JP7324686B2 - 化学除染方法 - Google Patents

Description

本開示は、化学除染方法に関する。

原子力プラントでは、運用中のメンテナンス作業や、廃炉時の解体作業に際して、機器や配管等に付着した放射性核種を除去する除染作業が行われる。特に、原子力プラントの系統を構成する配管部材（主としてステンレス鋼及びインコネルを含む）は、運用中に高温高圧の環境下に曝されることから、表面に酸化被膜が形成され、被膜中に放射性核種が取り込まれる。この酸化被膜を除去し、部材を除染する方法として、化学除染と呼ばれる方法が知られている。

化学除染方法では、酸化工程や除染工程等の複数の工程を１サイクルとして、複数サイクル実施する。酸化工程では、例えば、部材を過マンガン酸等の酸化剤が添加された水溶液中に接触させて、部材の表面に付着した酸化被膜に含まれるクロム系酸化物中のクロムを酸化溶出させる。除染工程では、シュウ酸等の有機酸を水溶液に添加して、酸化被膜の主要成分である鉄系酸化物中の鉄やニッケルを溶出させる。このとき、コバルト等の放射性核種も同時に溶出される。そして、化学除染方法では、放射性核種が溶出された水溶液をイオン交換樹脂に接触させて、酸化皮膜とともに放射性物質を除去している。

このような化学除染方法として、例えば、特許文献１には、複数回の洗浄サイクルの中で、酸性の水溶液中で酸化工程を行った後で、次の洗浄サイクルでアルカリ性の水溶液中で酸化工程を行う除染方法が記載されている。酸性の水溶液中と、アルカリ性の水溶液中とで酸化工程をそれぞれ行うことで除染効率を向上させている。

特表２０１３－５２９２９９号公報

しかしながら、アルカリ性の水溶液を用いて酸化工程を実施する際に、処理水中に多量の炭酸が含まれている場合がある。処理水に多量の炭酸が含まれている場合、所望のｐＨの値まで処理水のｐＨを上昇させようと添加剤を添加しても、炭酸よって反応が阻害され、所望のｐＨにならない場合がある。この場合、処理水のｐＨを再度調整する必要があり、追加作業が発生してしまう。また、追加作業によって、多量の炭酸が含有された処理水を所望とするｐＨするために添加剤を追加で添加した場合でも、時間の経過に伴って処理水中の炭酸が気化することでｐＨが安定しないことがあり、処理水中の炭酸の除去状況を高い精度で把握することが求められている。

本開示は、このような事情を考慮してなされたものであり、処理水中の炭酸の除去状況を高い精度で把握することが可能な化学除染方法を提供することを目的とする。

本開示は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本開示の第一態様に係る化学除染方法は、ニッケル基合金を含む部材を有する原子力プラントの系統に対して、炭酸を含む処理水によって化学除染を行う化学除染方法であって、前記処理水をタンクに保持して前記処理水中の炭酸を低減する工程を有し、前記炭酸を低減する工程は、前記タンク中の前記処理水を目標とするｐＨとするために必要なアルカリ金属の水酸化物の添加量である目標添加量を取得する工程と、前記目標添加量を取得して一定の時間が経過した後に、前記タンク中の前記処理水に対する前記目標添加量を再度取得する工程と、再度取得された前記目標添加量と、前記目標添加量を再度取得する工程に対して前記一定の時間経過前に取得された前記目標添加量との差分が予め定めた基準値を下回っているか否かを判定する工程とを含む。

本開示によれば、処理水中の炭酸の除去状況を高い精度で把握することができる。

本実施形態における化学除染方法の対象となる除染対象物の例を示す図である。 本実施形態における化学除染方法のフロー図である。 第一実施形態における炭酸低減工程のフロー図である。 第一実施形態における炭酸低減工程を行う設備の模式図である。 第二実施形態における炭酸低減工程のフロー図である。 第三実施形態における炭酸低減工程のフロー図である。 第三実施形態における評価滴定工程のフロー図である。

＜第一実施形態＞
（除染対象物）
以下、本開示に係る第一実施形態について図１から図４を参照して説明する。
まず、化学除染方法Ｓ１の対象となる除染対象物Ｚについて説明する。化学除染の対象となる除染対象物Ｚは、原子力プラントの系統を構成する配管、容器、各種機器等の部品であって、炉水が接触する部品である。

