JPH0634095B2 - 放射能汚染金属廃棄物の除染方法 - Google Patents

放射能汚染金属廃棄物の除染方法

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JPH0634095B2
JPH0634095B2 JP60049715A JP4971585A JPH0634095B2 JP H0634095 B2 JPH0634095 B2 JP H0634095B2 JP 60049715 A JP60049715 A JP 60049715A JP 4971585 A JP4971585 A JP 4971585A JP H0634095 B2 JPH0634095 B2 JP H0634095B2
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太一 仲村
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電解研削(研摩)によって低レベル放射性の放
射能汚染金属(ステンレススチール又は炭素鋼)廃棄物
の除染を行なう除染方法に関し、更に詳しくは高速パル
ス電流を利用して放射能汚染金属廃棄物の表面汚染層を
電解的に均一に研削して除染する除染方法に関する。
従来技術及びその問題点 近年、原子力発電に代表されるように放射性物質を取り
扱う産業が急速に発展し、それと共に放射能により汚染
された様々な種類、形態の放射能汚染廃棄物が発生す
る。即ち、原子力関係の設備の修理、点検、補修等で使
われる工具、足場及び原子力設備で汚染を受けた構造
物、機械類、配管部品などは低レベルの放射能を示して
いる。
通常、これら物品の汚染程度は弱く、汚染物品の表面下
数μmが汚染されているだけで、約20μm程度を削り取
ればほとんど放射能が除去されるものである。従って、
これらの汚染物品を廃棄処理するために除染方法として
汚染物品の表面を削り取る方法が種々採用されている。
これらの放射能汚染表面層を除去する方法の中では、電
解研摩法と化学研摩法が広く採用されているが、従来の
電解研摩法や化学研摩法は種々の問題を有している。
即ち、電解研摩法は、放射能汚染金属廃棄物を陽極とし
て電解剥離液中に浸漬し、陰極との間に直流電流を流し
て前記廃棄物から放射能で汚染された表面層を電解的に
溶出除去するものである。しかし、従来の電解研摩法に
よる放射能汚染金属廃棄物の除染方法は、廃棄物の電流
を多く流れる部分は良く研摩されて除染されるが、電流
の流れ難い部分は研摩されずに汚染部分が残り、このよ
うに電流分布による研摩の不均一性が生じる。特に、パ
イプの内面や複雑な形状の構造物では、対陰極と相対し
ていない部分は一般に研摩がされ難く、汚染除去が十分
に行なわれない。
この場合、放射能汚染金属廃棄物の除染処理では汚染物
の表面全体を一様に削り落すことが必要であり、そのた
めに前記廃棄物を過度に研削することをできるだけ避け
ながら研摩の均一溶解性を大きくしなければならない。
このような条件を満足しない場合は、放射性廃棄物の減
容化(体積を小さくすること)は達せられず、またエネ
ルギー消費も大きくなるものであり、上述したように従
来の電解研摩法は均一溶解性が劣るため放射能汚染金属
廃棄物の処理法としては不十分なものである。
なお、従来の電解研摩法の欠点である不均一性を避ける
ために、電解研摩槽中に補助陰極を入れることも考えら
れるが、研摩対象物が放射能汚染金属廃棄物である点、
これらの品物を素手で取扱うことが困難である点などを
考慮すると、補助陰極の配設は採用し難い。
また、化学研摩法は研摩の不均一性は非常に小さいが、
溶解に使用する酸を多く必要とし、また電解研摩よりも
溶解速度が遅く、研摩を完全に行なうのに長時間を要す
るという不便さを有する。
更に、これらの汚染部分は、上述したように通常これら
汚染廃棄物の表面下数μmであり、20μm程度表面層を
除去すれば廃棄物は放射能を示さなくなるものである
が、これら汚染廃棄物の表面下20μmを削り取るにして
も、物品の全表面を同一の深さに均一に削り取ったかど
うかは明確でなく、そのため安全を見て表面を余分に深
く削り取る必要があり、手間もかかり費用も増大すると
いう問題を有している。このため、これらの問題点を解
決し、均一にしかも能率よく汚染層を除去できる方法の
開発が強く要望されていた。
発明の概要 本発明者らは上記事情に鑑み、低レベル放射性の放射能
汚染金属(ステンレススチール又は炭素鋼)廃棄物を効
果的に除染する方法につき鋭意研究を進めた結果、通常
の電解研摩法において、直流電流の代りに下記式 (但し、I1及びI2はそれぞれ1サイクル中のプラス及
びマイナス電流の強さ、T2及びT4はそれぞれ1サイク
