JPH07218694A - 放射性金属廃棄物の除染方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極の掴み換え、着脱作業を必要とせず、金属
廃棄物の放射能を短時間で除去する。 【構成】電解槽２内を絶縁性遮蔽板１を配置して陽極室
13と陰極室14に区画する。陽極室13内に陽極５を配置
し、陰極室14内に陰極６、金属廃棄物７および加熱ヒー
タ４を配置する。電解槽２内に収納された電解液３は循
環ポンプ10により循環ライン12を通り、フィルタ11を経
て電解槽２内に戻る循環経路をとる。電解槽２には排ガ
ス処理装置９が接続している。陽極５と陰極６間に電圧
を印加すると金属廃棄物７の表面が正極に帯電し金属廃
棄物７の母材が溶解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば原子力施設の運
転、定期検査時および廃止措置時に発生する金属廃棄物
を低減するための放射性金属廃棄物の除染方法およびそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力施設の運転、定期検査時および廃
止措置時に発生する放射性金属廃棄物を徹底除染する方
法としては、例えば特開昭62-46297号公報、同60-18679
9 号公報等に開示されているように、酸性および中性塩
溶液を用いた電解除染が国内外で開発され実用化されて
いる。

【０００３】電解除染は、板状，円筒状等の比較的単純
な形状の金属廃棄物に対して効果的であり、金属廃棄物
を陽極として除染面に対峙して陰極を設置し、金属廃棄
物と陰極間に直流電圧を印加して除染面の母材を研磨
し、金属廃棄物から放射能を除去するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電解除染は次のような課題を有している。

【０００５】（１）金属廃棄物と陽極との接続部分は溶
解しないため汚染が残留し、掴み換えを行って再除染す
る必要があるため除染作業が煩雑である。

【０００６】（２）大型の機器を除染する場合は、表面
積に比例して電流値が大きくなるため、機器と陽極との
接続は接触面積を考慮した陽極治具が必要となる。従っ
て、機器の形状に合わせて陽極治具の交換を煩繁に行う
必要がある。

【０００７】（３）大量の機器を処理する場合は、電極
の掴み換え、陽極治具の交換が必要であるため、作業員
の放射線や薬液等から発生する有害な雰囲気ガスの被ば
くが増加する。

【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、電極の掴み換え、除染前後の電極の着脱作業
を必要とせず、金属廃棄物の放射能を短時間に除去もし
くは放射能レベルを低下できる放射性金属廃棄物の除染
方法およびその装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は放射性物質で汚
染された金属廃棄物を電解液中で非接触で電解して誘電
作用により金属母材を溶解して放射能を除去する方法お
よびその装置において、前記電解槽をコの字型の絶縁性
遮蔽板で陽極室と陰極室に分離し、陽極室に陽極を設置
し、陰極室に陰極と金属廃棄物を設置し、前記陰極と陰
極間に接続された直流電源から直流電圧を印加して、前
記陰極に対面している前記金属廃棄物の汚染面を正極に
帯電させて金属母材を溶解し、金属廃棄物が全面にわた
り汚染している場合は、前記直流電源の極性を逆転させ
前記陽極を陰極に、前記陰極を陽極に変換して前記金属
廃棄物の他方の面を溶解することを特徴とする。

【００１０】また、無機酸の電解液中で前記陰極に対面
している前記金属廃棄物表面の他方の面を陰極に帯電さ
せて金属廃棄物表面の不働体化被膜または酸化被膜を還
元，破壊し、前記直流電圧の印加を停止して金属廃棄物
の母材を前記無機酸の酸化力により溶解することを特徴
とする。

【００１１】さらに、直流電源の極性を逆転させて前記
金属母材の溶解と、前記金属表面の不働体化被膜または
酸化被膜の還元，破壊を相互に繰り返すことを行うこと
を特徴とする。

【００１２】前記絶縁性遮蔽板は上部に開口部を有する
容器であり、前記電解槽の底部に陰極を設置し、前記容
器の底部に陽極を設置し、金属廃棄物は絶縁性の支持材
で保持しながら前記容器内で前記金属廃棄物を非接触で
電解して除染することを特徴とする。

【００１３】前記陰極は角管または棒状の陰極で、駆動
装置により金属廃棄物表面と一定の間隔を保持しながら
移動することを特徴とする。前記陰極は角管または棒状
の陰極をフレキシブルケーブルにより接続して簾状に多
数配列し、また前記簾状陰極に通水性の絶縁性弾性体を
付設したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によれば、金属廃棄物を非接触で電解し
て金属廃棄物を除染する方法において、金属廃棄物の除
染性能および形状適応性の一層の向上を図ることができ
る。