ここで、原子力プラントとしては、例えば、図１に示すように、加圧水型原子炉５０を備える原子力発電プラントＰがある。この原子力発電プラントＰは、燃料棒５１等が収納される加圧水型原子炉５０と、加圧水型原子炉５０内の一次冷却水（軽水）の沸騰を抑えるために一次冷却水を加圧する加圧器５２と、一次冷却水の熱により二次冷却水を蒸気にする蒸気発生器５３と、蒸気発生器５３からの一次冷却水を加圧水型原子炉５０に戻す一次冷却材ポンプ５４と、蒸気発生器５３で発生した蒸気で駆動する蒸気タービン５６と、蒸気タービン５６の駆動で発電する発電機５７と、蒸気タービン５６からの蒸気を水に戻す復水器５８と、復水器５８からの水を蒸気発生器５３に戻す給水ポンプ５９と、を備えている。

この加圧水型原子炉５０と蒸気発生器５３とは一次冷却水配管５５ａ及び５５ｂで接続されている。蒸気発生器５３と蒸気タービン５６とは蒸気配管５５ｃで接続されている。復水器５８と蒸気タービン５６とは給水配管５５ｄで接続されている。

このように構成された原子力発電プラントＰにおいて、炉水、即ち一次冷却水に接する部材である一次冷却系部材が除染対象物Ｚである。除染対象物Ｚとしては、加圧水型原子炉５０、加圧器５２、蒸気発生器５３、一次冷却材ポンプ５４、これらを接続する一次冷却水配管５５ａ及び５５ｂ、この一次冷却水配管５５ａ及び５５ｂ等に設けられている各種弁等がある。これら除染対象物Ｚは、鉄を主成分としてクロムやニッケルを含むステンレス鋼やニッケル基合金であるインコネル等を含む部材で形成されている。

この除染対象物Ｚを構成する金属元素は、わずかに炉水に溶出して、一部が加圧水型原子炉５０内の燃料棒５１表面に付着する。燃料棒５１の表面に付着した金属元素は、燃料から中性子線が照射させることにより、原子核反応を起こして、クロム、鉄、ニッケル、コバルト等の放射性核種となる。これら放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒５１の表面に付着したままであるが、その一部が炉水中に溶出されたり、不溶性固体として放出されたりする。炉水中に溶出又は放出された放射性核種は、除染対象物Ｚの炉水接触面に付着する。このため、除染対象物Ｚの近傍で作業する作業員は、部品に形成された酸化皮膜中の放射性核種からの放射線に晒されることになる。

（化学除染方法）
化学除染方法Ｓ１は、上記で説明した原子力発電プラントＰを廃止する際等に行われる系統除染に関するものである。化学除染方法Ｓ１では、除染対象物Ｚである配管等の内部で化学溶液である処理水を循環させる。これにより、除染対象物Ｚの内表面に付着している放射性核種を含んだ酸化被膜を除去して廃棄している。化学除染方法Ｓ１は、図２に示すように、酸化工程Ｓ２と、還元工程Ｓ３と、除染工程Ｓ４と、分解工程Ｓ５と、炭酸低減工程Ｓ６と、浄化工程Ｓ７と、を含んでいる。化学除染方法Ｓ１は、酸化工程Ｓ２と、還元工程Ｓ３と、除染工程Ｓ４と、分解工程Ｓ５と、炭酸低減工程Ｓ６と、浄化工程Ｓ７とを一サイクルとして、複数サイクル実施される。

酸化工程Ｓ２は、除染対象物Ｚの内部に酸化剤を添加した処理水を供給し循環させる。具体的には、酸化剤として過マンガン酸を添加する。酸化工程Ｓ２では、除染対象物Ｚの内部に過マンガン酸を添加した処理水を循環させることで、ステンレス鋼やニッケル基合金を含む除染対象物Ｚに付着した酸化被膜中のクロムがＣｒ_６ ^＋として酸化溶出する。その結果、酸化工程Ｓ２では、この放射性核種であるクロムを含有する処理水である一次処理水が生成される。酸化工程Ｓ２は、まず、処理水が酸性になるようにｐＨを調整して実施される。前のサイクルで実施した酸化工程Ｓ２が処理水を酸性として実施された場合には、次のサイクルの酸化工程Ｓ２では、処理水がアルカリ性になるようにｐＨを調整して実施される。また、前のサイクルで実施した酸化工程Ｓ２が処理水をアルカリ性として実施された場合には、次のサイクルの酸化工程Ｓ２では、処理水が酸性になるようにｐＨを調整して実施される。つまり、酸化工程Ｓ２は、サイクルごとに、処理水を酸性とアルカリ性とに交互に調整して実施される。

還元工程Ｓ３は、酸化工程Ｓ２後に実施される。還元工程Ｓ３では、一次処理水に、還元剤として、微量のシュウ酸が添加される。還元工程Ｓ３では、過マンガン酸を添加したことで、一次処理水に含まれている過マンガン酸イオンや、沈殿している二酸化マンガンがシュウ酸によって分解される。つまり、還元工程Ｓ３では、一次処理水に含まれた過マンガン酸イオンや、沈殿している二酸化マンガンが分解可能な量のシュウ酸が添加される。また、微量のシュウ酸が添加されることで、除染対象物Ｚからニッケルが一次処理水中に溶出される。

