JPS60186799A

JPS60186799A - 放射能汚染金属配管の電解除染方法及び装置

Info

Publication number: JPS60186799A
Application number: JP4127884A
Authority: JP
Inventors: 明雄田中; 四方　信夫; 大沼　務; 浩二加藤
Original assignee: Hitachi Plant Construction Co Ltd; Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Construction Co Ltd; Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1984-03-06
Filing date: 1984-03-06
Publication date: 1985-09-24

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、放射性クラッドにより汚染された放射性金属
廃棄物、特に配管の内面を電解除染する方法に関する。

従来、この種の廃棄物は細かく切断される等し７てドラ
ム罐詰めにし、ザイト内に保管、貯蔵されている。しか
し、貯蔵中のドラム罐の数は年々増加し、その保管場所
の確保が大きな問題となっている。このことから、表面
の汚染を迅速に、し７がも完全に除去し、一般廃棄物と
して廃棄できるまでに除染できる電解除染法が注目され
ている。

電解除染法は、一般に、リン酸を主成分とする強酸を用
い、被除染物を陽極として電解する方法であり、陽極表
面の金属が電解液中に熔解することを利用した除染法で
ある。この方法によれば、除染後の金属は一般金属廃棄
物としてスクラップ処分できるため、大幅な除染減容が
期待できる。

しかしなかδフ、リン酸を主成分とする電解液を使用し
ているため、放射性金属イオン（Ｃｏ、　Ｍｎ、６９ｐ
　ｅ等）の蓄積に伴う放射能レベルの上昇或いは鉄を主
体とする金属イオンの蓄積に伴う電解液の消耗のいずれ
かによって、ある一定時期に電解液を全量更新しなけれ
ばならない。この廃棄電解液は中和処理後、固化される
ので、大量の二次廃棄物が発生してしまうという問題が
ある。そこで近年、この方法に代わる方法として、硝酸
ナトリウム、塩化ナトリウム等の中性塩を主成分とする
電解液を用いる方法が提案されている。この方法では、
熔解した金属を水酸化物フロックとし、これを固液分離
すれば、電解液を半永久的に再利用することができる。

しかし、硝酸ナトリウムの電解液にあっては、硝酸根の
酸化力によってクラッド、即ち、酸化皮膜層の除去能力
が劣り、塩化ナトリウムの電解液にあっては、ハロゲン
の還元力によって酸化皮膜層の除去能力は優れているが
、その腐食性故に、表面が荒れやすく、効率的な除染を
行うことができない。更に、ハロゲンに起因するステン
レス鋼に対する応力腐食割れ（ＳＣＣ）への考慮から原
子力発電所内での使用には苛酷な配慮が必要になるとい
う欠点がある。

そこで、原子力発電所で通常発生しており、取り扱い上
の問題の少ない硫酸ナトリウム溶液を電解液として用い
、−１十と交互に対極の極性を切り換えて酸化皮膜層を
除去する新しい電解除染法が提案された。この方法は除
染能力及び取り扱い性において優れており、第１図に示
したように、直流電源１を交番制御回路２に接続し、そ
の一方の端子を対極３、他方を被除染配管４に接続し、
電解槽５内で交番電流により電解除染する方法である。

しかし、この方法では、交番制御回路２が必要になるこ
と、対極３も陽極溶解を起こすので、ステンレス鋼や炭
素鋼を用いると、不必要な金属の／８ＩＩｌ？反応が起
こり、廃棄物となるスラッジ量が増加してしまい、これ
を防止するには、高価な不溶セト電極（白金等）を必要
とすること等の問題点がある。更に、電解除染全般の問
題として、被除染配管４に高電流用の太い電線が接続さ
れているが、電解槽５から洗浄槽６への移動時、電解槽
５−１の新しい被除染配管４の導入時等にその電線の着
脱を必要とし、煩雑である。

本発明の目的は、前記の従来技術の欠点を解消し、交番
制御回路を必要とせず、しかも安価な鉛等の電極を対極
のプラス側に用いても、対極の溶解に伴う不必要な廃棄
物スラフジの増加がなく、更に、煩雑な操作である電源
からの接続電線からの被除染物の着脱を不要とした放射
能汚染配管内面の電解除染方法を提供することにある。

