JPS60249099A - 放射能汚染金属の除染装置 - Google Patents

放射能汚染金属の除染装置

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JPS60249099A
JPS60249099A JP10608584A JP10608584A JPS60249099A JP S60249099 A JPS60249099 A JP S60249099A JP 10608584 A JP10608584 A JP 10608584A JP 10608584 A JP10608584 A JP 10608584A JP S60249099 A JPS60249099 A JP S60249099A
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正見 遠田
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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】 [発明の技術分野] 本発明は放射性物質で汚染した金属の表面汚染を除去す
るための放射能汚染金属の除染装置に関する。
[発明の技術的背景] 一般に、原子力発電所等で発生する放射性金属廃棄物は
原子力発電所内に永久貯蔵され、環境に悪影響を与えな
いようにしている。しかし、このように永久貯蔵すると
放射性金属廃棄物の貯蔵間は増加の一途をたどり、貯蔵
スペースの確保が困難となる。特に原子力発電所等の設
備の回収等の際に生じる放射能で汚染された配管等はそ
の寸法が大きく、また容易に減容処理することができな
いためその廃棄物貯蔵が困難になる。このため、放射性
金属廃棄物を除染し、その放射能レベルを自然界におけ
る放射能レベルつまりバックグラウンドレベルまで低下
させて、一般の産業廃棄物と同様に取扱い得るようにす
ることが検討されている。しかしながら、放射性金属廃
棄物はその表面に汚染が固着しているため裏面にゆるく
堆積している汚染を除去しただけでは完全な除染はでき
ず、汚染の固着した金属母材表面層を溶解して汚染を除
去する必要がある。
バックグラウトレベルまでの除染を目的とした除染方法
どしては、電気化学的に被除染物である金属母材の表面
層を溶解して除染づる電解除染法と、除染剤を用いて化
学的に金属母材の表面層を溶解して除染りる化学除染法
が知られている。電解除染法は除染速度は大きい特長は
あるが、反面電極面を被除染面に対峙させなければなら
ないので形状の複雑な被除染物に対しては適用できない
問題点がある。化学除染法は複雑な被除染物への適用性
はあるが、反面、除染速度が小さい問題点があり、また
除染剤は化学的に消費されると使用できなくなるので、
使用済除染剤すなわち二次廃棄物が大量に発生する問題
点がある。
[発明の目的] 本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので
、形状の複雑な被除染物に適用でき、除染速度が大きく
、NM液を再生使用することにより使用済電解液の発生
量が少なく、作業性が安全な放射能汚染金属の除染装置
を提供することを目的とする。
[発明のW要] 上記、目的を達成するために本発明は、セリウム3価イ
オン、セリウム4価イオンを含む硝酸水溶液を用い、電
解酸化還元反応によりセリウム3価イオンからセリウム
4fi[[iイオンを生成し、この生成したセリウム4
価イオンがセリウム3価イオンに蛮化する際の酸化力を
利用して、被除染物つまり放射能汚染金属の表面を溶解
して除染する放射能汚染金属の除染装置において、前記
電解酸化還元反応専用の電解槽と、前記被除染物の表面
を溶解して除染する除染槽と、前記電解槽の側壁に設け
た電解槽オーバーフ[1−管と、前記除染槽の側壁に設
けた除染槽オーバーフロー管と、前記除染槽の底面に設
りた除染槽ドレン管と、前記電解槽オーバーフロー管、
除染槽オーバーフロー管および除染槽ドレン管に連設し