除染工程Ｓ４は、還元工程Ｓ３後に実施される。除染工程Ｓ４では、一次処理水に有機酸として、還元工程Ｓ３よりも多量のシュウ酸が添加される。また、本実施形態の除染工程Ｓ４では、イオン交換樹脂等の吸着材へ多量のシュウ酸が添加された一次処理水である二次処理水を通水させることで、溶出した金属が除去される。具体的には、二次処理水は循環され、除染対象物Ｚの内部に何度も供給される。二次処理水が除染対象物Ｚの内部に供給されることで、除染対象物Ｚから鉄、ニッケル、及びコバルトが処理水中に溶出される。さらに、除染対象物Ｚから二次処理水中に溶出されたらクロム、鉄、ニッケル、及びコバルトが吸着材を用いて除去される。

分解工程Ｓ５は、除染工程Ｓ４後に実施される。分解工程Ｓ５では、二次処理水中のシュウ酸が分解される。分解工程Ｓ５では、例えば、二次処理水に紫外線を照射することで、二次処理水中のシュウ酸が水と二酸化炭素に分解される。なお、分解工程Ｓ５では、シュウ酸が他の方法で分解されてもよい。これにより、二次処理水からシュウ酸が分解除去された三次処理水が生成される。また、分解工程Ｓ５によって二酸化炭素が生成されることで、三次処理水中には、多くの炭酸が含まれている。

炭酸低減工程Ｓ６は、分解工程Ｓ５後であって、酸化工程Ｓ２の前に実施される。炭酸低減工程Ｓ６では、系統を流れる処理水がバッファタンク１０に導入され、一時的（例えば、数分から数十分程度）に保持されて処理水中の炭酸が低減される。

また、炭酸低減工程Ｓ６は、図４に示すような原子力発電プラントＰに設けられた設備によって実施される。具体的には、原子力発電プラントＰには、加圧水型原子炉５０を迂回するような分岐路として、バッファタンク（タンク）１０と、除去部２０とが接続されている。バッファタンク１０は、蒸気発生器５３と加圧水型原子炉５０とを繋ぐ一次冷却水配管５５ｂに弁を介して接続されている。バッファタンク１０は、一定量の処理水を貯留可能とされている。また、バッファタンク１０には、制御部３０が繋がれている。制御部３０は、炭酸低減工程Ｓ６を行うために情報を取得し、各種演算を行う。除去部２０は、バッファタンク１０と途中に弁が配置された配管によって接続されている。除去部２０には、イオン交換樹脂等の吸着材が配置されている、除去部２０は、加圧水型原子炉５０と加圧器５２とを繋ぐ一次冷却水配管５５ａに弁を介して接続されている。それぞれの配管の途中に配置された弁が開放されることで、系統内を流通する処理水がバッファタンク１０や除去部２０に流れ込む。

本実施形態の炭酸低減工程Ｓ６は、図３に示すように、低減開始工程Ｓ６１と、時間判定工程Ｓ６２と、目標添加量取得工程Ｓ６３と、取得回数判定工程Ｓ６４と、基準値判定工程Ｓ６５と、低減終了工程Ｓ６６と、を有している。

低減開始工程Ｓ６１では、処理水中の炭酸の低減が開始される。具体的には、低減開始工程Ｓ６１では、分解工程Ｓ５を実施後に、蒸気発生器５３を通過して加圧水型原子炉５０に流入する前の処理水がバッファタンク１０に引き込まれる。これにより、バッファタンク１０内には、多量の炭酸を含む処理水が保持される。炭酸は、バッファタンク１０の処理水が所定時間（例えば、一時間）に渡って、放置されることで、処理水中より抜け出る。なお、低減開始工程Ｓ６１では、系統全体やバッファタンク１０を９０℃以上（例えば、９５℃程度）に加熱することで、処理水を加熱してもよい。処理水が加熱されることで、処理水中の炭酸がより抜け出やすくなる。

時間判定工程Ｓ６２では、判定を開始してから予め定めた時間が経過したか否かを判定する。本実施形態の時間判定工程Ｓ６２では、初めて実施される場合には、炭酸の低減を開始してから（低減開始工程Ｓ６１の開始後）に所定時間が経過したかを判定する。ここで、所定時間とは例えば一時間である。また、時間判定工程Ｓ６２では、二回目以上実施される場合には、目標添加量取得工程Ｓ６３を実施してから一定の時間が経過したかを判定する。ここで、一定の時間とは、所定時間と同じあってもよく、異なっていてもよい。本実施形態の一定の時間は、所定時間と同様に、一時間である。

