JPH09203797A

JPH09203797A - 除染方法とその除染システム

Info

Publication number: JPH09203797A
Application number: JP1244496A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Saito; 宣久斉藤; Yumiko Abe; 由美子阿部; Hiromi Aoi; 洋美青井; Ichiro Inami; 一郎稲見; Yoshio Sato; 義雄佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1997-08-05
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JP3874830B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】原子力プラント等において放射化された各種機
器の金属材料等の表面に付着した汚染を化学的に除染す
る際に、還元系及び酸化系のいずれの場合も除染効率が
高く、しかも金属材料の腐食を抑制して廃棄物発生量の
低減と、機器の健全性を保つと共に被曝低減による作業
員等の安全性を向上す効果がある、除染方法とその除染
システムを提供する。【解決手段】表面の汚染部分を化学薬品により除去する
化学的除染において、予め除染剤中における除染対象物
の金属材料の分極曲線を得ると共に当該機器の除染実施
中に除染対象物２の金属材料における腐食電位を監視し
て、腐食電位が不働態域を保つように、除染液中の除染
助剤濃度あるいは金属イオン濃度を自動的に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力プラント等
において放射化された汚染機器の除染に係り、特に汚染
機器の金属材料等の表面に付着した汚染を化学薬品によ
って化学的に除去する除染方法とその除染システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】原子力プラントに設置された機器類にお
いて発生する放射能汚染に対して、この除染法の一つに
酸を用いた化学的な除染方法がある。この化学的な除染
方法は、対象機器の金属材料等の表面をある種の酸によ
り洗浄することにより、機器の表面に付着した放射性物
質を含んだ酸化物を溶解すると共に除去して、対象機器
における放射線線量率を低下させるものである。

【０００３】前記除染の実施に際して用いる酸にはいろ
いろな種類があるが、この除染剤には還元系と酸化系に
大別され、還元系の除染剤は主に鉄酸化物の溶解に用い
られ、酸化系の除染剤は主にクロム酸化物の溶解に用い
られており、対象となる機器の表面被膜の性状により除
染剤の種類や濃度を選定する。

【０００４】図７のブロック構成図は、還元系除染剤と
酸化系除染剤を交互に用いて、還元と酸化を繰り返して
除染を行う除染システムを示し、原子炉１には除染対象
物である除染対象配管２がポンプ３を介挿して接続され
ている。また除染装置４は、除染剤タンク５と例えばシ
ュウ酸分解装置である除染剤分解装置６、及び例えば電
熱線によるヒータ７、さらにイオン交換樹脂による除染
液浄化系８が、除染剤供給ポンプ９及び除染液循環ポン
プ10と共に、各種弁を介挿した配管により接続されてい
る。

【０００５】前記除染液循環ポンプ10とヒータ７、及び
除染液浄化系８を結ぶ配管には、酸化剤タンク11と導電
率計12が接続されていて、導電率計12は除染剤濃度コン
トローラ13に信号を出力して、この除染剤濃度コントロ
ーラ13は前記除染剤供給ポンプ９の運転制御をするよう
に構成している。さらに、除染装置４からの除染液供給
配管14ａと除染液回収配管14ｂは、前記ポンプ３を挟ん
で除染対象配管２に接続している。

【０００６】この除染システムにおいては、前記除染装
置４で除染対象配管２に対して除染液循環ポンプ10によ
り除染液供給配管14ａと除染液回収配管14ｂを介して除
染剤の溶液である除染液を循環させて、除染対象物であ
る除染対象配管２の内周に付着した放射性物質を含んだ
酸化物を溶解すると共に除去して除染を行う。この時に
除染装置４においては、前記除染対象配管２の除染によ
り除染液中に溶解した金属イオンを除染液浄化系８にて
浄化すると共に、除染剤である有機酸を除染剤分解装置
６において分解させている。