この目的は、本発明６によれば、絶縁体によって隔てら
れた複数の対極を使用し、被除染物を回転させながら電
解を行うことによって達成される。

即ち、本発明による電解除染法は、複数個の突出スペー
サ部を筒面に有する円筒形絶縁体の突出スペーサ部の間
に嵌合された複数個の対極を被除染配管内に挿入し、前
記対極の一方に直流電源のプラス極を接続し、他方にマ
イナス極を接続し、電解液の入った電解槽内で被除染配
管を一定周速度で回転駆動させながら間接通電すること
により配管内面を交番電解することを特徴とする。　本
発明は、導電性金属から成る配管に間接通電を行うこと
により対極に面した配管内面がいわゆる復極作用を起こ
すことを利用し、被除染配管内に絶縁体の突出スペーサ
部の間に嵌合された対極を挿入し、配管を回転駆動させ
ながら電解を行うように構成したものである。

本発明において、直流電源のプラス極に接続３−る対極
としては、陽極反応を起こすので、不溶性電極が望まし
く、電解液として硫酸ナトリウム水溶液を用いる場合に
は、鉛又は酸化鉛が安価でかつ確実な不溶性電極となる
。また、マイナス極に接続する対極としては、この対極
は陰極反応を起こすので、不溶性電極である必要はなく
、最も安価な炭素鋼又はステンレス鋼が好適である。こ
のような材質を電極として使用すれば、通常の交番電解
に伴う不必要な溶解、従ってスラッジの増大を回避する
ことができる。

また、被除染配管の回転速度は、一般に、毎分１回転で
あるのが好ましい。

本発明方法に使用する電解液としては、中性塩溶液を使
用することができるが、１０〜２０重量％硫酸ナトリウ
ム水溶液が好適である。硫酸ナトリうム溶液は原子力発
電所で使用しているイオン交換樹脂の再生廃液と同一成
分を含み、これを濃縮した濃縮廃液と同一組成を有する
ものであり、取り扱い上の問題も特になく、発電所内で
の使用に最も適している。従って、放射能レヘルを下げ
て、即ち、コバルト等の放射性イオンを選択性イオン交
換樹脂で除去すれば、濃縮廃液を電解液として使用する
ことができる。

本発明方法を実施する装置は、直流電源、電解槽、被除
染配管の回転駆動装置、前記配管の内径より若干外径の
小さい複数個の突出スペーサ部を筒面に有する円筒形絶
縁体、前記突出スペーサ部の間に嵌合され、前記の直流
電源と接続された複数個の対極並びに前記の絶縁体及び
対極の支持部材から成ることを特徴とする。

本発明において、絶縁体の突出スペーサ部の先端にブラ
シや研削材等を付設し、これを被除染配管の内面に当接
させてもよい。これにより電解除染効果と共に、ブラシ
や研削材による、いわゆる物理的除染効果を得ることが
でき、相乗的除染効果が達成される。

次に、図面に基づい゛Ｃ本発明を詳述する。

第２図は本発明の一実施態様を示す電ＩＮ？、除染装置
の系統図である。第２図に示した装置は、交番制御回路
を使用しないこと、被除染配管４への導電接続部が存在
しないこと並びにプラス極とマイナス極が予め対極７及
び８として直流電源と接続されていることで、第１図に
示した従来の装置と異なる。この装置により本発明方法
を実施する場合、直流型ａ！１を直接、それぞれプラス
極及びマイナス極として作用する対極７及び８と接続し
、この電極を被除染配管４内に挿入した状態で電解槽５
内に設置される。配管４を回転駆動装置１こよって回転
駆動させ、通電すると、配管内面は間接通電され、交番
電解除染される。電解除染された配管４は、次に洗浄槽
６へ導入される。

本発明の装置によれば、前記のように配管番ま電線で接
続されていないので、洗浄槽へ配管を移動させる際に、
電線を取り外す必要はなし）。

本発明における間接通電は、いわゆる復極電解現象を利
用したものであって、この場合に（ま第３図に示したよ
うに、電解液１４を介してマイナス極１３例の導電体１
１の端面がプラス極となり、陽極反応を起こし、プラス
極１２側の端面がマイナス極となり、陰極反応を起こす
こととなる。

