JP5209913B2 - 放射性汚染物の除染液並びに除染方法及び除染システム - Google Patents

Description

本発明は、放射性汚染物の除染液並びに除染方法及び除染システムに関し、中でも、原子力発電所等の放射線管理区域で使用された放射性汚染工具の除染液並びに除染方法及び除染システムに関し、特に、放射線管理区域で使用されて汚染された工具を同管理区域で再利用可能にするための除染液並びに除染方法及び除染システムに関する。

原子力発電所等の放射線管理区域において作業をする場合には、専用の工具を貸出している。作業後、返却された工具の中には、低レベルではあるが放射線に汚染されたものがある。現状、汚染された工具は、管理区域内に保管された後、最終的には、放射性廃棄物としてドラム缶処理されている。この結果、放射性廃棄物の量が増加している。そこで、汚染された工具を除染して再利用することが考えられている。

特許文献１の発明は、放射能除染剤に関し、同文献には、オレンジオイルを主成分とするクリーム状の放射能除染剤を、放射性汚染物に塗布した後、ガーゼで拭き取る放射能除染方法が提案されている。

特許文献２の発明は、放射性汚染物の除染方法及びその装置に関し、同文献には、放射性汚染物を除染処理槽に収容した状態で、メチレンクロライドを主成分とする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薄利を促進し、表面を露出させた状態の放射性汚染物に、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除染方法が提案されている。

特許文献３の発明は、放射性物質除染方法及び化学除染装置に関し、同文献には、原子力施設から発生する除染対象物を、アルカリ除染剤（ケイ酸ナトリウムなど）を用いるアルカリ除染工程と、０．１〜０．３質量％の有機酸（クエン酸など）および０．５〜１．５質量％の無機酸（硫酸など）を組み合わせた酸除染剤を用いる酸除染工程とを組み合わせた放射性物質除染方法が提案されている。

特開昭６２−１６５１９９号公報 特開平６−５９０９４号公報 特開２００６−７８３３６号公報

上記特許文献１の放射能除染方法によれば、リモネンを主成分とするオレンジオイルの洗浄力が十分ではないという問題点、除染剤がクリーム状のため複雑な形状のものは拭き難いとい問題点、又ガーゼの廃棄処理に手間が掛かるという問題点がある。

上記特許文献２の放射性汚染物の除染方法によれば、有機溶剤を用いるため、廃液処理に手間が掛かる上に、除染のための装置が肥大化するという問題点がある。

上記特許文献３の放射性物質除染方法によれば、アルカリ除染工程と、酸除染工程の２工程を要するため、二種類の液体の調整及び廃液処理に手間が掛かる上に、除染のための装置が肥大化するという問題点がある。

本発明の目的は、除染処理が簡単になり、又環境に与える負荷が減少する放射性汚染物の除染液並びに除染方法及び除染システムを提供することである。

本発明は、第１の視点において、槽内に注入されて常温下で攪拌され、該槽内の放射性汚染物を除染する水流洗浄に使用され、該放射性汚染物を再利用可能とする除染液であって、有機酸として、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を総量で０．４〜５０質量％を含み、無機酸を含まず、溶剤が水である放射性汚染物の除染液を提供する。
本発明は、第２の視点において、有機酸として、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を総量で０．４〜５０質量％を含み、無機酸を含まず、溶剤が水である除染液を槽内に注入し、放射性汚染物を、前記槽内の前記除染液中に浸漬し、常温下で前記槽内の前記除染液を攪拌することにより、前記放射性汚染物を水流洗浄して再利用可能とする放射性汚染物の除染方法を提供する。
本発明は、第３の視点において、放射性汚染物を槽内で常温下で除染して再利用可能とする放射性汚染物の除染システムであって、放射性汚染物の放射性汚染レベルを判定する判定手段と、有機酸として、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を総量で０．４〜５０質量％を含み、無機酸を含まず、溶剤が水である、放射性汚染物の除染液が注入され、前記判定に応じて選択された前記放射性汚染物が浸漬されて常温下で前記除染液を攪拌することによって該前記放射性汚染物を多段階に水流洗浄して再利用可能となるよう徐々に除染する多段の洗浄槽と、前記除染に使用された前記除染液を貯留して再利用可能とするタンクと、を有する放射性汚染物の除染システムを提供する。

