JPH02171697A - ステンレス鋼の化学除染方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放射性金属廃棄物の化学除染方法に係り、特
に表面が放射性物質で汚染したステンレス鋼製の金属廃
棄物の化学除染方法に関する。

〔従来の技術〕

放射性物質を取り扱う施設から発生する放射性物質で汚
染された金属廃棄物は、従来、切断等してドラム罐詰め
にし、廃棄物建屋に保管されている。この保管中のドラ
ム罐数は、年々増加傾向にある。このことから、ドラム
罐詰めの対象となる前記放射性金属廃棄物の減容化が望
まれている。

現在の減容化技術としては、電解研磨除染法、ブラスト
除染法等が開発されているが、これらの方法では、除染
対象物に電極あるいはノズルを挿入する必要があり、パ
ルプ、ポンプ等の複雑な形状物への対応は難しい。この
ような複雑な形状物に適用できる除染法としては、化学
除染法があるが、従来開発されている化学除染法の多く
は、金属廃棄物の表面に強固に付着し、放射性物質の大
部分を取り込んでいるクラッドの溶解を目的としている
。

しかしながら、このクラッドが付着している金属母材の
表層には、孔食が発生しており、この深部にも放射性物
質が侵入しているため、母材の表層も汚染していると言
われている。したがって、表面のクラッドだけの化学溶
解では、この放射性物質の除去は、不充分であり、一般
廃乗物並みの放射能レベルまで除染できないという問題
があった。

この問題を解決する方法として、本出願人は、特願昭６
２−３３５４６０号明細書において、第１除染液として
、硫酸溶液が満たされている第１除染槽と、第２除染液
として硫酸に４価のセリウム塩や重クロム酸塩などの酸
化性の金属塩を添加した水溶液が満たされている第２除
染槽を有し、第１除染槽には被除染物である放射性金属
廃棄物を電解１元するための電極を有する除染装置を用
いた放射性金属廃棄物の除染方法を提案した。この方法
では、第１除染液である硫酸溶液中で、放射性金属廃棄
物の表層にあるクラッドのみならず、母材をも溶解し、
大部分の放射性物質を除去でき、さらに、第１除染液で
ある硫酸溶液中では除染できない微量の汚染物を、第２
除染液中の酸化性の金属イオンの作用（酸化力）で溶解
除去できることから、放射性金属廃棄物を一般廃乗物並
みの放射能レベルまで除染できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この方法においては、第１除染液である
硫酸と被除染物との溶解反応が継続中に、被除染物を引
き上げ、すぐに、第２除染液である硫酸に酸化性の金属
塩を添加した液中に、被除染物を浸漬した場合、第２液
中でも、被除染物の界面では酸化性の金属塩の拡散が遅
いため、硫酸との反応が優先して起こる場合があり、こ
の反応で溶出した金属が第２除染液中の酸化性の金属塩
を消費するため、酸化性の金属塩の消費量が多くなるば
かりでなく、第１除染液では、除染できない微量の汚染
物をも溶解除去できないという問題点があった。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、酸化性の金属
塩を第二工程の目的である、第１除染液では除染できな
い微１の汚染物の溶解除去のみに使用でき、第二工程を
安定して行うことができるステンレス鋼の化学除染方法
の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、第一工程において活性化した被除染物を、−
旦不働態化して、硫酸との反応を停止させた後、第二工
程である硫酸に酸化性の金属塩を添加した第２除染液に
浸漬するように構成したものである。

被除染物と硫酸との反応を停止させる方法としては、第
１除染液である硫酸中で被除染物を、所定時間電解酸化
すること、あるいは、被除染物を第１除染液である硫酸
中から引き上げた後に、所定時間水中に浸漬して、界面
の硫酸を洗浄することのいずれの方法を用いてもよい。

〔実施例〕

図面に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明にかかるステンレス鋼の化学除染装置
の一実施例を示す系統図であり、被除染物と硫酸との反
応を停止する手段として、硫酸中で電解酸化を行う場合
について示す。

