JPS58167995A - 軽水炉のコバルト濃度低減法 - Google Patents

軽水炉のコバルト濃度低減法

Info

Publication number
JPS58167995A
JPS58167995A JP57050201A JP5020182A JPS58167995A JP S58167995 A JPS58167995 A JP S58167995A JP 57050201 A JP57050201 A JP 57050201A JP 5020182 A JP5020182 A JP 5020182A JP S58167995 A JPS58167995 A JP S58167995A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
cobalt
reactor
light water
water reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57050201A
Other languages
English (en)
Inventor
山科 泰之
純一 高林
菱田 護
森川 義武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57050201A priority Critical patent/JPS58167995A/ja
Publication of JPS58167995A publication Critical patent/JPS58167995A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

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】 〔発−の属する技術分野〕 本−発明は、@水炉の一次冷却材中に富まれる微量金属
イオンの一成分であるコバルトイオンを選択的・K除去
する方法及びその輌−に関する。
〔従来技術とその問題点〕
近時、@水デ選転年数の増大とともに、−次冷却系配管
の各所に放射性llIIImが沈積し、炉停止時の放射
−1に4が次第に増大している。このような放射i@蓄
積は、定期検査など炉停止時の被噛−皿の増大につなが
り、ひいては#sl+率の低下などの感影響を与える。
このような放射能蓄積゛による炉停止時のfIa量率の
増大は、炉の形式、維持’を境方法によって千差万別が
□あるが1例えば1iPRI(iiieclr sc 
Power&5earchlnstitut@、U8A
 )のまとめによれば、禾tAovh (ツカo$騰水
!11m!水F (i3vi/a)+2)4111ライ
ンの表面線量率は実効有効運転1IA1年(lFPY:
 lFu目Power Year、)二j) 100〜
150mムrこの放射能蓄積に寄与する放射性核種の大
部分は、半減期の蚤い60CO,!ICOであることが
仰られている。
今までの研究から、これら放射性核種は軽水炉の構造材
からの腐食生成物に帰因することが明らかとなっている
すなわち、軽水炉構造材の腐食によって水中に放出され
る腐食生成物は、水に9溶なイオンと水中Kel&する
金属酸化物(クラッド)から成っている。これら腐食生
成物は、−次冷却材とともに炉心部に移動し、この炉心
部又はその近傍の構造材のs#Jに沈着又は固着して炉
゛の運転時に熱中性子により放射化される。放射化され
た腐食生成物は、炉運転停止時又は起一時等の非定常運
転時にこの炉心部から運び出され、何らかの原因で一次
冷却系配管内に再度沈着する。このようにして、本来な
らば炉心部にあるべ自放射性の腐食生成物、−1:。
し九がって放射性核種が一次冷却系全体に拡畝して、線
量率を°増大させるもの゛である。
一般に、軽水炉の構造材としては、ステンレス綱、IR
嵩−、ニッケル着合金が多用されているが、それはCO
酸成分含Mする。
これら構造材の腐食生成物の大部分は、鉄の酸化物であ
る。この場合、腐食反応は次のように進行するものと考
えられている。
まず、軽水炉中の水は、鴫−放射線の照射下にあって、
 d 、 OH,HzO、0ti−、H2,H2O2等
の初期分離反応を起している。このうち、 HzO2は
更に分解して酸素を放出する。
このような場墳下にあって、構造材の表面ではまず(1
)式のアノード反応が起り鉄が第一鉄イオンとして溶解
する。
Fe →Fe  + e    =・Ll)1111A
の供給がない場合は、(2)式のカソード反応が起る。
t(+十e−→2−H2・・・(2) また、ll嵩1fi存在する場合には、(3)式のカッ
−11・・−。
ド反応が起る。
02+ 2f+ +e−→ 20d−・−+a)以上の
ことから、liJ式で生じたに’e  は、一部は水中
にイオンとして放出され、一部は13)式で生じ局−的
に高一度で存在するOH−と反応してFe(01()2
となり、該構造材の表面に付着したり又は水中に分離す
る。
軽水炉の運転温度、すなわち250〜300℃の温度域
にあってg r’e(OH)zは(4)式の反応を起し
てマグネタイトを生成する。
3 Fe (OH)2→Fe3O4+ 2・H2O+ 
H2・・・(41このようにして生成した鉄の酸化皮膜
又は水中に分離するFe2O2は、構造材から水中に放
出されているCo(イオン)1、と(5)式の可逆反応
を起してマグネタイト中に取り込まれるこ″とが知られ
ている。
Fe”(Fa”、Fe”)04+CG”、!Fe”(C
ou、Fe”)04+Fe”  、  −−−−15)
