JP7355596B2 - Method for estimating contamination depth of concrete body, method for determining scooping depth, and method for removing contamination - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート体の汚染深度の推定方法、斫り深さの決定方法及び汚染除去方法に関する。 The present invention relates to a method for estimating the depth of contamination of a concrete body, a method for determining the depth of excavation, and a method for removing contamination.
有害金属元素又は放射性核種を含む水（汚染水）が接触して汚染されたコンクリート体では、汚染水がコンクリート体に浸透して、コンクリート体の表面だけでなく、内部まで汚染される。前記有害金属としては、ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、クロム（Ｃｒ）、水銀（Ｈｇ）及び鉛（Ｐｂ）等が挙げられる。前記放射性核種としては、ストロンチウム９０（９０Ｓｒ，半減期２９年）、セシウム１３４（１３４Ｃｓ，半減期２年）、セシウム１３７（１３７Ｃｓ，半減期３０年）、ウラン２３５（２３５Ｕ，半減期７億４００万年）、プルトニウム２３９（２３９Ｐｕ，半減期２４１１０年）及びアメリシウム２４１（２４１Ａｍ，半減期４３２年）等が挙げられる。これらの有害金属又は放射性核種によって汚染されたコンクリート体は、それ自体が有害金属又は放射性核種の汚染源となるので、汚染を除去する必要がある。
When a concrete body is contaminated by contact with water containing toxic metal elements or radionuclides (contaminated water), the contaminated water permeates the concrete body and contaminates not only the surface of the concrete body but also the inside thereof. Examples of the harmful metals include arsenic (As), cadmium (Cd), chromium (Cr), mercury (Hg), and lead (Pb). The radionuclides include strontium-90 ( 90 Sr, half-life 29 years), cesium-134 ( 134 Cs, half-
コンクリート体の除染作業を開始する前の時点では、汚染されたコンクリート体の表面からどの程度の深さまで放射能汚染が浸透しているのかが全く不明である。このため、除染対象のコンクリート体の表面を少し削り取ってはサーベイメータ等の放射線測定機器によって放射線を測定するという作業を繰り返し行うことになり、除染作業に相当の時間を要してしまう。また、確実に除染するために、汚染されていない深さまで余分に削り取ると、廃棄物量が増大してしまう。さらに、９０Ｓｒ及び１３７Ｃｓは、ＧＭサーベイメータ又はＮａＩシンチレーションサーベイメータ等を使用して素早く測定できるが、２３５Ｕ又は２３９Ｐｒは、これらの測定機器では測定できないので、手間及び時間がかかる分析を行う必要がある。従って、除染効果を素早く確認することは困難であり、除染作業に長時間を要している。そこで、汚染されたコンクリート体の表面からの深さごとに放射能量を推定する方法が求められており、放射性核種を含む放射能汚染水のコンクリート体への浸透実験を行って基礎データを収集し、収集されたデータを基に推定する方法が用いられている。 Before decontamination of concrete bodies begins, it is completely unclear how deep the radioactive contamination has penetrated from the surface of the contaminated concrete body. For this reason, it is necessary to repeatedly scrape away a small amount of the surface of the concrete object to be decontaminated and measure the radiation using a radiation measuring device such as a survey meter, resulting in a considerable amount of time required for the decontamination work. In addition, if extra scraping is done to a depth that is not contaminated in order to ensure decontamination, the amount of waste will increase. Furthermore, 90 Sr and 137 Cs can be quickly measured using a GM survey meter or NaI scintillation survey meter, etc., but 235 U or 239 Pr cannot be measured with these measuring instruments, so it is necessary to perform a laborious and time-consuming analysis. There is. Therefore, it is difficult to quickly confirm the effectiveness of decontamination, and decontamination work takes a long time. Therefore, there is a need for a method to estimate the amount of radioactivity at each depth from the surface of a contaminated concrete body, and basic data is collected by conducting an experiment in which radioactively contaminated water containing radionuclides penetrates into a concrete body. , a method of estimating based on collected data is used.