ル中のプラス電流I1及びマイナス電流I2の導通時間を
表わす。) で定義される転換率が80〜96%であり、周波数が9〜18
Hzである電流の反転する高速パルス電流を用いて電解研
摩した場合、電流分布による研削の不均一性が改善され
て優れた均一性を示し、例えばパイプの内面をも確実に
電解研削し得、廃棄物の高電流密度部分の過度の研削を
可及的に防止して低電流密度部分の研削を可能にし、廃
棄物から効率よく汚染部分が研削されることを知見し、
本発明をなすに至ったものである。
以下、本発明につき図面を参照して更に詳しく説明す
る。
発明の構成 本発明に係る低レベル放射性の放射能汚染金属廃棄物の
電解除染方法は、この低レベル放射性の表面が放射能で
汚染されたステンレススチール又は炭素鋼製の金属廃棄
物を陽極として電解研摩液中に浸漬し、陰極との間に前
記式で定義される転換率が80〜96%であり、周波数が9
〜18Hzである電流の反転する高速パルス電流を流して前
記廃棄物から放射能汚染金属層を電解的に溶出研削除去
するものである。
ここで、本発明方法の実施に用いる装置としては、第1
図に示すごとき通常の装置を使用することができる。即
ち、第1図中1は電解研摩槽で、この槽内に電解液2が
収容されており、この電解液2中に浸漬された状態で電
解研削用の陽極(即ち、放射能汚染金属廃棄物)3及び
陰極4が配設されており、両電極3,4は高速パルス電
流電源5と接続されているものである。なお勿論、本発
明方法の実施に用いる装置はこれに限定されるものでは
なく、種々の態様が可能である。
本発明に使用する電解液はその廃棄物の材質、種類等に
より適宜選定され、特に限定されるものではない。一般
には通常の電解研摩に用いられる電解液を使用すること
ができ、例えばステンレススチールの場合はHSO
50〜300m/のもの、HPO300〜700m/
のもの、HPO500m/−HSO250m/
の混酸等が用いられる。この場合、本発明は被処理物
に光沢を付与したり、レベリング(表面平滑)を付与し
たりすることは必ずしも目的としていないため、光沢付
与或いはレベリング付与用の添加剤の添加は省略し得
る。なお、CやNO を含む電解液は腐食性のガ
スが発生する場合があるので、電解液としてはC
NO を含まないものを使用するのが好ましい。
本発明においては、廃棄物を電解研削(研摩)する場合
に高速パルス電流を用いるものである。
ここで、高速パルス電流は第2図A〜Gに示すように各
種の形がある。この場合、第2図は各種の形を代表させ
た概念図であり、実際の電流波形は図のようなカギ形ば
かりではなく、丸味のあるものや、また第2図Hに示す
ように1サイクル中の時間T1,T2,T3,T4の間隔も
種々あり、更に電流の強さI1,I2も等しいとは限らな
いが、本発明はこれらのパルス電流のうち電流が高速で
反転する第2図A,Bに示す如きパルス電流を使用するも
ので、これにより放射能汚染金属廃棄物の均一溶解性が
極めて向上するものである。
即ち、第2図A,Bの高速パルス電流はプラスの成分のほ
かにマイナスの成分が入った電流であって、下式のよう
に転換率を定義した場合、転換率が80〜96%、より好ま
しくは90〜95%のものを使用する。転換率が80%より少
ないと研削そのものの効率が悪化し、96%より大きいと
均一溶解性の効果が低下する。
(但し、I1及びI2はそれぞれ1サイクル中のプラス及
びマイナス電流の強さ、T2及びT4はそれぞれ1サイク
ル中のプラス電流I1及びマイナス電流I2の導通時間を
表わす。) ここで、電流が完全な直流の場合はT4=0であり、従
って転換率は100%、また交流の場合はT2=T4,I1
2であるから転換率は50%となる。
また、高速パルス電流の周波数は9〜18Hzであり、特に
12〜15Hzが好ましい。9Hzより少ないときには反対成分
の電流の導通時間が長くなって電着が起るおそれがあ
り、また研削効率が低下し、18Hzより大きいときには逆
に反対成分の電流の導通時間が短かくなり、その理由は
必ずしも明らかでないが、反応の時間が不足して均一溶
解性の効果が十分達成されない。
更に、陽極電流密度は2〜10A/dm2が好ましく、特に
4〜8A/dm2が好ましい。電流密度が2A/dm2より少
ないときには研削の能率が悪く、また10A/dm2より大
きいときには極間電圧が上昇するため均一溶解性が悪化
する場合がある。
本発明方法において、電解液の温度は特に限定されない
が、通常室温〜50℃が採用される。なお、温度は研削の
続行中にジュール熱により上昇するから必ずしも加熱す
る必要はない。
また本発明において、陰極としては電解液で侵されない
材質のものならばいずれのものも使用することができ、
例えば鉛板、ステンレススチール板、カーボン板等を挙
げることができる。