【０００７】さらに、除染の実施に際して一定の除染効
果を得るために、ヒータ７による除染液の温度、及び除
染剤濃度コントローラ13による除染剤（酸）濃度の管理
を行っているが、除染対象物である除染対象配管２を構
成する金属材料の腐食電位に対する注意は特に払われて
いなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】例えば、原子力プラン
トの代表的構成材料であるステンレス鋼について、この
ステンレス鋼の酸中におけるアノード分極特性は、図８
の分極特性図に示す分極曲線15のようになる。この分極
曲線15は、金属材料の溶液中における腐食特性を表すも
のであり、縦軸に電流の対数値を、また横軸に電位をと
り、ある電位に保持したときに流れる電流を表してお
り、ここでは、電流が大きいほど腐食溶出量は大きく、
耐食性が劣ることを意味する。

【０００９】また、ステンレス鋼やＮｉ基合金のように
耐食性の高い構造材料の場合には、電位によって腐食特
性が異なり、電位の低い側から、不感域16，活性域17，
不働態域18，二次不働態域19，過不働態域20に分けられ
る。この各電位域は、一般的に上記図８に示すような分
極曲線15となっており、これより不感域16と不働態域18
においては、電流値が低く従って腐食量が少ないことが
わかるが、その境界の値は、対象材料と除染液の種類及
びｐＨの組み合わせにより異なる。

【００１０】除染対象物が金属材料であり、この表面に
付着した酸化物を酸により除染する場合には、表面の酸
化物ばかりでなく下地金属も僅かに溶解されることにな
るが、この金属溶解量は構造物の健全性の面から、でき
るだけ少なくすることが望ましい。

【００１１】また溶接等の熱影響により、結晶粒界にク
ロム欠乏層が生じているような場合には、溶解により粒
界アタックを受ける可能性があり、特に還元系除染剤を
用いて除染を行う場合には、金属材料の腐食電位が活性
域17になる恐れがあり、機械的強度の低下等、健全性保
持の観点から注意を要する等の支障があった。さらに、
除染により除染対象物から除去した放射性物質は放射性
廃棄物となり、その廃棄物処理施設への負担と作業員へ
の被曝の影響は、作業の安全性から極力低減させなけれ
ばならない。

【００１２】本発明の目的とするところは、予め除染剤
中における除染対象物の材料の分極曲線を得ると共に、
当該機器の除染に際して金属材料の除染効果が高く溶解
の少ない腐食電位が不働態域となるように、除染液中の
除染助剤の濃度を制御することを特徴とする除染方法と
その除染システムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係る除染方法は、表面の汚染部分
を化学薬品により除去する化学的除染において、除染実
施中に除染対象物の金属材料における腐食電位の監視を
行うことを特徴とする。除染液中の除染対象物の金属材
料における腐食電位を常時監視して、除染効率が高く金
属材料の溶解が少ない腐食電位値となるように制御す
る。

【００１４】請求項２記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染実施中に腐食電位が不働態域となるよ
うに除染助剤の添加を制御することを特徴とする。除染
実施中に除染液中の除染対象物の金属材料における腐食
電位が不働態域を保つように除染液中に除染助剤を添加
する。

【００１５】請求項３記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染実施中に腐食電位が不働態域となるよ
うに除染液中の金属イオン濃度を制御することを特徴と
する。除染実施中に除染液中の除染対象物の金属材料に
おける腐食電位が不働態域を保つように、除染液中の金
属イオンを除去して金属イオン濃度の制御をする。

【００１６】請求項４記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染を還元と酸化を繰り返して行うことを
特徴とする。還元系除染剤の除染液による除染サイクル
と酸化系除染剤の除染液による除染サイクルを交互に繰
り返すことにより、各種の酸化物に対して除染が行え
る。

【００１７】請求項５記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染を還元のみにより行うことを特徴とす
る。還元系除染剤の除染液により除染対象物を除染する
ことにより、除染に際して除染装置と操作が容易とな
る。

【００１８】請求項６記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染に使用する除染剤が、還元系除染剤の
シュウ酸であることを特徴とする。シュウ酸を還元系除
染剤とした溶液の除染液により除染を行う。請求項７記
載の発明に係る除染方法は、化学薬品による除染に使用
する除染剤が、還元系除染剤のタルトロン酸であること
を特徴とする。タルトロン酸を還元系除染剤とした除染
液により除染を行う。