目標添加量取得工程Ｓ６３は、時間判定工程Ｓ６２で予め定めた時間が経過したと判定された場合に、実施される。目標添加量取得工程Ｓ６３では、目標添加量を取得する。目標添加量とは、目標添加量取得工程Ｓ６３を実施した時点での処理水を目標とするｐＨのアルカリ性の溶液とするために必要なｐＨ調整剤の添加量である。ここで、目標とする処理水のｐＨの値を目標ｐＨとする。本実施形態の目標ｐＨは、例えばｐＨ１０である。また、添加量が取得されるｐＨ調整剤は、アルカリ金属の水酸化物であればよく、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が用いられる。目標添加量取得工程Ｓ６３は、取得回数判定工程Ｓ６４や基準値判定工程Ｓ６５の判定結果に応じて、再度実施される。目標添加量取得工程Ｓ６３が再度実施される場合には、直前に目標添加量を取得してから一定の時間が経過した後に、タンク中の処理水に対する目標添加量が再度取得される。

具体的には、目標添加量取得工程Ｓ６３では、まず、バッファタンク１０に一定時間保持された処理水をサンプリングする。サンプリングした処理水のｐＨの値をセンサ等で測定して対象ｐＨとして取得する。その後、対象ｐＨ及び目標ｐＨを超えた値である超過ｐＨ（例えば、ｐＨ１１）となるように水酸化ナトリウムを処理水に添加する。超過ｐＨとなった処理水に硫酸を用いて目標ｐＨとなるように滴定する。この際、超過ｐＨとするために添加された水酸化ナトリウムの添加量と、目標ｐＨとするために添加された硫酸の添加量とに基づいて、目標添加量は制御部３０で算出されて記憶される。

取得回数判定工程Ｓ６４は、目標添加量取得工程Ｓ６３後に実施される。取得回数判定工程Ｓ６４では、目標添加量を取得した回数が二回目以上か否かが判定される。目標添加量を取得した回数が一回目の場合には、時間判定工程Ｓ６２が再度実施される。目標添加量を取得した回数が二回目以上の場合には、基準値判定工程Ｓ６５が実施される。

基準値判定工程Ｓ６５は、取得回数判定工程Ｓ６４後に実施される。基準値判定工程Ｓ６５では、再度取得された目標添加量と、目標添加量を再度取得する工程に対して一定の時間経過前に取得された目標添加量との差分が予め定めた基準値を下回っているか否かが判定される。ここで、基準値とは、処理水の炭酸の濃度の変化量を表す値であって、処理水中から炭酸が抜け出ているとみなせる値である。具体的は、基準値判定工程Ｓ６５では、直前（ｎ回目の目標添加量取得工程Ｓ６３）に取得された目標添加量と、そのさらに前（ｎ－１回目の目標添加量取得工程Ｓ６３）に取得された目標添加量との差分が制御部３０によって取得される。その後、制御部３０では、取得された差分が基準値を下回っているか否かが判定される。差分が基準値を上回っている場合には、時間判定工程Ｓ６２が再度実施される。差分が基準値を下回っている場合には、低減終了工程Ｓ６６が実施される。

低減終了工程Ｓ６６では、処理水中の炭酸の低減が終了される。低減終了工程Ｓ６６の終了時に、処理水がバッファタンク１０から除去部２０に送られる。

浄化工程Ｓ７は、炭酸低減工程Ｓ６後に実施される。本実施形態の浄化工程Ｓ７では、除染工程Ｓ４で除去しきれなかったクロム、鉄、ニッケル、及びコバルトが除去部２０で除去される。具体的には、浄化工程Ｓ７では、例えば、除去部２０に配置されたイオン交換樹脂等の吸着材を用いて、処理水中に含まれるクロム、鉄、ニッケル、及びコバルト等の放射性核種や、これら放射性核種で汚染された残留成分（シュウ酸等のイオン）を除去することで除染が行われる。その後、除染対象物Ｚの線量を測定し、十分に線量が低下している場合には、化学除染方法Ｓ１が終了される。また、除染対象物Ｚの線量が未だ高い場合には、必要に応じて酸化工程Ｓ２から浄化工程Ｓ７が繰り返し実施される。除染された処理水は、次サイクル以降で再び利用することができる。

酸化工程Ｓ２から浄化工程Ｓ７が再度繰り返される場合であって、次の酸化工程Ｓ２が処理水をアルカリ性にして実施される場合には、浄化工程Ｓ７後にｐＨ調整剤が添加される。その際、炭酸低減工程Ｓ６において最後に取得された目標添加量の水酸化ナトリウムが処理水に添加される。これにより、処理水がｐＨ１０程度とされてアルカリ性になる。