こうして生成し九Fe  (Co  、F・ )04が
炉の運転時、その炉心部で放射化されて半減期の長いコ
バルトの放射性核種を生成する。
〔発明の嶺豐〕
本発明者らは、−量率め増大は大部分放射化され九コバ
ルトに帰因すること、かつ構造材、から溶出するコバル
ト(イオン)は、腐食生成物中の鉄(1)イオンと(5
)式に示す置換反応を起して咳腐食生成書中に捕促され
るという事実に着目し、鋭意研究を重ねた結果、本!1
1明を完成するに到った。
まず、(5)式の可逆反応において、その平衡定数kC
eは(6)式で表示される。
ここで、aJ’e”(Fe”、re”)0. 、 aF
e”(Go”、Fe”)04はそれぞれ各腐食生成物の
活量を表わし、その値はlである◇また。 、 aco
” 、 aFe2+は水°〒に存在、するCo”、Fe
”+の活量でそれ、それの濃度の関数である。
し0 及びFe  の濃度の影響を受けて左右に*mす
る。
(5)式の平fl@係が成立しているとき、ここにFe
  を供給すれば、平fl関係は左方に移動して、k 
e ”” (Co□ 、k e s7 )04はCo2
+を水中に放出して)t、2+を順り込み、?@(Fe
  、Fe  )0.に変換せしめられ臘は(6)式の
関係を満足するように規制される。
比((CO”)/(Fe”) )は、平衝関係にめるi
+’a 3 +(h′。
Fe” ’)0 及びNe 3 + (Co 2 +、
F−+ )0カら成る腐★生酸物中のし0 とFe  
の濃度比((Co J/(1”e ))K発−考らは、
水中の(Co”)/(FC2+)を変化させたとき、こ
9水と接触する腐−生成物(−ダネタイト: kexo
4)中の(Co”)/(Fe”)がどのように変化する
かを検討して141図に示すような結果を得た041図
において、目盛9″は縦軸、横軸いflII1図から明
らかなように、水iの(Co”〕/〔F・2+〕  が
増大すると0腐食生成物(マグネタイト)中の(Co”
)/(1’e”)も増大し、その値は約0.)発明者ら
は、(5)酸反応が2価の金属イオンであるFe”+と
CO2+との腐食生成−中での置換反応であることに着
目して、他の2価の金属イオンに−し41i1対し友と
ころ、 Zn” 、 Cd”  Cu” 、 Mg”。
Mn  、Nt  %に’e  と同様の傾向を示すこ
とを見出した。すなわち、(5)式の平1#関係が成立
していると自、そこに上記の211mの金属イオンの少
なくと414を供給すると、Fe”(Co”、に’e”
)0はしOを放出し上記金属イオンを*C込み、その関
係は#111とほぼ同様の傾向であっ九。
本−発明はこれら実験事実に鑑みなされたもので、腐食
反応に−して生じるマグネタイトの中へのコバルトの取
り込み現象が化学的千−を保ち進行することを利用し、
@水f炉内構造書内に蓄積するコバルトの相対的蓄積量
を減少せしめる一手段として、炉内へのスピネルm酸化
物の持ち込み量を系内で発生する酸化物以上の量とすれ
ば、炉内で蓄積されるべきコバルトイオンの 減少するはずである。これを吸着能として扱うには本来
′炉内に発生するスピネル1ii酸化物9体積モしくは
Jilt、4L<は表面積のパラメータとして扱う蓼に
よす求めることができる。
ここで仮に炉内に発生するスピネルm酸化物のJlit
−重量として表わしWlとする。本発明によりr奢ち込
むスコネル7ii−化物重量をW2とすれば+73式の
ようになる。
但し%W、)Wl (7)式に於て生じている0、5 は、平衡反応に遜し
た時のスピネルfli鹸化物中に*り込まれる平衡値で
あるO 従って本発明に係る吸着装置を取り付けることによって
炉内に本来有94るべ龜化学的平衡状繍即ちスピネル臘
鹸隼物の量に対応する一次冷却材スビネルlll1酸化
物の量に対応する平衡状虐へと移行する。従って、平衡
反応としての状膳は、持ち込与前の平衡状−から逸脱し
M2O3+Co”+→(co”、/” )o  十M”
4 の一方向のみの反応を起こす、こと≦なる。
即ち、スピネルm酸化物を一次冷却材内に持ち込むこと
により本来炉内にのみ蓄積されていたコバルトイオンは
本発明方法の吸着剤であるスピネルm酸化物中に順り込
まれ炉内での相対的蓄積線量は減少することとなる。そ
して、この持ち込まれたスピネルm酸化物の吸着能は。
4υ4 +Go” )(Co”、MS”)o、+、M”
の本来の平衡値である(6)式によって求まる直、即、
ち平衡値となる0、5まで動作させることができる。
しかし、0,5に近づくと轟然S瘍液貴コバルト・イオ
ン一度も上昇するので、実使用にあた?では(7)式に
よって求まる倍数までを使用限度とする。
また、実鰍の蓄積量の許容値、は本願発明が運転中に使
用することを目的とするため、放射化コバルトの補集が
当然性なわれる。〕こ−9ため、プラントで許容する蓄
積線量の上@1直を吸着能とし、て扱うことが望ましい
。         、〔発−の目的〕 本発明は以上の知蒐に基づ自、軽水炉−次冷却材中に含
まれる放射性コバルトイオンもしくは放射化されていな
−コバルトイオンを軽水炉、運転中にスピネル*#化物
中Kcal除去する方法およびそ”のための装置を提供
することを目的とする。
すなわち1本発明方法は、スピネル製鐵化*4しくはス
ピネル鑞酸化物を71面に生成させた金属を一次冷却系
内に配置し、欽吸着剤であるスピネル域鹸化物が軽水炉
内に存在するスピネルdat化吻慮以上の1盪もしくは
体積4L<は11!面積を持つよう設計され、−次冷却