【００１９】請求項８記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染に使用する除染剤が、酸化系除染剤の
過マンガン酸であることを特徴とする。過マンガン酸を
酸化系除染剤とした除染液により除染を行う。請求項９
記載の発明に係る除染方法は、化学薬品による除染に使
用する除染助剤が、酸化系助剤のＦｅ³⁺イオンであるこ
とを特徴とする。除染実施中に除染対象物の腐食電位を
制御するために、酸化系助剤のＦｅ³⁺イオンを除染助剤
として除染液に添加する。

【００２０】請求項10記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染に使用する除染助剤が、酸化系助剤の
Ｃｅ⁴⁺イオンであることを特徴とする。除染実施中に除
染対象物の腐食電位を制御するために、酸化系助剤のＣ
ｅ⁴⁺イオンを除染助剤として除染液に添加する。

【００２１】請求項11記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染に使用する除染助剤が、酸化系助剤の
過酸化水素であることを特徴とする。除染実施中に除染
対象物の腐食電位を制御するために、酸化系助剤の過酸
化水素を除染助剤として除染液に添加する。

【００２２】請求項12記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染に使用する除染助剤が、酸化系助剤の
硝酸であることを特徴とする。除染実施中に除染対象物
の腐食電位を制御するために、酸化系助剤の硝酸を除染
助剤として除染液に添加する。

【００２３】請求項13記載の発明に係る除染方法は、化
学薬品による除染に使用する除染助剤が、酸化系助剤の
酸素または空気であることを特徴とする。除染実施中に
除染対象物の腐食電位を制御するために、酸化系助剤の
酸素または空気を除染助剤として除染液に添加する。

【００２４】請求項14記載の発明に係る除染システム
は、除染対象物の材料または除染対象物と同じ材料の試
料電極の腐食電位を監視しながら、その値を所定の値に
制御するように除染液中の除染助剤濃度を自動的に制御
することを特徴とする。除染実施中に除染液中の除染対
象物の材料の腐食電位を直接、または除染対象物と同じ
材料の試料電極により間接的に監視すると共に、除染液
中の除染助剤濃度を自動的に制御して、前記腐食電位を
所定値に保つことにより、除染効率高く除染対象物の溶
解が少ない除染を行う。

【００２５】請求項15記載の発明に係る除染システム
は、除染対象物の材料または除染対象物と同じ材料の試
料電極の腐食電位を測定しながら、その値を所定の値に
制御するように除染液中の金属イオン濃度を自動的に制
御することを特徴とすることを特徴とする。

【００２６】除染実施中に除染液中の除染対象物の材料
の腐食電位を直接、または除染対象物と同じ材料の試料
電極により間接的に測定すると共に、除染液中の金属イ
オン濃度を自動的に制御して、前記腐食電位を所定値に
保つことにより、除染効率高く除染対象物の溶解が少な
い除染を行う。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
面を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同じ
構成部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
第１実施の形態は請求項１と請求項２及び請求項９乃至
請求項12と請求項14に係り、シュウ酸溶液またはタルト
ロン酸溶液を還元系の除染剤として用いると共に、除染
対象物の機器材料の腐食電位を制御するための酸化系の
除染助剤として、Ｆｅ³⁺イオンまたは、その他の酸化剤
であるＣｅ⁴⁺イオン、過酸化水素、硝酸等を含む溶液を
用いたもので、腐食電位センサには直接式を採用してい
る。

【００２８】除染システムは図１のブロック構成図に示
すように、原子炉１には除染対象物である除染対象配管
２がポンプ３を介挿して接続されている。また除染装置
21は、除染剤タンク５と例えばシュウ酸分解装置である
除染剤分解装置６、及び例えば電熱線によるヒータ７、
さらにイオン交換樹脂による除染液浄化系８と、除染剤
供給ポンプ９及び除染液循環ポンプ10が各種弁を介挿し
た配管により接続されていると共に、除染助剤電磁弁22
と除染助剤供給ポンプ23を介挿した除染助剤タンク24を
除染液循環ポンプ10の吸込側に接続している。

【００２９】前記除染液循環ポンプ10とヒータ７、及び
除染液浄化系８を結ぶ配管には、酸化剤タンク11と導電
率計12が接続されていて、この導電率計12には除染剤濃
度コントローラ13が接続されており、この除染剤濃度コ
ントローラ13により前記除染剤供給ポンプ９の運転制御
をする。さらに、除染装置21からは前記除染対象配管２
に介挿したポンプ３を挟んで、除染液供給配管14ａ及び
染液回収配管14ｂが除染対象配管２に接続している。