しかし、浸透実験でコンクリート体の表面から深さごとの放射能量を推定する方法では、実験時のコンクリート体の乾燥状態や浸透する際の水圧等によって、同じ濃度の放射能汚染水であってもコンクリート体への浸透具合が変動してばらついてしまう。そのため、浸透実験では放射能汚染水によって汚染されたコンクリート体の表面からの深さごとの放射能量を定量的に推定することが困難であるという問題を有している。 However, in the method of estimating the amount of radioactivity at each depth from the surface of the concrete body in a penetration experiment, even if the radioactivity contaminated water has the same concentration, it depends on the dryness of the concrete body at the time of the experiment and the water pressure at the time of penetration. The degree of penetration into the concrete body fluctuates and varies. Therefore, in penetration experiments, there is a problem in that it is difficult to quantitatively estimate the amount of radioactivity at each depth from the surface of a concrete body contaminated with radioactively contaminated water.
この問題に対して、汚染されたコンクリート体の表面から深さごとの放射能量の浸透状態を定量的に推定することが可能な放射能汚染深度シミュレーション方法として、分配平衡による浸透モデルを用いた放射能汚染深度シミュレーション方法が提案されている（特許文献１）。 To solve this problem, a radioactive contamination depth simulation method that can quantitatively estimate the permeation state of radioactivity at each depth from the surface of a contaminated concrete body is based on a radiation penetration model based on distribution equilibrium. A contamination depth simulation method has been proposed (Patent Document 1).
しかし、特許文献１に記載された放射能汚染深度シミュレーション方法は、対象とする有害金属元素（以下「目的元素」という場合がある。）又は放射性核種（以下「目的核種」という場合がある。）のコンクリートへの吸着及び溶解のみを考慮した深度分布予測であり、コンクリートと汚染水との接触時間を考慮していない。そのため、接触時間が数年間以内の短期間の浸透であれば、優れた精度で放射能汚染深度を予測可能であるが、接触時間が１０年を超える長期間の浸透では、放射能汚染深度の予測精度が低下する。
また、拡散モデルによる深度分布予測では、拡散方程式を解くことにより深度分布の時間変化を明らかにできるが、拡散方程式の中で使われる拡散係数を測定するのに時間がかかる。拡散係数の測定は、コンクリート試験体を目的元素が溶解した液体に一定時間浸し、目的元素をコンクリート内に浸透させ、試験体を薄くスライスし、目的元素の深度分布を測定することにより拡散係数が求まるが、数ヶ月～数年間の浸透時間を要する。
However, the method for simulating the depth of radioactive contamination described in
In addition, when predicting depth distribution using a diffusion model, it is possible to clarify temporal changes in depth distribution by solving a diffusion equation, but it takes time to measure the diffusion coefficient used in the diffusion equation. To measure the diffusion coefficient, a concrete specimen is immersed in a liquid in which the target element is dissolved for a certain period of time, the target element is allowed to penetrate into the concrete, the specimen is sliced thinly, and the depth distribution of the target element is measured. However, it takes several months to several years for penetration to occur.
そこで、本発明は、短時間で精度よく汚染深度を推定できる、コンクリート体の汚染深度の推定方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for estimating the depth of contamination of a concrete body, which can estimate the depth of contamination accurately in a short time.
