JPS6039592A - 原子炉の冷却系の汚染物除去方法 - Google Patents

原子炉の冷却系の汚染物除去方法

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JPS6039592A
JPS6039592A JP59143396A JP14339684A JPS6039592A JP S6039592 A JPS6039592 A JP S6039592A JP 59143396 A JP59143396 A JP 59143396A JP 14339684 A JP14339684 A JP 14339684A JP S6039592 A JPS6039592 A JP S6039592A
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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】 本発明は原子炉の冷却系における沈着物のオゾン酸化方
法に関する。
原子炉の冷却系は、種々の放射性沈着物によって被覆さ
れる傾向がある。これらの沈着物は冷却系を詰まらせる
程に厚くないけれども、原子炉を維持及び修理しなけれ
ばならなり1作業具を放射能汚染することとなる。従っ
て、沈着物を除去することにより、原子炉周辺の作業具
にとって安全なレベルに放射能を減少することが必要で
ある。
従来、沈着物はこれを金属イオンを溶解する汚染物除去
溶液、及び不溶性酸化クロムを溶解性重クロム酸イオン
に酸化する酸化溶液を冷却系に循環させることによって
除去している。代表的な汚染物除去溶液はクエン酸、シ
ュウ酸、及びキレート例えばエチレンジアミン四酢酸(
EDTA)からなる。代表的な酸化溶液はアルカリ金属
水酸化物及び重クロム酸塩からなる。
米国特許第4,287,002号明細書は過マンガン酸
アルカリに代えてオゾンを使用した原子炉の冷却系の汚
染物除去方法について開示している。イオン交換樹脂を
使用する汚染物除去−酸化−汚染物除去プロセスにより
溶液からイオンを除去することを開示している。
オゾンは酸素に分解して冷却系にどのようなイオンも残
さず、更にオゾンはすぐれた酸化体である点において過
マンガン酸アルカリより幾つかの利点がある。しかし同
時に、オゾン使用による種々の欠点もあり、主な欠点は
オゾンの不安定性である。即ちオゾンが比較的長い冷却
系を移動しなければならない場合に、オゾンの大部分は
冷却系の端部に到達する前に分解し、冷却系端部にある
沈着物は十分に酸化されず、従って十分に除去されない
従って本発明は、 (a)水溶性セリウム(IV)化合物の少なくとも一種
0.01ないし0.5重量%、又は (1))芳香族環に少なくとも1個のケトン基を有する
水溶性芳香族化合物の少なくとも一種0.01ないし0
.5重量%、又は (c) (、)及び(1))の混合物 からなるオゾンの水溶液を使用することからなる、オゾ
ン水溶液を使用して原子炉の冷却系における沈着物中の
クロムを酸化する方法に存する。
更に、本発明による組成物は、 (a)水溶性セリウム(IV)化合物の少なくとも一種
0.01ないし0.5重浬%、又は (I〕)芳香族環に少なくとも1個のケトン基を有する
水溶性芳香族化合物の少なくとも一種0.01ないし0
.5重量%、又は (c) (a)及び([1)の混合物、及び水及び溶解
オゾンからなる。
本発明はまた、原子炉を休止する工程、冷却系中の冷却
材に汚染物除去組成物を添加する工程、冷却系を離去す
る冷却材中の放射能が冷却系に入る冷却材の放射能より
実質上大きくなくなるまで陽イオン交換樹脂と冷却系と
の間に冷却拐を循環させる工程、前記冷却iを陰イオン
交換1J1脂に通すことによって冷却材から汚染物除去
組成物を取り出す工程、冷却材の温度を40 = 10
0 ℃に調節する工程、冷却材が前記本発明による組成
