JP3175522B2 - 放射性物質の除去方法 - Google Patents
放射性物質の除去方法Info
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- JP3175522B2 JP3175522B2 JP03865995A JP3865995A JP3175522B2 JP 3175522 B2 JP3175522 B2 JP 3175522B2 JP 03865995 A JP03865995 A JP 03865995A JP 3865995 A JP3865995 A JP 3865995A JP 3175522 B2 JP3175522 B2 JP 3175522B2
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- radioactive
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- ions
- nitric acid
- electrolytic solution
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉施設，ウラン製
錬施設，ウラン濃縮施設，原子燃料転換加工施設，使用
済原子燃料の再処理施設及び放射性同位元素使用施設等
の施設や設備から発生する放射性物質で汚染された放射
性固体廃棄物の除去方法に関する。
錬施設，ウラン濃縮施設，原子燃料転換加工施設，使用
済原子燃料の再処理施設及び放射性同位元素使用施設等
の施設や設備から発生する放射性物質で汚染された放射
性固体廃棄物の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、原子炉施設等で発生する放射性物
質で汚染された放射性固体廃棄物の除去方法としては、
放射性固体廃棄物を酸溶液，酸化剤溶液又は錯体形成試
薬等に浸漬する化学的方法や、スチーム又は高圧水等を
放射性固体廃棄物に噴射させる噴射法や、砂又は鋼球等
を高速で放射性固体廃棄物にぶつけるブラスト法や、放
射性固体廃棄物が金属である場合に該廃棄物と電極とを
接触させてこれを電極（アノード）として電解を行う電
解研磨法等が試みられている。
質で汚染された放射性固体廃棄物の除去方法としては、
放射性固体廃棄物を酸溶液，酸化剤溶液又は錯体形成試
薬等に浸漬する化学的方法や、スチーム又は高圧水等を
放射性固体廃棄物に噴射させる噴射法や、砂又は鋼球等
を高速で放射性固体廃棄物にぶつけるブラスト法や、放
射性固体廃棄物が金属である場合に該廃棄物と電極とを
接触させてこれを電極（アノード）として電解を行う電
解研磨法等が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の化学
的方法による場合は、使用に供される酸は、フッ酸や塩
酸等のような腐食性のものでないと除去効果が上がらな
いとされている。然し、このような酸を使用する場合は
除去設備の材質に制限があり、また刺激性の酸であるた
め十分な注意が必要である。更に、錯体形成試薬等を使
用すると除染廃液から放射性物質を除去することが困難
になる等の問題がある。
的方法による場合は、使用に供される酸は、フッ酸や塩
酸等のような腐食性のものでないと除去効果が上がらな
いとされている。然し、このような酸を使用する場合は
除去設備の材質に制限があり、また刺激性の酸であるた
め十分な注意が必要である。更に、錯体形成試薬等を使
用すると除染廃液から放射性物質を除去することが困難
になる等の問題がある。
【０００４】前記噴射法は、放射性物質が廃棄物の表面
に固着していない場合には有効であるが、強固に固着し
ている場合には十分な除去効果を上げることはできな
い。また、前記ブラスト法による場合は放射性固体廃棄
物の形状に制限があり、而もブラスト材が二次廃棄物と
なる等の問題点がある。
に固着していない場合には有効であるが、強固に固着し
ている場合には十分な除去効果を上げることはできな
い。また、前記ブラスト法による場合は放射性固体廃棄
物の形状に制限があり、而もブラスト材が二次廃棄物と
なる等の問題点がある。
【０００５】前記電解研磨法の場合は、放射性固体廃棄
物自体が電極となるため、均一な除去を行うためには放
射性固体廃棄物の形状に制限があり、また電極接続時に
作業員が被曝するという問題もある。更に、電解液とし
てリン酸や硫酸が用いられるが、この電解液を処理する
ために多量のスラッジが二次廃棄物として発生するとい
う問題もある。
物自体が電極となるため、均一な除去を行うためには放
射性固体廃棄物の形状に制限があり、また電極接続時に
作業員が被曝するという問題もある。更に、電解液とし
てリン酸や硫酸が用いられるが、この電解液を処理する
ために多量のスラッジが二次廃棄物として発生するとい
う問題もある。
【０００６】本発明は、上記のような従来技術の有する