第１図において、第１除染槽１には第１液として硫酸溶
液を使用する。この第１液はヒータ２によって所定温度
まで加温される。まだ、第２除染槽３には、第２液とし
て硫酸に４価のセリウム塩、６価のクロム酸塩又は重ク
ロム酸塩あるいは、過マンガン酸塩などの酸化剤のいず
れかを添加した水溶液を使用し、この第２液もヒータ４
によって所定温度に加温される。

本発明によれば、ステンレス鋼製の放射性金属廃棄物は
、次のように除染される。

まず、被除染物５は、第１除染槽１中において、第１液
である硫酸溶液中に浸漬される。この時、被除染物５を
陰極として電圧を印加し、破除染物の電位を卑な方向に
操作することによって、被除染物を活性態域に保持し、
電解還元する。具体的には被除染物の電位を、電位測定
槽８に設置した参照電極９を用いて、記録装置１０に記
録する。

この時、測定した電位が不働態域にあれば、参照電極９
で電位を測定しながら、被除染物５の電位が活性態域に
なるように、交番直流電源７によって被除染物５と対極
６の間に電圧を一定時間印加する。電圧の印加を停止し
た後、再び参照電極９を用いて被除染物５の電位を測定
し、活性態域にあれば第１液である硫酸との化学溶解反
応が行なわれていることであるから、電圧の印加を停止
したまま、第１液への浸漬を続ける。このとき、まだ不
働態域にあれば、再度、電圧を印加し、電圧の印加を停
止後に、電位が活性態域に停滞するようＫなるまで、こ
の操作を繰シ返す。電圧の印加時間は、不働態化の程度
に左右されるが、１〜２０分程度で十分である。

被除染物５の電位が活性態域にある状態で、第１ｆｆで
ある硫酸への浸漬を所定時間行って、被除染物５の表面
を化学溶解させた後、次に、被除染物５の電位が不働態
域なるように交番直流電源７によって、被除染物５と対
極６の間に電圧を一定時間印加する。具体的には被除染
物が陽極となるように電源を切替え被除染物の電位が例
えば＋１００〜３００　ｍＶとなるように電圧を印加す
る。

この操作による電圧の印加時間は、１〜１０分程度で十
分である。

このようにして、第１除染槽では、母材の溶解及びこれ
に伴って表面に固着した、クラッドの溶解又は剥離によ
り、放射性物質の９０％以上が除去され、溶解反応は停
止する。

しかし、ステンレス鋼と硫酸溶液の化学反応による溶解
では、ステンレス鋼に不純物として含まれる銅や、剥離
されずに残ったクラッドの一部が、被除染物の表面に沈
着しておシ、これに−旦溶出した放射性物質の一部が取
シ込まれるため、被除染物表面の沈着物を溶解する操作
として、次に、第２液として、硫酸に酸化性の金属塩を
添加した液が入っている第２除染槽３に浸漬する。この
ようにして不働態化したステンレス嘲製の放射性廃棄物
は、除去される。

実験レリ まず、従来技術に係る方法として放射性物質で汚染され
たステンレス鋼製のパイプを、第一工程として、硫酸濃
度１．８　ｍｏｔ／ｌ、温度８０℃の浸液中に浸漬し、
浸漬初期において被除染物を陰極とし、電圧を２ｖ印加
して電解還元を５分間行った後、硫酸中で５５分間化学
溶解させ、次に、硫酸から引き上げた試料を、そのまま
、第二工程として、硫酸濃度１．８ｍ０１／１４価のセ
リウムイオン濃度０−２　”ＯＺ　／　４温度８０℃の
液中に浸漬した。

方、本発明に係る方法として第一工程の初期に、被除染
物を陰極とし、電圧を２Ｖ印加して電解還元を５分間行
った後、硫酸中で５０分間化学溶解させ、その後、被除
染物を陽極とし、電圧を、５Ｖ印加して電解酸化し、硫
酸と試料の化学溶解反応を停止させた後、次に１第二工
程を実施した。