本発明によれば、適正濃度の所定の有機酸を含む水性の除染液によって、無機酸や強アルカリ或いは有機溶剤を積極的に添加しなくても、放射性物質が付着した工具を十分に除染することができる。また、本発明によれば、放射性汚染レベルに応じて、有機酸の濃度を調整することが容易である。よって、本発明による除染液は、環境に対する負荷が小さく、又取り扱い、回収及び再利用が容易である。これにより、本発明による除染液を用いた除染方法及び除染システムによれば、除染処理及び装置構成が簡単になり、又環境に与える負荷が減少する。

本発明の好ましい実施の形態に係る除染液は、有機酸を総量として、０．４〜５０質量％、さらに好ましくは０．４〜３０質量％、さらに好ましくは０．４〜２０質量％、さらに好ましくは０．４〜１０質量％、或いは１〜２０質量％、さらに好ましくは１〜１０質量％含む。このように濃度を調整することによって、種々の汚染レベルの放射性汚染物を再利用可能な程度に除染することができる。

本発明の好ましい実施の形態に係る除染液において、前記有機酸は、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を含む。このような有機酸は、取り扱いが容易であり、環境に与える負荷が小さい。

本発明による除染液は、硫酸、硝酸及び硝酸等の無機酸を実質的に含まなくても、或いは積極的に添加しなくても、十分な除染能力を発揮することができる。このような無機酸は、取り扱いに注意が必要であると共に、廃液処理に手間がかかり、環境に負荷を与える。

本発明による除染液は、強アルカリを含まなくても、或いは積極的に添加しなくても、十分な除染能力を発揮することができる。このような強アルカリは、取り扱いに注意が必要であると共に、廃液処理に手間がかかり、環境に負荷を与える。

本発明の好ましい実施の形態に係る除染液は、有機酸として、果実酸（果実由来の有機酸、例えば、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸など）を含む。例えば、本発明による除染液は、果実酸単独、又は果実酸に加えて他の上記有機酸を、有機酸が総量で上記範囲となるよう含む。

本発明による除染液は、洗浄効果を高めるための添加物ないし助剤を許容する。例えば、本発明による除染液は、アミドスルフォン酸、ＥＤＴＡ、ＮＴＡ−３Ｎａ、界面活性剤及びアミドスルフォン酸などの添加物等を含んでもよい。

本発明の好ましい実施の形態に係る除染方法においては、放射性汚染物を、前記除染液に浸漬して水流洗浄する。

本発明の対象である放射性汚染物としては、放射能汚染されたもの全てを含むが、好ましくは発電所等の放射線管理区域で使用された工具、配管、廃材、廃棄物又は装置、さらに好ましくは工具、配管、廃材、さらに好ましくは工具を対象とする。

以下、本発明の一実施例を説明する。本発明の一実施例においては、原子力発電所の放射線管理区域での作業に使用された後、同区域内で保存されていた汚染工具を、本発明の一実施例に係る除染液で下記の試験方法にしたがって洗浄し、同汚染工具を同放射線管理区域外に搬出・再利用可能なレベルまで洗浄できるかどうかを検討した。

［試験方法］
（１）対象物：放射性汚染工具（ドライバー、モンキーレンチ（以下「モンキー」と称する）、ヤスリ等）。
（２）除染液：有機酸としてクエン酸、リンゴ酸、酒石酸及びギ酸が総量で５質量％含むよう選択し、残部水とした第１〜第３の除染液を作製した。
（３）試験方法：対象物をビーカー内の除染液中に浸漬する。水流洗浄する場合はスターラ方式による。
（４）洗浄効果確認方法：ＧＭ管式サーベイメータにより、対象物の表面汚染密度の測定をした。

［試験１（常温試験）］
洗浄前の放射性汚染工具（三角ヤスリ）の表面汚染密度を測定したところ、１０００ｃｐｍであった。この工具を常温に設定した前記除染液に浸漬し、マグネットスターラ（以下「スターラ」と称する）方式により水流洗浄を行い、２，４，６，８，２４及び２６時間経過する毎（サンプル回数１〜７）に表面汚染密度を測定したところ、２６時間後の測定において表面汚染密度が検出限界値未満となり、当該工具を放射線管理区域外へ搬出した。図１は、試験１に係る放射性汚染工具の表面汚染密度の経時変化を示すグラフである。なお、本試験及び以下の試験において、検出限界値はバックグラウンドのレベルにより変化するが、おおよそ１００ｃｐｍである。

［試験２（加温試験）］
洗浄前の放射性汚染工具（３本のモンキー）の表面汚染密度を測定したところ、２５０〜４５０ｃｐｍであった。これらの放射性汚染工具を７０度に加温した前記除染液に浸漬し、スターラ方式により水流洗浄を行い、２時間毎（サンプル回数１〜３）に表面汚染密度を測定したところ、６時間後の測定において表面汚染密度が検出限界値未満となり、当該対象物を放射線管理区域外へ搬出することが可能となった。

