JPS613094A - 除染法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は通水される配管、機器の内側に付着。

堆積する酸化鉄皮膜の溶解法に関するもので、特に原子
力発電プラントの冷却水等の通る配管や機器の内側に付
着、−堆積する放射能を有する酸化釘皮膜を溶解させる
に適する方法に関する。

〔発明の背景〕

原子力発電プラントの一次冷却水が接する配管機器の内
側には放射能を有する酸化鉄皮膜が形成され、これがプ
ラントの表面線量率を高める原因になっており、これを
除去することが望まれる。

殊に線量率が許容値を越える場合、更には原子力発電所
そのものの解体の場合には、プラントの配管１機器系統
の放射能を帯びた酸化鉄皮膜を除去するいわゆる系統除
染が必要になってくる。この系統除染は国内では実績が
なく、国外ではカナダ。

アメリカの原子力発電所で実施されている。この除染の
むつかしさは配管、機器の母材である炭素鋼、ステンレ
ス鋼、インコネル等を溶解させることなく表面の放射性
イオンを含む、２，３酸化鉄、４．３酸化鉄の付着物だ
けを溶解させなければいけない点にあり、これに適切な
除染法を用いるとともに除染剤の残留による母材への悪
影響がないことを考慮する必要がある。現在除染法とし
ては化学薬品を用いる方法、物理的、機械的方法、さら
には電気化学的方法がある。化学薬品法は除染対象に応
じて希薄薬剤法、濃度薬剤法が使い分けられる。共通し
ているのは薬剤として酸、還元剤。

酸化剤、インヒビターをブレンドしたものである。

この方法では酸化鉄付着物の溶解速度の点では優れるが
、母材をも損傷する危険性及び残留液による腐食の心配
が残されている。物理的、機械的方法としてはフロン冷
媒、水晶などを噴射する方法あるいは超音波振動を加え
る方法もあげられる。

これらの方法はいずれも被除染物の大きさ、効果の均一
性に問題が残されている。他方、電気化学的除染法は２
つに大別される。１つはカソード分極性、他の１つは電
解還元により還元液を作成し、電子を酸化物に付与する
方法である。前者は酸化鉄の電位を調整するために対極
との間で分極し自身に電子を付与する方法、この方法で
は被溶解物に対向した対極を必要とするので大規模除染
あるいは複雑な配管系統での除染がむつかしいことがあ
げられる。後者の電子付与法は原理的に酸化物だけの選
択的溶解を可能とする優れた方法であるが、還元剤の選
定と還元力を強化する電解槽とそのカソード材が限定さ
れ、除染性能の安定性、信頼性に問題が残されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、これら既存あるいは開発中の方法に比
べて、溶解効率が高く、安定しており、複雑な配管、機
器系の系統除染を可能にする点にある。

〔発明の概要〕

本発明による酸化鉄溶解法の特徴は、白金等の水素ガス
と反応しやすい導電性粒子を流動により被溶解物と接触
させて電子を供給することにより還元溶解を図ることに
ある。まず導電性粒子は白金、パラジウム等を担持しや
すい材料、例えばアルミニウム粒子アルミナボール、粒
状活性炭、プラスチックなどの表面に付着させるもの、
白金を単独で中空状粒子に成形したものを用い、できる
だけ表面積を大きくする、粒子の比重は水中で流動しや
すいように０．５〜２．５位のものにする。

一方、水素ガスは本来溶液中に溶解している水素の反応
で制御されるが、できれば溶液中に微細気泡として存在
することが望ましく、できるだけ分散をよくし特に被除
染体の表面に気泡が存在するようにする。

本発明について総括的に説明する。母材の配管。

機器などに付着する酸化鉄皮膜の成分はマグネタイト（
Ｆ　ｆ１３　ｏ４）　、ヘマタイト（（Ｅ−Ｆｅ２０３
）であり、この中に放射性Ｇｏ等が含まれる。これらの
酸化物と母材の炭素鋼あるいはスチンレス鋼の錯化剤（
Ｙ’−）と電子（ｅ−）が関与する溶解機構は次のよう
になる。

Ｆｅ−ｌＦｅ−’＋２ａ−・・・−・−（１）ＦｅｓＣ
ｋ　＋８８　”＋３Ｙ’−＋２ｅ−−＋３Ｆｅ　：Ｙ”
−＋４８．０・・・・・・（２） ＦｅＩ２０３＋６Ｈ”＋２Ｙ４−＋２ｅ−−＋２Ｆｅ　
：Ｙ”−＋３Ｈ，０・・・・・・（３） すなわち、鉄では（１）式が示すように電子を放出する
酸化反応が進む。これに対してマグネタイト、ヘマタイ
トでは（２）、（３）式のように錯化剤の存在の下に電
子を取入れる還元反応が進行する。このように酸化鉄で
は還元溶解反応を利用するために酸化鉄自身に電子を付
与することにより還元溶解を行なうことができる。この
電子の付与を水素の分解に伴ない生成する電子を用いる
方法において、水素を分解する触媒能をもつ物質として
白金、パラジウム等の貴金属があげられる。

