JPS61257498A - 超音波電解複合研磨方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は研磨方法に係わり、特に、物品の表面にイマ１
着した放射性物質等の汚染を除去する除染作業に利用さ
れる研磨方法に関するものである。

［従来の技術−］ 一般に、耐用年数が経過１７た原子力発電施設は解体処
分される計画となっているが、この解体作業において（
Ｊ、施設を構成する各種の機器、配管等の表面を研磨し
て、その表面に（＝Ｉ着した６０ｃＯ１１３７Ｃ６，２
３９ｐｕ等の種々の放射性同位元素を含むスケールを研
磨して除去するいイつゆる除染処理を予め実施すること
にｊ；す、解体作業を行なう作業員の被曝量を低減し、
かつ、解体の結果生じた廃棄物の処理を容易にオろこと
が企画されている。

このような除染処理に適用される従来手段として、電気
分解作用を利用した電解研磨、酸化還元反応を利用した
酸化還元研磨等の化学洗浄手段があるが、これらの化学
洗浄手段に有効な洗浄能力を発揮させるには、除去すべ
き付着物の種類に応じて、適当な化学的性質の洗浄液を
選択する必要がある。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、予期しない不特定の付着物か被除染物の
表面に付着している場合は、洗浄液の能力が十分に発揮
されない場合がある。例えば、被除染物の表面に油膜や
塗１ｉ’ｌが１７１着していると、洗浄液が被除染物表
面に直接接触することがてき′４゛、有効な化学洗浄作
用を発揮することがてきないという問題が生じる。

また、前記洗浄液を使用して化学洗浄を続ＩＪろと、洗
浄中に溶解した（＝１着物の濃度が徐々に品くなって行
き、最終的には、被研磨物に再（＝１着してしまうから
、適当な間隔て洗浄液を交換（７て、洗浄液中に溶解し
たイ・１着物の濃度を一定以下に保つ必要があるが、洗
ｌｆｉ液の交換を行なうたびに、放射性物質を含む廃液
を発生さ且ろ結果となり、この廃液の処理に多くの労力
と費用とを要するとい・う問題がある。

本発明（ｊ：　ｌ−記事情に鑑みて提案されたもので、
化学洗浄の能力を高め、かっ放射性廃液の発生量を可能
な限り減少させることを目的とオろムのである。

「問題点を解決オろための手段」 −１−記［」的を達成するため、本発明（」、酸化還元
電位が高い金属を媒体とする化学反応を利用した化学洗
浄に、該化学洗浄の効率を高める電解作用をイ′：ｊ加
し、さらにこれらの洗浄作用に超音波による物理的洗浄
作用との相乗作用により高度の洗浄能力を発揮させろよ
うにしたものである。

［一実施例−１ 以下、本発明方法を適用してなる研磨装置の実施例を図
面を参、１ｌｊ４１．て説明オろ。、第１図（ｊ本発明
を適用してなる超音波電解複合研磨装置の第１実施例を
示すしのである。この装置は、硝酸等の洗浄液からなる
洗ｆｆ１液Ｗを貯留オろ除染槽Ｉ内に、超音波発生装置
２に３１−１て駆動されて被研磨物３に向（Ｉて超音波
を発信４−ろ超音波発振子４を設（ｊるとと６に、！１
’ｌ　ｉｉａ除染除染槽内生槽５との間を配管６・７お
よびポンプ８・９を介して連結して洗浄液＼Ｖを循環さ
」１、さらに、１ｉｉｉ記被研摩物３と超音波発振子４
とを電解電流発生装置１０のプラス極ＩＩとマイナス極
１２とにそれぞれ接続するようにした２１（本構成とな
−）でおり、１１［■記除染槽１、再生槽５、配管６・
７、およびポンプ８・９によって洗浄液Ｗの循環系が構
成されている。

ｉ′ｉｉ７記再生槽５に（Ｊ′、酸化還元電流発生装置
１３にそれぞれ接続されたプラス電極１４とマイナス電
極１５とが設げられており、これらの電極１／１・Ｉ５
から再生槽５内の洗浄ｅＷ　＋、：電流を流すことによ
って、洗浄液Ｗの洗浄能力の回復が図られるようになっ
ている。

すなわち、被除染物３が鉄（Ｆｅ）であって、洗浄液と
して硝酸（Ｉ（Ｎ　Ｏ、）と酸化媒体Ｍ（例えば、３価
のイオンとなるバナジウム等の金属）との混合物を使用
した場合を例にとって、除染槽１および再生槽５内の化
学反応を説明すると、（ａ）除染槽の反応 ３Ｍ”　＋　　Ｆｒ＋　−１−３Ｍ”　＋　　Ｆｅ”（
ｂ）再生槽の陽極の反応 ３Ｍ”　　−３Ｍ”　　＋　３　６− （ｃ）再生槽の陰極の反応 ｎｌ（＋＋ｒｌ−−＞　ｎ／２Ｈ７ ２ｍＩ−１”　十ｍＮＯ３＋２２．− →ｍＮＯ３−→−ｍＨ２０ （ｄ）洗浄液の循環系全体の反応 Ｆ　ｅ＋　　３　Ｉ−１”　ｍＮ　０３−→Ｆｅ３＋→
−ｎ／２Ｈ２＋　ｍＮ　Ｏ２７＋ｍＨ、。