、前記電解槽からのオーバーフロー電解液、除染槽から
のオーバーフロー電解液および前記除染槽からのドレン
電解液を貴重)るドレン槽と、このドレン槽から前記電
解槽へ電解液を戻す電解槽用送液管と、この電解槽用送
液管の途中に設けられ電解液中の不溶分を除去するフィ
ルターと、このフィルターを包囲した遮へい体と、前記
ドレン槽から前記除染槽へ電解液を戻ず除染槽用送液管
ど、前記電解槽と除染槽とドレン槽との上部空間に連設
した排ガスダクトと、この排ガスダクトに連設した硝酸
蒸気回収装置、ミスト回収装置および排風機とからなる
排ガス処理装置と、前記除染槽へ水洗水槽から水洗水を
送る水洗水送液管と、この除染槽で使用した水洗水をこ
の除染槽から前記水洗水槽へ戻す水洗水戻り管とを備え
たことを特徴とする放射能汚染金属の除染装置である。
[発明の実施例1 以下、図面を参照して本発明に係る放射能汚染金属の除
染装置の一実施例について説明する。
図面中、符号1は電解槽Cあり、この電解槽1内にはセ
リウム3価イオンおよびセリウム4価イオンを含む硝酸
水溶液からなる電解液101が貯溜されている。この電
解液101中には電解酸化還元反応によりセリウム3価
イオンからセリウム4価イオンを生成させる働きをする
陽極および陰極からなる電M102が浸漬されている。
前記電前槽1には電解液101を加熱するためのヒータ
ー104、および゛電解液101の温度を検出、制御I
?lるIこめの温度検出器103が設番プられている。
またこの電解槽1はふた1 05 t−気密に覆われて
いる1、さらに電解槽1は上部側面に排ガス管106が
接続され、下面にはバルブ107を有するドレン管10
8と、給液管109が接続されている。
図面中符号2は除染槽で、この除染槽2には前記電解W
J1と同様にセリウム3価イオンおよびセリウム4価イ
オンを含む硝酸水溶液からなる電解液203が貯溜され
、この電解液203中には被除染物3が浸漬されている
。この除染槽2中で、セリウム4価イオンがセリウム3
価イオンに変化する時の酸化力により、前記被除染物3
である金属母材表面層は溶解され、同時に被除染物3の
表面の汚染が除去される。前記除染槽2には電解液20
3を加熱するためのヒーター202、および電解液20
3の温度を検出、制御するための過度検出1a201が
設Gノられている。また、この除染槽2はふだ204で
気密に覆われCおり、また上部側面に排ガス管205が
接続され、さらに下面にバルブ206を右づる給液管2
07が接続されている。
図面中符号7はドレン槽であって、このドレン槽7には
前記電解lW1の下端に接続したドレン管108および
オーバーフロー管4ど、除染槽2のオーバーフロー管5
およびドレン管6とから流れてきた電解液701が貯溜
される。またこのドレン槽7はふた702で気密に覆わ
れており、上部側面にはすtガス管709が接続されて
いる。
また、ドレン槽7の下面にはバルブ703を有づる第1
の配管704と、パル1705を有する第2の配管70
6と、バルブ707を有ブる第3の配管708が接続さ
れCいる。
前記電解槽1の側壁には前述したように電解槽オーバー
フロー管4が設けられ、この電解槽オーバーフロー管4
の他端は前記ドレン槽7に連設されている。逆に、この
ドレン槽7から前記電解槽1へは、第2の配管706か
らポンプ801を介しC電解槽用送液管8が接続され、
給液管109に連通しでいる。この電解槽用送液管8と
給液管109との間には、前記ドレン槽7から前記電解
4ff1へ第2の配管706を通して電解液701を送
るポンプ801、電解液流量を制御する流量調整バルブ
802、および電解液流量を監視する流量計803が設
けられている。また、この電解槽用送液管8の途中には
、電解液701から不溶分を除去するためのフィルター
9が設けられている。
このフィルター9の上流には圧力計901、前記フィル
ター9の下流には圧力計902が設けられており、前記
フィルター9の目づまりの具合が監視できるようになっ
ている。また、このフィルター9はしやへい体16で包
囲されている。
前記除染槽2の側壁には前述したようにバルブ501を