［１］ 有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水が接触して汚染されたコンクリート体の汚染深度の推定方法であって、下記式（１）を満たすｘの最小値ｘｍｉｎを求めるステップを含む、コンクリート体の汚染深度の推定方法。
ｘは、コンクリート体の汚染水との接触面からの深さであり、
ｔは、コンクリート体と汚染水との接触開始からの時間であり、
Ｃ０は、対象とする有害金属元素（以下「目的元素」という。）又は対象とする放射性核種（以下「目的核種」という。）について、予め定めた基準値であり、
Ｃ（ｘ，ｔ）は、コンクリート体の汚染水との接触面からの深さｘ、コンクリート体と汚染水との接触開始からの時間ｔにおける目的元素又は目的核種の濃度であり、下記式（２）で表される。
Ｄは、下記式（３）によって算出される目的元素又は目的核種のコンクリート中での拡散係数である。
φは、コンクリートの空隙率であり、
Ｋｄは、目的元素又は目的核種とセメントペースト硬化物の粉末との分配係数であり、 Ｄｗは、下記式（４）によって計算されるコンクリート中の水の拡散係数である。
φは、式（３）中におけるφと同一である。
［２］ 前記コンクリートの空隙率φを、コンクリート試料を用いた実験によって測定される質量、水中質量、体積及び水の密度から、下記式（５）によって計算する、［１］に記載のコンクリート体の汚染深度の推定方法。
ρＷは、水の密度であり、
Ｗ２は、コンクリート試料の質量であり
Ｗ１は、コンクリート試料の水中質量であり、
Ｖはコンクリート試料の体積である。
［３］ 前記目的元素又は目的核種とセメントペースト硬化物の粉末との分配係数Ｋｄを、セメントペースト硬化物の粉末を既知量の目的元素又は目的核種を溶かした水溶液中で撹拌し、撹拌前後の水溶液中の目的元素又は目的核種の濃度測定を行い、下記式（６）によって計算する、［１］又は［２］に記載のコンクリート体の汚染深度の推定方法。
Ｃ１は、撹拌前の水溶液中の目的元素又は目的核種の質量であり、
Ｃ２は、セメントペースト硬化物の粉末と撹拌した後の水溶液中の目的元素又は目的核種の質量であり、
Ｍａｑは、水溶液の質量であり、
Ｍｃｏｎｃは、セメントペースト硬化物の粉末の質量である。
［４］ ［１］～［３］のいずれか１つに記載のコンクリート体の汚染深度の推定方法によって前記ｘｍｉｎを求めるステップと、
コンクリート体の斫り深さを前記ｘｍｉｎ以上の深さに決定するステップと
を含む、有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水が接触して汚染されたコンクリート体の斫り深さの決定方法。
［５］ ［４］に記載のコンクリート体の斫り深さの決定方法によってコンクリート体の斫り深さを決定するステップと、
決定した斫り深さで前記コンクリート体を斫るステップと
を含む、有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水が接触して汚染されたコンクリート体の汚染除去方法。
[1] A method for estimating the depth of contamination of a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing toxic metal elements or radionuclides, including the step of determining the minimum value x min of x that satisfies the following formula (1). , a method for estimating the contamination depth of concrete bodies.
x is the depth from the contact surface of the concrete body with contaminated water,
t is the time from the start of contact between the concrete body and contaminated water,
C0 is a predetermined standard value for the target toxic metal element (hereinafter referred to as "target element") or target radionuclide (hereinafter referred to as "target nuclide"),
C(x, t) is the concentration of the target element or target nuclide at the depth x from the contact surface of the concrete body with contaminated water and the time t from the start of contact between the concrete body and contaminated water, and is expressed by the following formula ( 2).
D is the diffusion coefficient of the target element or target nuclide in concrete calculated by the following formula (3).
φ is the porosity of concrete,
K d is the distribution coefficient between the target element or target nuclide and the powder of the cured cement paste, and D w is the diffusion coefficient of water in concrete calculated by the following formula (4).
φ is the same as φ in equation (3).
[2] The concrete body according to [1], wherein the porosity φ of the concrete is calculated by the following formula (5) from the mass measured by an experiment using a concrete sample, the underwater mass, the volume, and the density of water. A method for estimating the depth of contamination.
ρ W is the density of water,
W 2 is the mass of the concrete sample, W 1 is the mass of the concrete sample in water,
V is the volume of the concrete sample.
