JP3149529B2 - 放射性汚染物の除染方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性汚染物の除染方
法及びその装置に係り、特に、原子力発電関連プラント
で発生する低レベル等の放射性汚染物の除染処理技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電関連プラントで発生した低レ
ベル放射性廃棄物は、廃棄物の表面に付着した汚染物質
を物理的または化学的に除染する方法、除染作業を実施
することなくドラム缶に詰めた状態で長期間保管する方
法等によって処理される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの処理
方法であると、いずれも種々の課題が残される。物理的
な除染方法、例えばグラインダ研磨やブラスト研磨によ
って表面に付着している汚染物質を除去する方法である
と、除染作業時の労力が多大なものとなり、研磨によっ
て剥離した汚染物質が作業機器等を汚染してしまう等の
難点がある。化学的除染方法であると、作業員の被曝低
減を図ることができるものの、化学的処理廃液等の二次
廃棄物を多量に発生してしまうことや、油脂類や塗装塗
膜が付着している場合にはその部分の除染が困難にな
る。低レベル放射性廃棄物を除染することなくドラム缶
に密封して保管する方法であると、簡単に実施できるも
のの、例えば原子力発電所内等の蓄積量が増加して保管
量に限界があり、かつ、保管場所における作業員の被曝
低減を図る上で好ましくない。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、金属表面や塗膜等の薄い部分の除染効率を向上さ
せ、放射性物質の拡散防止や二次廃棄物の増大防止を図
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明にあっては、放射性汚染物の除染方法及びそ
の装置を提案している。放射性汚染物の除染方法は、放
射性汚染物にメチレンクロライドを主剤とする有機溶剤
を接触させ放射性汚染物の表面を軟化及び剥離させる有
機溶剤処理工程と、有機溶剤処理後に有機溶剤を回収す
る工程と、有機溶剤処理後の放射性汚染物にＮＴＡ系キ
レート剤を主剤とする脱錆剤を接触させ金属酸化物を除
去する脱錆剤処理工程と、脱錆剤処理後の脱錆剤を回収
する脱錆剤回収工程と、有機溶剤処理で放射性物質が挿
通した箇所を精製有機溶剤により洗浄するリンス処理工
程と、有機溶剤が挿通した箇所をリンス処理後に減圧雰
囲気下で吸引する減圧吸引工程とを有するものである。
放射性汚染物の除染装置にあっては、放射性汚染物を収
容する防染処理槽が配されるとともに、該防染処理槽
に、有機溶剤を注入して放射性汚染物と反応させる溶剤
注入手段と、有機溶剤を回収する溶剤回収手段と、有機
溶剤と反応後の放射性汚染物に脱錆剤を反応させる脱錆
剤注入手段と、脱錆剤を回収する脱錆剤回収手段と、有
機溶剤とともに放射性物質が挿通した箇所を精製有機溶
剤により洗浄する洗浄手段と、有機溶剤が挿通した箇所
を減圧雰囲気下で吸引する減圧吸引手段とが接続状態に
配される構成を採用している。

【０００６】

【作用】放射性汚染物を除染処理槽に収容した状態で、
有機溶剤を注入して放射性汚染物と接触させると、有機
溶剤が放射性汚染物の表面に付着している放射性物質や
塗膜等と反応して、汚染物が金属組織から剥離した状態
となる。そして、汚染部分の剥離後に、有機溶剤及び剥
離物質を回収し、有機溶剤にあっては、再利用が図られ
る。有機溶剤と反応後の放射性汚染物は、除染処理槽に
脱錆剤を注入して汚染物の表面との反応を促進させ、し
かる後、脱錆剤及び金属酸化物を回収し、脱錆剤にあっ
ては再利用が図られ、金属酸化物にあっては、回収して
隔離保管される。また、リンス処理工程では、放射性物
質が挿通した配管や防染処理槽を洗浄手段により洗浄で
きるとともに、リンス処理工程で残留する気化状態及び
液体状の有機溶剤を減圧吸引手段により回収できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る放射性汚染物の除染方法
及びその装置の一実施例を除染工程に沿って説明する。