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、放射性物質で汚染された放射性固体廃棄物から
放射性物質を効率的に除去し、且つ二次廃棄物の発生を
極力低減させ得る放射性物質の除去方法を提供しようと
するものである。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、放射性物質で汚染された放射性固体廃棄物から
放射性物質を効率的に除去し、且つ二次廃棄物の発生を
極力低減させ得る放射性物質の除去方法を提供しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による放射性物質の除去方法は、放射性物質
で汚染された放射性固体廃棄物に、Ａｇイオンを含む硝
酸溶液を電解酸化させることにより生成されるＡｇ（I
I）イオンが水と反応することにより生成されるＯＨラ
ジカルを作用させて、前記放射性固体廃棄物の表面を酸
化・溶解させてなる除染液の中から、Ａｇイオンを電解
還元により電極表面又は電解容器内に析出させて回収
し、更に前記除染液を精留した残りの放射性物質を含む
硝酸溶液を回収するようになっている。
に、本発明による放射性物質の除去方法は、放射性物質
で汚染された放射性固体廃棄物に、Ａｇイオンを含む硝
酸溶液を電解酸化させることにより生成されるＡｇ（I
I）イオンが水と反応することにより生成されるＯＨラ
ジカルを作用させて、前記放射性固体廃棄物の表面を酸
化・溶解させてなる除染液の中から、Ａｇイオンを電解
還元により電極表面又は電解容器内に析出させて回収
し、更に前記除染液を精留した残りの放射性物質を含む
硝酸溶液を回収するようになっている。
【０００８】又、この放射性物質の除去方法は、前記に
より精留された硝酸を再利用するようになっている。
より精留された硝酸を再利用するようになっている。
【０００９】
【作用】Ａｇイオンを含む硝酸溶液を電気分解すると、
Ａｇイオン（Ａｇ（Ｉ））は陽極で電解酸化せしめられ
て、以下の反応によりＡｇ（II）イオンが生成され、こ
のＡｇ（II）イオンは更に水と反応してＯＨラジカル
（ＯＨ・）を生成する。 Ａｇ+ → Ａｇ2+＋ｅ- （１） Ａｇ2+＋Ｈ2 Ｏ → ２Ａｇ+ ＋２Ｈ+ ＋ＯＨ・ （２） このＯＨラジカルは、高い酸化力（標準酸化還元電位：
２．８Ｖ）を有していて、放射性固体廃棄物がステンレ
ス等の金属の場合には、金属表面全体に均一に作用して
Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属成分を電解液中に溶解させ
る。又、金属表面に固着した放射性物質も同時に電解液
中に溶解されるため、金属表面から放射性物質が完全に
取り除かれる結果となる。
Ａｇイオン（Ａｇ（Ｉ））は陽極で電解酸化せしめられ
て、以下の反応によりＡｇ（II）イオンが生成され、こ
のＡｇ（II）イオンは更に水と反応してＯＨラジカル
（ＯＨ・）を生成する。 Ａｇ+ → Ａｇ2+＋ｅ- （１） Ａｇ2+＋Ｈ2 Ｏ → ２Ａｇ+ ＋２Ｈ+ ＋ＯＨ・ （２） このＯＨラジカルは、高い酸化力（標準酸化還元電位：
２．８Ｖ）を有していて、放射性固体廃棄物がステンレ
ス等の金属の場合には、金属表面全体に均一に作用して
Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属成分を電解液中に溶解させ
る。又、金属表面に固着した放射性物質も同時に電解液
中に溶解されるため、金属表面から放射性物質が完全に
取り除かれる結果となる。
【００１０】一方、このＡｇ（II）イオンは、還元性物
質がない限り溶液中で比較的安定しているため、電解槽
内でＡｇ（II）イオンを製造し、このＡｇ（II）イオン
を含む電解液を循環させて他の場所で放射性物質の除去
を行う所謂遠隔除染が可能である。又、配管等に固着し
た放射性物質の除去は、このＡｇ（II）イオンを配管内
で移送させながら行うことも可能である。
質がない限り溶液中で比較的安定しているため、電解槽
内でＡｇ（II）イオンを製造し、このＡｇ（II）イオン
を含む電解液を循環させて他の場所で放射性物質の除去
を行う所謂遠隔除染が可能である。又、配管等に固着し
た放射性物質の除去は、このＡｇ（II）イオンを配管内
で移送させながら行うことも可能である。
【００１１】上記のようにして放射性物質を除去した後
の電解液からＡｇイオンのみを選択的に回収することが
できる。これは反応Ａｇ+ ＋ｅ- →Ａｇの標準酸化還元
電位が０．７９９Ｖと比較的貴側に位置し、放射性物質
の除去が終了した電解液中に溶解されたＦｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ等の金属成分の析出電位がこの値よりかなり卑側に位
置しているため、電解液を電解還元することにより、カ
ソード上にＡｇのみを還元析出させることができるため
である。還元析出したＡｇは再利用が可能である。この
ようにして、Ａｇが回収された硝酸溶液は、蒸発濃縮等
の操作により硝酸を精留して回収することができ、回収
