JP5319577B2 - 放射性廃棄物のクリアランス処理装置および処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射性廃棄物のクリアランス処理装置および処理方法に関する。

クリアランス処理とは、原子力発電所の解体で発生する資材などのうち、放射能濃度が低いものは、法定された国の認可・確認を経て、一般の産業廃棄物として再利用または処分できるようにする処理であり、その処理装置および処理方法は、例えば、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されたクリアランス処理方法は、放射線を遮蔽する遮蔽室内で、ベルトコンベア等によって移動する放射性廃棄物に対して、その表面をブラスト処理し、さらに、放射性廃棄物を除染槽内の除染液に浸漬して除染した後、放射性廃棄物からの放射線線量の測定を行うものである。

特開２００２−３１１１９７号公報

特許文献１に記載されたクリアランス処理方法では、一つの遮蔽室内において、放射性廃棄物の除染およびその放射線線量の測定を行っている。そのため、ブラスト処理によって生じた放射性廃棄物の表面の研削粉や放射性廃棄物を除染した除染液からの放射線線量も測定してしまうことがあり、除染後の放射性廃棄物からの放射線線量のみを正確に測定することができない。

また、放射性廃棄物がベルトコンベアなどによって移動しているため、除染後の放射性廃棄物からの放射線線量が所定の基準値（クリアランスレベル）に達していない場合に、再度除染することが難しい。

そこで、上述のクリアランス処理方法では、クリアランスレベルに十分に達するように、過度に除染する必要がある。そのため、一般の産業廃棄物として再利用または処分できる部分が、放射性廃棄物として処分されてしまう。その結果、クリアランス処理の効率が低下してしまい、リサイクルおよび環境・資源保全の観点から好ましくない。

そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、クリアランス処理の効率を向上させることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る放射性廃棄物のクリアランス処理装置は、放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器と、少なくとも一部が放射線透過材により形成されて、前記遮蔽容器の内部に設けられた除染容器と、前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられて、前記除染容器の内部に収納される放射性廃棄物からの放射線線量を検出する放射線検出器と、前記除染容器の内部に充填されて前記放射性廃棄物を浸漬させる電解液によって前記放射性廃棄物の表面を溶解する前記放射性廃棄物を除染する化学除染手段と、前記電解液を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させる電解液排出手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明に係る放射性廃棄物のクリアランス処理装置は、放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器と、少なくとも一部が放射線透過材により形成されて、前記遮蔽容器の内部に設けられた除染容器と、前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられて、前記除染容器の内部に収納される放射性廃棄物からの放射線線量を検出する放射線検出器と、前記放射性廃棄物にブラスト材を噴射して、前記放射性廃棄物の表面を削って前記放射性廃棄物を除染する物理除染手段と、前記ブラスト材および前記物理除染手段によって削られた前記放射性廃棄物の表面部分を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させるブラスト材排出手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明に係る放射性廃棄物のクリアランス処理方法は、放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器の内部に設けられた少なくとも一部が放射線透過材により形成された除染容器に充填された電解液に放射性廃棄物を浸漬させる廃棄物設置工程と、前記廃棄物設置工程の後に、前記電解液によって前記放射性廃棄物の表面を溶解して前記放射性廃棄物を除染する化学除染工程と、前記化学除染工程の後に、前記電解液を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させる電解液排出工程と、前記電解液排出工程の後に、前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられた放射線検出器によって前記放射性廃棄物からの放射線線量を検出する検出工程と、前記検出工程によって得られた放射線線量が所定の基準値以下になっているか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記放射性廃棄物からの放射線線量が所定の基準値以下になっていないと判定した場合には、前記除染容器に電解液を再び充填した後に、前記化学除染工程、前記電解液排出工程、前記検出工程および前記判定工程を行う繰返し工程と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明に係る放射性廃棄物のクリアランス処理方法は、放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器の内部に設けられた少なくとも一部が放射線透過材により形成された除染容器に放射性廃棄物を設置する廃棄物設置工程と、前記廃棄物設置工程の後に、前記放射性廃棄物にブラスト材を噴射して、前記放射性廃棄物の表面を削って前記放射性廃棄物を除染する物理除染工程と、前記物理除染工程の後に、前記ブラスト材および前記物理除染手段によって削られた前記放射性廃棄物の表面部分を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させるブラスト材排出工程と、前記ブラスト材排出工程の後に、前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられた放射線検出器によって前記放射性廃棄物からの放射線線量を検出する検出工程と、前記検出工程によって得られた放射線線量が所定の基準値以下になっているか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記放射性廃棄物からの放射線線量が所定の基準値以下になっていないと判定した場合には、前記物理除染工程、前記ブラスト材排出工程、前記検出工程および前記判定工程を行う繰返し工程と、を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、クリアランス処理の効率を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るクリアランス処理装置において、放射性廃棄物を化学除染している状態を示した概略図。 本発明の第１の実施形態に係るクリアランス処理装置において、放射性廃棄物からの放射線線量を検出している状態を示した概略図。 本発明の第１の実施形態に係るクリアランス処理方法を示したフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係るクリアランス処理装置において、放射性廃棄物を物理除染している状態を示した概略図。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る放射性廃棄物のクリアランス処理装置および処理方法について説明する。