【００３０】また、前記除染液回収配管14ｂには一例と
して、直接式の腐食電位センサ25ａ、または腐食電位セ
ンサ25ｂが接続されていて、この腐食電位センサ25ａ，
25ｂと接続した電位計測器及びコントローラ26は、腐食
電位センサ25ａ，25ｂが出力する腐食電位信号により、
前記除染助剤ポンプ23と除染助剤電磁弁22を制御するよ
うに構成されている。

【００３１】腐食電位センサについては、図２の縦断面
図に示す除染液回収配管14ｂを除染対象配管２と同じ材
料で製作して除染対象物とした直接式と、図３の縦断面
図に示す除染液回収配管14ｂの材料と関係なく、別途の
試料電極を備えた間接式とがあり、それぞれに照合電極
の設置場所により、図２（ａ），図３（ａ）に示す内部
照合電極型と、図２（ｂ），図３（ｂ）に示す外部照合
電極型がある。

【００３２】先ず、図２（ａ）に示す直接式で内部照合
電極型の腐食電位センサ25ａについては、除染液回収配
管14ｂを除染対象配管２と同じ金属材料で製作して、こ
の除染液回収配管14ｂを除染対象物とし、先端に液絡管
27を設けた内部照合電極28を除染液回収配管14ｂ内に配
置して、前記液絡管27を除染液回収配管14ｂの内周に対
峙させると共に、前記内部照合電極28をリード線29によ
り外部のエレクトロメータ30と接続して構成する。

【００３３】次の図２（ｂ）に示す直接式で外部照合電
極型の腐食電位センサ25ｂについては、除染液回収配管
14ｂを除染対象配管２と同じ金属材料で製作して、この
除染液回収配管14ｂを除染対象物とし、一端を除染液回
収配管14ｂの内周に対峙させた液絡管27の他端を、除染
液回収配管14ｂの外部に引き出して外部照合電極31と接
続し、この外部照合電極31をリード線29によりエレクト
ロメータ30と接続した構成である。

【００３４】また、図３（ａ）に示す間接式で内部照合
電極型の腐食電位センサ25ｃについては、接続する除染
液回収配管14ｂの材料と係わりなく適用することが可能
であり、除染液回収配管14ｂ内に除染対象物と同じ金属
材料の試料電極32と、これに対峙して先端に液絡管27を
設けた内部照合電極28を配置すると共に、この内部照合
電極28をリード線29により外部のエレクトロメータ30と
接続して構成する。

【００３５】さらに、図３（ｂ）に示す間接式で外部照
合電極型の腐食電位センサ25ｄについては、接続する除
染液回収配管14ｂの材料と係わりなく適用が可能で、除
染液回収配管14ｂ内に除染対象物と同じ金属材料の試料
電極32と、これに対峙して液絡管27を設け、この液絡管
27の他端を外部に引き出して外部照合電極31を配置する
と共に、リード線29によりエレクトロメータ30と接続し
て構成している。従って、これらの腐食電位センサ25ａ
〜25ｄは、除染対象物と除染液回収配管14ｂ、及び設置
場所等の状態に応じて適宜選定して使用することができ
る。

【００３６】次に、上記構成による作用について説明す
る。初めに除染対象物である除染対象配管２の系統内に
水を満たして所定の温度まで上昇させた後に、除染液循
環ポンプ10の運転により循環させる。この循環する除染
液は、除染剤供給ポンプ９を運転して、除染剤タンク５
より除染剤を注入すると共に、ヒータ７にて除染に適切
な温度に加温する。

【００３７】除染に際して循環中の除染液については、
導電率計12により導電率を測定しながら、除染剤濃度コ
ントローラ13の指令により除染剤供給ポンプ９を運転制
御して、除染剤タンク５から除染剤の例えば還元系除染
剤であるシュウ酸を適量供給することにより、自動的に
除染液中の除染剤濃度であるシュウ酸の濃度を所定値に
調整する。