された硝酸は再利用できる。かくして、蒸発濃縮された
液中には、最後にＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属成分と除去
された放射性物質とが残存することになり、廃棄物の量
は極めて少なく抑えられ得る。尚、放射性物質の除去速
度は、Ａｇ濃度又は供給電流値を制御することによっ
て、自由に制御することができる。
の電解液からＡｇイオンのみを選択的に回収することが
できる。これは反応Ａｇ+ ＋ｅ- →Ａｇの標準酸化還元
電位が０．７９９Ｖと比較的貴側に位置し、放射性物質
の除去が終了した電解液中に溶解されたＦｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ等の金属成分の析出電位がこの値よりかなり卑側に位
置しているため、電解液を電解還元することにより、カ
ソード上にＡｇのみを還元析出させることができるため
である。還元析出したＡｇは再利用が可能である。この
ようにして、Ａｇが回収された硝酸溶液は、蒸発濃縮等
の操作により硝酸を精留して回収することができ、回収
された硝酸は再利用できる。かくして、蒸発濃縮された
液中には、最後にＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属成分と除去
された放射性物質とが残存することになり、廃棄物の量
は極めて少なく抑えられ得る。尚、放射性物質の除去速
度は、Ａｇ濃度又は供給電流値を制御することによっ
て、自由に制御することができる。
【００１２】
【実施例】以下、放射性物質により汚染されるべき放射
性固体廃棄物が金属である場合を例にとって、本発明方
法を説明する。実施例１ 電解液（Anolyte ）は、Ａｇ０．０５mol ／ｌの３Ｎ−
ＨＮＯ３とし、アノード室に固体廃棄物としてのＳＵＳ
３０４片（２cm×３cm×１mm厚さ）を設置し、カソード
室には８Ｎ−ＨＮＯ３を入れ、電流値５Ａで定電流電解
を行った。アノードはＰｔ板，カソードはＰｔ線とし
た。電解時間：３０min ，６０min ，１２０min 毎に電
解液をサンプリングし、ＳＵＳ３０４の主成分であるＦ
ｅ，Ｃｒ，Ｎｉの濃度を測定した。電解液中の各成分の
濃度からＳＵＳ３０４片の溶解厚みを計算した。その結
果は表−１に示されている。 表−１ このように、電解液中にはＳＵＳ３０４片の主成分であ
る、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉが検出され、ＳＵＳ表面が徐々に
溶解されてくることが確認された。
性固体廃棄物が金属である場合を例にとって、本発明方
法を説明する。実施例１ 電解液（Anolyte ）は、Ａｇ０．０５mol ／ｌの３Ｎ−
ＨＮＯ３とし、アノード室に固体廃棄物としてのＳＵＳ
３０４片（２cm×３cm×１mm厚さ）を設置し、カソード
室には８Ｎ−ＨＮＯ３を入れ、電流値５Ａで定電流電解
を行った。アノードはＰｔ板，カソードはＰｔ線とし
た。電解時間：３０min ，６０min ，１２０min 毎に電
解液をサンプリングし、ＳＵＳ３０４の主成分であるＦ
ｅ，Ｃｒ，Ｎｉの濃度を測定した。電解液中の各成分の
濃度からＳＵＳ３０４片の溶解厚みを計算した。その結
果は表−１に示されている。 表−１ このように、電解液中にはＳＵＳ３０４片の主成分であ
る、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉが検出され、ＳＵＳ表面が徐々に
溶解されてくることが確認された。
【００１３】実施例２ 実施例１で試験が終了した電解液（Anolyte ）に対し
て、電解装置の極性を変換し、従来のＰｔ板アノードを
カソードに変換して、（Ｐｔ線はアノードとなる）電解
を行った。電解時間とＰｔ板カソードに析出したＡｇ量
の関係は表−２に示されている。 表−２ 約１５min の電解によって、電解除染終了後の電解液か
らＡｇを１００％回収することができた。また析出回収
したＡｇ中には電解液中に溶解したＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉは
検出されなかった。
て、電解装置の極性を変換し、従来のＰｔ板アノードを
カソードに変換して、（Ｐｔ線はアノードとなる）電解
を行った。電解時間とＰｔ板カソードに析出したＡｇ量
の関係は表−２に示されている。 表−２ 約１５min の電解によって、電解除染終了後の電解液か
らＡｇを１００％回収することができた。また析出回収
したＡｇ中には電解液中に溶解したＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉは
検出されなかった。
【００１４】実施例３ 原子力施設で使用され、表面にウランが強固に固着した
ステンレス性バルブに対し、実施例１と同様の電解液組
成及び条件で電解を行った。電解は同一バルブについ
て、先ず６０min の電解を行い、その後新たな電解液に