上記２方法についてＧＭ管測定値の経時変化と第二工程
における４価のセリウムイオンの使用量を比較した。

ＧＭ管測定値の経時変化を第２図に示す。

曲線Ａは、第一工程の終了時に電解酸化を行わなかった
前者の場合、曲線Ｂは、第一工程の終了時に、電解酸化
を行った後者の場合である。

第２図から明らかなとおシ、第一工程の終了時に、電解
酸化を行わなかった場合は、第二工程においても、硫酸
と試料との化学溶解反応が進行するため、硫酸中で溶解
しにくい鋼やクロム酸化物に取り込まれた放射性物質を
、Ｃｅ　　　の酸化力を利用して溶解除去するという反
応が進まず、ＧＭ管測定値は、曲線Ａが示すように第一
工程の終了時の値とほぼ同じ、１５０ｃｐｍ程度である
。

一方、第一工程の終了時に、電解酸化を行った場合では
、硫酸と試料との化学溶解反応を停止することができ、
第二工程では、Ｃｅ′＋　の酸化力を効率的に利用でき
、曲線Ｂが示すように検出限界値（８０ｃｐｍ　）まで
除染できることがわかる。

また、第一工程の終了時に電解酸化を行わなかった場合
には、前記したように、第二工程においても、硫酸と試
料との反応による化学溶解が進行するため、溶出した金
属を酸化するために　Ｃ８４“が消費され、その消費量
は、３６０ｙ／ｍ２−被除染物と多い。一方、第一工程
の終了時に、電解酸化を行った場合には、硫酸と試料と
の化学溶解反応を停止でき、第二工程では、硫酸で溶解
しにくい微量の銅やクロム酸化物を、溶解除去するため
に、Ｃｅ′＋　が消費されるため、その消費量は、３７
／ｍ２−被除染物と少なく、第一工程の終了時に、電解
酸化を行わない場合に比べ、Ｃｅ”　　の使用量は、ｌ
／１２０になることがわかる。

前記実施例では、硫酸と試料との化学溶解反応を停止す
る手段として、第一工程の終了時に、電解還元を行う場
合について説明したが、電解還元を行うかわシに、硫酸
から試料を引き出しだ後、−旦水中に浸漬して表面に付
着した硫酸を洗浄する操作を行っても、前記実施例と、
同じ効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被除染物を第１除染液である硫酸中に
浸漬する第一工程と、第２除染液である硫酸に酸化性の
金属塩を添加した液中に浸漬する第二工程とからなるス
テンレス鋼の除染方法において、酸化性の金属塩は、第
二工程の目的である第１除染液では、除染できない微量
の汚染物の溶解除去に、効率的に使用でき、第二工程を
安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるステンレス鋼の化学除染装置
の一実施例を示す系統図、第２図は、本発明の効果を示
す説明図である。 １・・・第１除染槽、　　　　３・・・第２除染槽。 ５・・・被除染物、　　　　　６・・・対　極。 ７・・・交番直流電源。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被除染物である表面が放射性物質で汚染したステ
   ンレス鋼製の金属廃棄物を、硫酸溶液中に浸漬する第一
   工程と、該工程の後に被除染物を、硫酸に酸化性の金属
   塩を添加した液中に浸漬する第二工程とからなるステン
   レス鋼の化学除染方法において、前記第一工程の被除染
   物を浸漬した初期に、所定時間電解還元を行つて被除染
   物を活性化する操作を付加し、第一工程の終了時に、被
   除染物を不働態化し硫酸との反応を停止させる操作を付
   加したことを特徴とするステンレス鋼の化学除染方法。
2. （２）被除染物を不働態化し硫酸との反応を停止させる
   操作として、硫酸溶液中で所定時間電解酸化を行うこと
   を特徴とする、請求項第１項に記載のステンレス鋼の化
   学除染方法。
3. （３）被除染物を不働態化し硫酸との反応を停止させる
   操作として、被除染物を硫酸液中から引き上げた後に、
   所定時間水中に浸漬することを特徴とする請求項第１項
   に記載のステンレス鋼の化学除染方法。