なお、電解研削を行なうに際し、採用する方法としては
ラック方式、バレル方式等の適宜な方式を採用すること
ができる。
発明の効果 本発明によれば、低レベル放射性の放射能汚染を受けた
ステンレススチール又は炭素鋼製の金属廃棄物を上述し
た特定の電流の反転する高速パルス電流を用いて電解研
削するようにしたので、電流分布による研削の不均一性
が著しく改善され、低電流密度部も確実に研削し得ると
共に、高電流密度部の過度の研削も可及的に防止して良
好に研削し得、このためパイプ、その他の形状が複雑で
電解研摩には不適当なため化学研摩を採用せざるを得な
かった物品や電解研摩が可能なように切断したり曲げた
りしなければならない物品をこのような操作をすること
なく、能率よくしかも均一に除染処理することができる
ものであり、低レベル放射性の放射能汚染金属廃棄物の
減容と再利用に貢献するものである。
以下、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
[実施例1,比較例1] 試料として125×60×1mmのSUS304板を使用し、これ
を下記電解液I又はII中に浸漬し、下記条件において電
解研摩を行ない、試料の均一溶解性及び研摩効率を調べ
た。結果を第1表に示す。
電解液I HSO 100m/ 電解液II HPO 500m/ HSO 250 〃 電解条件 温度 40℃ 時間 30分 陰極 鉛 なお、電流波形、転換率、周波数、陽極電流密度は第1
表に示す通りである。
均一溶解性 第3図に示す如きハーリングセル(山本鍍金試験器社
製)を使用し、フィールドの式 から均一溶解性を評価した。
ここで、 P:陰極4から両陽極3A,3Bへの電流分配比であ
り、距離比の逆数(b/a)で表わされる。
本実験ではP=5とした。
M:両陽極3A,3Bの金属溶解量の比。
陽極3Aの研摩減少量/陽極3Bの研摩減少量で表わ
す。
上記フィールドの式において、両陽極からの電流分配比
が金属の溶解量の比と一致(P=M)すればT=0とな
り、それよりも均一溶解性がよい場合は正の値、悪い場
合は負の値となる。
なお、第3図においてLは液面線を示す。
研摩効率 下記式より求めた。
理論研摩量は通電量(AH)×電気化学当量で求めら
れ、SUS304では0.97g/AHである。
第1表の結果より、本発明に従ったパルス電流を用いる
電解研摩法が均一溶解性に優れていることが認められ
た。
[実施例2,比較例2] 第4図に示すように、SUS316製のパイプ(内径16m
m、厚さ2mm、長さ100mm)を陽極3とし、このパイプを
水平方向に両端が対陰極に向き合うように配設し、2個
の鉛板(100×50×2mm)を陰極4として下記条件で電
解研摩を行ない、パイプの内面と外面の各両端部と中間
部の寸法をそれぞれ測定し、電解前の寸法との差から均
一溶解性を評価した。結果を第2表に示す。
電解液 HPO 500m/ 電解条件 実施例 パルス波形 第2図A 転換率 93% 周波数 13Hz 電流 5A 温度 40℃ 時間 30分 比較例 直流,5A,40℃,30分 第2表の結果より、パルス電流を用いた実施例の方法は
パイプ内面をも良好に電解研削し得、均一溶解性に優れ
ていることが認められた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に用いる電解研摩装置の一例を示
す概略断面図、第2図(A)乃至(H)はそれぞれ高速
パルス電流の概念図、第3図はハーリングセルの斜視
図、第4図はパイプを電解研摩する場合の電解研摩装置
の一例を示す概略断面図である。 1……電解研摩槽,2……電解液,3……陽極,4……
陰極,5……パルス電流電源装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面が放射能で汚染されたステンレススチ
    ール又は炭素鋼製の金属廃棄物を陽極として電解研摩液
    中に浸漬し、陰極との間に下記式 (但し、I1及びI2はそれぞれ1サイクル中のプラス及
    びマイナス電流の強さ、T2及びT4はそれぞれ1サイク
    ル中のプラス電流I1及びマイナス電流I2の導通時間を
    表わす。) で定義される転換率が80〜96%であり、周波数が9〜18
    Hzである電流の反転する高速パルス電流を流して前記廃
    棄物から放射能汚染金属層を電解的に溶出研削除去する
    ことを特徴とする放射能汚染金属廃棄物の除染方法。
JP60049715A 1985-03-13 1985-03-13 放射能汚染金属廃棄物の除染方法 Expired - Lifetime JPH0634095B2 (ja)

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