【００３８】この所定濃度の除染液を除染対象配管２内
に循環させることにより、除染対象配管２の内周に付着
した放射性物質を含んだ酸化物が溶解すると共に除去さ
れて除染が行われる。また、前記所定濃度の除染液は一
定時間循環させて除染を行った後は、前記除染液浄化系
８を通過させることにより除染液中の金属イオン濃度を
低下させて、その後に除染液中の除染剤である、シュウ
酸を除染剤分解装置６により分解させて１サイクルを終
了する。

【００３９】この際に、除染液回収配管14ｂに接続した
腐食電位センサ25ａ，25ｂにより、直接的に腐食電位の
測定を行ない（請求項１）、この腐食電位信号から電位
計測器及びコントローラ26により、常に除染対象物であ
る除染対象配管２の除染液中における腐食電位が適切値
で、不働態域18を保つように制御する。

【００４０】この腐食電位の制御は、電位計測器及びコ
ントローラ26の指令により、除染助剤ポンプ23の運転と
除染助剤電磁弁22の開度を制御して、除染助剤タンク24
から除染助剤である、例えば酸化系助剤のＦｅ³⁺イオン
を除染液中に適量添加して（請求項９）、除染液中の除
染助剤濃度を自動的に制御する（請求項２，請求項1
4）。

【００４１】また、前記除染助剤としては、前記酸化系
助剤のＦｅ³⁺イオンの他に、Ｃｅ⁴⁺イオン（請求項1
0），過酸化水素（請求項11），硝酸（請求項12）等を
用いても同様の作用と効果が得られる。従って、除染対
象物の除染液中における腐食電位については、予め、上
記図８で示すような除染液中において除染対象となる機
器の材料の分極曲線15を測定して、不働態域18の電位境
界値を求めておき、腐食電位を常に不働態域18に保つこ
とにより、除染対象の機器における金属材料の腐食を低
く保つことができる。

【００４２】なお、還元系除染剤を使用して除染を行う
場合には、除染液中の還元系化学種は除染剤であり、酸
化系化学種は溶出した金属イオン及び溶存酸素である。
しかし除染効率の観点から、除染剤の濃度は余り変化さ
せたくないので、除染助剤として酸化系化学種の濃度を
変えることにより除染対象物の材料の腐食電位を不働態
域18に保つことが望ましい（請求項14）。

【００４３】大気開放で除染を行う場合に、溶存酸素の
濃度は空気中の酸素の飽和溶解度となり温度により一定
である。そこで、腐食電位を活性域17まで低下させない
一方法として、除染液浄化系８の流量を制御して除染液
中の金属イオン濃度をある一定値以上に保つ方法があ
る。

【００４４】さらに、これにより腐食電位を不働態域18
内に保てない場合には、別の酸化系助剤を添加する方法
が考えられることから、腐食電位を測定しながら酸化系
助剤の濃度を自動的に制御することにより、常に腐食電
位を不働態域18に保つことができる。

【００４５】図４の分極特性図は、 0.2％シュウ酸（脱
気、95℃）及び 0.2％硫酸ナトリウム溶液中で測定した
鋭敏化SUS304鋼の分極曲線を示す。除染によく用いられ
るシュウ酸中の分極曲線で見ると、-300ｍＶSCE （40℃
飽和甘コウ電極基準）以下が不感域となっている。な
お、活性域／不働態域／過不働態域の境界は不明瞭であ
るが、０ｍＶSCE 近傍で電流値活性域のピーク値の 1/5
程度と小さくなり、腐食速度が小さくなることがわか
る。

【００４６】また除染対象物の金属材料として、耐食金
属のSUS304ステンレス鋼とインコロイ 800の２種類につ
いて、除染剤にシュウ酸を用いた除染液で、一方は腐食
電位を不働態域に保つように除染助剤としてＦｅ³⁺を添
加しながら腐食電位の制御をした場合と、他方は除染助
剤のＦｅ³⁺を添加しない場合の２つについて、除染によ
る浸食深さ（μｍ）の除染試験を行った。

【００４７】この試験結果では、それぞれの浸食深さ
が、Ｆｅ³⁺を添加しながら腐食電位の制御をした場合
は、SUS304ステンレス鋼で0.01、インコロイ 800では
0.0であるのに対して、Ｆｅ³⁺を添加しない場合では、S
US304ステンレス鋼で0.96、インコロイ 800では0.43で
あった。このことから、どちらの金属材料に対しても、
Ｆｅ³⁺を添加しながら腐食電位の制御をした場合の方が
浸食深さが少なく、従って腐食電位の制御が金属材料の
健全性を確保するために有効であることが確認された。