まず、本実施形態に係るクリアランス処理装置について、図１および図２を用いて説明する。図１は、放射性廃棄物を除染している状態のクリアランス処理装置を示した概略図である。図２は、放射性廃棄物からの放射線線量を検出している状態のクリアランス処理装置を示した概略図である。

クリアランス処理装置は、例えばβ線またはγ線を放射する金属からなる放射性廃棄物１０をクリアランス処理するための装置である。クリアランス処理装置は、遮蔽容器２０、除染容器３０、化学除染手段、放射線検出器５０、電解液保管容器６０、電解液排出手段、および、電解液供給手段を有している。

遮蔽容器２０は、放射性廃棄物１０から放射されるβ線およびγ線を遮蔽する、例えば鉛などの放射線遮蔽材により形成されている。

除染容器３０は、本実施形態においては、電解槽であり、放射性廃棄物１０から放射されるβ線およびγ線を透過する、例えばガラスやプラスチックなどの放射線透過材により形成されている。除染容器３０は、遮蔽容器２０の内部に設けられている。

遮蔽容器２０の上部には、図示しないモータによって開閉する開閉部２２が形成されていて、放射性廃棄物１０は、巻上げ機９０に昇降可能に吊り下げられたかご９２に収納されて、この開閉部２２から除染容器３０の内部に設置される。

クリアランス処理装置は、電解液４０および電極４２を有していて、本実施形態においては、電解液４０および電極４２が、化学除染手段としての役割を果たす。電解液４０は、例えば、硫酸ナトリウム水溶液であり、除染容器３０の内部に充填されている。電極４２は、電解液４０に浸漬されている。電極４２に電圧を印加すると、電解液４０によって放射性廃棄物１０の表面が溶解する。このように、放射性廃棄物１０の表面を溶解して除去することによって、放射性廃棄物１０を除染する。

放射線検出器５０は、遮蔽容器２０の内部かつ除染容器３０の外部に設けられていて、例えば、遮蔽容器２０の内壁全面に取り付けられている。放射線検出器５０は、例えばＧＭ管によって、放射性廃棄物１０から放射されて除染容器３０を透過したβ線およびγ線の線量を検出する。例えば、放射線検出器５０には、コンピュータ５２が接続されていて、コンピュータ５２のハードディスクには、放射線検出器５０が検出した線量が記録されて、コンピュータ５２のモニタには、放射線検出器５０が検出した線量が表示される。

電解液保管容器６０は、放射線遮蔽材により形成されていて、遮蔽容器２０の外部に設けられている。電解液保管容器６０は、放射線遮蔽材からなる配管６２およびポンプ６４を介して、除染容器３０と接続されている。

除染容器３０に充填された電解液４０は、配管６２およびポンプ６４を経て、電解液保管容器６０に排出されて一時的に保管される（図２を参照）。また、電解液保管容器６０に保管された電解液４０は、配管６２およびポンプ６４によって、除染容器３０に供給される。すなわち、本実施形態においては、配管６２およびポンプ６４が、電解液排出手段および電解液供給手段としての役割を果たす。

次に、本実施形態に係るクリアランス処理方法について、図３を用いて説明する。図３は、クリアランス処理方法を示したフローチャートである。

クリアランス処理方法は、上述のクリアランス処理装置を用いて行う処理方法であって、廃棄物設置工程（Ｓ１）、化学除染工程（Ｓ２）、電解液排出工程（Ｓ３）、検出工程（Ｓ４）、および、判定工程（Ｓ５）を有していて、必要に応じて、化学除染工程（Ｓ２）、電解液排出工程（Ｓ３）、および、検出工程（Ｓ４）を繰り返す。

