JP2997657B2

JP2997657B2 - 貯留槽の洗滌方法及び装置

Info

Publication number: JP2997657B2
Application number: JP9102390A
Authority: JP
Inventors: 一幸森
Original assignee: 株式会社イング
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2017-04-07
Also published as: JPH10282295A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性廃液貯留槽内壁
面の洗滌方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研究所、病院及び学校等の放射性
同位元素使用施設（ＲＩ施設）から発生する放射性廃液
は、土中埋設型コンクリート槽に貯蔵し、放射能の減衰
を待つか、または水道水で希釈し、排水放射能濃度限度
以下にしてから一般下水道に放流されていた。その種の
施設は、コンクリートの亀裂等による土中への放射能拡
散の有無を検査し難いことから、近年、科学技術庁の指
導にしたがって、新設の貯留槽については６面点検可能
な地上式ステンレスタンクが増えている。

【０００３】しかし、それにより以下のような問題点が
発生している。（１）貯留タンク内部壁面等の劣化によって放射性の汚
れが壁面に固着し、また、タンクが地上に設置されてい
ることから、従来のように土壌による放射線の遮蔽が期
待できないため、貯留タンクからの放射線量当量が増加
する。それによって、一般公衆の被曝線量当量の増加、
放射線同位元素の使用量の制約や、事業所境界からの距
離を考慮し、貯留タンクの設置場所についての制約が生
ずる。（２）酸性の腐食原因物質の付着によってステンレスタ
ンク内壁に錆が発生する。それによって、タンク内壁面
または水位計等のタンク内付属物を劣化させ、耐用年数
を減ずることにより経済的な損失を生ずる。また、それ
らのタンク内での修理回数が増えることによって作業者
のトータル被曝線量当量が増えると共に、交換部品や作
業に使用する防護資材等の放射性廃棄物が増える。

【０００４】また、上記のような貯留タンクは、現在、
ほぼ一年に一度の頻度で、人がタンク内に入り、高圧洗
滌機やナイロンタワシなどを用いて汚染物質を壁面から
擦り落とす、タンク内の洗滌・除染を行なっており、こ
れに代わるような装置等は、開発されていない。それに
よって、以下に述べるような不具合が生じている。（１）作業員がタンク内に入ることにより、被曝線量当
量が増加する。（２）一年に一度の頻度でのタンクの内面の洗滌・除染
では、汚れが蓄積していることから、タンクからの放射
線量当量の増加を防止することができない。（３）一年に一度の頻度でのタンクの内面の洗滌・除染
では、汚れが蓄積して、タンク内壁面または水位計等の
タンク内付属物の劣化を防止できない。（４）生物系の実験施設や病院の貯留槽内で作業するこ
とにより、作業者への病原菌感染の危険がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、従来
技術に内在する上記の課題に鑑み、線量当量率と腐食原
因物質量との相関関係について考察を進めるとともに、
前記原因物質量に対する洗滌・除染装置の運転条件を決
定する技術を開発して、上記問題点、不都合を解消す
る、放射性廃液貯留槽内壁面の自動洗滌方法及び装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する手段】本発明は、上記の目的を達成す
るために、以下にに述べるような各構成要件を具備す
る。（１）不銹鋼板で形成した放射性廃液の貯留タンクの
壁面に近接して放射線サーベイメータを配置し、前記廃
液排水後のタンク壁面の線量当量率を測定すると共に、
検出された線量当量率のデータを解析して得られたタン
ク内壁面の汚染値に応じてスプレー装置の運転パターン
を選択し、前記選択した運転パターンにしたがって、前
記貯留タンクの垂直軸線上で、前記軸に対して回転自
在、かつノズルの軸線を同軸から離して配置したスプレ
ーノズルを通してタンク内壁面に対し洗滌水を噴射する
と共に、前記ノズルを噴射水の反動により自動回転さ
せ、タンク内壁面の洗滌・除染を行なうことを特徴とす
る貯留槽の洗滌方法。