【００１５】すなわち、電解槽内をコの字形絶縁性遮蔽
板で陽極室と陰極室に分離し、陽極室には陽極を設置
し、陰極室には陰極と金属廃棄物を設置し、陽極と陰極
間に直流電圧を印加すると、電解液中のイオンはコの字
形絶縁性遮蔽板と電解槽側壁との隙間のみで移動するた
め、陰極に対面している金属廃棄物の汚染面が効率よく
正極に帯電し溶解する。

【００１６】この時、金属廃棄物表面に付着している放
射能を含む酸化被膜、または母材に浸透している放射能
は金属廃棄物の金属母材の溶解とともに除去される。ま
た、金属廃棄物が全面にわたり汚染している場合は、直
流電源の極性を逆転することにより他方の面を正極に帯
電させることができるため、容易に金属母材を溶解する
ことができ、金属廃棄物から放射能を除去することがで
きる。

【００１７】一方、曲管やバルブ等の金属廃棄物に対し
ては、無機酸の電解液を収納した電解槽中で陰極に対面
した金属廃棄物表面の他方の面が負極に帯電するため、
この面の不働体化被膜または酸化被膜が還元，破壊され
て金属母材が活性化する。この状態で直流電圧の印加を
停止すると無機酸の酸化力により金属母材が溶解される
ため、金属廃棄物から放射能が除去される。

【００１８】また、炭素鋼のように酸化被膜が厚く、強
固に付着し、放射能が除去しがたい金属廃棄物に対して
は、直流電圧の極性を交互に逆転させて前記金属母材の
溶解と金属母材表面の不働体化被膜または参加被膜の還
元，破壊を繰り返すことにより、少ない溶解量で放射能
を除去することができ、除染に伴う二次廃棄物の発生量
を低減することができる。

【００１９】さらに、湾曲した板状の金属廃棄物に対し
ては棒状または角管状陰極を用い、駆動装置により金属
廃棄物表面近傍と陰極を一定の間隔に保持し、かつ陰極
を移動させながら陽極と陰極間に直流電圧を印加する
と、金属母材表面を均一に溶解することができ、金属表
面を均一に除染することができる。

【００２０】また、除染前に局部的な汚染がある場合は
棒状または角管状陰極を汚染部近傍に移動させて、その
部分のみの金属母材表面を溶解することができるため、
金属表面を全面溶解する場合に比較して、二次廃棄物
（除染廃液）の発生量を低減することができる。

【００２１】なお、湾曲した板状の金属廃棄物を除染す
る他の方法としては、棒状または角管状陰極をフレキシ
ブルケーブルにより接続して多数配列した簾状陰極を用
いると金属廃棄物の表面近傍と陰極を一定の間隔に保持
することができるため、金属母材表面を均一に溶解する
ことができる。この場合、通水性の絶縁性弾性体を簾状
陰極に付設した場合は金属廃棄物と簾状陰極との接触を
防止でき、より均一な間隔を保持することができる。

【００２２】前記絶縁性遮蔽板は上部に開口部を有する
容器であり、前記電解槽の底部に陰極を設置し、前記容
器の底部に容器を設置し、金属廃棄物は絶縁性の支持材
で保持しながら前記容器内で前記金属廃棄物を非接触で
電解して除染する。これにより１バッチ当たりの金属廃
棄物の除染処理量を増加させることができ、しかも大量
に除染処理する場合の自動化が容易となる。

【００２３】

【実施例】本発明に係る放射性金属廃棄物の除染装置の
第１の実施例を図１から図３を参照しながら説明する。
図１は本発明を説明するための装置の一例を示した系統
図であり、図中符号１は絶縁性遮蔽板、２は電解槽で、
この電解槽２には電解液３と電解液加熱ヒータ４が収納
されている。

【００２４】この電解槽２は絶縁性遮蔽板１により陽極
室13と陰極室14とに分離され陽極室13には不活性金属か
らなる陽極５が設置され、陰極室14には不活性金属から
なる陰極６と金属廃棄物７が設置され、また陽極５と陰
極６はそれぞれ直流電源８に接続されている。

【００２５】また、電解槽２の上部には電解液３から発
生する蒸気、ガスを処理するための排ガス処理系９が接
続されている。なお、電解液３は循環ポンプ10により電
解槽２、フィルタ11、電解液循環ライン12を循環する。