【００４８】第２実施の形態は請求項１と請求項３乃至
請求項８及び請求項15に係り、除染剤として還元系除染
剤のシュウ酸またはタルトロン酸溶液を用い、除染液浄
化系への流入を制御して除染対象物の機器材料の腐食電
位を制御するために除染液中の酸化系金属イオン濃度を
ある一定値以上に保つもので、間接式の腐食電位センサ
を採用している。

【００４９】除染システムは図５のブロック構成図に示
すように、原子炉１には除染対象物である除染対象配管
２がポンプ３を介挿して接続されている。また除染装置
33は、例えば除染剤である還元系除染剤のシュウ酸を貯
蔵した除染剤タンク５と、シュウ酸を分解する除染剤分
解装置６、及びヒータ７さらに除染液浄化系８と、除染
剤供給ポンプ９及び除染液循環ポンプ10とが各種弁を介
挿した配管により接続されている。なお、前記ヒータ７
と除染液浄化系８との間は浄化系電磁弁34とバイパス電
磁弁35が使用されている。

【００５０】前記除染液循環ポンプ10とヒータ７及び除
染液浄化系８を結ぶ配管には、酸化剤タンク11と導電率
計12が接続されていて、この導電率計12には除染剤濃度
コントローラ13が接続されており、この除染剤濃度コン
トローラ13により前記除染剤供給ポンプ９を制御する。
さらに、除染装置33からは前記ポンプ３を挟んで、除染
液供給配管14ａ及び染液回収配管14ｂが除染対象物の除
染対象配管２に接続している。

【００５１】また、前記除染液供給配管14ａには一例と
して、間接式の腐食電位センサ25ｃ、または腐食電位セ
ンサ25ｄが接続されていて、この腐食電位センサ25ｃ，
25ｄと接続した電位計測器及びコントローラ36は、腐食
電位センサ25ｃ，25ｄの出力する腐食電位信号により前
記浄化系電磁弁34とバイパス電磁弁35を制御するように
構成されている。

【００５２】次に、上記構成による作用について説明す
る。初めに除染対象物である除染対象配管２の系統内に
水を満たして所定の温度まで上昇させた後に、除染液循
環ポンプ10の運転により循環させる。この循環する除染
液は、除染剤供給ポンプ９の運転制御により、除染剤タ
ンク５より還元系除染剤としてシュウ酸が注入されて除
染剤濃度が調整されると共に、ヒータ７にて除染に適切
な温度に加温される（請求項６）。

【００５３】なお、上記では還元系除染剤をシュウ酸と
して説明したが、タルトロン酸を用いても上記と同様の
作用と効果が得られる（請求項７）。この際に循環中の
除染液については、導電率計12により導電率を測定しな
がら、除染剤濃度コントローラ13の指令により除染剤供
給ポンプ９が運転制御されて、除染剤タンク５から除染
剤を適量供給することにより、自動的に除染液中の除染
剤濃度を所定値に制御する。

【００５４】この除染剤を所定濃度とした除染液を除染
対象配管２内に循環させることにより、除染対象配管２
の内周に付着した放射性物質を含んだ酸化物が溶解して
除去されて除染が行われる。前記除染を行った除染液
は、除染液浄化系８を通過させることにより、除染液中
の金属イオン濃度を低下させ、その後に除染液中の除染
剤を除染剤分解装置６により分解させて１サイクルを終
了する（請求項５）。

【００５５】前記金属イオン濃度を低下させるには、除
染液供給配管14ａに接続した腐食電位センサ25ｃ，25ｄ
により、常に間接的に除染対象物である除染対象配管２
の除染液中における腐食電位の監視を行ない（請求項
１）、この腐食電位信号から電位計測器及びコントロー
ラ36の指令により、浄化系電磁弁34とバイパス電磁弁35
の開度を制御して行う。