材中コパルトイオン一度の低減を針り、この効果によっ
て軽水炉内蓄積コバルト量の低減を運転中にかつ連続的
に行なうこ1 とを可能としたことをIII値とするものである。
〔発明の夷總例〕
以下に本発明の除去績−の一例を1えた軽水炉の模式図
である1図2によって′更に詳呻く貌明する。LjIJ
2においては軽水炉の運転を停止した伏線が示されてい
る0図においてiti軽水炉の圧力谷−で、右方が復水
系、左下方が本−発@除去S!直の一例を組み込んで成
る再循環゛系であるoUi水系において2は、主蒸気′
d、3は1気で仕事を讐るタービン、4は砿タービン3
の、排気を復水する復水器、5は得られ丸復水を圧力容
al内に給水する給水ポンプ、6は復水雷である0 図の再97M4系において、7は軽水炉の一次冷却材導
入口、8はその導出口である。圧力容器内にある一次冷
却材は、再循環ポンプ9を4II!111するととくよ
って導入ロアと導出口8との間にループとして形成され
る配管lOを循環せしめられる0配管10の再循環ポン
プ9と導出口8とを結ぶ途中経路には、管内を循環する
一次冷却材中よりコバルトイオンを選択的に除去する本
III発明の除去@ d 11が設置ilされ、ま九配
flOの再循環ポンプ9と導入ロアとを結ぶ途中経路に
は該、除去績dlllからコバルトの吸着に伴って発生
する除去材料のうちのM2+イオ/を固定し一次冷却材
中への流入を阻止するための槽111懐置稔が設置され
る。
以上のごとく構成される本−発明の除去f!瀘において
、−次冷却材中のコバルトを次のようにして選択的に除
去するための運転を行なう0即ち、圧力4N!1内に満
たされた一次冷却材のト1111        □ 溶存fi11!素量がo、tppmli度に低ドした時
点で通盾行なわれる軽水f這転操作に入る。炉水温度が
2500を超えた時点で再循環ポンプ9を始−させ、除
去ji 1ii11への給水およびfIl製装置12へ
の給水を開始する。この時、除去t&−へ給水する水源
は、炉内の温度の 常′運転時の保持を妨げない楊度傭
礫させ、かつ槽製装置12においてM2+イオンの回収
処理時間を超える流速で通過しないことを条件とする。
また、除去装置の除去媒体であるスピネルmta化’1
iNt 、 FeaOa @@材、ステンレス鋼の7ア
イ・(−を成形したフィルターステンレス鋼の粒を焼結
したフィルター等積゛々の応用が上げら゛れる0これは
比l11面積と、スピネル製鐵化物の相対的量を増大さ
せ、かつ装置そのものの小製化を行なえる点から有効な
除去媒体をなるもめであ゛る0また種属装置12内に於
て、除去媒体より発生するM3+イオン除去の手段とし
ては、イオン交II&儒脂、電磁フィルターなど通常め
ものを用いム0轟然ではあるが、槽IE11f!置内へ
導入される一次冷却材導入口は′i71温である。  
 ゛〔発明の効果〕   ゛ 本発明は以上のように一水炉這転Φに揚水炉内の一次冷
却材中よりコバルトイオンを除去することが可能な上帳
水炉構造材を損傷することもなく運転できる。さらK 
”Co、”Go及び今後放射化し褥る COを選択的K
m去し、その蓄積−盪を制御することが可能となるばか
りか、その蓄積itを減少せしめる丸めのデ遍転操作%
c*Tl1f!となるので、その工業的有用性は大であ
る。
【図面の簡単な説明】 41dは、水中の(Co”)/(1’・21〕とマグネ
タイト中の(Co”)/CF!”)との関係図、42図
は本−発明の除去装置の一例を6儂環系に門込んだ場曾
を例示する−のである。 l・・・圧力容器、2・・・主蒸気管1,3・・・ター
ビン。 4・復原f:、 5・・・給水ポンプ、6・・・復水1
゜7 ・−次冷却材導入口、8・・・−久冷却材導出口
、9・・・4儂環ポンプ、 10・・配管、11・・・
除去装置、12・・・槽剃瘉−113・・・復水導、入
口、14・・・i水都出口。 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)湯水炉−次冷却水中に含まれる放射性コバルトイ
    オン4L<は放射化されてiないコバルトのイオンを軽
    水炉運転中にスピネル戯酸化物中に画線除去することを
    特徴とする軽水炉のコバルト一度低減法。
  2. (2)−配スビネルmai化物がFe 304 、 C
    rFe z04゜NiFeg041にどの鉄系酸化物で
    あり、それぞrttJSggiI化物粉体、もしくは金
    属材i表゛向にスピネル臘酸化物を形成させたものを濃
    縮除去媒体として用い社とを特徴とする特#’F請求。 範、嬉1項、。 軽水−のコバルト一度低減法。 (,3) #配スヒネルaIlllll化物が、金属材
    料表面に生成され、かつ鹸去績置丙に組み込まれ、−次
    冷却
JP57050201A 1982-03-30 1982-03-30 軽水炉のコバルト濃度低減法 Pending JPS58167995A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57050201A JPS58167995A (ja) 1982-03-30 1982-03-30 軽水炉のコバルト濃度低減法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57050201A JPS58167995A (ja) 1982-03-30 1982-03-30 軽水炉のコバルト濃度低減法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58167995A true JPS58167995A (ja) 1983-10-04