【００２６】次に図２の電解槽２の平面図および図３の
電解槽２の縦断面図を併用して本発明に係る放射性金属
廃棄物の除染方法の第１の実施例における電解反応につ
いて説明する。

【００２７】絶縁性遮蔽板１は図２に示すようにコの字
形に形成されており、陰極６は絶縁性遮蔽板１の内面に
設置され、陰極５は絶縁性遮蔽板１の外面に設置され、
陰極５と陽極６は絶縁性遮蔽板１を間に挟んで対面する
ように設置されている。

【００２８】一方、放射性金属廃棄物７は陰極６と対面
するように陽極５とは反対方向に接地されている。な
お、電解液３中のイオンは絶縁性遮蔽板１と電解槽２の
側壁との隙間のみ移動し、電解槽２の上部と下部から移
動しないように絶縁性遮蔽板１の上端１ａは電解液３の
液面３ａより高く、絶縁性遮蔽板１の下端は電解槽２の
底部に接続されている。また。電解槽２の材質は絶縁性
材料、または金属に絶縁性材料をライニングしたもので
ある。

【００２９】この状態で図１に示す循環ポンプ10により
電解液３を循環して電解液加熱用ヒータ４により所定の
温度に昇温し、直流電源８から前記陰極５と陽極６との
間に所定の電流密度の直流電圧を印加すると、前記陰極
５、陽極６および陰極５に対面している金属廃棄物７は
下式に示す反応が起こり金属廃棄物７の表面（Ｍ）は誘
電作用により正極に帯電して溶解する。

【００３０】 （陽極） Ｈ₂ Ｏ → ２Ｈ⁺ ＋ 1/2Ｏ₂ ↑ ＋ ２ｅ……（１） （陰極） Ｈ⁺ ＋ ２ｅ → Ｈ₂ ……（２） （金属廃棄物） Ｍ → Ｍⁿ⁺ ＋ ｎｅ ……（３） 金属廃棄物７に固着または金属母材に浸透している放射
能は、金属母材を溶解することにより金属廃棄物７から
除去されて電解液３に移行し、金属廃棄物７の放射能を
除去もしくは放射能レベルを低下させることができる。

【００３１】なお、金属廃棄物７が全面に渡り汚染して
いる場合は、直流電源８の極性を逆転し、反対側の面を
正極に帯電させて溶解する。一方、電解液３から発生す
るミスト，蒸気，ガス等は排気ガス処理系９で処理され
る。

【００３２】つぎに本発明の第２の実施例を図４を用い
て説明する。図４は、絶縁性遮蔽板が単純な板状遮蔽板
23の場合とコの字形絶縁性遮蔽板１のステンレス鋼の相
対溶解速度（実験値／理論値）を比較して示したもので
ある。

【００３３】本第２の実施例では酸性電解液として硫酸
を選定し、硫酸濃度0.5mol／L,電解液温度80℃、チタン
に白金コーティングを施した陽極と陰極との間に直流電
圧を印加して電流密度0.6A／cm² で電解を実施した。

【００３４】図４からわかるように絶縁性遮蔽板が単純
な板23の場合は、ステンレス鋼はほとんど溶解しない
が、コの字形遮蔽板１の場合は相対溶解速度 0.2が得ら
れた。これは、絶縁性遮蔽板が単純な板23の場合は、陰
極と陽極との間に単純な板の絶縁性遮蔽板を設置しても
陰極と陽極の距離が近いため、両極間での電気分解が優
先されたことが原因である。

【００３５】一方、コの字形絶縁性遮蔽板１を用いた場
合は、電解液中のイオンはコの字形絶縁性遮蔽板と電解
槽の側壁を移動して内面の陰極に到達しなければならな
いため、陰極と陽極との距離よりも陰極とステンレス鋼
の距離の方が近い。このため、両極間に漏洩する電流が
少なくなる。

【００３６】また、コの字形絶縁性遮蔽板１により陽極
５と陰極６との距離が遠くなるため印加電圧が上昇す
る。非接触性電解反応により金属を溶解する場合は、金
属溶解反応の平衡電位より大きい電位が金属表面に印加
されなければならない。したがって、両極間に印加する
電圧が大きくなるとステンレス鋼の溶解平衡電位よりも
高い電位が印加され、効率よく金属母材を溶解すること
ができる。

【００３７】なお、陰極５と陽極６との距離を遠くし、
陰極６と金属廃棄物７間の距離を近づける方法として
は、電解槽２の寸法を大きくすることで可能であるが、
この場合、電解液３の液量が増加するため除染に伴う二
次廃棄物（除染廃液）の発生量が増加する。しかし、コ
の字形絶縁性遮蔽板１により電解槽２の容量を増加させ
ることなく陽極５と陰極６との距離を遠くすることがで
きる。