（作用効果）
上記のような化学除染方法Ｓ１によれば、炭酸が含まれた状態の処理水に対して水酸化ナトリウムの目標添加量が一定の時間を空けて複数回にわたって取得される。そして、基準値判定工程Ｓ６５によって、一定の時間を経過する前後での目標添加量の差分が基準値を下回っているか否かが判定されている。そのため、目標添加量の差分が基準値を下回った場合には、時間経過に伴う処理水の炭酸の濃度の変化量が小さくなっていることがわかる。つまり、処理水の炭酸の濃度がほとんど変化しておらず、処理水中から炭酸が抜け出たことが判定できる。したがって、処理水中の炭酸の除去状況を高い精度で把握することができる。これにより、炭酸の影響を最小限に抑えることができ、処理水のｐＨを調整するために添加するｐＨ調整剤の量も低減することができる。その結果、余剰水やイオン交換樹脂等の最終的に出される放射性廃棄物の量を抑えることができる。

また、基準値を上回っていると判定した場合に、一定の時間が経過してから再び処理水に対する目標添加量が取得されている。そのため、基準値を下回るまで、炭酸の除去状況を確認することができる。したがって、処理水中の炭酸の除去の終了時点を高い精度で把握することができる。

また、目標添加量取得工程Ｓ６３において、サンプリングした処理水を超過ｐＨとなるように多量の水酸化ナトリウムを添加している。そのため、処理水中の炭酸を水酸化ナトリウムと反応させて、炭酸水素ナトリウムとすることができる。その結果、サンプリングした処理水から炭酸が自然に抜け出てしまうことが抑えられる。これにより、サンプリングした時点での炭酸の濃度を高い精度で把握することができる。さらに、このような状態としてから滴定を行うことで、サンプリングした時点での炭酸の含有量に応じた目標添加量を正確に取得することができる。したがって、より高い精度で処理水中の炭酸の除去状況を把握することができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の炭酸低減工程の第二実施形態について、図５を参照して説明する。第二実施形態で示す炭酸低減工程は、ホウ酸の影響を考慮している点が第一実施形態と異なっている。したがって、第二実施形態の説明においては、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。

図５に示すように、第二実施形態の炭酸低減工程Ｓ６Ａは、低減開始工程Ｓ６１の前のホウ酸測定工程Ｓ６７を有する。ホウ酸測定工程Ｓ６７では、処理水中のホウ酸の濃度をホウ酸測定値として取得する。具体的には、本実施形態のホウ酸測定工程Ｓ６７では、バッファタンク１０に保持された処理水をサンプリングする。サンプリングした処理水におけるホウ酸の濃度をホウ酸測定値としてセンサ等で測定して取得する。取得したホウ酸測定値の情報は制御部３０に送られて記憶される。

第二実施形態の目標添加量取得工程Ｓ６３０では、ホウ酸測定値に基づいて、目標添加量が取得される。具体的には、第一実施形態と同様の方法で取得された目標添加量に対して、弱酸であるホウ酸の影響を中和するために必要とされるホウ酸測定値（ホウ酸の量）に応じた水酸化ナトリウムの添加量が加算される。ホウ酸測定値に応じた水酸化ナトリウムの添加量としては、例えば、ホウ酸が１００ｐｐｍの場合には水酸化ナトリウムの添加量は８ｍｍｏｌ／Ｌである。

（作用効果）
このような方法によれば、炭酸だけでなく、ｐＨの調整に及ぼす処理水中のホウ酸の影響を定量化することができる。したがって、処理水から自然に抜け出ないホウ酸が処理水に含まれていたとしても、処理水を所望のｐＨに安定して調整することができる。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の炭酸低減工程の第三実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。第三実施形態で示す炭酸低減工程は、評価滴定工程を実施する点が第二実施形態と異なっている。したがって、第三実施形態の説明においては、第一実施形態及び第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。

図６に示すように、第三実施形態の炭酸低減工程Ｓ６Ｂは、基準値判定工程Ｓ６５後であって低減終了工程Ｓ６６前に評価滴定工程Ｓ６８を有する。評価滴定工程Ｓ６８は、基準値判定工程Ｓ６５において、差分が基準値を下回っていると判定された場合に実施される。評価滴定工程Ｓ６８では、サンプリングした時点での処理水中に炭酸が残留しているか否かが判定される。評価滴定工程Ｓ６８は、対象ｐＨ取得工程Ｓ６８１と、超過ｐＨ調整工程Ｓ６８２と、第一滴定目標添加量取得工程Ｓ６８３と、対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４と、第二滴定目標添加量取得工程Ｓ６８５と、滴定判定工程Ｓ６８６とを有している。

対象ｐＨ取得工程Ｓ６８１では、バッファタンク１０から処理水をサンプリングする。サンプリングした処理水のｐＨの値をセンサ等で測定して対象ｐＨとして取得する。本実施形態では、対象ｐＨは、目標添加量取得工程Ｓ６３でも取得される。そのため、目標添加量取得工程Ｓ６３で取得した対象ｐＨを利用してもよい。