Family

ID=12852506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57050201A Pending JPS58167995A (ja) 1982-03-30 1982-03-30 軽水炉のコバルト濃度低減法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58167995A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101883895B1 (ko) 방사성 폐기물을 혁신적으로 줄일 수 있는 제염방법 및 이를 위한 키트
RO129039A2 (ro) Procedeu şi reactiv de decontaminare a unui reactor
US5024805A (en) Method for decontaminating a pressurized water nuclear reactor system
Rufus et al. Comparative study of nitrilo triacetic acid (NTA) and EDTA as formulation constituents for the chemical decontamination of primary coolant systems of nuclear power plants
JPS6153680B2 (ja)
KR101995118B1 (ko) 산화환원과 침전반응을 이용한 원자력시설 화학제염 공정 폐기물의 처리방법
WO2007123436A1 (fr) Procédé de transformation de résidus de déchets radioactifs liquides
KR20160077180A (ko) 금속 산화물 내에 방사성 핵종을 함유하는 원자력 발전소 컴포넌트 표면의 상온 제염
JPS58167995A (ja) 軽水炉のコバルト濃度低減法
TW444207B (en) Method for controlling zinc addition to power reactor
CA3015130C (en) Method for treating waste water from the decontamination of a metal surface, waste water treatment apparatus and use of said waste water treatment apparatus
Ishida et al. Effects of noble metal deposition upon corrosion behavior of structural materials in nuclear power plants,(I) effect of noble metal deposition with an oxide film on type 304 stainless steel under simulated hydrogen water chemistry condition
Ishida et al. Low corrosive chemical decontamination method using pH control,(II) decomposition of reducing agent by using catalyst with hydrogen peroxide
Gromov et al. Physical—chemical principles of lead—bismuth coolant technology
Semmler et al. Chemical cleaning processes-Present and future
BG96718A (bg) Метод за обработване на първичното охлаждащо средство на реактори с водно налягане
Vartak et al. Chemistry of radiation problems in reactors
JPS5860296A (ja) 軽水炉のコバルト除去方法
JPH05288893A (ja) 沸騰水型原子力発電プラントのクロム濃度管理方法
Raab et al. OPERATING EXPERIENCE USING SILVER REACTORS FOR RADIOIODINE REMOVAL IN THE HANFORD PUREX PLANT.
JPS61114198A (ja) 軽水炉のコバルト濃度低減装置
JPH0430560B2 (ja)
Hemmings et al. Design to nullify activity movement in heat transport systems
Thaxter et al. Off-Gas Treatment in Berkeley Enclosures
Mathur et al. Water chemistry studies VII-a general review of water conditions and water treatment in nuclear reactors