【００５６】これには、常時腐食電位センサ25ｃ，25ｄ
により、腐食電位が図８に示す活性域17まで低下しない
ように監視して、活性域17に近付きそうになったら、前
記浄化系電磁弁34を閉じると共にバイパス電磁弁35を開
いて、除染液中の金属イオン濃度が、それ以上に低下し
ないように自動的に制御して不働態域18を保つ（請求項
３、請求項15）。

【００５７】さらに、前記１サイクル目の還元系除染剤
による除染に引き続いて、２サイクル目として酸化系除
染剤を使用することにより、還元と酸化を繰り返す除染
を行う場合は、この２サイクル目の除染剤として例え
ば、酸化系除染剤の過マンガン酸を使用して前記１サイ
クル目と同様の手順により除染を実施する（請求項４、
請求項８）。

【００５８】以上の還元と酸化を繰り返す除染を実施す
ることにより、除染対象物の表面被膜の性状等により付
着した酸化物が鉄系及びクロム系のいずれのものでも容
易に溶解して、除去することができる。

【００５９】第３実施の形態は請求項１と請求項３及び
請求項13と請求項15に係り、除染剤に還元系除染剤のシ
ュウ酸またはタルトロン酸を使用し、除染助剤として酸
化系助剤の酸素または空気を用いると共に、除染対象物
の機器材料の腐食電位の制御を金属イオン濃度の調整に
より行うもので、腐食電位センサには直接式を採用して
いる。除染システムは図６のブロック構成図に示すよう
に、原子炉１には除染対象物である除染対象配管２がポ
ンプ３を介挿して接続されている。

【００６０】また除染装置37は、その構成の大部分が上
記図５と同様で、異なる部分としては除染剤タンク５を
除染剤調整タンク38に置換すると共に、この除染剤調整
タンク38にはガス電磁弁39を介挿した酸素または空気の
ガスボンベ40と、排気管41を接続して構成する。なお、
腐食電位センサには直接式の腐食電位センサ25ａ、また
は腐食電位センサ25ｂを採用している。

【００６１】次に上記構成による作用について説明す
る。除染対象物である除染対象配管２に除染液を循環し
て、除染対象配管２の内周に付着した放射性物質を含ん
だ酸化物を溶解すると共に除去して除染を行う。さら
に、常時腐食電位センサ25ａ，25ｂにより、腐食電位が
活性域17まで低下しないように監視して、前記除染液浄
化系８とバイパス電磁弁35等により、除染液中の金属イ
オン濃度を自動的に制御して腐食電位を不働態域18に保
つことは、上記第２実施の形態の場合と同様である（請
求項１，請求項３，請求項15）。

【００６２】しかし、除染対象配管２内を循環中の除染
液については、導電率計12により導電率の測定と、除染
剤濃度コントローラ13の指令により除染剤供給ポンプ９
を運転制御して、除染剤調整タンク38からの除染剤を適
量供給することにより、自動的に除染液中の除染剤濃度
を所定値に調整する。

【００６３】また、前記除染剤調整タンク38内の除染剤
については、例えばシュウ酸またはタルトロン酸等の還
元系除染剤に対して、除染開始前から除染剤調整タンク
38内において、ガスボンベ40から除染助剤である酸化系
助剤の酸素、または空気を吹き込むことにより、バブリ
ングして溶存酸素濃度を一定に維持する、この時の余剰
酸素または空気は排気管41より排出される。（請求項1
3）以上により、除染対象物の金属材料の腐食電位を不働態
域18に保つことができると共に、除染助剤が酸素または
空気であることから、調達と設備が簡素化することがで
きる。

【００６４】

【発明の効果】以上本発明によれば、原子力プラント等
において放射化された各種機器の金属材料等の表面に付
着した汚染を化学的に除染する際に、還元系及び酸化系
のいずれの場合も除染効率が高く、しかも金属材料の腐
食を抑制して廃棄物発生量の低減と、機器の健全性を保
つと共に被曝低減による作業員等の安全性を向上する効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施の形態の除染システムの
ブロック構成図。