有する除染槽オーバーフロー管5が設番プられ、この除
染槽オーバーフロー管5の他端は前記ドレン槽7に連設
されている。逆に、このドレン槽7から前記除染411
12へは第1の配管704およびポンプ1001を介し
て除染槽用送液管10がつながり、給液管207に連通
される。この除染槽用送液管理10と給液管207との
間には前記ドレン槽7から前記除染槽2へ第1の配管7
04を通して電解液701を送るポンプ1001、電解
液流量を制御する流量調整バルブ1002および電解液
流量を監視する流量計1003が設けられている。また
、この除染槽用送液管10には電解液701から不溶分
を除去するためのフィルター17が設けられている。こ
のフィルター17の上流には圧力計1004、前記フィ
ルター17の下流には圧力計1005が設けられており
、前記フィルター17の目づまりの具合が監視できるよ
うになっている。また、このフィルター17はしゃへい
体18に覆われCいる。前記除染槽2の底面には除染槽
ドレン管6およびバルブ1501を有する水洗水戻り管
15が設りであり、ドレン管6はバルブ601を介して
前記ドレン槽7につながっており、戻り管15は水洗水
槽13へ連通している。
前記除染槽1、前記電解1flt2および前記ドレンm
tのL部空間は排ガス管106.205および704を
介してそれぞれ枡ガスダクト11につながつ〔いる。こ
の排ガスダクト11は硝酸蒸気回収装置1201と、ミ
スト回収装置1202および排風機1203とが連通さ
れて接続した排ガス処理装置12につながっている。前
記硝酸蒸気回収装置1201の下方には受槽1204が
設けられ、この受槽1204と前記ドレン槽7とは回収
液もどり管1206でつながっている。前記受槽120
4には回収液の量を監視する液面計1205が段重プら
れ−【いる。また前記回収液もどり管1206の途中に
はバルブ1207が設けられており、前記液面計120
5により前記受槽1204にあるレベル以上の回収液が
貯溜されたならば、この回収液を前記ドレンlW7へも
どせるようになっている。前記排ガスダクト11には排
ガス温度を監視する温度検出器1101が設けられであ
る。
また、前記刊ガス処II装置fR12の随所には排ガス
温度を監視する温度検出器1209、排ガスの圧力を監
視する圧力it 1210および排ガス流量を監視する
流■計1211が設けられ°Cいる。さらにミスト月収
装置1202には第1 a3よび第2のフィルター12
12.1213とスプレーノズル1214が内蔵されて
おり、スプレーノズル1214にはポンプ1215から
配管1216を通って排ガスが吹き出され、循環される
ようになっている。ミスト回収装置1202を流出した
IJ[ガスは排ガス管から排風機1203を通って放出
管1218から大気放出される。
前記水洗水槽13には水洗水1301が貯溜されている
。この水洗水槽13と前記除染W!2とは水洗水送液管
14でつながっている。この水洗水送液管14の途中に
はバルブ1/11およびポンプ1302が段重すられて
あり、水洗水13を水洗水槽13から除染12に移送で
きるようになっ−Cいる。また前記除染層の底面と前記
水洗水槽13とは水洗水力もどり管15でつながってお
り、この水洗水戻り管15の途中にはバルブ1501が
設けられ、必要に応じ、前記除染槽2で使用した水洗水
を除染槽2から水洗水槽133に戻ゼるようになってい
る。
次に、本発明による放射能汚染金属の除染装岡の使用法
および機能について説明する。
ポンプ801をオンにし、ドレン槽7と電解槽1の間C
電解液701.101を循環さける。ポンプ801をオ
ンにすると、ドレン槽7内の電解液701は第2の配管
706から電解槽用送液管8を通って電解槽1へ移送さ
れ電解1aA−バー70−管4を通って、ドレン#!7
に戻ってくる。このように、電解槽1の側壁には電解槽
オーバーフロー管4を設けであるので、電解液101の
液面高さは一定に保たれる。したがつC電極102を電
解液1oitx常に浸漬させておくことがCき電極10
2の全面積が有効に働く。電解槽用送液管8の途中には