[3] The distribution coefficient K d between the target element or target nuclide and the powder of the cured cement paste is determined by stirring the powder of the cured cement paste in an aqueous solution containing a known amount of the target element or nuclide before and after stirring. The method for estimating the contamination depth of a concrete body according to [1] or [2], wherein the concentration of the target element or target nuclide in the aqueous solution is measured and calculated by the following formula (6).
C 1 is the mass of the target element or target nuclide in the aqueous solution before stirring,
C2 is the mass of the target element or target nuclide in the aqueous solution after stirring with the powder of the cured cement paste,
M aq is the mass of the aqueous solution,
M conc is the mass of the powder of the cured cement paste.
[4] Determining the x min by the method for estimating the contamination depth of a concrete body according to any one of [1] to [3];
A method for determining the scooping depth of a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing toxic metal elements or radionuclides, the method comprising: determining the scooping depth of the concrete body to a depth equal to or more than x min . .
[5] Determining the depth of the concrete body by the method for determining the depth of the concrete body described in [4];
A method for decontaminating a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing harmful metal elements or radionuclides, the method comprising the step of scooping the concrete body at a determined scooping depth.
本発明によれば、短時間で精度よく汚染深度を推定できる、コンクリート体の汚染深度の推定方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for estimating the depth of contamination of a concrete body, which can estimate the depth of contamination accurately in a short time.
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
「セメントペースト」は、セメントと水との混合物であって、未硬化のものを意味する。
「セメントペースト硬化物」は、セメントペーストを硬化したものを意味する。
「コンクリート」は、セメントと水と骨材との混合物を硬化したものを意味する。
「コンクリートのモルタル部分」は、コンクリートのうち、骨材を除いた部分を意味する。
「コンクリート体」は、コンクリートで構成される構造物を意味する。
「濃度」は化学的な濃度に限定されず、単位時間あたりのカウント数等、対象とする有害金属元素又は放射性核種に応じたものを使用できる。
"~" indicating a numerical range means that the numerical values written before and after it are included as lower and upper limits.
"Cement paste" means an uncured mixture of cement and water.
"Cement paste cured product" means a cured cement paste.
"Concrete" means a hardened mixture of cement, water and aggregate.
"Mortar part of concrete" means the part of concrete excluding aggregate.
"Concrete body" means a structure composed of concrete.
The "concentration" is not limited to chemical concentration, and can be anything depending on the target harmful metal element or radionuclide, such as the number of counts per unit time.
［汚染深度の推定方法］
有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水との接触によって汚染されたコンクリート体における目的元素（対象とする有害金属元素をいう。）又は目的核種（対象とする放射性核種をいう。）の濃度分布は、拡散方程式を用いて以下の式（Ａ）で表される。
ｘは、コンクリート体と汚染水との接触面からの深さである。
ｔは、コンクリート体と汚染水との接触開始からの時間（接触時間）である。
Ｄは、コンクリートのモルタル部分における目的元素又は目的核種の拡散係数である。ここで、モルタル部分における拡散係数を用いるのは、コンクリートに含まれる骨材には目的元素又は目的核種が拡散しにくく、もっぱらモルタル部分に拡散するからである。
Ｃ（ｘ，ｔ）は、前記深さｘ、前記接触時間ｔにおける目的元素又は目的核種の濃度である。
[Method of estimating contamination depth]
The concentration distribution of the target element (referring to the target hazardous metal element) or target nuclide (referring to the target radionuclide) in a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing hazardous metal elements or radionuclides is , is expressed by the following equation (A) using a diffusion equation.
x is the depth from the contact surface between the concrete body and contaminated water.
t is the time from the start of contact between the concrete body and contaminated water (contact time).
D is the diffusion coefficient of the target element or target nuclide in the mortar part of concrete. The reason why the diffusion coefficient in the mortar portion is used here is that the target element or target nuclide is difficult to diffuse into the aggregate contained in concrete, and diffuses exclusively into the mortar portion.