【０００８】図１は、除染装置の一実施例を示すもの
で、符号Ａは溶剤除染系、Ｂは脱錆除染系、１は除染処
理槽、２は溶剤注入手段、３は溶剤回収手段、４は脱錆
剤注入手段、５は溶剤回収手段である。

【０００９】前記除染処理槽１には、蓋１１を開閉する
ための蓋開閉手段１２と、蓋１１に取り付けられる処理
物旋回手段１３とが配される。蓋開閉手段１２は、除染
処理槽１の外側部に取り付けられるアクチュエータ１２
ａと、該アクチュエータ１２ａによって駆動させられる
ラックピニオン機構１２ｂと、該ラックピニオン機構１
２ｂによって上下回動させられかつ蓋１１に一体に取り
付けられる開閉アーム１２ｃとを具備するものである。
処理物旋回手段１３は、蓋１１の上に取り付けられる回
転駆動源１３ａ及び減速機１３ｂと、蓋１１の下方に減
速機１３ｂに接続状態にかつ水平旋回可能に取り付けら
れて被処理物（放射性汚染物）を収容したバスケット状
容器を吊持するための旋回アーム１３ｃとを具備するも
のである。なお、図１にあっては、溶剤除染系Ａと脱錆
剤除染系Ｂとに、それぞれ同型の除染処理槽１が配され
ているが、１個で兼用してもよい。

【００１０】「被処理物の装填」蓋開閉手段１２の作動
によって蓋１１を開け、前述したように被処理物を収容
したバスケット状容器を旋回アーム１３ｃに取り付け、
蓋１１を閉じて被処理物を密閉する。

【００１１】「有機溶剤処理工程」被処理物を除染処理
槽１に収納した状態で、溶剤除染系Ａの作動によって、
有機溶剤処理工程における「有機溶剤浸漬」及び「有機
溶剤スプレー洗浄」の各処理が実施される。

【００１２】「有機溶剤浸漬」溶剤注入手段２における
移送ポンプ２ａの作動によって、図２に太線及び実線の
矢印で示すように、溶剤槽１４に貯留されているメチレ
ンクロライドを主剤とする有機溶剤を、配管２ｂ、配管
２ｃ、配管２ｄを経由して除染処理槽１に送り込んで充
満状態とし、収納されている被処理物に接触させる。有
機溶剤に被処理物を浸漬させた状態とするとともに、処
理物旋回手段１３の作動によって、有機溶剤と被処理物
との接触を促進させると、被処理物の表面の塗膜等が軟
化及び剥離した状態となる。そして、溶剤回収手段３に
おける移送ポンプ３ａの作動によって、図２に太線及び
破線の矢印で示すように、除染処理槽１の有機溶剤を、
配管３ｂ、配管３ｃを介して溶剤槽１４に回収し、その
途中でスラッジコレクター３ｄによるスラッジ成分の捕
捉と、フィルター３ｅによる異物の除去とを行なう。

【００１３】「有機溶剤スプレー洗浄」被処理物の浸漬
処理後、除染処理槽１の有機溶剤を回収することにより
被処理物を露出させた状態で、溶剤注入手段２における
高圧ポンプ２ｅの作動によって、図３に太線及び実線の
矢印で示すように、溶剤槽１４に貯留されている有機溶
剤を、配管２ｆ、配管２ｇを経由して、除染処理槽１に
送り込み、その側部に配される噴射ノズル２ｈ・２ｉ・
２ｊからスプレー状等に被処理物に噴出する。有機溶剤
を被処理物に噴射することによって、被処理物の表面に
軟化状態で残されている塗膜等を剥離させる。剥離した
異物等は、溶剤回収手段３における移送ポンプ３ａの作
動によって、除染処理槽１の下部に溜まった有機溶剤と
ともに、図３に太線及び破線の矢印で示すように、配管
２ｄ・３ｆ・３ｃを介して溶剤槽１４に回収し、その途
中でスラッジコレクター３ｄによる剥離物やスラッジ等
の捕捉と、フィルター３ｅによる細粒の異物の除去とが
行なわれる。