フィルター9が設けられ【いるので、被除染物3の表面
から剥れた汚染を含んだ不溶分はこのフィルター9で捕
獲される。したがって、汚染が電解槽1に入る恐れがな
い。また、電解液への汚染の蓄積を抑えることができる
。汚染がたまるフィルター9はしヤへい体16で覆われ
ているので、作業員の被@低減がはかれる。温度検出器
103で温度を監視しながらヒーター104で電解液1
01を加熱し、所定椙庶に保ち、電極102に電圧を加
える。すると、セリウム3fiiイオンどセリウム4価
イオンを含む硝酸水溶液からなる電解液101は以下に
示ず電解酸化還元反応により、セリウム3価イオン(C
(!”)はセリウム4価イオン(Ce”)に変換される
陽極 Ce 3+−) Ce ” 十e −・−−−−−(1
)20 ト1− → H20+ 1/2 02 (↑ 
) + 20−・・・・・・(2) 陰極 11千十〇−一→(1/2 )H2(↑) ・・・・・
・(3)次に除染412に被除染物3を入れ、ポンプ1
001をオンにしドレン槽7と除染槽2の間ぐ電解液7
01.203を循環させる。ポ\ンブ1001をオンに
づるとドレン槽7中の電解液701は第1の配管704
から除染槽用送液管10を通っC除染槽2へ移送され、
除染槽オーバーフロー管5を通つCドレン槽7に戻つく
くる。除染4f’!2の側壁には除染槽オーバーフ[I
−管5が設けられであるので、被除染物3の大きさによ
らず電解液203の液面高さは一定に保たれ、電解液2
’ 03が除染槽2から溢流する恐れがない。除染槽用
送液管10の途中にはフィルター17が設けられている
ので、被除染物3の表面から剥れた汚染を含んだ不溶分
はこのフィルター17で捕獲され1.電解液への汚染の
蓄積を抑えることができる:汚染のたまるフィルター1
7はしやへい体18で覆われているので、作業員の被曝
低減がはかれる。電解槽2では@度検出器201で温度
を監視しながらヒーター202で電解液203を加熱し
、所定温度に保つ。この除染槽2では電解槽1で生成さ
れたセリウム4価イオンがセリウム3価イオンに変換さ
れると同様に、その時の酸化力により前記被除染物3の
金属母材表面層は溶解され被除染物3の表面の汚染が除
去される。セリウム4価イオン((1”)がセリウム3
(iiイオン(Ce”)に変換される一方、被除染物3
の金属母材表面層が溶解される反応は金属の化学式をM
としc以下に示す通りであへ。
M+Ce1″ → M++CeJ+ これよ′C説明したことでわかるj:うに、被除染物3
の表面が電解液203に接触していれば、被除染物3の
表面の溶解、すなわち除染が行われる。
したがって、電極を被除染物表面に対峙させる必要のあ
る電解除染法に比べて、本発明による放射能汚染金属の
除染装置の方が、形状の複雑な物に対する適用性が広い
。また、被除染物3の表面の溶解に、セリウム4 (I
llの酸化力を利用しているのC1化学除染法に比べて
、本発明による放射能汚染金属の除染装置の方が除染速
度が大きい。除染槽2で生成されたセリウム3価イオン
は電解槽1でセリウム4価格にもどされる。ナなわら、
電解液は再生され、くり返し使用される。したがって、
使用済電解液の発生がない。
被除染物3の除染が汎むと、バルブ601を閉管6を通
してドレン槽7にドレンする。除染槽2中の電解液20
3が寸べでドレンWJ7にドレンされたら、パルゾロ0
1を閉にし、ポンプ1302をONにして水洗水槽13
内の水洗水1301を水洗水送液管14を通しで除染m
2へ移送し、除染後の被除染物3を水洗し付着していた
電解液を洗い流すともに、除染槽2の内壁に付着してい
た電解液を洗い流づ。バルブ1501は開にしておき、
除染槽2で使用した水洗水は水流水もどり管15を通し
て水洗水槽13へ戻す。水洗終了後、除染槽ふた204
を開けで、被除染物3を取り出1゜ 上記操作中電解槽ふた105、除染槽ふた204および
ドレン槽ふた702は開じ、排ガス処理装置12は常に
動かすようにする。これにより、前記電解槽1、除染槽
2およびドレン槽7は常に弱い負圧に保たれる。電解槽
