JPS5814099A - 放射性汚染金属部材の浄化処理方法及び装置 - 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】 本発明は、表面が汚染されている放射性汚染金属部材の
浄化処理方法及び装置に関する。

原子力発電所やその他の原子力施設から発生する金属廃
棄物のうち、放射能汚染部が表層部に限られているもの
に対してプラズマアークを放射性汚染金属部材に走査す
る方法がある。

この方法によると、該金属部材の汚染表面層は溶融飛散
されて除去されるが、処理後の部材表面に酸化物を主体
とする薄層が微かに残存し、この薄層を除去すれば一層
除染効果が向上する。しかるに、この薄層は部材の表面
が酸化して生成したものであるから表面に強く結合して
おり、この除去は必ずしも容易ではない。

本発明の目的は、このような残存薄層の除去が容易であ
り除染効果の高い、放射性汚染金属部材の浄化処理方法
及び装置を提供するにある。

本発明は、放射性汚染金属部材の表面に高温熱源を走査
して該表面を溶融飛散させる際に、該表面の少なくとも
溶融部分にＣＯ□及び／又はＣＯを含むガスを接触させ
るようにしたものである。

以下添付図面に示す実施例について説明する。

第１図は、本発明の実施例に係る高温熱源（本実施例に
おいてはプラズマアーク）とガス噴出用ノズルの複合体
の先端部の断面図である。

第１図において、タングステン電極１とノズル電極２の
間に発生したプラズマアーク３は、被処理材４の表面の
被処理部分５を溶融し、溶融金属は該プラズマアーク３
の噴射力によって該表面から飛散される。６はガス噴出
用のノズルであり、（３） ＣＯ２及び／又はＣＯを含むガスがプラズマアークの周
囲に吹き込まれる。このＣＯ２又はＣＯは、５０００ｔ
Ｚ’から１０００００　にもなっている高温アークによ
り下式に従って熱解離する。

ＣＯ２→ＣＯ＋（０）　　　　　　　・・・・・・・・
・・・・（１）Ｃｏ　　−＋　Ｃ＋（０）　　　　　　
・・・・・・・・・・・・（２）この解離した酸素原子
は被処理部材４表面上の鉄原子と（３）〜（５）式に従
い反応し、酸化皮膜が形成される。

ｐｅ＋（０）→ＦｅＯ・・・・・・・・・・・・（３）
ａＦｅＯ＋（０）→Ｆｅ３Ｏ４”””・””’（４）２
Ｆｅ３０４＋（Ｏ）→３Ｆｅ２０３・・・・・・・・・
・・・（５）この時、酸化物層中に二酸化炭素から解離
した炭素もしくは炭化物が混入し、脆く剥離しやすい混
合物層が形成される。

第２図は、第１図の装置を用いた実施例の説明図である
。第２図Ａにおいては、放射性汚染金属部材である管状
被処理材７を回転させながら、第１図に示されるプラズ
マトーチとガスノズルとの複合体８は図示されない走査
装置によって軸方向（４） すなわち第３図Ｂの矢印Ｙの方向に走査される。

この装置において、プラズマトーチ先端から発生したプ
ラズマアーク３は管状金属部材７表面を溶融するととも
に、アーク３の周囲に噴射されているＣＯ２又はＣＯは
反応式（１）〜（５）に従って反応し、表面に剥離しや
すい炭素ないし炭化物と酸化物の混合物層が形成される
。この混合物層は管状被処理材の回転に伴い水９で急冷
されるため、非常に構造的に不安定なものになり更に剥
離されやすくなる。

第２図において、アーク電流１００Ａ、負荷電圧５０Ｖ
、被処理部材を炭素鋼とした場合の浄化処理試験結果を
第３図に示す。又、この浄化処理後の部材を更に超音波
洗浄した結果、及び、比較例としてＣＯ２を噴射しない
場合（従来法）の結果を併せて第３図に示す。