まず、作業者は、図１に示すように、クリアランス処理の対象となる放射性廃棄物１０をかご９２に収納して、巻上げ機９０によってかご９２を降下させて、放射性廃棄物１０を遮蔽容器２０の開閉部２２から除染容器３０の内部に充填された電解液４０に浸漬させる（廃棄物設置工程（Ｓ１））。その後、放射性廃棄物１０からの放射線が遮蔽容器２０の外部に漏れないように、遮蔽容器２０の開閉部２２を閉じる。

廃棄物設置工程（Ｓ１）の後に、電極４２に電圧を印加して、放射性廃棄物１０の表面を溶解して、放射性廃棄物１０を除染する（化学除染工程（Ｓ２））。

化学除染工程（Ｓ２）の後に、配管６２およびポンプ６４を経て、放射性廃棄物１０の表面部分を溶解した電解液４０を除染容器３０から電解液保管容器６０に排出して一時的に保管する（電解液排出工程（Ｓ３））。

電解液排出工程（Ｓ３）の後に、放射線検出器によって、除染後の放射性廃棄物１０からの放射線線量を検出する（検出工程（Ｓ４））。

その後、検出工程（Ｓ４）によって得られた放射線線量が所定の基準値以下になっているか否かを判定し（判定工程（Ｓ５））、所定の基準値以下になっている場合には、放射性廃棄物１０を遮蔽容器２０から取り出して、クリアランス処理が完了し、この放射性廃棄物１０は、一般の産業廃棄物として再利用または処分される。

一方、判定工程（Ｓ５）において、放射性廃棄物１０からの放射線線量が所定の基準値以下になっていない場合には、電解液保管容器６０に排出された電解液４０を除染容器３０に供給した後、化学除染工程（Ｓ２）、電解液排出工程（Ｓ３）、検出工程（Ｓ４）、および、判定工程（Ｓ５）を、放射性廃棄物１０からの放射線線量が所定の基準値以下になるまで行う（繰返し工程）。

本実施形態に係るクリアランス処理装置および処理方法によって得られる効果について説明する。

本実施形態によれば、放射性廃棄物１０を除染した電解液４０を除染容器３０から電解液保管容器６０に排出した（Ｓ３）後に、放射性廃棄物１０からの放射線線量を検出している。そのため、放射性廃棄物１０を除染した電解液４０からの放射線線量を検出することがなく、除染後の放射性廃棄物１０からの放射線線量の検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、除染によって、放射性廃棄物からの放射線線量が所定の基準値（クリアランスレベル）に達していない場合には、電解液４０を電解液保管容器６０から除染容器３０に供給することによって、容易に再除染することができる。

その結果、放射性廃棄物１０を過度に除染することがなく、一般の産業廃棄物として再利用または処分できる量を増やすことができる。したがって、クリアランス処理の効率を向上させることができる。

さらに、本実施形態によれば、放射性廃棄物１０を移動させることなく、化学除染工程（Ｓ２）および検出工程（Ｓ４）を実施できるため、クリアランス装置を小型化・少コスト化することができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る放射性廃棄物のクリアランス処理装置および処理方法について、図４を用いて説明する。図４は、放射性廃棄物を物理除染している状態のクリアランス処理装置を示した概略図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であるため、重複部分には同一符号を付して、その部分の構成の説明を省略する。

まず、本実施形態に係るクリアランス処理装置について、図４を用いて説明する。

クリアランス処理装置は、遮蔽容器２０、除染容器３０、物理除染手段、放射線検出器５０、セパレータ７６、ブラスト材排出手段、および、ブラスト材供給手段を有している。

クリアランス処理装置は、ノズル４６およびコンプレッサ４８等を有している。ノズル４６は、除染容器３０の上部に設けられていて、ブラスト材４４を除染容器３０の内部に設置された放射性廃棄物１０の表面に噴きつける。ブラスト材４４は、例えば鉄等の粒体であり、遮蔽容器２０の外部に設けられたブラスト材保管容器７０に保管されている。ノズル４６は、配管７２を介してブラスト材保管容器７０およびコンプレッサ４８に接続されている。