一方電子の付与法と溶解に関し、電子が付与された周辺
でしか反応が起らないことから１反応面を拡大するため
に粒子を分散して被除染物に均一にかつ連続的に接触あ
るいは衝突させるようにする。

一方、このような流動粒子は除染後に系内に残留しては
困るので、フィルターで回収するようにする。それには
破損しない強度に優れる粒子を必要とする。

このような原理と操作により目的とする酸化鉄皮膜、付
着物を溶解した除染することができる。

〔発明の実施例〕 本発明を実施例により説明する。第１図は本発明の方法
を実施する酸化鉄皮膜除去のフローの一例を概略を示し
た図である。酸化鉄皮膜を除去したいプラントの配管１
に対して除染液を再循環させる系統２が接続されている
。再循環系統２には脱気兼用原水槽３．送液ポンプ４、
水素ガス注入系５が配置されている０Ｍ水槽３には加熱
ヒータ６、脱気用のガスバブリング管７．さらに白金付
着粒子を捕捉するためのフィルター８を備えてぃる。以
上の配置、構造に対して、除染系統については、まず原
水槽３に錯化剤を主体とする除染液を加温するとともに
不活性ガスで溶存酸素を除去して調整する。そしてこの
除染液に白金付着粒子を混合し、さらに水素ガスを混合
して被除染体の配管１を除染して１元の原水槽３に戻す
。除染中は原水槽３で調整して白金付着粒子を回収する
ことなく再循環する。そして除染の終了時には原水槽の
フィルタ８で白金付着粒子を回収する。さらに除染液の
回収には原水槽３にイオン交換樹脂を入れて錯化剤等の
除染成分を回収するとともにその液で被除染配管の水洗
を行なう。

以下に本発明の有効性を示す実験例を説明する。

まず錯化剤溶液中に白金を担持した活性炭粒子を水素ガ
スで流動分散させた状態でのマグネタイトの溶解特性を
求めた。白金担持活性炭は粒状活性炭に塩化白金酸を蒸
着させたものである。またマグネタイトは試薬粉末をア
ルゴンガス中で焼結して作成したもので５０φの円板に
成型したものを用いた。実験装置の概略を第２図に示す
６円筒型の透明アクリル容器（７０φＸ４００）９の下
部に、水素ガスを吹込む散気管１０を設置している。

マグネタイト１１はリード線をつけて容器の中央部に配
置している。なおマグネタイトの電位測定のために比較
電極１２を設置し、電位差計１３で測定した。

マグネタイトの溶解量と電位の変化を第３図に示す。実
験条件は、除染液に０．００２Ｍ　／Ｑ　ＥＤＴ＾・２
　Ｎ　Ｈ４液を用い、常温（約２０℃）で水素ガスを５
００ｍＱ／＋ｉｎで添加した。活性炭粒子は５Ｉ径のも
のを２００ケ入れている比較のためにアルゴンガスを添
加した時の結果を併せ示している。

同図から、アルゴンガスではほとんど溶解しないのに対
し、水素ガスでは溶解が時間とともに進行する。また電
位もアルゴンガスよりも相当下がり、還元反応が起こっ
ていることを裏づけでいる。

次に第３図と同じ条件で液温度を変えた時の特性を求め
た。第４図に示す。マグネタイトの溶解速度は温度上昇
とともに大きくなり、溶解に温度を高くすることが有利
になることが判る。

なお水素ガスと白金粒子との反応による鉄酸化物の溶解
には、液の濃度、ｐＨが影響し、さらに白金粒子の鉄酸
化物の接触効率も大きく影響することが判っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施して配管内面の酸化鉄皮膜
を溶解する系統図、第２図はマグネタイト溶解特性を評
価する実験装置の断面図、第３図　“は本発明を実証す
るに必要な溶解特性実験結果を示す線図、第４図は本発
明を実証するに必要な実験結果を示す線図である。 １・・・配管、２・・・再循環系統、３・・・原水槽、
４・・送液ポンプ、８・・・フィルター、１１・・・マ
グネタイト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属酸化鉄の還元溶解除染法において、被溶解物に
   水素ガスの存在の下に導電性粒子を懸濁させた除染液を
   接触させることにより、水素分解による電子供給から還
   元溶解を促進することを特徴とする除染法。