C(x, t) is the concentration of the target element or target nuclide at the depth x and the contact time t.
本発明のコンクリート体の汚染深度の推定方法は、Ｃ（ｘ，ｔ）及びＣ０について、下記式（１）を満たすｘの最小値ｘｍｉｎを求めるステップを含む。
Ｃ（ｘ，ｔ）、ｘ、ｔは、いずれも上述したとおりである。
Ｃ０は、目的元素又は目的核種について、予め定めた基準値である。
The method for estimating the contamination depth of a concrete body according to the present invention includes the step of finding the minimum value x min of x that satisfies the following formula (1) for C(x, t) and C 0 .
C(x, t), x, and t are all as described above.
C 0 is a predetermined reference value for the target element or target nuclide.
Ｃ０は、具体的には、例えば、目的元素又は目的核種の濃度がＣ０以下であれば、汚染していないとみなしてもよい（実質的に汚染されていない）と判断する、目的元素又は目的核種の濃度である。 Specifically, C 0 is a target element that is judged to be uncontaminated (substantially uncontaminated) if the concentration of the target element or target nuclide is C 0 or less. or the concentration of the target nuclide.
式（１）を満たすｘの最小値ｘｍｉｎは、ｘｍｉｎ以上の深さでは、目的元素又は目的核種の濃度がＣ０以下となることを示すものである。 The minimum value x min of x that satisfies equation (1) indicates that the concentration of the target element or target nuclide becomes C 0 or less at a depth of x min or more.
Ｃ（ｘ，ｔ）は、式（Ａ）の偏微分方程式を解いて、下記式（２）で表される。
拡散係数Ｄは、下記式（３）によって算出する。
前記Ｄｗは、下記式（４）によって算出する。
前記φは、予め与えられた値を用いてもよいし、コンクリート試料を用いた実験によって測定される質量、水中質量、体積及び水の密度から、下記式（５）によって算出してもよい。
式（５）中の各記号の意味は、以下のとおりである。
ρＷは、水の密度である。
Ｗ２は、コンクリート試料の質量である。
Ｗ１は、コンクリート試料の水中質量である。
Ｖはコンクリート試料の体積である。
The meaning of each symbol in formula (5) is as follows.
ρ W is the density of water.
W 2 is the mass of the concrete sample.
W 1 is the mass of the concrete sample in water.
V is the volume of the concrete sample.
ここで、計算例を示す。
ρｗ＝１０００ｋｇ／ｍ３、Ｖ＝１．００ｍ３、Ｗ１＝１４００ｋｇ、Ｗ２＝２２００ｋｇである場合、
φ＝１－（２２００－１４００）／（１０００×１．００）＝０．２（無次元量）
となる。
Here, a calculation example is shown.
When ρ w = 1000 kg/m 3 , V = 1.00 m 3 , W 1 = 1400 kg, W 2 = 2200 kg,
φ=1-(2200-1400)/(1000×1.00)=0.2 (dimensionless quantity)
becomes.
また、前記Ｋｄは、予め与えられた値を用いてもよいし、セメントペースト硬化物の粉末を既知量の目的元素又は目的核種を溶かした水溶液中で撹拌し、撹拌前後の水溶液中の目的元素又は目的核種の濃度測定を行い、下記式(６)によって算出してもよい。
Ｃ１は、撹拌前の水溶液中の目的元素又は目的核種の質量である。
Ｃ２は、セメントペースト硬化物の粉末と撹拌した後の水溶液中の目的元素又は目的核種の質量である。
Ｍａｑは、水溶液の質量である。
Ｍｃｏｎｃは、セメントペースト硬化物の粉末の質量である。
Further, the Kd may be a predetermined value, or the powder of the cured cement paste may be stirred in an aqueous solution containing a known amount of the target element or target nuclide, and the target element in the aqueous solution before and after stirring. Alternatively, the concentration of the target nuclide may be measured and calculated using the following formula (6).