1、除染槽2およびドレン槽7で発生した硝酸蒸気ミス
トは排ガス処理装置12の硫酸蒸気回収装置1201お
よびミスト回収装置1202で除染された後排気ブロア
ー1203により排気される。このように、運転中、電
解槽ふた105、除染槽ふた204およびドレン槽70
2は閉じ、IJIガス処理装買12は常に動かずのe、
硝酸蒸気、放射能を含んだ電解液ミストが系外に出るこ
となく、作業員の安全が保たれる。また、作業中開ける
ふたは、除染槽ふた204だけであり、除染槽ふだ20
/lを開けるのは前述のように被除染物3および除染槽
2の内壁の水洗終了後、被除染物3を取り出す時である
したがって、作業員が硝酸および放射能を含んだ電解液
と接触する恐れがなく、作業の安全が保たれる。
なお、本発明に係る除染装置で被除染物を処理した場合
の1例を説明する。
除染槽2内に被除染物3として5US30/1製(28
5ch40)の配管を浸漬した。電解液203中の(ン
e朝の温度は0.611101 /iである。
1時間除染作業を行ったところ表に示づ結果が得られた
。表は温度変化に対する除染結果を示したもので、電解
液温度30℃では除染効果が表われなかったが、i!解
液液温度80℃はバックグランドまで除染できることが
認められた。なお、研磨厚は重量減から弾出した除染量
を、α線強度は被除染物の表面汚染量を示し、除染速度
は1秒当り除去される被除染物の表面汚染量を示す。
表 バックグランドレベルは250cpm [発明の効果] 本発明によれば、以下の効果がある。
(1)被除染物の表面が電解液に接触していれば除染で
きるので形状の複雑な物に適用できる。
(2)セリウム4価イオンがセリウム3価イオンに変化
Jる時の酸化力を利用して、被除染物ぐあるfi銅能能
汚染金属表面溶解するので除染速度が大きい。
(3)電解槽の側壁に電解槽A−バーフI」−管を設け
であるの(゛、電解液液面高さは一定に保たれ電極全面
積が有効に働く。
(4)除染槽の側壁に除染槽オーバーフロー管を設け°
(あるので、被除染物の大きさによらず電解液液面高さ
は一定に保たれ電解液が除染槽からこぼれる恐れがない
(5)ドレン槽から電解槽への電解槽用送液管の途中に
はフィルターが段重プられ、このフィルターはしやへい
体で覆われているため、汚染が電解槽に入る恐れがなく
、電解液への汚染の蓄積を抑え、作業員の被曝低減がは
かれる。
(6)運転中、電解槽ふた、除染槽ふた、ドレン槽ふた
は閉じ、排ガス処理装置は常に動かすのぐ、硝酸蒸気、
放射能を含んだ電解液ミストが系外に・出ることがなく
作業員の安全が保たれる。
(7)被除染物および被除槽内壁の水洗が終了してから
、除染槽ふたを聞は被除染物を取り出せるので、作業員
が硝酸および放射能を含んだ電解液と接触する恐れがな
く、作業員の安全が保たれる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明による放射能汚染金属の除染装置の一実
施例を示す系統図である。 1・・・・・・・・・・・・電解槽 101・・・・・・・・・・・・電解液102・・・・
・・・・・・・・電極 103・・・・・・・・・・・・温度検出器104・・
・・・・・・・・・・ヒーター2・・・・・・・・・・
・・除染槽 201・・・・・・・・・・・・温度検出器202・・
・・・・・・・・・・ヒーター3・・・・・・・・・・
・・被除染物 4・・・・・・・・・・・・電解槽オーバーフロー管5
・・・・・・・・・・・・除染槽オーバーフロー管6・
・・・・・・・・・・・除染槽ドレン管601・・・・
・・・・・・・・バルブ7・・・・・・・・・・・・ド
レン槽 701・・・・・・・・・・・・電解液8・・・・・・
・・・・・・電解槽用途液管801・・・・・・・・・
・・・ポンプ802・・・・・・・・・・・・流量調整
バルブ803・・・・・・・・・・・・流量計9・・・
・・・・・・・・・フィルター901・・・・・・・・
・・・・圧力計902・・・・・・・・・・・・圧力計
10・・・・・・・・・・・・除染槽用途液管1001
・・・・・・・・・・・・ポンプ1002・・・・・・