交換して更に６０min 電解を行った。電解液中のウラン
濃度及びＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ濃度は表−３に示されてい
る。 表−３ 以上のように本発明によれば金属表面が溶解されるた
め、表面に固着している放射性物質が完全に除去でき
る。
ステンレス性バルブに対し、実施例１と同様の電解液組
成及び条件で電解を行った。電解は同一バルブについ
て、先ず６０min の電解を行い、その後新たな電解液に
交換して更に６０min 電解を行った。電解液中のウラン
濃度及びＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ濃度は表−３に示されてい
る。 表−３ 以上のように本発明によれば金属表面が溶解されるた
め、表面に固着している放射性物質が完全に除去でき
る。
【００１５】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、原子力
施設等で発生する放射性固体廃棄物から放射性物質を極
めて高い効率で除去することができる。更に除染廃液か
らＡｇを選択的に回収することができ、Ａｇは再利用す
ることができる。又、電解液は硝酸溶液であることか
ら、精留して再利用することができる。従って、二次廃
棄物の発生量を著しく低減できる。
施設等で発生する放射性固体廃棄物から放射性物質を極
めて高い効率で除去することができる。更に除染廃液か
らＡｇを選択的に回収することができ、Ａｇは再利用す
ることができる。又、電解液は硝酸溶液であることか
ら、精留して再利用することができる。従って、二次廃
棄物の発生量を著しく低減できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大関 昇 茨城県那珂郡東海村石神外宿2600 住友 金属鉱山株式会社 エネルギー・環境事 業部内 (56)参考文献 特開 昭64−30689（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188187（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21F 9/28 G21F 9/06
Claims (2)
- 【請求項１】 放射性物質で汚染された放射性固体廃棄
物に、Ａｇイオンを含む硝酸溶液を電解酸化させること
により生成されるＡｇ（II）イオンが水と反応すること
により生成されるＯＨラジカルを作用させて、前記放射
性固体廃棄物の表面を酸化・溶解させてなる除染液の中
から、Ａｇイオンを電解還元により電極表面又は電解容
器内に析出させて回収し、更に前記除染液を精留した残
りの放射性物質を含む硝酸溶液を回収するようにした、
放射性物質の除去方法。 - 【請求項２】 前記により精留された硝酸は、再利用す
るようにした請求項１に記載の放射性物質の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03865995A JP3175522B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 放射性物質の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03865995A JP3175522B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 放射性物質の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233994A JPH08233994A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3175522B2 true JP3175522B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=12531396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03865995A Expired - Lifetime JP3175522B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 放射性物質の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3175522B2 (ja) |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP03865995A patent/JP3175522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08233994A (ja) | 1996-09-13 |
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