［試験３（常温試験）］
洗浄前の放射性汚染工具（ラチェットレンチ（以下「ラチェット」と称する）、シャックル及びモンキー）の表面汚染密度を測定したところ、２００〜７００ｃｐｍであった。これらの放射性汚染工具を常温に設定した前記除染液に浸漬し、スターラ方式により水流洗浄を行い、除染前並びに２、４及び１６時間後に表面汚染密度を測定したところ、４時間後の測定において表面汚染密度があらかた１００ｃｐｍとなり、１６時間後の測定において全ての表面汚染密度が検出限界値未満となり、当該放射性汚染工具を放射線管理区域外へ搬出することが可能となった。また、洗浄後、対象物のメッキ及び塗装には、変色が発生していなかった。図２は、試験３に係る放射性汚染工具の表面汚染密度の経時変化を示すグラフである。

［試験４（加温試験）］
洗浄前の放射性汚染工具（ラチェット、シャックル及びモンキー）の表面汚染密度を測定したところ、１７０〜１５００ｃｐｍであった。これらの放射性汚染工具を７０度に設定した前記除染液に浸漬し、スターラ方式により水流洗浄を行い、２時間毎に表面汚染密度を測定したところ、１６時間後の測定において全ての表面汚染密度が検出限界値未満となり、当該放射性汚染工具を放射線管理区域外へ搬出することが可能となった。但し、洗浄後、一部、メッキに変色が発生し、ラチェットの塗装に剥離が見られたものがあった。

［試験５（常温試験）］
洗浄前の放射性汚染工具（片口スパナ、番線カッター、片口メガネレンチ）の表面汚染密度を測定したところ、２００〜７００ｃｐｍであった。これらの対象物を常温に設定した前記除染液に浸漬し、スターラ方式により水流洗浄を行い、２時間毎に表面汚染密度を測定したところ、片口スパナは２時間後、その他は１８時間後の測定において表面汚染密度が検出限界値未満となり、当該放射性汚染工具を放射線管理区域外へ搬出することが可能となった。また、洗浄後、対象物のメッキ及び塗装には、変色が発生していなかった。

以上の試験結果より、上記汚染工具を、前記除染液を、例えば、常温下で使用して水流洗浄することにより、該汚染工具を一般区域での工具として再使用することが可能であることが確認された。また、上記除染液は、金属に対して実用上の影響を与えることなく除染を行うことが可能であることが確認された。なお、除染液の濃度は、放射性汚染物（工具等）の汚染の程度、材質、形状の複雑さ、メッキや塗装の表面性状、設定除染の時間、水流量ないし流速の各ファクターを考慮して、本発明の枠内において、必要に応じて可変設定できる。

［放射性汚染物（放射線管理区域で使用された工具等）の除染システム］
図３は、本発明の一実施例に係る放射性汚染物の除染システムのブロック図である。図３を参照すると、この除染システムは、汚染工具５の放射性汚染レベルを判定する判定手段２と、本発明による除染液１が注入され、前記判定に応じて選択された汚染工具５が浸漬されて多段階洗浄される多段洗浄槽３と、前記除染に使用された除染液１を再利用可能とする再利用手段４と、を有する。なお、除染液の再利用に際しては、除染液中の水のみを再利用してもよく、或いは水以外の部分を再利用することも可能である。

この除染システムの動作を説明する。放射性汚染物、例えば、放射線管理区域で使用された工具５は、ＧＭ管式サーベイメータ等の判定手段２により、放射性汚染レベルが判定される。この判定に応じて、所定範囲の汚染レベルの汚染工具５が多段洗浄槽３に投入される。多段洗浄層３は、例えば、第１〜第３の槽３ａ〜３ｂに区画され、除染液１が注入されて水流洗浄可能とされている。汚染工具５は、第１〜第３の槽３ａ〜３ｂの順番に各槽に投入されて、徐々に除染される。除染液の濃度は、各槽毎に順次可変にも、一様にも設定できる。濃度を一様とすれば、各槽への除染液の供給を貫流形式によって容易に達成できる。使用済の除染液１は、再利用手段４、例えば、タンクに貯留され、適宜再利用される。なお、この除染システムは自動運転が可能である。