【図２】本発明に係る一実施の形態の直接式の腐食電位
センサの縦断面図で、（ａ）は内部照合電極型、（ｂ）
は外部照合電極型を示す。

【図３】本発明に係る一実施の形態の間接式の腐食電位
センサの縦断面図で、（ａ）は内部照合電極型、（ｂ）
は外部照合電極型を示す。

【図４】本発明に係る一実施の形態の耐食合金における
腐食電位の分極特性図。

【図５】本発明に係る第２実施の形態の除染システムの
ブロック構成図。

【図６】本発明に係る第３実施の形態の除染システムの
ブロック構成図。

【図７】従来の除染システムのブロック構成図。

【図８】従来の耐食合金における腐食電位の分極特性
図。

【符号の説明】

１…原子炉、２…除染対象配管、３…ポンプ、４，21，
33，37…除染装置、５…除染剤タンク、６…除染剤分解
装置、７…ヒータ、８…除染液浄化系、９…除染剤供給
ポンプ、10…除染液循環ポンプ、11…酸化剤タンク、12
…導電率計、13…除染剤濃度コントローラ、14ａ…除染
液供給配管、14ｂ…除染液回収配管、15…分極曲線、16
…不感域、17…活性域、18…不働態域、19…二次不働態
域、20…過不働態域、22…除染助剤電磁弁、23…除染助
剤供給ポンプ、24…除染助剤タンク、25ａ，25ｂ…直接
式の腐食電位センサ、25ｃ，25ｄ…間接式の腐食電位セ
ンサ、26，36…電位計測器及びコントローラ、27…液絡
管、28…内部照合電極、29…リード線、30…エレクトロ
メータ、31…外部照合電極、32…試料電極、34…浄化系
電磁弁、35…バイパス電磁弁、38…除染剤調整タンク、
39…ガス電磁弁、40…ガスボンベ、41…排気管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲見一郎神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者佐藤義雄神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面の汚染部分を化学薬品により除去す
る化学的除染において、除染実施中に除染対象物の金属
材料における腐食電位の監視を行うことを特徴とする除
染方法。
【請求項２】前記化学薬品による除染実施中に腐食電
位が不働態域となるように除染助剤の添加を制御するこ
とを特徴とする請求項１記載の除染方法。
【請求項３】前記化学薬品による除染実施中に腐食電
位が不働態域となるように除染液中の金属イオン濃度を
制御することを特徴とする請求項１記載の除染方法。
【請求項４】前記化学薬品による除染を還元と酸化を
繰り返して行うことを特徴とする請求項１記載の除染方
法。
【請求項５】前記化学薬品による除染を還元のみによ
り行うことを特徴とする請求項１記載の除染方法。
【請求項６】前記化学薬品による除染に使用する除染
剤が、還元系除染剤のシュウ酸であることを特徴とする
請求項４または請求項５記載の除染方法。
【請求項７】前記化学薬品による除染に使用する除染
剤が、還元系除染剤のタルトロン酸であることを特徴と
する請求項４または請求項５記載の除染方法。
【請求項８】前記化学薬品による除染に使用する除染
剤が、酸化系助剤の過マンガン酸であることを特徴とす
る請求項４記載の除染方法。
【請求項９】前記化学薬品による除染に使用する除染
助剤が、酸化系助剤のＦｅ³⁺イオンであることを特徴と
する請求項２記載の除染方法。
【請求項１０】前記化学薬品による除染に使用する除
染助剤が、酸化系助剤のＣｅ⁴⁺イオンであることを特徴
とする請求項２記載の除染方法。
【請求項１１】前記化学薬品による除染に使用する除
染助剤が、酸化系助剤の過酸化水素であることを特徴と
する請求項２記載の除染方法。
【請求項１２】前記化学薬品による除染に使用する除
染助剤が、酸化系助剤の硝酸であることを特徴とする請
求項２記載の除染方法。
【請求項１３】前記化学薬品による除染に使用する除
染助剤が、酸化系助剤の酸素または空気であることを特
徴とする請求項２記載の除染方法。
【請求項１４】除染対象物の材料または除染対象物と
同じ材料の試料電極の腐食電位を監視しながら、その値
を所定の値に制御するように除染液中の除染助剤濃度を
自動的に制御することを特徴とする除染システム。
【請求項１５】除染対象物の材料または除染対象物と
同じ材料の試料電極の腐食電位を監視しながら、その値
を所定の値に制御するように除染液中の金属イオン濃度
を自動的に制御することを特徴とする除染システム。