【００１４】「脱錆剤処理工程」有機溶剤処理後、除染
処理槽１が複数設置されている場合には、図１の鎖線の
矢印で示すように、被処理物を溶剤除染系Ａから脱錆除
染系Ｂに移し替えて、あるいは除染処理槽１が１個であ
る場合には、被処理物を収納したまま、脱錆除染系Ｂの
作動による「脱錆剤洗浄」及び「脱錆剤精製」が実施さ
れる。

【００１５】「脱錆剤洗浄」脱錆剤注入手段４における
移送ポンプ４ａの作動によって、図４に太線及び実線の
矢印で示すように、脱錆剤槽１６に貯留されているＮＴ
Ａ系キレート剤（ニトリロ三酢酸・ナトリウム塩水溶
液）を主剤とする脱錆剤を、配管４ｂを経由して除染処
理槽１へ送り込んで充満状態とし、望ましくは超音波洗
浄を付加することにより、被処理物の表面に発生してい
る錆等の鉄イオン、金属酸化物を脱錆、除去する。この
場合にあっても、処理物旋回手段１３の作動によって、
除錆剤を被処理物との接触による反応を促進させる。

【００１６】また、脱錆剤回収手段５における移送ポン
プ５ａ・５ｂの作動によって、図４に太線及び破線の矢
印で示すように、除染処理槽１の上部からオーバーフロ
ーすることによって配管５ｃから流下する脱錆剤あるい
は除染処理槽１の下部から排出される脱錆剤を、配管５
ｄ・５ｅ・５ｆを経由して脱錆剤槽１６に回収し、その
途中で濾過槽５ｇによる異物の捕捉と、マイクロフィル
ター５ｈやその他のフィルター５ｉによる錆、微粒子等
の除去とを行なって有機溶剤を再生する。

【００１７】「リンス処理」 有機溶剤処理時に、放射性物質が挿通した配管等の箇所
にあっては、精製有機溶剤（前述のメチレンクロライ
ド）による洗浄が行なわれる。つまり、洗浄手段におけ
る高圧ポンプ２ｅの作動によって、図５に太線及び実線
の矢印で示すように、精製溶剤槽１５に貯留されている
精製有機溶剤を、配管２ｋ・２ｆ・２ｇを経由して除染
処理槽１に送り込み、各噴射ノズル２ｈ・２ｉ・２ｊか
らスプレー状に噴出させて、除染処理槽１の内壁を洗浄
する。また、溶剤回収手段３における移送ポンプ３ａの
作動によって、図５に太線及び破線の矢印で示すよう
に、洗浄後の溶剤を配管２ｄ、配管３ｆ、スラッジコレ
クター３ｄ、配管３ｃ、フィルター３ｅを経由して溶剤
槽１４に回収する。

【００１８】「気化有機溶剤の回収」 リンス処理後において、有機溶剤が挿通した配管等の箇
所にあっては、内部に残留している気化状態の有機溶剤
及び液体状の有機溶剤の回収が減圧吸引工程として実施
される。溶剤回収手段３（ここでは減圧吸引手段）にお
ける移送ポンプ３ｇの作動によって、図６に太線及び矢
印で示すように、配管３ｈ・３ｉ・３ｊ・３ｋを経由し
てスラッジコレクター３ｄ、溶剤槽１４、精製溶剤槽１
５の空間やこれらに接続状態の配管等の内部を減圧雰囲
気として、有機溶剤の気化ガスの吸引を行ない、管路の
窪部等に残留溶剤がある場合には、これを気化してその
吸引を行なって、これらガス状の溶剤を配管３ｍの途中
の予冷器３ｎに送り込んで温度を低下させ、これを気液
分離槽３ｐに送り込んで気液分離を促進させて、液分を
配管３ｑによって溶剤槽１４に回収し、ガス分は深冷器
３ｒに送り込んで液化を促進させて、配管３ｓにより配
管３ｑに合流させる。液化できないガス分が混入してい
る場合には、これを配管３ｔを経由して活性炭槽３ｕに
送り込んで活性炭による吸着を促進させ、さらに、活性
炭槽３ｕの下流に配管３ｖ及び減圧ポンプ３ｗを接続し
てガス分の吸引を行ない、このガス分を配管３ｘによっ
て配管３ｈ等の減圧ポンプ３ｇの下流側に合流させる循
環を行なうようにして、各管路内の有機溶剤を溶剤槽１
４に回収するものである。なお、図１及び図６におい
て、符号３ｙは冷凍機であり、予冷器３ｎ及び深冷器３
ｒに冷媒を送り込んで低温雰囲気を形成するために設置
される。