第３図より、ＣＯ２を噴射すると除染係数が増大するこ
と、及び超音波洗浄すると更に除染係数が増大すること
が認められる。これは表面にわずかに残った炭素ないし
炭化物と酸化物の薄層が、超音波洗浄によって表面から
剥離される為である。

第４図は、本発明の他の実施例であり、プラズマトーチ
１０とガスノズル１１とが別個に構成、支持されたもの
である。ガスノズル１１の先端は溶融部分５の方向に向
いており、該ノズル１１から噴出されたガスは、被処理
部材７の回転方向に沿って溶融部分に後方から噴きつけ
られる。この為溶融金属は部材７の回転前方方向に噴き
飛ばされるようになり、除染効果が一層大きくなる。な
お、炭素ないし炭化物と酸化物とからなる剥離容易な薄
層が形成されるのは、前記実施例と同様である。

本発明においては、高温熱源としては上記実施例のプラ
ズマアークの他にレーザービーム、高温の燃焼火災（例
えば酸素アセチレン炎）、Ｍｇ又はＡｔの粉末を酸素と
ともに噴きつけるもの等各種のものが採用される。又、
本発明において用いられるＣ０２及び／又はＣＯ全含む
ガスとしては、例えば、ＣＯ２ガス、ＣＯガス、これら
の混合ガス、これらに空気、窒素等を混合したガス等が
挙げられる。又、ＣＯ２又はＣＯを含む燃焼排ガス等も
使用できる。

なお、高温熱源とガス噴射ノズルは、これらの装置が走
査・移動されるものでもよく、又、これらの装置は固定
され、被処理部材が移動されるものでもよい。

又、超音波洗浄手段の代わりに、ブラシ洗浄等を行うこ
とも可能である。

以上の通り本発明によれば、放射性汚染金属部材の表面
を溶融飛散させる際に除去容易な薄層が形成される為、
除染効果が極めて高い。又、鉄の酸化反応熱を溶融に用
いられるため、入力エネルギーを節約できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係るプラズマトーチとガスノズルの先
端部分の断面図、第２図は第１図の装置を用いた実施例
の説明図、第３図は実施例の実験結果を表わすグラフ、
第４図は他の実施例の説明図である。 ■・・・タングステン電極、２・・・ノズル電極、３・
・・プラズマアーク、７・・・管状被処理材、８・・・
プラズマトーチとガス噴出用ノズルの複合体、１０・・
・プラズマトーチ、１１・・・ガス噴出用ノズル。 代理人　弁理士　高橋明べ 学２図 賽３図 溶融ズｚ　　（？２Ｗ） 第牛図 （Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射性汚染金属部材の表面に高温熱源を走査し該表
   面の汚染層を溶融飛散させる工程を含む放射性汚染金属
   部材の浄化処理方法において、該表面の少なくとも溶融
   部分にＣＯ２及び／又はＣＯを含むガスを接触させるこ
   とを特徴とする放射性汚染金属部材の浄化処理方法。 ２、該高温熱源はプラズマアークである特許請求の範囲
   第１項記載の放射性汚染金属部材の浄化処理方法。 ３、前記ガスを接触させる手段として該高温熱源の周囲
   からＣＯ２及び／又はｃｏを含むガスを噴射する手段を
   採用した特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の放射
   性汚染金属部材の浄化処理方法。 ４、該プラズマアーク中にＣＯ２及び／又はＣＯを含む
   ガスを混入させることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の放射性汚染金属部材の浄化処理方法。 ５、金属部材の表面を部分的に溶融する高温熱源と、少
   なくとも該表面の溶融部分にガスを供給するノズルと、
   該部材表面に対する該熱源及びノズルの相対位置移動用
   の走査装置と、を備えた放射性汚染金属部材の浄化処理
   装置。 ６、該高温熱源はプラズマトーチである特許請求の範囲
   第５項記載の放射性汚染金属部材の浄化処理装置。