JPS61148398A - 放射性汚染の除去方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、原子力施設等における放射性汚染の除去方
法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

原子力発電所、研究炉、再処理工場、核燃料工場等の原
子力施設においては放射線管理の一環として放射性物質
の除去・洗浄などの除染作業が行なわれる。稼働中の原
子力施設では通常の保守作業における作業者の被ばく低
減、定検・保修工事期間の短縮化をはかるための除染（
使用中除染）が行なわれている。また原子炉施設の解体
撤去作業の円滑化を目的とした除染技術（廃炉除染）や
核分裂生成物が多量に発生した事故を復旧させるために
必要とされる除染技術（事故復旧除染）等が検討されて
いる。除染法として各種の方法が開発され実用化されて
いるが、除染の目的や、除染対象物に応じて使いわけら
れている。例えば化学的除染法は広範な面積を対象とす
る場合や複雑な形状の機器の除染に適し、また材質の腐
食や損耗などの影響を考慮しなくてもよい廃炉除染に有
力な方法である。また機械的除染法、電気化学的除染法
、超音波除染法等は比較的局部的な除染を必要とする場
合に有効であり、例えば水圧ジェットを利用したタンク
やプールなどの洗浄、超音波を利用した制御棒駆動装置
の除染電解研磨法にょるボ／プ、弁、定検用工具類の汚
染除去が行なわれている。電解研磨法は金属表面汚染の
迅速かつ効果的な除去が期待でき水圧ジェットを用いた
機械的方法や化学的方法にくらべて除染能力の商い方法
であるが、複雑形状の汚染物を処理する場合や小形状の
汚染物を一度に多量に処理する場合に不向きでありまた
導電性のない汚染物には適用できない等の特徴がある。

これらのいずれの方法においても、除染後には、放射性
汚染物を含んだ使用済み除染液や除染対象物から除去さ
れた放射性汚染物等の廃棄物が多量に発生するためこれ
らの廃棄物を適切な方法で処理することが必要である。

特に使用後の除染液中には、除染対象物から離脱あるい
は溶出した固体状や液体状の汚染物が含有されるため除
染液を再使用したりあるいは不用となった除染液（廃液
）を廃棄処理する場合には、除染液中の各徨汚染物を分
離、抽出したりあるいは濃縮、固定する等の工程が必要
である。

〔発明の目的〕

この発明は以上の点を考慮してなされたもので除染能力
が高く、かつ、除染後浴液中に存在する汚染物の分離を
容易である放射性汚染の除染方法を提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

本発明は磁性流体を媒体とする除染液を用いて除染を行
なうことを特徴とした放射性汚染の除去方法である。

磁性流体は液相中にマグネタイトなどの強磁性体の微粒
子を分散させたコロイド溶液であるが、みかけ上液体自
身が磁性をもっているかのようにふるまう性質を有する
。

本発明の除染液として磁性流体を用いるものであるが、
必要に応じセラミック粒子等の研磨砥粒を懸濁させ、砥
粒の機械的研磨作用により除染対象物を除染を行なうこ
ともできる。この場合磁性流体は砥粒に振動を伝達する
媒体として、また砥粒を分散させ砥粒と除染対象物との
機械的相互作用を媒介する媒体として作用する。また砥
粒を含まないときは、例えば水圧ジェットを用いた洗浄
を行なえば良い。このように磁性流体を媒体として用い
ることにより、使用後の除染液に混入した汚染物の分離
、回収処理に利用したことにある。

すなわち除染液の溶媒である磁性流体に不溶な液相ある
いは固相の非磁性物質が混合しているときに、外部から
磁場を作用することにより、磁性流体が選択的に補集・
移動され、除染液に不溶な非磁性物質例えば油、有機溶
剤や除染対象物から離脱したクラッドや酸化皮膜などを
分離することができる。また磁場の調整により磁性流体
のみかけの比重を賓換できるので、磁性流体に適幽な間
隔で磁場勾配をかけると、不溶性の非磁性物質はおのお
のの比重に相当する磁性流体の部分に分離して集まる。