【０００８】（３）不銹鋼板で形成した放射性廃液の
貯留タンク、前記放射性廃液の貯留タンクの壁面に近接
して設置した垂直移動式放射線サーベィメータ、前記サ
ーベィメータにより検出されたタンクの壁面の線量当量
率線図のデータを解析して得られたタンク内壁面の汚染
分布に応じ、スプレー装置の運転パターンを選択し、そ
れに基づき前記装置の作動を制御する手段、前記スプレ
ー装置のノズルを通してタンク内壁面に対し、水平、か
つ放射方向に洗滌水を噴射し、タンク内壁面の汚染物質
を洗滌するとともに、噴射洗滌水の反動により自動回転
するスプレーノズル、前記スプレー装置を貯留タンクの
垂直軸線に沿って、前記制御手段の指令に基づき昇降さ
せる手段、よりなることを特徴とする貯留槽の洗滌装
置。

【０００９】

【作用】

（１）「廃水中³²Ｐの貯留槽内壁への吸着」（名古屋大
学アイソトープ総合センターの発表）によれば、ステン
レス製貯留槽内に投入した³²Ｐの量のうち、３０％が廃
水に含まれ、残りの７０％が排水後も貯留槽内壁面及び
梁、水中ポンプなどの槽内工作物表面への付着であった
といわれている。そこでは、廃水成分の化学形によって
吸着率は異なると思われるが、放射性同位元素を含んだ
汚染物質は、排水後も貯留槽内壁面等へ相当量が付着す
るといえる。

【００１０】（２）ＲＩ施設においては、ガンマー核種
とベータ核種が使用されている。ステンレスタンクの壁
面等に付着した放射性同位元素を含んだ腐食原因物質等
から、ガンマー核種を原因とするガンマー線と、ベータ
核種を原因とするベータ線が出てくる。それらを槽内ま
たは外面に近接して設置するガンマーシンチレーション
サーベィメータまたはガイガーミュラーサーベィメータ
で捉えることができる。

【００１１】（３）タンクがステンレス製であっても、
槽内壁、特に喫水面において錆が発生している。その原
因の主なものとして生物関係の実験や病院等で消毒剤と
して使用する次亜塩素酸ナトリウムと、一般的に使用さ
れるリン酸と考えられる。それらが喫水面で乾燥が繰り
返されるため濃縮され、酸性度が上がることによってス
テンレスを腐食させるものと思われる。

【００１２】（４）腐食原因物質によって腐食劣化して
いるステンレス表面の部分には、スラリー状の汚れが付
着しやすく、その結果、腐食のひどい部分の放射能密度
が高くなると予想される。つまり、放射能汚染密度＝壁
面での線量当量率と、腐食原因物質による汚れ度は、相
関関係がある。（５）多くの槽内での汚染除去作業の経験から、槽内壁
面等の汚れ具合は水平方向で同じであって、水平方向で
は同じ腐食原因物質量または放射性同位元素による汚染
密度になっていることが知られている。そのことから、
タンク周壁の一つの垂直（母線）方向の線量当量率分布
をサーベイすることによって、ステンレス槽内壁面全体
の汚れ度の分布を推定することができる。したがって、
回転ノズルを備えたスプレー装置による洗滌力の強さ
を、水平層毎にコントロールすることができれば、本発
明の目的を達成し得る。

【００１３】（６）ステンレスタンク壁面の線量当量率
分布と腐食原因物質の分布の相関関係を把握するための
試験を、ＲＩ施設で一般的に使用する核種、化学形及び
貯留期間毎に行う。さらに、廃液の種類による汚染の除
染度と、スプレー装置の運転条件の運転パターンとの関
係データを採取して、汚染度に応じたスプレー装置の運
転条件の運転パターンを特定する。以上の試験は、一般
的に使用する核種、化学形、貯留期間及びスプレー装置
の運転条件ごとに行う。なお、本発明貯留槽洗滌方法及
び装置の操作の一部については、次に説明する「発明の
実施の形態」を参照されたい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明貯留槽洗滌方法及
び装置の好ましい実施の形態につき、図面に沿って説明
するが、本実施例を構成する各部材の構造は、本出願当
時の当業界における技術レベルの範囲内で、当業者によ
り各種の変形が可能であるものを含むから、格別の理由
を示すことなく本実施例が採用している特定構成のみに
基づいて本発明の要旨を限定して解釈してはならない。