超過ｐＨ調整工程Ｓ６８２は、対象ｐＨ取得工程Ｓ６８１後に実施される。超過ｐＨ調整工程Ｓ６８２では、目標ｐＨよりも大きな値である超過ｐＨとなるように、サンプリングした処理水に水酸化ナトリウムを添加して滴定によってｐＨ調整する。

第一滴定目標添加量取得工程Ｓ６８３は、超過ｐＨ調整工程Ｓ６８２後に実施される。第一滴定目標添加量取得工程Ｓ６８３では、超過ｐＨとなった処理水に硫酸を用いて目標ｐＨとなるように滴定する。第一滴定目標添加量取得工程Ｓ６８３では、超過ｐＨ調整工程Ｓ６８２で滴定された水酸化ナトリウムの添加量と、第一滴定目標添加量取得工程Ｓ６８３で滴定された硫酸の添加量とに基づいて、目標添加量が制御部３０で算出される。算出された目標添加量は、第一滴定目標添加量として制御部３０に記憶される。

対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４は、第一滴定目標添加量取得工程Ｓ６８３後に実施される。対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４では、第一滴定目標添加量を取得後に、処理水のｐＨが対象ｐＨとなるように硫酸を添加する。対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４では、目標ｐＨの処理水に硫酸を添加して対象ｐＨとなるように滴定によってｐＨ調整する。つまり、対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４では、硫酸が添加された目標ｐＨとなった処理水に対して、さらに硫酸を添加する。これにより、処理水のｐＨの値が対象ｐＨまで低下させるように調整される。その際、処理水は酸性となっていることが好ましい。対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４では、対象ｐＨとなった処理水は、ある程度の時間（例えば、数十分）攪拌される。

第二滴定目標添加量取得工程Ｓ６８５は、対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４後に実施される。第二滴定目標添加量取得工程Ｓ６８５では、対象ｐＨとした処理水に水酸化ナトリウムを用いて目標ｐＨとなるように滴定する。目標添加量を第二滴定目標添加量として取得する。第二滴定目標添加量取得工程Ｓ６８５では、対象ｐＨ調整工程Ｓ６８４で滴定された硫酸の添加量と、第二滴定目標添加量取得工程Ｓ６８５で滴定した水酸化ナトリウムの添加量とに基づいて、制御部３０で目標添加量が算出される。算出された目標添加量は、第二滴定目標添加量として制御部３０に記憶される。

滴定判定工程Ｓ６８６は、第二滴定目標添加量取得工程Ｓ６８５後に実施される。滴定判定工程Ｓ６８６では、第一滴定目標添加量と、第二滴定目標添加量との差分が予め定めた判定値を下回っているか否かを判定する。ここで、判定値とは、第一滴定目標添加量と第二滴定目標添加量との差分の大きさを表す０に近い値であって、処理水中に炭酸が含まれていないとみなせる値である。具体的は、滴定判定工程Ｓ６８６では、第一滴定目標添加量と第二滴定目標添加量との差分が判定値を上回っている場合には、サンプリングした時点では処理水中に炭酸が残っていることを表している。つまり、処理水が、炭酸を低減させる処理をさらに継続させることが必要な状態であることを示している。そのため、差分が判定値を上回っている場合には、時間判定工程Ｓ６２が再度実施される。一方、この差分が判定値を下回っている場合には、サンプリングした時点で処理水中に炭酸がほとんど残っていないことを表している。つまり、処理水が、炭酸を低減させる処理が必要でない状態であることを示している。差分が判定値を下回っている場合には、低減終了工程Ｓ６６が実施される。

（作用効果）
このような方法によれば、評価滴定工程Ｓ６８によって、サンプリングした時点で処理水中に炭酸が残留しているか否かを確認することができる。評価滴定工程Ｓ６８を実施しない場合には、処理水中に炭酸が残留していなくとも、複数回にわたってサンプリングを実施して目標添加量を取得して差分を判定して炭酸が抜けているか否かを確認する必要がある。つまり、実際には処理水中に炭酸が残留していなくとも、時間をかけて判定する必要がある。しかしながら、評価滴定工程Ｓ６８によってサンプリングした時点での処理水中に、炭酸が残留していないことが判定できる。そのため、炭酸低減工程Ｓ６Ｂを実施する時間を短縮できる。したがって、高い精度で効率良く処理水中の炭酸の除去状況を把握することができる。

（実施形態の他の変形例）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本開示の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本開示は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