【００１９】一方、溶剤槽１４に貯留される有機溶媒
は、図７に示す溶剤精製手段６によって精製処理され
る。移送ポンプ２ａの作動によって、図７に太線及び矢
印で示すように、有機溶剤が配管２ｂ、配管６ａを経由
して溶剤精製槽６ｂに送り込まれ、ヒーター６ｃの作動
により加熱されて気化ガスとなり、該気化ガスが配管６
ｄを経由して液化器６ｅに送られて液状の有機溶媒に戻
され、そして、配管６ｆを経由して精製溶剤槽１５に送
られて貯留されるとともに、この液状の有機溶媒中に水
等の不純物が混入している場合には、水分離器６ｇで捕
捉分離される結果、精製された有機溶媒のみが精製溶剤
槽１５に貯留される。なお、精製溶剤槽１５から溶剤槽
１４に有機溶媒を移送する場合には、水頭差を利用した
自然流下により行なわれる。

【００２０】「検証試験例」図１に示す除染装置による
除染処理の妥当性について検証試験を行なった。除染対
象物（被処理物）は、原子炉圧力容器用スタッドテンシ
ョナ（容器上蓋部締付ボルト着脱用治具）で、約１００
０ｋｇを確保し、約２０ｋｇ以下の大きさに切断したも
のを試験片として使用した。処理除染剤として、有機溶
剤（メチレンクロライドを主剤とする有機溶剤）：１２
６リットル、脱錆剤（ＮＴＡ系キレート剤を主剤とする
脱錆剤）：８０リットル、リンス液（上述の容器溶剤と
同じもの）：３４００リットルを使用し、正味７日間の
一連の処理を行なったところ、図８に示すように、処理
前の汚染密度１０3 ｃｐｍ以上であったレベルが、処理
後において５×１０ｃｐｍ以下の搬出限界値以下まで低
下した。一方、除染処理にともなって、脱錆剤２４０ｋ
ｇ、フィルター等の雑固体８３ｋｇの二次廃棄物が発生
した。これらの二次廃棄物は、セメント固化や雑固体と
して後日処理することが必要であるが、全体として除染
・除却率が８４％程度となった。かつ、放射性廃棄物を
ドラム缶に充填して保管処理し、その場合のドラム缶の
空間占有率を考慮した場合、廃棄物がドラム缶４本から
ドラム缶１本に削減できると判断される。なお、使用し
た有機溶剤は、前述したように精製、回収して再使用さ
れるが、その状態のものの核種分析の結果、放射線管理
区域外への搬出が可能な放射線レベルであることが明ら
かとなった。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る放射
性汚染物の除染方法及びその装置は、放射性汚染物を除
染処理槽に収容した状態で、有機溶剤を注入して放射性
汚染物と接触させ、放射性汚染物に付着している放射性
物質や塗膜等の軟化及び剥離を促進し、表面を露出させ
た状態の放射性汚染物に、脱錆剤を接触させ金属酸化物
を除去するものであるから、以下のような効果を奏す
る。 （１） 被処理物の金属表面や塗膜等を拡散させること
なく、高い効率で除染することができる。 （２） 有機溶剤処理及び脱錆剤処理に使用した有機溶
剤及び脱錆剤は、繰り返し再利用されるため、処理系か
ら外部への放射性物質の移動量を低減することができ、
かつ、有機溶剤にあっては、精製状態とすることによっ
て、放射線管理区域外へ搬出可能な程度まで低下させる
ことができる。 （３） 除染処理によって発生するや二次廃棄物の量
を、当初の被処理物量よりも著しく低減し、放射性物質
の管理を容易にする。（４） 有機溶剤処理時に放射性物質が挿通した配管や
除染処理槽の内壁等の箇所を精製有機溶剤により洗浄で
きる。 （５） 有機溶剤が挿通した配管等の箇所に対して、内
部に残留している気化状態の有機溶剤及び液体状の有機
溶剤を回収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性汚染物の除染装置の一実施
例を示す結線図である。