となる。

」一式を補足説明すると、 （イ）（ｄ）式に示すように、鉄（Ｆｅ）からなるスケ
ールが鉄イオン（Ｆ　ｅ　３＋　）として洗浄液中に溶
解して被研磨物３の表面が研磨される。

（ロ）酸化媒体ＭのイオンＭ０＋は、（ａ）式に示すよ
うに、除染槽１で被除染物３を酸化させろことによって
自身が還元され、その後、（ｂ）式に示すように、再生
槽５の陽極で酸化されて繰り返し使用される。

（ハ）（Ｃ）式に示すように、再生槽５において、１１
Ｎ　Ｏ３力月−■ＮＯ２−となって消費されるから、除
染処理を連続的に行なうためには、ＨＮ　Ｏ３を補充す
る操作が必要となるが、洗浄液全体の量はほとんど増加
しない。なお、（ｄ）式に示すようにして発生したＮ０
９−イオンは、窒素酸化物に変化して、Ｈ２とともに気
体として系外に除去される。したがって、若干のＨＮ　
Ｏ３を補給するだ１Ｊの操作で、廃液の里をほとんど増
加させることなく長時間にわたって除染を行なうことが
できる。

そして、前述の如く、洗浄液Ｗを酸化還元処理４゛ろと
とらに、被研磨物１と超音波発振子４との間に１ｕ位差
をノ１しさＵた状態て洗浄液中に超音波を発振させろこ
とによ−、て研磨を行なうことができる。この超音ρν
電解複合研磨においては、被研磨物１とその表面のスケ
ールどの結合力を電気分解の作用によ−・て弱めた状態
で超音波を作用させろことができるから、スケールを容
易に除去することができるととらに、被研磨物１の表面
に照射される超音波の作用によってその表面の分極を防
ｌＬ　ｌ、、電解能力の低下を防市オろことができろ。

したがって、超音波研磨あるい（ｊ電解研磨を単独で行
なった場合に止１．て非常に大きな研磨能力を発揮する
ことができるとともに、１・分な酸化能力を持った状態
に洗ａ蕾液Ｗを鮪、持して、研磨能力の低下を防止する
ことができろ。

次いで、第２図（Ｊ超音波研磨装置の第２実施例を示す
ものである。

この実施例の研磨装置は、例え（Ｊ建迅物の床のように
、除染槽に収容することが困難な被研磨物３Ａの除染作
業に好適に使用されるもので、枠状９（兵１に状の）除
染ｆ４！　］　Ａと被研磨物３ハとの間にパツキン１６
を挾むことによって、被研磨物３△の表面に接触した状
態で洗浄液Ｗを貯留するようにしたものである。そして
、この第２実施例においては、前記第１実施例と同様に
、除染槽ＩＡ、再生槽５、配管６・７、およびポンプ８
・９ににって洗浄液Ｗの循環系が構成される。また、こ
の第２実施例の装置においても、被研摩物３が電解電流
発生装置ＩＯのプラス極１１に接続され、かつ超音波発
振子４がマイナス極１２に接続されて、超音波研磨とと
もに電解研磨が行なわれるようになっている。

次いて、第３図は本発明の第３実施例を示すものであっ
て、被研磨物３Ｂに洗浄液Ｗを吹き（４ｔＪろノズル１
７の外側に超音波発振子４Ａを設（Ｊ、このノズル１７
を超音波発振子４Ａと一体に超音波振動させ、洗浄液Ｗ
に超音波を作用させてギヤビテーシクンを生じさｌ゛な
がら超音波発振ノズル１４から噴出させるとともに、被
研磨物３Ｂに吹き付けられて下方に落下した洗浄液Ｗを
回収槽１８に回収し、この回収槽１８から再生槽５に送
り込んで酸化還元処理を施したのち、再度超音波発振ノ
ズル１７から噴出させるようにしたものである。そして
、この第３実施例では、ノズル１７、回収槽１８、配管
６・７、ポンプ８・９、および再生槽５によって、洗浄
液の循環系が構成されろ。

また、この第３実施例で（Ｊ、被研摩物３Ｂが電解電流
発生装置ＩＯのプラス極ＩＩに接続され、ノズルＩ７が
マイナス極１２に接続されているから、洗浄液＼ＩＩを
噴出させることによって被研摩物３Ｂとノズル１７とが
電気的に接続されてこれらの間に電位差が生じ、電解研
磨と超音波研磨とを同時に行なうことができる。