なお、炭酸低減工程Ｓ６、Ｓ６Ａ、Ｓ６Ｂは、本実施形態のように分解工程Ｓ５と浄化工程Ｓ７との間に実施されることに限定されるものではない。炭酸低減工程Ｓ６は、処理水中に炭酸が含まれていれば、どのようなタイミングで実施されてもよい。また、炭酸低減工程Ｓ６は、次のサイクルで実施される酸化工程Ｓ２が酸性の処理水に対して実施される場合には、実施自体を省略してもよい。

また、アルカリ金属の水酸化物は、水酸化ナトリウムであることに限定されるものではない。ｐＨ調整剤は、処理水を目標ｐＨのアルカリ性の溶液にすることが可能なアルカリ金属の水酸化物であればよく、例えば水酸化カリウム（ＫＭｎＯ_４）であってもよい。

＜付記＞
各実施形態に記載の化学除染方法Ｓ１は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る化学除染方法Ｓ１は、ニッケル基合金を含む部材を有する原子力プラントの系統に対して、炭酸を含む処理水によって化学除染を行う化学除染方法Ｓ１であって、前記処理水をタンクに保持された前記処理水中の炭酸を低減する工程を有し、前記炭酸を低減する工程は、前記タンク中の前記処理水を目標とするｐＨとするために必要なアルカリ金属の水酸化物の添加量である目標添加量を取得する工程と、前記目標添加量を取得して一定の時間が経過した後に、前記タンク中の前記処理水に対する前記目標添加量を再度取得する工程と、再度取得された前記目標添加量と、前記目標添加量を再度取得する工程に対して前記一定の時間経過前に取得された前記目標添加量との差分が予め定めた基準値を下回っているか否かを判定する工程とを含む。

このような化学除染方法Ｓ１によれば、炭酸が含まれた状態の処理水に対してアルカリ金属の水酸化物の目標添加量が一定の時間を経過する前後でそれぞれ取得される。そして、一定の時間を経過する前後での目標添加量の差分が基準値を下回っているか否かが判定されている。そのため、取得した時間の異なる目標添加量の差分が基準値を下回った場合には、時間経過に伴う処理水の炭酸の濃度の変化量が小さくなっていることがわかる。つまり、処理水の炭酸の濃度がほとんど変化しておらず、処理水中から炭酸が抜け出たことが判定できる。したがって、処理水中の炭酸の除去状況を高い精度で把握することができる。

（２）第２の態様に係る化学除染方法Ｓ１は、（１）の化学除染方法Ｓ１であって、前記判定する工程で基準値を上回っていると判定した場合に、前記タンク中の前記処理水に対する前記目標添加量を再度取得してもよい。

このような化学除染方法Ｓ１によれば、基準値を上回っていると判定した場合に、一定の時間が経過してから再び処理水に対する目標添加量が取得されている。そのため、基準値を下回るまで、炭酸の除去状況を確認することができる。したがって、処理水中の炭酸の除去の終了時点を高い精度で把握することができる。

（３）第３の態様に係る化学除染方法Ｓ１は、（１）又は（２）の化学除染方法Ｓ１であって、前記炭酸を低減する工程は、前記処理水中のホウ酸の濃度をホウ酸測定値として取得する工程を更に含み、前記目標添加量は、前記ホウ酸測定値に基づいて取得されてもよい。

このような化学除染方法Ｓ１によれば、炭酸だけでなく処理水中のホウ酸の影響を定量化することができる。したがって、処理水から自然に抜け出ないホウ酸が処理水に含まれていたとしても、処理水を所望のｐＨに安定して調整することができる。

（４）第４の態様に係る化学除染方法Ｓ１は、（１）から（３）のいずれか一つの化学除染方法Ｓ１であって、前記タンクから前記処理水をサンプリングして、サンプリングした前記処理水のｐＨの値を対象ｐＨとして取得する工程と、前記目標ｐＨよりも大きな値である超過ｐＨとなるように、サンプリングした前記処理水に前記アルカリ金属の水酸化物を用いてｐＨ調整する工程と、前記目標ｐＨとなるように前記超過ｐＨとなった前記処理水に硫酸を用いて滴定し、滴定された前記硫酸の添加量と、前記超過ｐＨとなるように添加された前記アルカリ金属の水酸化物の添加量とに基づいて前記目標添加量を算出し、第一滴定目標添加量として取得する工程と、前記第一滴定目標添加量を取得後に、前記対象ｐＨとなるように前記目標ｐＨとなった前記処理水に前記硫酸を用いて滴定する工程と、前記目標ｐＨとなるように前記対象ｐＨとなった前記処理水に前記アルカリ金属の水酸化物を用いてｐＨ調整し、添加された前記アルカリ金属の水酸化物の添加量と前記対象ｐＨとなるように滴定された前記硫酸の添加量とに基づいて前記目標添加量を算出し、第二滴定目標添加量として取得する工程と、前記第一滴定目標添加量と、前記第二滴定目標添加量との差分が予め定めた判定値を下回っているか否かを判定する工程とを含んでいてもよい。