【００３８】以上のように本実施例ではコの字形絶縁性
遮蔽板１を用いることにより、金属廃棄物を効率よく溶
解することができ、金属廃棄物の放射能を除去でき、ま
た放射能レベルを低下させることができる。

【００３９】つぎに図５を用いて本発明の第３の実施例
を説明する。図５は直流電源の極性を逆転させて板状の
金属（ステンレス鋼）を両面溶解した場合の相対溶解速
度（実験値／理論値）を示したもので、本実施例では図
４に示した実施例と同様に硫酸濃度0.5mol／L,電解液温
度80℃、チタンに白金コーティングを施した陽極５と陰
極６との間に直流電圧を印加して電流密度0.6A／cm² で
電解を実施した。

【００４０】本実施例からわかるように直流電源の極性
を逆転させることにより板状のステンレス鋼の両面［溶
解面（ａ）と溶解面（ｂ）］を効率よく溶解することが
できた。なお、溶解面（ｂ）の溶解反応は陽極５と対面
している金属廃棄物７の表面が負極に帯電し、その反対
面［溶解面（ｂ）］が正極に帯電するため溶解面（ｂ）
が溶解したものである。

【００４１】以上のように本実施例はコの字形絶縁性遮
蔽板１によって、直流電源の極性を逆転させたのみで金
属廃棄物７の全面を効率よく溶解することができ、金属
廃棄物７の放射能を除去もしくは放射能レベルを低下さ
せることができる。なお、本実施例に用いた電解液は硫
酸の他に、燐酸、硝酸、硫酸ナトリウムおよび硝酸ナト
リウム等を用いても同様な結果が得られた。

【００４２】したがって、陽極室と陰極室は直流電源の
極性を逆転させることにより陽極室が陰極室に、陰極室
が陽極室に変換でき、絶縁性遮蔽板で金属廃棄物を除染
する限りにおいては本実施例ではどちらでもよい。

【００４３】つぎに本実施例の第４の実施例を前記図１
および図２を参照しながら説明する。電解液３として硫
酸溶液を選定し、絶縁性遮蔽板１によって分離された陽
極室13に陽極５を設置し、陰極室14に陰極６と金属廃棄
物７を設置し、循環ポンプ10により電解液３を循環して
電解液加熱用ヒータ４により所定の温度に昇温し、直流
電源８から前記陽極５と陰極６の間に所定の直流電圧を
所定時間印加する。

【００４４】この印加により、前記陽極５では前記
（１）式に示した反応が起こり酸素ガスが発生し、前記
陰極６では前記（２）式に示した反応が起こり水素ガス
が発生する。一方、陰極６に対面した金属廃棄物７の表
面は正極に帯電し、反対面は負極に帯電する。

【００４５】ここで、金属廃棄物７が炭素鋼の場合は、
硫酸，硝酸等に対しては溶解され易いが、全面に酸化被
膜、錆等が付着している場合は溶解されにくい。また、
ステンレス鋼は表面に不働体化被膜が形成されているた
め耐食性に優れている。しかし、ステンレス鋼、炭素鋼
の表面を負極に帯電させることにより、以下に示す反応
が起こり表面の不働体化被膜および酸化被膜、錆等が還
元，破壊される。

【００４６】金属廃棄物（負荷帯電面） 不働体化被膜、酸化被膜：Ｆｅ₃ Ｏ₄ ＋ ８Ｈ⁺ ＋ ２ｅ 錆等の還元，破壊 → ３Ｆｅ²⁺ ＋ ４Ｈ₂ Ｏ……（４） Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＋ ６Ｈ⁺ ＋ ２ｅ → ２Ｆｅ²⁺ ＋ ３Ｈ₂ Ｏ……（５） このように、金属廃棄物７の表面の不働体化被膜、酸化
被膜または錆等が還元，破壊されると、金属母材が露出
して活性化する。この状態で直流電源８からの直流電圧
の印加を停止すると硫酸の酸化力で金属廃棄物の溶解が
起こる。

【００４７】なお、直流電源８の極性を逆転させて陽極
室13に設置された陽極５を陰極に、陰極室14に設置され
た陰極６を陽極に変換し、変換した陽極に多面する金属
廃棄物７の表面を負極に帯電させても同様に除染でき
る。