【００１５】図１は、本発明貯留槽洗滌装置の実施の一
システムの概略図を示すもので、円筒形の地上式ステン
レススチール製貯留タンク（槽）１、一例をあげれば、
直径が２．５０ｍ、高さ７．００ｍのタンクの中心軸線
に沿って縦方向に移動可能なスプレー装置２を配置し、
前記スプレー装置２は、その中心軸線に沿って昇降しな
がら、ノズルから水平、かつ、放射方向に、対向するタ
ンク内壁面に対し洗滌水を放射してタンク内壁面に付着
している放射性または腐食原因物質（略して、汚染物質
という）を剥離し、洗滌・除染する。前記スプレー装置
２の昇降及び運転パターンは、後述のコントロール盤３
により制御することができるように設けている。

【００１６】貯留タンク１の周壁の一部に沿って垂直移
動式のサーベィメータ４を設置し、サーベィメータ４を
垂直方向に沿って昇降させながら、タンク壁面の放射線
量当量を測定し、その位置と測定値との信号を、コント
ロール盤３に入力する。廃液に含まれる放射性同位元素
の核種、化学形などに応じサーベィメータ４の設置場所
を、タンク周壁の内側に配置するか、外側に設置するか
を選択する。いずれにしても、前記サーベィメータ４は
タンク壁面に近接し、その走査は貯留タンク１から放射
性廃液を放流・排水した後に行うものとして、貯留廃液
それ自体の放射線量当量、自然界放射線の影響をカット
し、タンク内壁面に付着した汚染物質のみに基づく放射
線量当量を測定する。

【００１７】すなわち、放射性廃液が有する放射能の減
衰を待つか、水道水により希釈して同廃液を排水放射能
濃度限度以下にした後、貯留タンク１から前記放射性廃
液を放流・排水するか、スペアのタンクに移し換えし、
前記タンク１を空にしてから行う。サーベィメータ４
は、特に、タンク内に配置される場合、耐水、耐湿構造
にすることが要求される。コントロール盤３は、サーベ
ィメータ４の走査位置と放射線量の測定値とに応じて、
さきに試験し予め設定してある複数クラスの運転パター
ンのうちの一つを選択し、走査位置と運転パターンとの
組み合わせを算出して記憶する。貯留タンク１の槽底付
近に設置した液面計（水位計）５は、タンク１内の廃液
の液面を測定して、その信号をコントロール盤３に入力
し、装置の運転開始及び終了時期の設定を行う。

【００１８】前記サーベィメータ４による走査位置と放
射線量の測定値に基づくコントロール盤３内でのスプレ
ー装置２の運転パターンの選択が済むと、コントロール
盤３からの指令に応じ、スプレー装置２、加圧水ポンプ
６などが作動を始める。加圧水ポンプ６は、コントロー
ル盤３により制御されている。スプレー装置２には加圧
水ポンプ６の出力側が連結されており、スプレー装置２
の運転時には、同装置が、加圧水ポンプ６から送給され
た洗滌水を後述するスプレーノズル７を通して対向する
貯留タンク１の内壁面に噴射しながら、タンクの垂直軸
線に沿って昇降し、それに伴って、前記内壁面に付着し
ている汚染物質を剥離し、洗滌・除染する。前記洗滌水
の給水中には、必要に応じ除染剤タンク８から除染剤
（材）を供給することができる。

【００１９】スプレー装置２の駆動（当然のことなが
ら、加圧水ポンプ６も）及び昇降は、さきに述べたコン
トロール盤３の運転パターンにしたがって制御され、こ
れによって、タンク内壁面に付着している汚染物質量の
多寡、強弱に応じてスプレー装置２の作動時間（または
噴射水圧）を調節し、タンク内壁面の垂直方向にわたっ
て、タンク内周面に付着する汚染物質を均一に洗滌・除
染する。さきに述べたとおり、タンク内壁面に付着して
いる汚染物質量の多寡、強弱は、タンク内壁の水平層に
わたって、ほぼ同質であるから、スプレー装置２による
汚染物質の洗滌力の制御は、原則的に水平層ごとに調節
して行われ、かくして、タンク内周面は、その垂直方向
にわたって汚染物質を均一に洗滌・除染される。また、
上記加圧水ポンプ６の洗滌力の制御は、コントロール盤
３の運転パターンにしたがって、水圧を調節する手段を
採用することも可能である。