C 1 is the mass of the target element or target nuclide in the aqueous solution before stirring.
C 2 is the mass of the target element or target nuclide in the aqueous solution after stirring with the powder of the cured cement paste.
M aq is the mass of the aqueous solution.
M conc is the mass of the powder of the cured cement paste.
ここで、計算例を示す。
Ｃ１＝１．００×１０－４ｋｇ、Ｃ２＝３．９８×１０－７ｋｇ、Ｍａｑ＝１．００ｋｇ、Ｍｃｏｎｃ＝０．０１ｋｇである場合、
Ｋｄ＝（１．００×１０－４－９．７６×１０－５）×（１．００／０．０１）／９．７６×１０－５＝２．５（無次元量）
となる。
Here, a calculation example is shown.
If C 1 =1.00×10 −4 kg, C 2 =3.98×10 −7 kg, M aq =1.00 kg, M conc =0.01 kg,
K d = (1.00×10 −4 −9.76×10 −5 )×(1.00/0.01)/9.76×10 −5 =2.5 (dimensionless quantity)
becomes.
［斫り深さの決定方法］
本発明のコンクリート体の斫り深さの決定方法は、上述した汚染深度の推定方法によって前記ｘｍｉｎを求めるステップと、斫り深さを前記ｘｍｉｎ以上の深さに決定するステップとを含む、有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水が接触して汚染されたコンクリート体の斫り深さの決定方法である。
斫り深さをｘｍｉｎ以上の深さに設定することによって、実質的に汚染されていない深さまでコンクリート体を斫ることができる。斫り深さをｘｍｉｎと設定すれば、過剰に斫ることがないので、廃棄物量を減らすことができる。
[How to determine cutting depth]
The method for determining the scooping depth of a concrete body according to the present invention includes the steps of determining the x min by the above-described method for estimating the contamination depth, and determining the scooping depth to be at least the x min . This is a method for determining the scooping depth of a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing toxic metal elements or radionuclides.
By setting the scooping depth to a depth greater than or equal to x min , the concrete body can be scooped to a substantially uncontaminated depth. If the scooping depth is set to x min , excessive scooping will not occur, and the amount of waste can be reduced.
本発明のコンクリート体の斫り深さの決定方法は、さらに、斫り深さを決定するにあたり、前記ｘｍｉｎに安全係数ｋを乗じるステップを含んでもよい。この場合において、斫り深さを、ｋ・ｘｍｉｎと決定することが好ましい。
安全係数ｋを大きくとるほど、斫った後のコンクリート体が目的元素又は目的核種によって汚染されている可能性は小さくなるが、廃棄物量が増加する上に、汚染除去後のコンクリート体の強度が低下するおそれがある。
The method for determining the scooping depth of a concrete body according to the present invention may further include the step of multiplying the x min by a safety factor k when determining the scooping depth. In this case, it is preferable to determine the cutting depth as k·x min .
The larger the safety factor k is, the smaller the possibility that the concrete body after grinding will be contaminated with the target element or the target nuclide, but the amount of waste will increase and the strength of the concrete body after decontamination will decrease. There is a risk that it will decrease.
［汚染除去方法］
本発明のコンクリート体の汚染除去方法は、上述した斫り深さの決定方法によってコンクリート体の斫り深さを決定するステップと、決定した斫り深さで前記コンクリート体を斫るステップとを含む、有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水が接触して汚染されたコンクリート体の汚染除去方法である。
斫り深さを前記した斫り深さに設定することによって、実質的に汚染されていない深さまでコンクリート体を斫ることができ、汚染が除去されたコンクリート体を得られる。
[Contamination removal method]
The method for decontaminating a concrete body of the present invention includes the steps of: determining the scooping depth of the concrete body using the scooping depth determination method described above; and scooping the concrete body at the determined scooping depth. This is a method for decontaminating a concrete body that has been contaminated by contact with contaminated water containing toxic metal elements or radionuclides.