【００４８】従って、金属廃棄物の酸化被膜とともに付
着または金属母材に浸透している放射能は、酸化被膜の
還元，破壊と金属母材を溶解することにより金属廃棄物
から除去された電解液に移行し、金属廃棄物の放射能を
除去もしくは放射能レベルを低下させることができる。

【００４９】つぎに第４の実施例を確認するために実施
した第５の実施例を図６を用いて説明する。本実施例で
は硫酸濃度１mol/L と２mol/L 、チタンに白金コーティ
ングを施した陽極と陰極との間に５Ｖの直流電圧を５分
間印加してステンレス鋼（ＳＵＳ 304）の溶解試験を実
施した。

【００５０】図６中の縦軸は相対溶解速度（各温度にお
ける溶解速度／60℃の溶解速度）、横軸は電解液の絶対
温度の逆数を示す。ステンレス鋼の溶解速度は、絶対温
度の逆数と直線関係があり、電解液の温度に対して指数
関数的に増加した。

【００５１】上述したように、本実施例の除染方法は、
金属廃棄物の表面を負極に帯電させることにより硫酸の
酸化力で容易に溶解することができるため、金属廃棄物
の放射能を除去もしくは放射能レベルを低下させること
ができる。従って、電解除染では困難であった曲管、バ
ルブ等の複雑形状物に対しても適用できる。なお、本実
施例を用いた電解液は硫酸の他に、硝酸，塩酸等を用い
て同様な結果が得られた。

【００５２】つぎに本発明の第６の実施例を図７を参照
しながら説明する。

【００５３】図７は本実施例における電解槽２の縦断面
図を示し、符号16は上部に開口部を絶縁性の遮蔽容器で
あり、この遮蔽容器16の底部に陽極５が設置され、陽極
５の上部に網目状の絶縁性の支持材16が設置され、遮蔽
容器16の底部を間に挟んで電解槽２の底部に陰極６が設
置されている。

【００５４】金属廃棄物７は遮蔽容器16内に収納され、
電解液および水素ガス流通のために多数の孔が網目状に
平板絶縁性の支持材16により金属廃棄物７と陽極５が接
触しないように保持されている。

【００５５】この状態で陽極５と陰極６との間に直流電
圧を付加すると電解液中のイオンは支持材の孔を通過し
て移動するため陽極５と対面する金属廃棄物表面の他方
の面が正極に帯電するし、（３）式に示す溶解反応が起
こり、金属廃棄物の放射能を除去もしくは放射能レベル
を低下させることができる。

【００５６】従って、本実施例の上部に開口部を有する
遮蔽容器を用いることにより、１バッチ当たりの金属廃
棄物の除染処理量を増加させることができる。

【００５７】つぎに本発明の第７の実施例を図８を参照
しながら説明する。

【００５８】図８は本実施例における電解槽２の縦断面
図を示し、符号17は上部に開口部を有する絶縁性のかご
であり、このかご17に金属廃棄物７が収納されている。
かご17は上部に開口部を有する絶縁性遮蔽容器15内に設
置され、遮蔽容器15の底部には陽極５が設置され、遮蔽
容器16の底部を間に挟んで電解槽２の底部に陰極６が設
置されている。

【００５９】この状態で陽極５と陰極６との間に直流電
圧を印加すると電解液３中のイオンはかご17の孔を通過
するため陽極５に対面する金属廃棄物７の表面の他方の
面が正極に帯電し、（３）式に示す溶解反応が起こり、
金属廃棄物７の放射能を除去もしくは放射能レベルを低
下させることができる。

【００６０】従って、本実施例は上部に開口部を有する
絶縁性のかご17を用いることにより、前記第６の実施例
と同様に１バッチ当たりの金属廃棄物７の除染処理量を
増加させることができる。また、絶縁性かご17は駆動機
構を用いて電解槽２から容易に出し入れすることができ
るため、大量処理する場合の自動化が容易となる。

【００６１】なお、前記第１から第３の実施例と、第６
および第７の実施例と前記第４の実施例を組み合わせ、
直流電源の極性を所定時間ごとに逆転させて金属廃棄物
７の表面の酸化処理と還元処理とを交互に繰り返す。こ
れにより、金属廃棄物７の汚染源である酸化被膜、錆等
が還元処理されて破壊され、酸化被膜，錆等を選択的に
除去できる。

【００６２】その後、酸化処理して金属母材を溶解する
と少ない溶解量で金属廃棄物７の放射能を除去もしくは
放射能レベルを低下させることができるため、除染に伴
う二次廃棄物の発生量を低減することができる。