【００２０】図２は、洗滌・除染用スプレーノズル７の
要部拡大側断面を示すもので、洗滌水給水外管９の外周
面適所に、二段にわたりフランジ10を設置し、その上下
にボールベアリング11、11を介して、水平面内で、それ
ぞれ反対方向に開口する２口ノズル７，７を備えた回転
ノズルを軸着し、スプレーノズル７を形成する。加圧水
ポンプから給水される洗滌水は連続して、スプレーノズ
ル７，７をとおり、図中、水平、かつ放射方向に噴射す
る。なお、ボールベアリング11、11を含む軸受部に僅か
な隙間があっても、給水された洗滌水による潤滑と封止
が行われるだけで、不都合は認められない。

【００２１】図３を参照して、同図は、前記回転ノズル
の水平断面図であって、洗滌水給水外管９の周りに、そ
れぞれ反対方向に噴射するノズル７、７を備えた回転ノ
ズルが回転自在に軸受されており、洗滌水流がノズル
７、７を通過するとその反動によるカップリング力が生
じ、回転ノズルが、矢印方向に自動回転する。すなわ
ち、ペルトン型タービン方式を採用している。したがっ
て、ノズル７、７を通過した洗滌水流は360 °にわたっ
て、放射方向に満遍なくタンク内壁面に向かって噴射さ
れ、洗滌水が壁面に当って、そこに付着した汚染物質を
剥離し、洗滌・除染することができる。

【００２２】その運転パターンは、前記コントロール盤
３により制御され、設計上、スプレー装置２の通過によ
って、対面する内周壁の汚染物質の付着量は、所定以下
になるように洗滌される。かくして、スプレー装置２の
昇降移動により、タンク内壁面に付着した汚染物質の洗
滌・除染作業が終了すると、再度、サーベィメータ４に
よるタンク壁面の走査を行い、前記壁面からの放射線量
当量の検出値が、所定値以下であるか否かの検査を行
い、必要に応じて、再度、洗滌・除染作業が行われる。

【００２３】図２、３に記載した回転ノズル７を備えた
洗滌・除染用スプレー装置２の定位置は、貯留タンク１
の垂直軸線上で、かつ、タンク内の廃液液面の上限より
も、さらに上位に設置され、通常は放射性廃液に漬かる
ことなく、したがって、廃液による腐食、汚染物質の付
着がないから、耐用時間を延ばすことができ、かつ、メ
ンテナンスが容易である。汚染物質を除染・洗滌した後
の汚水は、貯留タンク１の底部に滞留するので、その汚
水が排水放射能濃度限度以下であれば、直ちに一般下水
道に放流し、または、放射能の減衰を待っか、水道水で
希釈したのち、放流する。

【００２４】（その２）タンクの規模が小さくて、洗滌
・除染用スプレー装置の噴射方向を上下に拡げるだけ
で、タンク内壁面の洗滌・除染に対応できる場合には、
前記サーベィメータによるタンク壁面の走査を行い、壁
面からの放射線量当量の検出値の最大値に対応する運転
パターンを選択した上、タンク垂直軸線の適所迄、前記
スプレー装置を降下させて停止し、そこで、所要の洗滌
・除染を施してもよい。その他の操作については、前記
のとおりである。この種の設備は、簡単で、比較的安価
に設置することができる。

【００２５】（その３）廃液に浸漬しても使用可能にし
たスプレー装置が準備できれば、その設置位置をタンク
内の垂直軸線上の適所に指定し、放射性廃液を排水した
後、前記サーベィメータによるタンク壁面からの放射線
量当量の検出値の最大値に対応する運転パターンで、ス
プレー装置を運転するようにしてもよい。放射性廃液の
貯留タンクの内壁面の洗滌・除染装置または方法を、更
に簡略化しようとすれば、上記サーベィメータによって
タンク壁面の走査を行うことを止め、固定式の放射線量
当量測定装置をタンク壁面に配置することが考えられ
る。その際も、洗滌・除染作業後に、タンク壁面からの
放射線量当量が、所定値に低下していることを確かめる
必要がある。