By setting the scooping depth to the scooping depth described above, the concrete body can be scooped to a depth that is substantially free from contamination, and a concrete body from which contamination has been removed can be obtained.
以下では、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は後述する実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限り、種々の変形が可能である。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples described below, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention.
［実施例１］
コンクリート体（サイズ：１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ；質量：２．２ｋｇ）の表面に、１３７Ｃｓ(化合物名：塩化セシウム)を含む水溶液を接触させた。
接触時間ｔを１週間（６０４８００秒）、基準値Ｃ０を１３７Ｃｓ計数率で０．０５ｃｐｍ、１３７Ｃｓとセメントペースト硬化物の粉末との分配係数Ｋｄ＝２．５、コンクリートの空隙率φ＝０．２とした。
[Example 1]
An aqueous solution containing 137 Cs (compound name: cesium chloride) was brought into contact with the surface of a concrete body (size: 10 cm x 10 cm x 10 cm; mass: 2.2 kg).
Contact time t is 1 week (604800 seconds), reference value C0 is 137 Cs count rate is 0.05 cpm, distribution coefficient between 137 Cs and hardened cement paste powder Kd = 2.5, concrete porosity φ = It was set to 0.2.
（実測値）
コンクリート体の表面から深さｘｃｍの１３７Ｃｓ計数率を測定した。図１に点で示す（測定値）。
(actual value)
The 137 Cs count rate was measured at a depth x cm from the surface of the concrete body. The points are shown in Figure 1 (measured values).
（推定値）
前記した式（２）により、コンクリート体の表面からｘｃｍの深さの１３７Ｃｓ計数率を推定した。図１に実線で示す（推定値）。
(estimated value)
The 137 Cs count rate at a depth of x cm from the surface of the concrete body was estimated using the above equation (2). It is shown by a solid line in FIG. 1 (estimated value).
本発明の汚染深度の推定方法によれば、深度分布の相対値が机上で検討可能になる。
汚染したコンクリート表面の目的元素又は目的核種の濃度を測定するだけで、コンクリート内での目的元素又は目的核種の深度分布が推定できる。
推定した目的元素又は目的核種の深度分布に基づいてコンクリート躯体を解体する際に、浸透汚染した部分を除去するためのはつり深さに目安をつけられる。
According to the method for estimating contamination depth of the present invention, the relative value of depth distribution can be studied on paper.
By simply measuring the concentration of the target element or nuclide on the surface of contaminated concrete, the depth distribution of the target element or nuclide within the concrete can be estimated.
Based on the estimated depth distribution of the target element or target nuclide, when dismantling a concrete structure, a guideline can be set for the chiseling depth to remove penetrating contaminated areas.