【００６３】従って、本実施例は炭素鋼製の金属廃棄物
に対しても効果があり、炭素鋼製の金属廃棄物は放射能
を含む酸化被膜，錆等が厚く、強固に付着しているた
め、還元処理と酸化処理を繰り返すことにより短時間に
放射能を除去でき、また放射能レベルを低下させること
ができる。

【００６４】つぎに本発明の第８の実施例を図９および
図10を参照しながら説明する。図９は本実施例を説明す
るための装置の一例を示した系統図であり、図中符号１
は絶縁製遮蔽板、２が電解槽で電解槽２には電解液３と
電解液加熱ヒータ４が収納されている。

【００６５】この電解槽２は絶縁性遮蔽板１により陽極
室13と陰極室14とに分離され陽極室には不活性金属から
なる陽極５が設置され、陰極室には駆動装置19により吊
り設された不活性金属からなる棒状または角管状の陰極
18と金属廃棄物７が設置され、また陽極５と陰極18はそ
れぞれ直流電源８に接続されている。

【００６６】また、電解槽２の上部には電解液３から発
生する蒸気、ガスを処理するための排ガス処理系９が接
続されている。なお、電解液３は循環ポンプ10により電
解槽２、フィルタ11、電解液循環ライン12を循環する。

【００６７】つぎに図９の電解槽２の平面図である図10
により本実施例の放射性金属廃棄物の除染方法を説明す
る。

【００６８】絶縁性遮蔽板１はコの字形で、棒状または
角管状の陰極６は絶縁性遮蔽板１の内面に設置され、陽
極５は絶縁性遮蔽板１の外面に設置され、棒状の陰極18
と陽極５は絶縁性遮蔽板１を間に挟んで対面するように
設置されている。

【００６９】一方、金属廃棄物７は陰極18と対面するよ
うに絶縁性遮蔽板１とは反対方向に接地されている。な
お、電解液３中のイオンは絶縁性遮蔽板１と電解槽２の
側壁との隙間のみ移動し、電解槽２上部と下部から移動
しないように遮蔽板１の上部は電解液３の液面３ａより
高く、遮蔽板１の下部は電解槽２の底部に接続されてい
る。

【００７０】また、電解槽２の材質は絶縁性材料、また
は金属に絶縁製材料をコーティングしたものである。こ
の状態で循環ポンプ10により電解液３を循環して電解液
加熱用ヒータ４により所定の温度に昇温し、直流電源８
から前記陰極６と陽極５との間に所定の電流密度の直流
電圧を印加する。

【００７１】前記陰極６を駆動装置19により金属廃棄物
７の表面と一定の間隔を保持させながら移動させると、
陰極６に対面している金属廃棄物（Ｍ）の表面は誘電作
用により前記（３）式に示した反応が起こり溶解する。

【００７２】湾曲した板状の金属廃棄物を除染する場合
に、板状の陰極を用いると金属廃棄物表面と陰極との距
離が部分的に違ってくるため、局部的に汚染が残留する
可能性があった。本実施例の棒状または角管状陰極を駆
動装置により金属廃棄物表面と一定の間隔を保持するよ
うに移動させて除染を行うと、金属表面を均一に溶解す
ることができるため局部的な汚染の残留を防止でき均一
な除染ができる。

【００７３】また、除染前の金属廃棄物が局部的に汚染
している場合は、汚染面全体を溶解すると二次廃棄物の
発生量が増加する。しかし、本実施例の棒状または角管
状陰極を駆動装置により金属廃棄物の汚染部分近傍に移
動させて除染を行うことができるため金属表面全体を溶
解する場合と比べ、二次廃棄物の発生量を大幅に低減で
きる。

【００７４】従って、棒状および角管状陰極を駆動装置
より移動させて除染した場合は、湾曲した板条の金属廃
棄物表面であっても均一に除染でき、しかも局所的な汚
染の場合はこの部分のみ除染できるため、金属廃棄物の
形状適用製が向上し、さらに除染に伴う二次廃棄物の発
生量を大幅に低減できる。

【００７５】つぎに、前記第８の実施例で説明した湾曲
した金属廃棄物の除染方法およびその装置で使用する陰
極の２例を図１から図13により説明する。図11は棒状陰
極１８をフレキシブルケーブル20で接続して簾状に多数
配列した簾状陰極21の第１の例でありフレキシブルケー
ブル20の部分を自在に曲げることができる。