【００２６】（その４）さきに、廃液に浸漬しても使用
可能にしたスプレー装置について述べたが、その種装置
のスプレーノズルを複数段、タンク垂直軸線に沿って配
置し、各スプレーノズルを個別にコントロール盤３の運
転パターンにしたがって駆動するようしても良い。この
際は、勿論、放射線サーベィメータによってタンク壁面
の走査を行ってタンク壁面からの放射線量分布を測定
し、対応する運転パターンを選択してスプレー装置を駆
動するものとする。

【００２７】

【発明の効果】本発明の貯留槽洗滌方法及び装置は、以
上説明したとおりで、（１）人手によるタンク内壁面の洗滌・除染の必要がな
いから、作業員の被曝線量の増加を防ぐ効用がある。（２）生物系の実験施設や病院の貯留槽内で作業するこ
とによる病原菌の感染の危険を防ぐことができる。（３）洗滌装置を設備することにより、必要に応じ、頻
繁にかつ、充分に、貯留槽内壁面の洗滌・除染が可能
で、タンク周壁面からの線量当量の増加を防止し、環境
衛生面の効用を期待することができる。（４）貯留タンクのメンテナンスが容易で、耐用期間を
延ばすことができる。等々、従来方法、装置では期待す
ることができない、格別の作用、効果を奏することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明貯留槽洗滌装置の一実施形態の概略図で
ある。

【図２】上記洗滌装置におけるスプレーノズルの要部の
拡大縦断面図を示す。

【図３】上記スプレーノズルの水平断面図である。

【符号の説明】

１貯留タンク２スプレー装置３コントロール盤４サーベィメータ５液面計６加圧水ポンプ７スプレーノズル８除染剤タンク９洗滌水供給外管 10 フランジ 11 ベアリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ０８Ｂ 9/093 Ｂ０８Ｂ 9/093

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】不銹鋼板で形成した放射性廃液の貯留タ
ンクの壁面に近接して放射線サーベイメータを配置し、
前記廃液排水後のタンク壁面の線量当量率を測定すると
共に、検出された線量当量率のデータを解析して得られ
たタンク内壁面の汚染値に応じてスプレー装置の運転パ
ターンを選択し、前記選択した運転パターンにしたがっ
て、前記貯留タンクの垂直軸線上で、前記軸に対して回
転自在、かつノズルの軸線を同軸から離して配置したス
プレーノズルを通してタンク内壁面に対し洗滌水を噴射
すると共に、前記ノズルを噴射水の反動により自動回転
させ、タンク内壁面の洗滌・除染を行なうことを特徴と
する貯留槽の洗滌方法。
【請求項２】不銹鋼板で形成した放射性廃液の貯留タ
ンクの壁面に近接して垂直移動式放射線サーベィメータ
を配置し、前記廃液排水後のタンク壁面を走査すること
によりタンク壁面垂直方向の線量当量率線図を測定する
と共に、検出された線量当量率線図のデータを解析して
得られたタンク内壁面の汚染分布に応じスプレー装置の
運転パターンを選択し、前記運転パターンにしたがっ
て、前記貯留タンクの垂直軸線に沿って昇降し、前記軸
線に対し回転自在に配置したスプレーノズルを通してタ
ンク内壁面に対し水平かつ放射方向に洗滌水を噴射して
前記ノズルを放射洗滌水の反動により自動回転させ、タ
ンク内壁面の洗滌・除染を行なうことを特徴とする貯留
槽の洗滌方法。
【請求項３】不銹鋼板で形成した放射性廃液の貯留タ
ンク、前記放射性廃液の貯留タンクの壁面に近接して設置した
垂直移動式放射線サーベィメータ、前記サーベィメータにより検出されたタンクの壁面の線
量当量率線図のデータを解析して得られたタンク内壁面
の汚染分布に応じ、スプレー装置の運転パターンを選択
し、それに基づき前記装置の作動を制御する手段、前記スプレー装置のノズルを通してタンク内壁面に対
し、水平、かつ放射方向に洗滌水を噴射し、タンク内壁
面の汚染物質を洗滌するとともに、噴射洗滌水の反動に
より自動回転するスプレーノズル、前記スプレー装置を貯留タンクの垂直軸線に沿って、前
記制御手段の指令に基づき昇降させる手段、よりなることを特徴とする貯留槽の洗滌装置。