テク社（Eco−Tec L
td.,Canada）により市販されるEco−Tec（TM）装置に通
して循環することにより溶液から連続的に除去すること
ができる。酸液は次いで処理タンクに戻し、最終消後前
節に記載したように処理される。
クエン酸二ナトリウム溶液は汚染除去プロセス中にオ
ンラインイオン交換樹脂の使用によりテクネチウムおよ
び遷移金属を低く維持される。
廃棄前に流出液中に存在する過酸化水素を除去するこ
とが望ましい。これは液を室温で活性炭上にパーコレー
トすることにより達成される。この段階後、環境に廃棄
する前に液を塩基性イオン交換樹脂上にパーコレートさ
せて残留する痕跡のテクネチウムを除去することができ
る。
最後に洗浄水は通常テクネチウム、ウラン、ネプツニ
ウムおよび重金属が低く、さらに処理を必要としない。
本発明はアルミニウム要素からテクネチウムを除去す
る関係で記載されたけれども、本発明はまた他の材料例
えば軟鋼およびニッケルで作られた要素の、すなわち他
の核プラント例えば再処理プラントに用いることができ
る材料の汚染除去に用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バリー エドモンド ギルスピー 英国 チェシャー ＷＡ３ ６ＡＳ ワ ーリントン リズリー （番地なし） ブリティッシュ ニュークリア フュエ ルス ピーエルシー 内 (56)参考文献 特開 昭61−20899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−31300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−135800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−118200（ＪＰ，Ａ)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面上に存在するアルミニウム酸化物層の
    下に捕捉されたテクネチウムで汚染されたアルミニウム
    要素の表面の汚染を除去する方法であって、該テクネチ
    ウムを実質的に露出させるために表面を化学的に処理し
    て該アルミニウム酸化物層を除き、次いで露出したテク
    ネチウムを酸化剤の存在下に可溶性形態に転化させて該
    可溶性形態のテクネチウムが不溶性形態に還元されるの
    を実質的に防ぎ、よって該テクネチムウが表面上へ再析
    出するのを防ぐことを含む方法。
  2. 【請求項２】テクネチウムが酸化物捕捉剤の存在下で可
    溶性形態に転化される、特許請求の範囲第（１）項記載
    の方法。
  3. 【請求項３】錯化剤で処理することによりテクネチウム
    が可溶性形態に転化される、特許請求の範囲第（１）項
    又は第（２）項に記載の方法。
  4. 【請求項４】錯化剤がクエン酸塩を含む、特許請求の範
    囲第（３）項記載の方法。
  5. 【請求項５】酸化物捕捉剤が硫酸ナトリウムを含む、特
    許請求の範囲第（２）項〜第（４）項のいずれか一項に
    記載の方法。
  6. 【請求項６】表面を硫酸で処理してアルミニウム酸化物
    層を除去する、特許請求の範囲第（１）項〜第（５）項
    のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】酸化剤が過酸化水素を含む、特許請求の範
    囲第（１）項〜第（６）項のいずれか一項に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】テクネチウムが汚染除去中に汚染除去液か
    ら除去される、特許請求の範囲第（１）項〜第（７）項
    のいずれか一項に記載方法。
  9. 【請求項９】汚染除去液がランタニド類および／又はア
    クチニド類並びにテクネチウムを含み、該汚染除去液を
    キレート化イオン交換物質に接触させてランタニド類お
    よびアクチニド類を実質的に除去すること、および該汚
    染除去液を塩基性イオン交換物質に接触させてテクネチ
    ウムを実質的に除去することを含む、特許請求の範囲第
    （８）項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】テクネチウムを酸化して塩基性イオン交
    換物質による除去を容易にする、特許請求の範囲第
    （９）項記載の方法。
  11. 【請求項１１】汚染除去液がウラン、ネプツニウムおよ
    びテクネチウムを含む、特許請求の範囲第（９）項また
    は第（10）項記載の方法。
  12. 【請求項１２】汚染除去液が硫酸を含む、特許請求の範
    囲第（９）項、第（10）項または第（11）項記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】汚染除去液のpHを、塩基性イオン交換物
    質によるテクチウムの除去前にpH0.5〜３に調整する、
    特許請求の範囲第（９）項〜第（12）項のいずれか一項
    に記載の方法。
JP62138038A 1986-06-04 1987-06-01 表面の汚染除去法 Expired - Lifetime JP2621866B2 (ja)

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JPS62293200A JPS62293200A (ja) 1987-12-19
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