このような化学除染方法Ｓ１によれば、第一滴定目標添加量と第二滴定目標添加量との差分が判定値を下回っているか否かを判定することで、サンプリングした時点での処理水中に炭酸が残留しているか否かを確認することができる。サンプリングした時点での処理水中に炭酸が残留していないことが判定できることで、炭酸処理工程を実施する時間を短縮できる。したがって、高い精度で効率良く処理水中の炭酸の除去状況を把握することができる。

Ｚ 除染対象物
Ｐ 原子力発電プラント
５１ 燃料棒
５０ 加圧水型原子炉
５２ 加圧器
５３ 蒸気発生器
５４ 一次冷却材ポンプ
５６ 蒸気タービン
５７ 発電機
５８ 復水器
５９ 給水ポンプ
５５ａ、５５ｂ 一次冷却水配管
５５ｂ 一次冷却水配管
５５ｃ 蒸気配管
５５ｄ 給水配管
Ｓ１ 化学除染方法
Ｓ２ 酸化工程
Ｓ３ 還元工程
Ｓ４ 除染工程
Ｓ５ 分解工程
Ｓ６、Ｓ６Ａ、Ｓ６Ｂ 炭酸低減工程
Ｓ７ 浄化工程
１０ バッファタンク
２０ 除去部
３０ 制御部
Ｓ６１ 低減開始工程
Ｓ６２ 時間判定工程
Ｓ６３、Ｓ６３０ 目標添加量取得工程
Ｓ６４ 取得回数判定工程
Ｓ６５ 基準値判定工程
Ｓ６６ 低減終了工程
Ｓ６７ ホウ酸測定工程
Ｓ６８ 評価滴定工程
Ｓ６８１ 対象ｐＨ取得工程
Ｓ６８２ 超過ｐＨ調整工程
Ｓ６８３ 第一滴定目標添加量取得工程
Ｓ６８４ 対象ｐＨ調整工程
Ｓ６８５ 第二滴定目標添加量取得工程
Ｓ６８６ 滴定判定工程

Claims (4)

1. ニッケル基合金を含む部材を有する原子力プラントの系統に対して、炭酸を含む処理水によって化学除染を行う化学除染方法であって、
   前記処理水をタンクに保持して前記処理水中の炭酸を低減する工程を有し、
   前記炭酸を低減する工程は、
   前記タンク中の前記処理水を目標とするｐＨとするために必要なアルカリ金属の水酸化物の添加量である目標添加量を取得する工程と、
   前記目標添加量を取得して一定の時間が経過した後に、前記タンク中の前記処理水に対する前記目標添加量を再度取得する工程と、
   再度取得された前記目標添加量と、前記目標添加量を再度取得する工程に対して前記一定の時間経過前に取得された前記目標添加量との差分が予め定めた基準値を下回っているか否かを判定する工程とを含む化学除染方法。
2. 前記判定する工程で基準値を上回っていると判定した場合に、前記タンク中の前記処理水に対する前記目標添加量を再度取得する請求項１に記載の化学除染方法。
3. 前記炭酸を低減する工程は、前記処理水中のホウ酸の濃度をホウ酸測定値として取得する工程を更に含み、
   前記目標添加量は、前記ホウ酸測定値に基づいて取得される請求項１又は２に記載の化学除染方法。
4. 前記タンクから前記処理水をサンプリングして、サンプリングした前記処理水のｐＨの値を対象ｐＨとして取得する工程と、
   前記目標ｐＨよりも大きな値である超過ｐＨとなるように、サンプリングした前記処理水に前記アルカリ金属の水酸化物を用いてｐＨ調整する工程と、
   前記目標ｐＨとなるように前記超過ｐＨとなった前記処理水に硫酸を用いて滴定し、滴定された前記硫酸の添加量と、前記超過ｐＨとなるように添加された前記アルカリ金属の水酸化物の添加量とに基づいて前記目標添加量を算出し、第一滴定目標添加量として取得する工程と、
   前記第一滴定目標添加量を取得後に、前記対象ｐＨとなるように前記目標ｐＨとなった前記処理水に前記硫酸を用いて滴定する工程と、
   前記目標ｐＨとなるように前記対象ｐＨとなった前記処理水に前記アルカリ金属の水酸化物を用いてｐＨ調整し、添加された前記アルカリ金属の水酸化物の添加量と前記対象ｐＨとなるように滴定された前記硫酸の添加量とに基づいて前記目標添加量を算出し、第二滴定目標添加量として取得する工程と、
   前記第一滴定目標添加量と、前記第二滴定目標添加量との差分が予め定めた判定値を下回っているか否かを判定する工程とを含む請求項１から３の何れか一項に記載の化学除染方法。

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