また、使用された除染液は、その処理の最終段階において、水と有機酸に分離された後、水を再利用することができる。

図４は、本発明の一実施例に係る除染液を使用する放射性汚染物の多段洗浄装置の模式図である。図４を参照すると、多段洗浄装置１０は、放射性汚染物又はそれを収容する籠などを昇降及び多段洗浄槽１２間を移動させるための搬送機構１１と、除染液が注入され、放射性汚染物が浸漬されて水流により除染される複数の槽を備えた多段洗浄槽１２と、多段洗浄槽１２に除染液を送出して水流を生じさせる水流発生機構１３と、水流発生機構１３に接続され、除染液を貯留するタンク１４と、を備えている。

搬送機構１１は、放射性汚染物を入れるかごが取り付けられた昇降エレベータ１１ａと、昇降エレベータ１１ａを水平方向に移動させる水平搬送機構１１ｂを備えている。昇降エレベータ１１ａ及び水平搬送機構１１ｂは、レール、ガイド及びローラ、或いはねじ機構などを用いて構築することができる。

多段洗浄槽１２は、第１〜第４の槽１２ａ〜１２ｄから構成され、搬送機構１１によって、順次、かごに収容された放射性汚染物が第１〜第４の槽１２ａ〜１２ｄに浸漬されていく。

水流発生機構１３は、第１〜第４の槽１２ａ〜１２ｄへ選択的に除染液を供給するための複数の切換バルブを備えた切換バルブ機構１３ａと、タンク１４に貯留された除染液を送出するためのポンプ１３ｂ，１３ｃと、を有している。

多段洗浄装置１０の動作を説明する。昇降エレベータ１１ａのかごに、放射性汚染物が投入された後、多段洗浄装置１０が閉止される。以下自動運転により、放射性汚染物は、昇降エレベータ１１ａと水平搬送機構１１ｂによって、順次、第１〜第４の槽１２ａ〜１２ｄ内に浸漬され、水流発生機構１３が発生する除染液の水流によってそれぞれ洗浄される。タンク１４に貯留された除染液の一部又は全部は再利用される。

本発明による除染液、除染方法及び除染システムは、発電所等の放射線管理区域で使用された工具、配管、廃材、廃棄物、装置、又はその他の放射性汚染物の洗浄に好適に利用され、洗浄した工具等の再利用又は放射線管理区域外への搬出を可能とする。

本発明の一実施例において、試験１に係る放射性汚染工具の表面汚染密度の経時変化を示すグラフである。 本発明の一実施例において、試験３に係る放射性汚染工具の表面汚染密度の経時変化を示すグラフである。 本発明の一実施例に係る除染システムのブロック図である。 本発明の一実施例に係る除染液を使用する放射性汚染物の多段洗浄装置の模式図である。

符号の説明

１ 除染液
２ 判定手段（ＧＭ管式サーベイメータ）
３ 多段洗浄槽
３ａ，３ｂ，３ｃ 第１〜第３の槽
４ 再利用手段
５ 汚染工具（放射性汚染物）
１０ 多段洗浄装置
１１ 搬送機構
１１ａ 昇降エレベータ
１１ｂ 水平搬送機構
１２ 多段洗浄槽
１２ａ〜１２ｄ 第１〜第４の槽
１３ 水流発生機構
１３ａ 切換バルブ機構
１３ｂ ポンプ
１３ｃ ポンプ
１４ タンク

Claims (3)

1. 槽内に注入されて常温下で攪拌され、該槽内の放射性汚染物を除染する水流洗浄に使用され、該放射性汚染物を再利用可能とする除染液であって、
   有機酸として、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を総量で０．４〜５０質量％を含み、無機酸を含まず、溶剤が水であることを特徴とする放射性汚染物の除染液。
2. 有機酸として、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を総量で０．４〜５０質量％を含み、無機酸を含まず、溶剤が水である除染液を槽内に注入し、
   放射性汚染物を、前記槽内の前記除染液中に浸漬し、
   常温下で前記槽内の前記除染液を攪拌することにより、
   前記放射性汚染物を水流洗浄して再利用可能とすることを特徴とする放射性汚染物の除染方法。
3. 放射性汚染物を槽内で常温下で除染して再利用可能とする放射性汚染物の除染システムであって、
   放射性汚染物の放射性汚染レベルを判定する判定手段と、
   有機酸として、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を総量で０．４〜５０質量％を含み、無機酸を含まず、溶剤が水である、放射性汚染物の除染液が注入され、前記判定に応じて選択された前記放射性汚染物が浸漬されて常温下で前記除染液を攪拌することによって該前記放射性汚染物を多段階に水流洗浄して再利用可能となるよう徐々に除染する多段の洗浄槽と、
   前記除染に使用された前記除染液を貯留して再利用可能とするタンクと、
   を有する、ことを特徴とする放射性汚染物の除染システム。

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