コンプレッサ４８によって、ブラスト材保管容器７０に保管されたブラスト材４４を、配管７２およびノズル４６を介して、放射性廃棄物１０の表面に噴きつける（ショット・ブラスト処理）。このようにして、放射性廃棄物１０の表面部分を削って除去することによって、放射性廃棄物１０を除染する。すなわち、本実施形態においては、ブラスト材４４、ノズル４６、および、コンプレッサ４８等が、物理除染手段としての役割を果たし、コンプレッサ４８および配管７４が、ブラスト材供給手段としての役割を果たす。

放射性廃棄物１０に噴きつけられたブラスト材４４は、除染容器３０の下部に形成された排出口３２および配管７４を介して、除染容器３０からセパレータ７６に排出される。すなわち、コンプレッサ４８および配管７４が、ブラスト材排出手段としての役割を果たす。

セパレータ７６は、例えば、サイクロンセパレータであり、ブラスト材４４と放射性廃棄物１０の表面の研削粉とを分離する。分離されたブラスト材４４は、ブラスト材保管容器７０に保管されて、放射性廃棄物１０の除染に再利用される。一方、放射性廃棄物１０の表面の研削粉は、廃棄物保管庫７８に保管されて、その後、放射性廃棄物として処理される。

次に、本実施形態に係るクリアランス処理方法について説明する。

クリアランス処理方法は、上述のクリアランス処理装置を用いて行う処理方法であって、廃棄物設置工程、物理除染工程、ブラスト材排出工程、検出工程、判定工程、および、繰返し工程を有している。

まず、作業者は、クリアランス処理の対象となる放射性廃棄物１０を除染容器３０の内部に設置する（廃棄物設置工程）。廃棄物設置工程の後に、ブラスト材４４を放射性廃棄物１０の表面に噴きつけて、放射性廃棄物１０を除染する（物理除染工程）。物理除染工程の後に、除染容器３０の内部に残ったブラスト材４４および放射性廃棄物１０の表面の研削粉を除染容器３０から排出する（ブラスト材排出工程）。

ブラスト材排出工程の後に、放射線検出器によって、除染後の放射性廃棄物１０からの放射線線量を検出する（検出工程）。その後、検出工程によって得られた放射線線量が所定の基準値以下になっているか否かを判定し（判定工程）、所定の基準値以下になっている場合には、放射性廃棄物１０を遮蔽容器２０から取り出して、クリアランス処理が完了する。

一方、判定工程において、放射性廃棄物１０からの放射線線量が所定の基準値以下になっていない場合には、物理除染工程、ブラスト材排出工程、検出工程、および、判定工程を放射性廃棄物１０からの放射線線量が所定の基準値以下になるまで行う（繰返し工程）。

［他の実施形態］
第１および第２の実施形態は単なる例示であって、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、第１の実施形態で説明した化学除染手段と第２の実施形態で説明した物理除染手段との両方を具備したクリアランス処理装置を用いて、クリアランス処理を行っても良い。すなわち、第２の実施形態を前処理として行い、所定の放射線線量以下となった後に、第１の実施形態を実施することも可能である。この場合には、酸化物を削り取った後に母材表面を除染できるため、廃棄物を効率良く処理でき、処理時間を短縮できる。

また、第１および第２の実施形態では、放射性廃棄物１０からの放射線線量が所定の基準値以下になるまで、除染工程、電解液排出工程、検出工程、および、判定工程を繰り返えして行っているが、所定の回数を繰り返しても放射線線量が所定の基準値以下とならない場合には、放射性廃棄物として処分しても良い。

また、放射線検出器５０は、除染容器３０の内部に設置された放射性廃棄物１０からの放射線線量を検出できれば良い。そのため、除染容器３０は、その一部のみが放射線透過材によって形成されていても良い。

１０…放射性廃棄物、２０…遮蔽容器、２２…遮蔽容器の開閉部、３０…除染容器、３２…除染容器の排出口、４０…電解液、４２…電極、４４…ブラスト材、４６…ノズル、４８…コンプレッサ、５０…放射線検出器、５２…コンピュータ、６０…電解液保管容器、６２…配管、６４…ポンプ、７０…ブラスト材保管容器、７２，７４…配管、７６…セパレータ、７８…廃棄物保管庫、９０…巻上げ機、９２…かご

Claims (8)