【００７６】図12は湾曲した金属廃棄物７に対して図11
に示す簾状陰極21を使用した場合を示し、簾状陰極21は
フレキシブルケーブル20の部分を曲げることができるた
め金属廃棄物７の形状に合わせて湾曲状に変形し、金属
廃棄物表面と一定の間隔を保持しながら除染を行うこと
ができ、金属表面を均一に除染することができる。

【００７７】図13は簾状陰極21に通水性絶縁性弾性体22
を張り付けた第２の例で、これにより簾状陰極21と金属
廃棄物７とが接触することを防止でき、しかも金属廃棄
物７と簾状陰極21との距離をより一定に保持することが
でき、金属表面を均一に除染することができる。なお、
通水性絶縁性弾性体22はスポンジや、多数の孔を開けた
ゴム等の材料が適用可能である。

【００７８】なお、上述した本発明に係る放射性金属廃
棄物の除染方法およびその装置の各実施例において、電
解槽の構造材が金属の場合は誘電作用により電解槽壁面
で電気分解が起こるため、金属廃棄物の表面を効率よく
正極または負極に帯電させることができない。

【００７９】従って、電解槽の構造材および絶縁性遮蔽
板、遮蔽容器、遮蔽容器内の支持材およびかごはフッ素
樹脂または繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等のように耐薬品性
に優れた絶縁性材料を単体で用いるか、金属に絶縁性材
料をライニングしたものを用いる。また、電解槽、遮蔽
容器およびかごの形状は角形に限らず、円筒状も適用可
能である。

【００８０】さらに、電極の材質は実施例に用いたチタ
ンに白金コーティングを施した電極の他に、銅にチタン
をライニングし、その上に白金コーティングを施した電
極、白金単独電極、チタン以外の金属に白金コーティン
グを施した電極、鉛酸化物電極等も使用可能である。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば以下に述べる効果があ
る。

【００８２】（１）コの字形絶縁性遮蔽板を用いて陰極
に対面した金属廃棄物表面、または陽極に対面した金属
廃棄物表面の反対面を正極に帯電させて金属母材を溶解
するため、金属廃棄物の溶解速度および形状適用性が向
上し、短時間に金属廃棄物の放射能を除去でき、また放
射能レベルを低下させることができる。

【００８３】（２）陽極に対面した金属廃棄物表面、ま
たは陰極に対面した金属廃棄物表面の反対面を負極に帯
電させて金属表面の不働体化被膜，酸化被膜を還元，破
壊し、無機酸の酸化力で金属母材を溶解できるため、ス
テンレス鋼製や曲管やバルブ等の複雑形状物に対して
も、短時間に金属廃棄物の放射能を除去でき、また放射
能レベルを低下させることができる。

【００８４】（３）絶縁性遮蔽容器およびかご内で金属
廃棄物を除染できるため、大量の金属廃棄物の除染処理
と自動化が容易である。

【００８５】（４）炭素鋼のように酸化被膜が厚く、強
固に付着し、放射能が除去しがたい金属廃棄物に対して
は、直流電圧の極性を交互に逆転させて還元処理と酸化
処理を施すことにより酸化被膜の還元，破壊と金属母材
の溶解が起こるため、少ない溶解量で放射能を除去で
き、除染に伴う二次廃棄物の発生量を低減できる。

【００８６】（５）湾曲した板状の金属廃棄物を除染す
る場合は、棒状または角管状の陰極を駆動装置により金
属廃棄物表面と一定の間隔を保持させ、かつ移動させて
除染を行うため、金属廃棄物を均一に除染できる。ま
た、フレキシブルケーブルにより棒状または角管状の陰
極を多数接続した簾状陰極を用い、さらに簾状陰極に通
水性の絶縁性弾性体を張り付けることにより湾曲した板
状の金属廃棄物の適用性がさらに向上する。

【００８７】（６）除染前の金属廃棄物が局部的に汚染
している場合は、棒状また角管状の陰極を駆動装置によ
り金属廃棄物の汚染部近傍に移動させて除染できるた
め、金属表面全体を溶解する場合と比較して二次廃棄物
の発生量を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１と第４の実施例を説明するための
系統図。