【図２】本発明に係る放射性汚染物の除染方法における
有機溶剤浸漬処理の一実施例を示すフロー図である。

【図３】本発明に係る放射性汚染物の除染方法における
有機溶剤スプレー洗浄処理の一実施例を示すフロー図で
ある。

【図４】本発明に係る放射性汚染物の除染方法における
脱錆剤洗浄処理の一実施例を示すフロー図である。

【図５】本発明に係る放射性汚染物の除染方法における
リンス処理の一実施例を示すフロー図である。

【図６】本発明に係る放射性汚染物の除染方法における
有機溶剤の回収処理の一実施例を示すフロー図である。

【図７】本発明に係る放射性汚染物の除染方法における
有機溶剤の精製処理の一実施例を示すフロー図である。

【図８】図１の除染装置による廃材の除染処理例の汚染
レベルの推移図である。

【符号の説明】

Ａ 溶剤除染系 Ｂ 脱錆除染系 １ 除染処理槽 ２ 溶剤注入手段 ３ 溶剤回収手段 ４ 脱錆剤注入手段 ５ 脱錆剤回収手段 ６ 溶剤精製手段 １１ 蓋 １２ 蓋開閉手段 １２ａ アクチュエータ １２ｂ ラックピニオン機構 １２ｃ 開閉アーム １３ 処理物旋回手段 １３ａ 回転駆動源 １３ｂ 減速機 １３ｃ 旋回アーム １４ 溶剤槽 １５ 精製溶剤槽 １６ 脱錆剤槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河原 幹男 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第一工 場内 (72)発明者 三輪 敬一 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社 技術研究所 内 (56)参考文献 特開 昭60−208500（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−269400（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−235490（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21F 9/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射性汚染物にメチレンクロライドを主
   剤とする有機溶剤を接触させ放射性汚染物の表面を軟化
   及び剥離させる有機溶剤処理工程と、有機溶剤処理後に
   有機溶剤を回収する工程と、有機溶剤処理後の放射性汚
   染物にＮＴＡ系キレート剤を主剤とする脱錆剤を接触さ
   せ金属酸化物を除去する脱錆剤処理工程と、脱錆剤処理
   後の脱錆剤を回収する脱錆剤回収工程と、有機溶剤処理
   で放射性物質が挿通した箇所を精製有機溶剤により洗浄
   するリンス処理工程と、有機溶剤が挿通した箇所をリン
   ス処理後に減圧雰囲気下で吸引する減圧吸引工程とを有
   する放射性汚染物の防染方法。
2. 【請求項２】 放射性汚染物を収容する防染処理槽が配
   されるとともに、該防染処理槽に、有機溶剤を注入して
   放射性汚染物と反応させる溶剤注入手段と、有機溶剤を
   回収する溶剤回収手段と、有機溶剤と反応後の放射性汚
   染物に脱錆剤を反応させる脱錆剤注入手段と、脱錆剤を
   回収する脱錆剤回収手段と、有機溶剤とともに放射性物
   質が挿通した箇所を精製有機溶剤により洗浄する洗浄手
   段と、有機溶剤が挿通した箇所を減圧雰囲気下で吸引す
   る減圧吸引手段とが接続状態に配されることを特徴とす
   る放射性汚染物の防染装置。