この特性を利用すると不溶性の非磁性物質を穐類ごとに
分離して回収できる。除染後に前述した方法によって除
染液に混入した不溶性汚染物が分離除去され、同様な方
法によって砥粒の分離、回収がなされ除染液および砥粒
は再使用される。磁性流体の使用は砥粒の回収を容易に
し除染液と砥粒の再利用を可能くする。

また、除染液中゛に不溶固型物が存在する場合、除染対
象物に対して不溶固型物が流動したり撮動すると、ある
いは除染対象物自体が振動すると、不溶固型物は除染対
象物の表面をたたき表面層を機械的に研磨する。この研
磨作用により、除染対象物の表面に付着しているクラッ
ドや酸化皮膜等の除去が促進されるため、単なる洗浄と
くらべて除染効率が大きい。従って磁性流体を研磨砥粒
の分散媒体として用いることにより外部からの磁場によ
り磁性流体を磁気振動子として振動させたりあるいは回
転磁場を与えることにより流動させることができるので
、除染液の高圧吹き付けや除染対象物自体を機械的に撮
動させることによらずに研磨効果が得られる。磁性流体
の振動あるいは流動による研磨方法と容器に収容した除
染対象物に外部から振動を伝達させることによる研磨方
法とを併用すると研磨作用は一層高まる。さらに磁性流
体自体に除染対象物の酸化皮膜やクラッドの溶解作用を
もたせた場合やあるいは酸化皮膜やクラッドの溶解作用
を有する溶液と磁性流体とを共存させ九場合には、砥粒
による機械的研磨作用とともに化学的溶解作用も加わり
除染能力はさらに高まる。

さらに磁性流体の構成要素である強磁性金属微粒子をマ
グネタイトあるいはスピネル型構造を有するフェライト
とすることにより、より優れた効果を得ることができる
。除染が進むと除染対象物から酸化皮膜やクラッド等の
不溶性汚染物の離脱と、放射性全域イオン等のイオンか
ら成る溶解性汚染物の溶出が起こる。溶解性汚染物は磁
性流体に捕集され、このうち放射性金属イオン例えばＣ
Ｐ−？　”Ｍｎ”＋などは磁性流体中のマグネタイトあ
るいにスピネル型構造のフェライト粒子に捕捉される。

このようなスピネル型構造のマグネタイトあるいはフェ
ライトがＭｎ％Ｆｅ、　Ｃｏ、Ｎｉ等の金属イオンを捕
捉する性質を利用し、放射性金属イオンを磁性流体中の
マグネタイトあるいはスピネル型のフェライトで捕捉す
ることによ秒放射性物質の濃縮化が達成される。主要な
放射性物質であるＣＯや！′Ｍｎ等を捕捉した磁性流体
は、例えば沈殿処理や蒸発処理等寥より固液分離された
後、放射性金属を含有したマグネタイトあるいはフェラ
イト粒子は磁力により選択的に分離、回収される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁性流体中に分散させた砥粒の機械的
研磨作用により通常の化学的除染法あるいは水圧ジェッ
トによる洗浄法等の単独の除染法では得られない高い除
染効率が得られる。さらに使用済み除染液中に混入した
不溶性の非磁性汚染物質を、磁気に感応する磁性流体の
特性を利用して分離回収できる。また磁性流体に溶解す
る汚染物質は磁性流体中罠捕集され特に放射性金属イオ
ンは磁性流体のマグネタイトあるいはフェライト粒子に
捕捉される。これにより濃縮された汚染物は容易に磁気
的に捕集、分離される。このように本発明においては除
染および使用済除染液中の放射性物質の捕集、分離、回
収処理が磁性流体を利用し九簡易な操作（よ抄達成され
る。

〔発明の実施例〕

以下に発明の実施例を具体的に説明する。第１図は本発
明の放射能汚染除去法の構成図であり大別して除染対象
物１を除染液である磁性流体２中で除染する除染槽３と
使用後の除染液を収容して除染液に不溶な汚染物を分離
するための汚染物分離槽４とで構成される。除染対象物
１を、研磨剤である砥粒（ＡＩ、０３粒子）５を混入さ
せたスピネル構造フェライト粒子を分散させた水ベース
の磁性流体２とともく除染槽３に入れこの除染槽を加振
機６，７により振動させ除染対象物表面の研磨除染を行
なう。除染後に使用済み除染液（磁性流体と砥粒と除染
対象物から離脱あるいは溶出した汚染物等を含む）は排
出され汚染物分離槽４に送られる。この汚染物分離槽の
下部位置に電磁石８゜９により磁場を形成させると磁性
流体１０（水溶性汚染物を含む）は磁場形成位置く保持
される。