第４図は、円筒形絶縁体とその突出スペーサ部の間に嵌
合された対極の一例の横断面図を示し、第５図はその縦
断面図を示し、第６図は回転駆動装置と結合した状態の
斜視図である。本発明の装置においては、筒面に突出ス
ペーサ部を有する円筒形絶縁体］０には、その突出スペ
ーサ部の間に対極７及び８が嵌合されており、これらは
−緒に支持部材Ｉ５によって縦置きに支持され、被除染
配管４内に挿入される。従って、絶縁体の突出スペーサ
部の外径は被除染配管４の内径より若干小さく作られ、
被除染配管の内側に挿入できるようになっている。第４
図に示した態様では、対極７は直流電源のプラス極に接
続され、対極８はマイナス極に接続されている。

一方、被除染配管４は治具１６によって保持され、対極
７及び８の外面に配管の内面が対面するように設置され
た後、回転駆動装置９によって回転駆動される。この時
、対極７及び８には直流電源１から電流が印加され、そ
の間に存在する電解液を介して電解反応が起こる。

この時の電解反応は、第３図に示したように、対極８に
対面する部分は陽極反応を起こし、対極７に対面する部
分は陰極反応を起こす。しかも、被除染配管４は回転駆
動されているので、被除染部分である配管内面は一定時
間毎に陽極反応、陰極反応を繰り返すことになる。即ち
、この電解反応は交番電解反応となる。

なお、図面には対極であるプラス極とマイナス極、各１
　（ｆｌｉｔずつ使用する場合について示したが、対極
の数を更に増加することもでき、その場合には絶縁体の
突出スペーサ部をそれに対応して増加する。

このように本発明によれば、被除染配管４の内面を回転
駆動するだけで、交番制御回路なしに交番電解すること
ができ、しかも被除染配管には直流電源からの導通接続
部分なしに交番電解が可能となり、着脱の煩雑さがない
という利点が達成される。

次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例第６図に示した装置を電解槽内に設置し、電解液として
２０重量％硫酸ナトリウム水溶液を用いて、被除染配管
の回転速度を変化させ、電流密度をパラメータとして、
配管内面の酸化皮膜層の除去時間を測定した。測定結果
を第７図に示す。

第７図から判るように、配管の回転速度を１回転／分と
した時に、最も短い時間で酸化皮膜層をを除去すること
ができた。

【図面の簡単な説明】第１図は従来の交番電解除染装置の系統図、第２図は本
発明の交番電解除染装置の系統図、第３図は間接電解の
原理を示す説明図、第４図は配管内に挿入した対極の横
断面図、第５図は支持部材で支持した状態で示す第４図
の対極の縦断面図、第６図は回転駆動装置に結合した状
態で示す第４図の対極の斜視図、第７図は配管の回転数
と酸化皮膜除去時間との関係図である。 ■・・・直流電源、２・・・・交番制御回路、３．７．
’８・・・対極、４・・・被除染配管、９・・・回転駆
動装置、１０・・・絶縁体、１５・・・支持部材。特許出願人日立プラン峯建設株式会社第１図第２図第３図第４図ＩＯ第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射性クラッドにより汚染された配管内面を電解
除染するため、複数個の突出スペーザ部を筒面に有する
円筒形絶縁体の突出スペーサ部の間に嵌合させた複数個
の対極を被除染配管内に挿入し、前記対極の一方に直流
電源のプラス極を接続し、他方にマイナス極を接続し、
電解液の入った電解槽内で被除染配管を一定周速度で回
転駆動させながら間接通電することにより配管内面を交
番電解することを特徴とする放射能汚染金属配管の電解
除染方法。
（２）前記プラス極に接続する対極材を鉛又は酸化鉛と
し、マイナス極に接続する対極材を炭素鋼又はステンレ
ス鋼とする特許請求の範囲第１項記載の電解除染方法。
（３）前記被除染配管の回転数を毎分１回転とする特許
請求の範囲第１項記載の電解除染方法。
（４）直流電源、電解槽、被除染配管の回転駆動装置、
前記配管の内径より若干外径の小さい複数個の突出スペ
ーサ部を筒面に有する円筒形絶縁体、前記突出スペーサ
部の間に嵌合され、前記の直流電源と接続された複数個
の対極並びに前記の絶縁体及び対極の支持部材から成る
ことを特徴とする放射能汚染金属配管の電解除染装置。
（５）絶縁体の突出スペーサ部の先端にブラシ、研削材
等を付設した特許請求の範囲第４項記載の電解除染装置
。