物からなるように冷却材に化合物を添加する工程、クロ
ム濃度が実質上増大しなくなるまで冷却系に冷却材を循
環する工程、冷却材の温度を少なくとも100℃に昇温
する工程、冷却材を陰イオン交換樹脂に通す工程、冷却
材の温度を60〜2011 ℃に調節する]二程、12
、第3、第4工程を繰り返すことからなる原子炉の冷却
系の汚染物除去法をも含む。
本発明者らは、原子炉の冷却系における汚染物除去に使
用する水性オゾン酸化溶液の安定性が、水溶性セリウム
(IV)化合物、又は芳香族環にケトン基を有する水溶
性芳香族化合物、又+、1それら両者を添加することに
よって着しく改善されることを見いだした。オゾンの安
定性及び溶カ丁度が改善されたので、移動中に汚染物除
去溶液の酸化力が失われず冷却系の離れた端部に到達し
、且つ酸化性溶液はより有効に沈着物からクロムを除去
する。
これは結果として、引き続く汚染物除去溶液処理時にお
ける高汚染物除去係数(即ち、処理前の放射能/処理後
の放射能)となる。
本発明は種々の原子炉の冷却系、例えば加圧水型軽水炉
、沸騰水型軽水炉、及び高温〃ス型原子炉に適用できる
。本発明は現存の水性冷却材を使用する原子炉の全冷却
系における沈着物に使用でき、又は特別な水性液を作り
、次いでそれを冷却系の任意の部分例えば蒸気発生器に
循fiすせることもできる。
本発明に使用する酸化溶液は水溶性セリウム(IV)化
合物又は芳香族環にケトン基を有する水溶性芳香族化合
物、及び水、及びオゾンを含む。最も好適であり効果的
であるのは、セリウム(IV)化合物及び芳香族化合物
の両者を共に存在させることである。オゾンは分散によ
り水に溶解し、オゾンの濃度は約2X10−’%(ここ
で%は総で全溶液重量基準による重量%である)ないし
ほぼ飽和までの濃度となる。酸化溶液はp H調節の必
要がないが、この溶液の成分が酸性であるため、1+ 
Hは常に7以下である。I)Hは7以」二に上げるべき
でなく、これはオゾンが急速に分解するためである。
水溶性セリウム(IV)化合物は水溶性の任iの化合物
が使用でき、この場合のセリウムは+4の酸化状態であ
る。適当な化合物の例には硝酸セリウム、硝酸セリウム
アンモニウム、硫酸セリウム、硫酸セリウムアンモニウ
ム、及びスル77ミン酸セリウムが含まれる。好適な化
合物は硝酸セリウムアンモニウムであり、これは容易に
入手でき、低価格であり、水に非常に溶解性なためであ
る。
セリウム(fV)化合物は原子炉の冷却系における沈着
物中のクロムを酸化する作用を果たし、セリウム(R+
)イオンはセリウム(II)イオンに還元される11H
20+6Ce 十’ +Cr2J−+2112CrfL
 +6Ce ” 3+6H30”セ監ンノ、(■)化合
物はオゾンよりも安定なため、冷却系にオゾンを注入し
た地、αがらがなり離れた所でもクロムを酸化し、セリ
ウム(IV)自身はセリウム(Ill)に還元される。
セリウム(III)化合物がオゾン注入点まで戻ってき
たとき、オゾンはこれをセリウム(IV)に酸化し、従
って再生される二611sO” 十〇s + 6Ce 
” 3→6Ce ” ’ +911200.01ないし
0.5%の水溶性セリウム(IV)化合物を溶液中で使
用できる。o、、oi%未満であると溶液が効果的でな
い。即ちオゾンと結合する十分な却7のセリウム(■)
化合物が存在しない。
0.5%を越えての使用は不必要、浪費で、!> ’)
、大量の溶液が無駄になる。好適な量はQ、(18ない
し0.12%である。
水溶性芳香族化合物は水溶性で、かつ芳香族瑚に少なく
とも1個のケトン基を有する任意の芳香族化合物が使用
できる。適当な芳香族化合物1.二はす7トキノン及び
キノンが含まれる。キノンはオゾンと容易に包接化合物
を形成し、オゾンの安定性及びオゾンの溶解度を増大さ
せるので好適である。水溶性芳香族化合物の添加量は、
溶液巾約0.01ないし0.5%である。0.01%未
満であると効果がなく、0.5%を越える添加は不必要