・・・・・・流量調整バルブ1003・・・・・・・・
・・・・流量計1004・・・・・・・・・・・・圧力
計1005・・・・・・・・・・・・圧力計11・・・
・・・・・・・・・排ガスダクト1101・・・・・・
・・・・・・fff1度検出器12・・・・・・・・・
・・・排ガス処理装置1201・・・・・・・・・・・
・硝酸蒸気回収具間1202・・・・・・・・・・・・
ミスト回収装β1203・・・・・・・・・・・・排風
機1204・・・・・・・・・・・・受 槽1205・
・・・・・・・・・・・液面計1206・・・・・・・
・・・・・回収液もどり管1207・・・・・・・・・
・・・バルブ1208・・・・・・・・・・・・圧力f
it1209・・・・・・・・・・・・温度検出器12
10・・・・・・・・・・・・圧力晶11211・・・
・・・・・・・・・流量泪13・・・・・・・・・・・
・水流水槽1302・・・・・・・・・・・・ポンプ1
4・・・・・・・・・・・・水洗水送液管15・・・・
・・・・・・・・水洗水もどり管1501・・・・・・
・・・・・・バルブ16・・・・・・・・・・・・しや
へい体17・・・・・・・・・・・・フィルター18・
・・・・・・・・・・・しやへい休代理人弁理士 須 
山 佐 − 手 続 ?+i 市 書 (自発) 昭和 00年4 月5 日 2、発明の名称 放射能汚染金属の除染装置 3、補正をする名 事件との関係 ・ 特許出願人 神奈川県用崎市幸区堀用町72番地 (307)株式会71 東芝 4、 代 理 人 〒 101 東京都千代E口区神田多町2丁目1番地明細書の発明の
詳細な説明の欄 6、補正の内容 (2)第10頁2行目[染槽用送液管理101を[染槽
用送液管10」ど訂正づる。 (3)第21頁下から2行目の「電解槽用途液管」を「
電解槽用送液管」と訂正する。 (4)第22頁6行目の1除染槽用途液管」を「除染槽
用送液管Jと訂正する。 以 上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セリウム3価イオン、セリウム4価イオン、を含
    む硝酸水溶液を用いて、電解酸化還元反応によりセリウ
    ム3価イオンからセリウム4価イオンを生成し、この生
    成したセリウム4価イオンがセリウム3i1iイオンに
    変化する際の酸化力を利用して被除染物の表面を溶解し
    除染する放射能汚染金属の除染装置において、前記電解
    酸化還元反応専用の電解槽と、前記被除染物の表面を溶
    解して除染する除染槽と、前記電解槽の側壁に設けた電
    解槽オーバーフロー管と、前記除染槽の側壁に設けた除
    染槽オーバーフロー管と、前記除染槽の底面に設けた除
    染槽ドレン管と、前記電解槽オーバーフロー管と除染槽
    オーハーフ1コー答および除染槽ドレン管に連設し、前
    記電解槽からのオーバーフロー電解液、前記除染槽から
    のオーバーフロー電解液および前記除染槽からのドレン
    電解液を受けるドレン槽と、このドレン槽から前記電解
    槽へ電解液をもどす電解槽用送液管と、この電解借用送
    液管の途中に設けられ、電解液中の不溶分を除去するし
    ヤへい休で包囲されたフィルターと、前記ドレン槽から
    前記除染槽へ電解液をもどす除染槽用送液管と、前記電
    解槽と除染槽およびドレン槽との上部空間に連設した排
    ガスダクトと、この排ガスダクトに接続され1C1i/
    4!IlI蒸気回収装置とミスト回収装置および排風機
    とからなる排ガス処理装置と、前記除染槽へ水洗水槽か
    ら水洗水を送る水洗水送液管と、前記除染槽で使用した
    水洗水を該除染槽から前記水洗水槽へ戻す水洗水戻り管
    とを備えたことを特徴とする放射能汚染金属の除染装置
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Citations (4)

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