【図２】図１における電解槽の平面図。

【図３】図１における電解槽の縦断面図。

【図４】本発明の第２の実施例を説明するための実験／
理論図。

【図５】本発明の第３の実施例を説明するための実験／
理論図。

【図６】本発明の第５の実施例を説明するための電解液
の絶対温度の逆数と溶解量との関係特性図。

【図７】本発明の第６の実施例を説明するための縦断面
図

【図８】本発明の第７の実施例を説明するための縦断面
図

【図９】本発明の第８の実施例を説明するための系統図

【図１０】図９において、電解槽内の棒状陰極と湾曲し
た金属廃棄物との配置関係を示す平面図。

【図１１】図９における電解槽に設置する第１の簾状陰
極を示す斜視図。

【図１２】図11における第１の簾状陰極を湾曲した金属
廃棄物に設置状態を示す正面図。

【図１３】図９における第２の簾状陰極を湾曲した金属
廃棄物に設置状態を示す正面図。

【符号の説明】

１…絶縁性遮蔽板、２…電解槽、３…電解液、４…ヒー
タ、５…陽極、６…陰極、７…金属廃棄物、８…直流電
源、９…排ガス処理装置、10…循環ポンプ、11…フィル
タ、12…循環ライン、13…陽極室、14…陰極室、15…遮
蔽容器、16…支持材、17…かご、18…棒状陰極、19…駆
動装置、20…フレキシブルケーブル、21…簾状陰極、22
…通水性絶縁性弾性体、23…板状遮蔽体。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射性物質で汚染された金属廃棄物を電
   解槽内の電解液中で非接触で電解して誘電作用により前
   記金属廃棄物の金属母材を溶解して放射能を除去する放
   射性金属廃棄物の除染方法において、前記電解槽を絶縁
   性遮蔽板で陽極室と陰極室に分離し、前記陽極室に陽極
   を設置し、前記陰極室に陰極と金属廃棄物を設置し、前
   記陽極と前記陰極間に接続された直流電源から直流電圧
   を印加して、前記陰極に対面している前記金属廃棄物の
   汚染面を正極に帯電させて前記金属母材を溶解すること
   を特徴とする放射性金属廃棄物の除染方法。
2. 【請求項２】 前記金属廃棄物が全面にわたり汚染して
   いる場合は前記直流電源の極性を逆転させて前記陽極を
   陰極に、前記陰極を陽極に変換して前記金属廃棄物の他
   方の面を溶解することを特徴とする請求項１記載の放射
   性金属廃棄物の除染方法。
3. 【請求項３】 前記電解液として無機酸を用い、前記陰
   極に対面している前記金属廃棄物の表面の他方の面を負
   極に帯電させて前記表面の不働体化被膜または酸化被膜
   を還元，破壊し、前記直流電圧の印加を停止して前記金
   属廃棄物の金属母材を前記無機酸の酸化力により溶解す
   ることを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物の除染
   方法。
4. 【請求項４】 前記金属母材の溶解と、前記金属廃棄物
   表面の不働体化被膜または酸化被膜の還元，破壊を直流
   電源の極性を交互に逆転させて繰り返すことを特徴とす
   る請求項３記載の放射性金属廃棄物の除染方法。
5. 【請求項５】 放射性物質で汚染された金属廃棄物を電
   解槽内の電解液中で非接触で電解して誘電作用により金
   属母材を溶解して放射能を除去する放射性金属廃棄物の
   除染装置において、前記電解槽内を絶縁性遮蔽板で陽極
   室と陰極室に分離し、前記絶縁性遮蔽板はコの字形で前
   記電解槽と平行に設置されてなることを特徴とする放射
   性金属廃棄物の除染装置。
6. 【請求項６】 前記絶縁性遮蔽板は上部に開口部を有す
   る容器であり、前記電解槽の底部に陰極を設置し、かつ
   前記容器の底部に陽極を設置し、前記金属廃棄物を絶縁
   性支持材で保持してなり、前記絶縁性支持材は電解液流
   通のために網目状に開く多数の孔を有し、前記上部に開
   口部を有する容器の底部に設置したことを特徴とする請
   求項５記載の放射性金属廃棄物の除染装置。
7. 【請求項７】 前記絶縁性支持材は上部に開口部を有
   し、かつ内部に前記金属廃棄物を収納するかごからなる
   ことを特徴とする請求項５記載の放射性金属廃棄物の除
   染装置。
8. 【請求項８】 前記陰極は角管または棒状体で、駆動装
   置により前記金属廃棄物表面と一定の間隔を保持しなが
   ら移動するものであることを特徴とする請求項５記載の
   放射性金属廃棄物の除染装置。
9. 【請求項９】 前記陰極は角管または棒状体を多数配列
   してフレキシブルケーブルにより接続して簾状陰極を形
   成し、この簾状陰極に通水性の絶縁弾性体を付設したこ
   とを特徴とする請求項８記載の放射性金属廃棄物の除染
   装置。