1. 放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器と、
   少なくとも一部が放射線透過材により形成されて、前記遮蔽容器の内部に設けられた除染容器と、
   前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられて、前記除染容器の内部に収納される放射性廃棄物からの放射線線量を検出する放射線検出器と、
   前記除染容器の内部に充填されて前記放射性廃棄物を浸漬させる電解液によって前記放射性廃棄物の表面を溶解する前記放射性廃棄物を除染する化学除染手段と、
   前記電解液を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させる電解液排出手段と、
   を具備したことを特徴とする放射性廃棄物のクリアランス処理装置。
2. 前記電解液を前記除染容器に供給する電解液供給手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物のクリアランス処理装置。
3. 前記遮蔽容器の外部に設けられて、前記電解液を保管する電解液保管容器を具備し、
   前記電解液排出手段は、前記電解液を前記除染容器から前記電解液保管容器に排出して、前記電解液供給手段は、前記電解液を前記電解液保管容器から前記除染容器に供給することを特徴とする請求項２に記載の放射性廃棄物のクリアランス処理装置。
4. 放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器と、
   少なくとも一部が放射線透過材により形成されて、前記遮蔽容器の内部に設けられた除染容器と、
   前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられて、前記除染容器の内部に収納される放射性廃棄物からの放射線線量を検出する放射線検出器と、
   前記放射性廃棄物にブラスト材を噴射して、前記放射性廃棄物の表面を削って前記放射性廃棄物を除染する物理除染手段と、
   前記ブラスト材および前記物理除染手段によって削られた前記放射性廃棄物の表面部分を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させるブラスト材排出手段と、
   を具備したことを特徴とする放射性廃棄物のクリアランス処理装置。
5. 前記ブラスト材を前記除染容器に供給するブラスト材供給手段を具備したことを特徴とする請求項４に記載の放射性廃棄物のクリアランス処理装置。
6. 前記遮蔽容器の外部に設けられて、前記ブラスト材と前記物理除染手段によって削られた前記放射性廃棄物の表面部分とを分離するセパレータを具備し、
   前記ブラスト材排出手段は、前記ブラスト材および前記物理除染手段によって削られた前記放射性廃棄物の表面部分を前記除染容器から前記セパレータに排出して、前記ブラスト材供給手段は、前記ブラスト材を前記セパレータから前記除染容器に供給することを特徴とする請求項５に記載の放射性廃棄物のクリアランス処理装置。
7. 放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器の内部に設けられた少なくとも一部が放射線透過材により形成された除染容器に充填された電解液に放射性廃棄物を浸漬させる廃棄物設置工程と、
   前記廃棄物設置工程の後に、前記電解液によって前記放射性廃棄物の表面を溶解して前記放射性廃棄物を除染する化学除染工程と、
   前記化学除染工程の後に、前記電解液を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させる電解液排出工程と、
   前記電解液排出工程の後に、前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられた放射線検出器によって前記放射性廃棄物からの放射線線量を検出する検出工程と、
   前記検出工程によって得られた放射線線量が所定の基準値以下になっているか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程において前記放射性廃棄物からの放射線線量が所定の基準値以下になっていないと判定した場合には、前記除染容器に電解液を再び充填した後に、前記化学除染工程、前記電解液排出工程、前記検出工程および前記判定工程を行う繰返し工程と、
   を具備したことを特徴とする放射性廃棄物のクリアランス処理方法。
8. 放射線遮蔽材により形成された遮蔽容器の内部に設けられた少なくとも一部が放射線透過材により形成された除染容器に放射性廃棄物を設置する廃棄物設置工程と、
   前記廃棄物設置工程の後に、前記放射性廃棄物にブラスト材を噴射して、前記放射性廃棄物の表面を削って前記放射性廃棄物を除染する物理除染工程と、
   前記物理除染工程の後に、前記ブラスト材および前記物理除染手段によって削られた前記放射性廃棄物の表面部分を前記除染容器から前記遮蔽容器の外部に排出させるブラスト材排出工程と、
   前記ブラスト材排出工程の後に、前記遮蔽容器の内部かつ前記除染容器の外部に設けられた放射線検出器によって前記放射性廃棄物からの放射線線量を検出する検出工程と、
   前記検出工程によって得られた放射線線量が所定の基準値以下になっているか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程において前記放射性廃棄物からの放射線線量が所定の基準値以下になっていないと判定した場合には、前記物理除染工程、前記ブラスト材排出工程、前記検出工程および前記判定工程を行う繰返し工程と、
   を具備したことを特徴とする放射性廃棄物のクリアランス処理方法。

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