Claims (3)
ｘは、コンクリート体の汚染水との接触面からの深さであり、
ｔは、コンクリート体と汚染水との接触開始からの時間であり、
Ｃ０は、対象とする有害金属元素（以下「目的元素」という。）又は対象とする放射性核種（以下「目的核種」という。）について、予め定めた基準値であり、
Ｃ（ｘ，ｔ）は、コンクリート体の汚染水との接触面からの深さｘ、コンクリート体と汚染水との接触開始からの時間ｔにおける目的元素又は目的核種の濃度であり、下記式（２）で表される。
Ｄは、下記式（３）によって算出される、目的元素又は目的核種のコンクリートのモルタル部分における拡散係数である。
φは、コンクリートの空隙率であり、予め与えられた値、又はコンクリート試料を用いた実験によって測定される質量、水中質量、体積及び水の密度から、下記式（５）によって算出した値を用い、
Ｋｄは、目的元素又は目的核種とセメントペースト硬化物の粉末との分配係数であり、予め与えられた値、又はセメントペースト硬化物の粉末を既知量の目的元素又は目的核種を溶かした水溶液中で撹拌し、撹拌前後の水溶液中の目的元素又は目的核種の濃度測定を行い、下記式（６）によって算出した値を用い、
Ｄｗは、下記式（４）によって計算される、コンクリートのモルタル部分における水の拡散係数である。
φは、式（３）中におけるφと同一である。
ρＷは、水の密度であり、
Ｗ２は、コンクリート試料の質量であり
Ｗ１は、コンクリート試料の水中質量であり、
Ｖはコンクリート試料の体積である。
Ｃ１は、撹拌前の水溶液中の目的元素又は目的核種の質量であり、
Ｃ２は、セメントペースト硬化物の粉末と撹拌した後の水溶液中の目的元素又は目的核種の質量であり、
Ｍａｑは、水溶液の質量であり、
Ｍｃｏｎｃは、セメントペースト硬化物の粉末の質量である。 A method for estimating the depth of contamination of a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing toxic metal elements or radionuclides, the method comprising the step of determining the minimum value x min of x that satisfies the following formula (1). A method for estimating the depth of contamination.
x is the depth from the contact surface of the concrete body with contaminated water,
t is the time from the start of contact between the concrete body and contaminated water,
C0 is a predetermined standard value for the target toxic metal element (hereinafter referred to as "target element") or target radionuclide (hereinafter referred to as "target nuclide"),
C(x, t) is the concentration of the target element or target nuclide at the depth x from the contact surface of the concrete body with contaminated water and the time t from the start of contact between the concrete body and contaminated water, and is expressed by the following formula ( 2).
D is the diffusion coefficient of the target element or target nuclide in the mortar part of the concrete, calculated by the following formula (3).
φ is the porosity of concrete, and is calculated using the following formula (5) from the mass, underwater mass, volume, and water density measured by experiments using concrete samples or a pre-given value. ,
K d is the distribution coefficient between the target element or target nuclide and the powder of the cured cement paste, and is a predetermined value, or the distribution coefficient of the hardened cement paste powder in an aqueous solution in which a known amount of the target element or nuclide is dissolved. and measure the concentration of the target element or target nuclide in the aqueous solution before and after stirring, using the value calculated by the following formula (6),
D w is the diffusion coefficient of water in the mortar part of concrete, calculated by the following equation (4).
φ is the same as φ in equation (3).
ρ W is the density of water,
W 2 is the mass of the concrete sample, W 1 is the mass of the concrete sample in water,
V is the volume of the concrete sample.
C 1 is the mass of the target element or target nuclide in the aqueous solution before stirring,
C2 is the mass of the target element or target nuclide in the aqueous solution after stirring with the powder of the cured cement paste,
M aq is the mass of the aqueous solution,
M conc is the mass of the powder of the cured cement paste.
コンクリート体の斫り深さを前記ｘｍｉｎ以上の深さに決定するステップと
を含む、有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水が接触して汚染されたコンクリート体の斫り深さの決定方法。 Determining the x min by the method for estimating the contamination depth of a concrete body according to claim 1 ;
A method for determining the scooping depth of a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing toxic metal elements or radionuclides, the method comprising: determining the scooping depth of the concrete body to a depth equal to or more than x min . .
決定した斫り深さで前記コンクリート体を斫るステップと
を含む、有害金属元素又は放射性核種を含む汚染水が接触して汚染されたコンクリート体の汚染除去方法。 Determining the depth of the concrete body by the method for determining the depth of the concrete body according to claim 2 ;
A method for decontaminating a concrete body contaminated by contact with contaminated water containing harmful metal elements or radionuclides, the method comprising the step of scooping the concrete body at a determined scooping depth.
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| 木下哲一、他４名，様々な核種が浸透したコンクリートにおける各元素の深度分布の推定，日本放射線安全管理学会誌，2016年，Vol.15,No.1，Page.46-51 |
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