磁場の強さを磁性流体のみかけの比重が混入している非
磁性物質の比重以上（例えばみかけの比重＝１５）にな
るように調整すると、水に不溶な非磁性物質は磁性流体
上に浮上する。この磁性流体上に浮上してくる固相ある
いは液相の非磁性物質１１は、除染対象物表面から離脱
した放射性のクラッドや酸化皮膜等を含むスラッジ、油
脂類、研磨剤として用いた砥粒等である。この浮上した
汚染物質は砥粒とともに汚染物分離槽上部より吸引操作
により回収されその後の固／液分離処理、砥粒／汚染物
分離処理等の工程に送られる。また汚染物分離槽下部に
保持された磁性流体は循環ポンプ１２により除染槽に送
られ再使用される。使用後の磁性流体く溶解した放射性
金属イオンはフェライト粒子に捕捉され、磁性流体の再
使用にともない放射性金属イオンのフェライト粒への蓄
積が進む。したがって不用となった磁性流体を回収して
固／液分離処理を施し磁気的にフェライト粒子を分離す
ることにより固型の放射性廃棄物として容易に処理でき
る。本実施例によれば、金属に限らずゴムやプラスチッ
ク等の除染対象物を一度に大量に除染できる上、砥粒に
よる研Ｉ！ＩＩ作用により高い除染効率が得られる。さ
らに除染後浴液中に混入してくる不溶性の汚染物を除染
液から容易に分離できるため、放射性汚染物の廃棄処理
が簡便となる。また、除染液は繰返して使用することが
できる上、除染対象物から溶出した放射性金属イオンが
フェライト粒中に濃縮されるため、効率的な放射性廃棄
物処理が可能となる。

第２図は発明の他の実施例を示す。第１図で説明した除
染法により除染した後の除染液を第２図に示した汚染物
分離槽に導き次のような方法で除染液に混入している不
溶性非磁性物質をその種類ごとに分離する。電磁石２１
．２２および２３．２４および２５ｐ２６により磁性流
体に磁場勾配をかける、すなわち分離槽下部位置で最も
強い磁場を、中間位置で中強度の磁場を、上部位置で低
強度の磁場を形成させる。これにより不溶性非磁性物質
を含まない磁性流体２７例えばみかけ比重１５は下部位
置に捕集され、中間位置ではこの位置での磁場の強さに
よって設定される磁性流体のみかけの比重に応じてこれ
に近い比重をもつ不溶性非磁性物質２８例えばクラッド
や酸化皮膜等のスラッジ（比重約５〜８）が捕集され上
部位置は中間位置におけるよりも小さい磁性流体のみか
けの比重に応じて中間位置に位置づけられる物質よりも
小さい比重をもつ不溶性非磁性物質２９例えば砥粒とし
て用いたＡ１２０３粒子（比重約４）が捕集されさらに
最上部位置では比重が最も小さい油脂類、有機物３０（
比重３以下）等が浮上する。こうして汚染物分離槽の最
上部、上部、中間部にそれぞれの比重（応じて集められ
た不溶性磁性物質は分離槽上部より吸引操作によりそれ
ぞれ回収される。

本実施例によれば使用後の除染液に混入してくる不溶性
非磁性物質をその種類ごとに分離できるため、放射性廃
棄物処理上有利であり、また除染に用いた砥粒を回収し
て再使用できることが利点である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明の実施例を示す概略断面
図。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第　　１　図 、（ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性流体を媒体とする除染液を用いて除染を行な
   うことを特徴とした放射性汚染の除去方法。
2. （２）前記磁性流体の構成要素である強磁性金属微粒子
   がマグネタイトまたはスピネル型構造のフェライトであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射性
   汚染の除去方法。