であり浪費である。好適な添加量は(1,05ないし0
.1′/6である。
水性冷却材を使用する原子炉の冷却系の所定の場所に本
発明方法を適用する場合、最初に原子−炉を休止させる
べきである。それによって冷却水の温度を60ないし2
00°Cの範囲に低下させる。
冷却系の最も効果的な汚染物除去を行うためには、汚染
物除去溶液を使用し、次に酸化溶液を使用し、次に汚染
物除去溶液を使用するのが好適である。
従って本発明の第1工程は冷却材に汚染物除去組成物を
添加する工程である。適当な汚染物除去組成物は当業界
で周知であり、代表的にはクエン酸及びシュウ酸のよう
な有機酸と、エチレンノアミン四酢酸のような育成キレ
ート化合物との混合物からなる。汚染物除去組成物を含
んだ冷却材は、放射能で汚染された金属イオンが溶解し
た冷却系と溶液から金属イオンを除去する陽イオン交換
樹脂との間を循環する。この循環は、冷却系を出る冷却
材の放射能が冷却系に入る冷却材の放射能より実質的に
大きくない状態となるまで続ける。次いで冷却札を陰イ
オン交換樹脂に通過させることにより、汚染除去組成物
を冷却材から除去する。
次に、冷却材の温度を40℃ないし100℃に降温する
。温度を40℃より低下することは困難であり、joo
“Cより高い温度ではオゾンの分解を招く。続いて所定
濃度となるのに十分な量のオゾン、セリツム(IV)化
合物、及び/又は芳香族化合物を冷却材に添加する。次
に、冷却材を出る冷却材のクロム濃度が冷却系に入る冷
ノ41材のクロム濃度より実質的に高くなり1状態とな
るまで冷jilt 1.tを循環させる。
次に、冷却材の温度を100°C以上1こ昇温し、オゾ
ンを分解する。冷却材を陽イオン交換樹脂例えば陰イオ
ン交換樹脂又は混合陰イオン/陽イオン交換樹脂を含む
イオン交換樹脂に通過させ、溶液中の陰イオンを除去す
る。次に冷却材の温度を60ないし200℃に調節し、
汚染物除去組成物を再び加え、陽イオン交換樹脂を通過
させ、放射能レベルが安定するまで循環させる。次に、
冷却材を陰イオン交換樹脂に通過させることにより、汚
染物除去組成物を冷却材から除去する。以」二に ′よ
り冷却系の汚染物除去が完了する。
冷却系の一部分例えば蒸気発生器の汚染物を除去する場
合は、冷却系の一部分を排水し、汚染物除去溶液及び酸
化溶液をそれぞれタンク中で調製し、汚染物除去溶液を
通し、次に水を通し、次に酸化溶液を通す。他の点では
前述と同様である。
第1頁の続き @発明者 ローレンス・フレデリ ック・ベツカー、ジュ ニア 0発 明 者 マイケル・チャール ズ・スクライバ アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ノース・ハンチン
グトン、シニックφリッジ・ドライブ 2459アメリ
力合衆国、ペンシルベニア州、ピッツバーグ、ビスケイ
ン・ロード 13

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)水溶性セリウム(IV)化合物の少なくとも一種
    0.01ないし0.5重量%、又は (b)芳香族環に少なくとも1個のケトン基を有する水
    溶性芳香族化合物の少なくとも一種0.01ないし0.
    5重量%、又は (c) (a)及び(b)の混合物 からなるオゾンの水溶液を使用することからなる、オゾ
    ン水溶液を使用して原子炉の冷却系における沈着物中の
    クロムを酸化する方法。
JP59143396A 1983-07-12 1984-07-12 原子炉の冷却系の汚染物除去方法 Granted JPS6039592A (ja)

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US513134 1983-07-12

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