このように、超音波発振ノズル１４から洗浄液Ｗを噴出
させる方式を採用すると、従来から広く行なわれている
サンドブラストと同様、物体（液体）噴出出力による物
理的な洗浄効果をさらに付加することができるとともに
、装置を壁等の被研磨物に沿って移動させながら使用す
ることによって、広い範囲の対象物に対して研磨作業を
実施することができる。

さらに、第４図（ｊ本発明の第４実施例を示すもので、
この第４実施例の超音波発振子４Ｂの先端に（Ｊ１洗浄
液Ｗを含浸させておくための液体保持層１９が取りイ」
１ツられ、前記超音波発振子４Ｂには、配管７およびポ
ンプ９を経由して供給される洗浄液を前記洗浄液保持層
１６に導くための流路（図示略）が設けられている。そ
して、前記洗浄液保持層１６は、海綿、スポンジ、筆の
穂先状の縦繊維の束等の材料、すなわち、液体を保持す
るための多数の連続孔を有し、かつ弾性変形可能な月利
から構成されている。

このように構成された研磨装置は、洗浄液Ｗをしみ込ま
せた液体保持層１９を被研磨物１の表面に押し付けるこ
とによって、被研磨物３Ｂと超音波発振子４Ｂとが電気
的に接続されてこれらの間に電位差を生じさせ、この状
態で超音波発振子４Ｂから超音波を発振させて使用され
る。そして、液体保持層４を被研磨物１に押し付けるだ
けで、その表面に洗浄液を接触させておくことができる
から、被研磨物１および洗浄液Ｗを収容オろための容器
を必要とせず、被研磨物の形状および大きさに対する適
応性が良く、例えば建造物の壁、床等の洗浄を容易に行
なうことかでき、ざらに、液体保持層１９によって被研
磨物１をこすることによる物理的な力を利用して、さら
に高い洗浄能力を発揮することができる。そして、この
第４実施例では、液体保持層１つ、回収槽１８、再生槽
５、配管６・７、ポンプ８・９および超音波発振子４Ｂ
内の流路（図示路）によって、洗浄液Ｗの循環路が構成
されろ。

なお、」―記名実施例では、いわゆる酸化剤を洗浄液と
して使用するようにしたが、還元剤を洗浄液として使用
してムよく、この場合、洗浄によって酸化された還元剤
を再生槽で還元して洗浄能力を回復さＵれげよい。

また、超音波発振子および洗浄液供給機構の具体的構成
、および洗浄液の循環経路にお（Ｊろ再生槽の設置位置
、さらには、洗浄液の成分は面記各実施例に限定される
ものではなく、被研磨物の形状、材質等の条件に応じて
適宜変更してで〕よいのはもちろんである。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明（」、酸化還元電
位が高い金属を媒体とする化学反応を利用した化学洗浄
と、超音波による物理洗浄とを同時に行うとともに、超
音波の発生源たる超音波発振子と被研磨物との間に電位
差を生じさせろようにしたから、超音波発振子と被研磨
物との間に電位差を応しさせて酸化還元作用を促進さＵ
ることかできろとともに、前記超音波によ−て、洗ｆｐ
液中のギヤビテーンヨノを生じさせて、被研磨物表面の
ｉｒｔ＋膜、塗１′１等を機械的に除去しながら、被研
磨物表面に洗浄液を直接接触さＵ、ざらには、被研磨物
の周囲の洗浄液を攪拌して、洗浄液に溶解する付着物の
濃度が部分的に高くなる現象の発生を防１１−すること
ができ、酸化還元による化学洗浄、電解研磨、あるいは
、超音波による物理洗浄をそれぞれ単独で行った場合に
比して、非常に大きな洗浄能力を発揮することができる
という効果を奏＝１１− する。

【図面の簡単な説明】

図面は、それぞれ本発明を適用してなる超音波電解複合
研磨装置の実施例を示すもので、第１図は超音波電解複
合研磨装置の第１実施例を示す断面図、第２図は超音波
電解複合研磨装置の第２実施例を示す断面図、第３図は
超音波電解複合研磨装置の第３実施例を示す断面図、第
４図は超音波電解複合研磨装置の第４実施例を示す断面
図である。 １・ＩＡ・・・・除染槽、２・・・・・超音波発生装置
、３・３Ａ・３Ｂ・　被研摩物、４Ｂ・４Ａ−！ＩＢ・
・・・・・超音波発振子、５・・・・・・再生槽、６・
７・・・・・・配管、８・９・・・・ポンプ、１０・・
・・電解電流発生装置、１１・・・・プラス極、Ｉ２・
・・・・・マイナス極、１３・・・　酸化還元電流発生
装置、１４・・・プラス電極、１５・・・・・・マイナ
ス電極、１７・・・・・・ノズル、１８　・・回収槽、
１９・　・・液体保持層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化還元能力を有する電解質溶液からなる洗浄液を被研
   磨物に接触させながら超音波発振子から洗浄液中に超音
   波を発信するとともに前記超音波発振子と被研磨物との
   間に電解電流を流すことを特徴とする超音波電解複合研
   磨方法。