JPS6179198A - 溶液中放射能の分離装置 - 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］ この発明は放射能を帯びた金属イオンが溶解し、また放
射能を帯びた不溶物が浮遊している高電導度溶液から、
放射能を分離する装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 放射能物質で汚染された金属部品を除染する装置として
はセリウム３価イオンとセリウム４価イオンとを含む硝
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４１曲イオンを生成し、この生成
したセリウム４１ｉ１１ｉイオンがセリウム３価イオン
に変化する際にの酸化力を利用し、放射性物質で汚染さ
れた金属物品の表面を溶解して、放射性物質を金属物品
表面から除去する除染ＨＨが知られている。

また電解研磨作用を利用し、放射性物質で汚染された金
属物品の表面を溶解して、放射性物質を金属物品表面か
ら除去する電解除染装置が知られている。金属物品の表
面の溶解に伴って、放射能は溶解した金属イオンおよび
浮遊した不溶物となって、これら除染装置に用いられて
いる電電）９度溶液へ移行する。

これらの除染装置を使用していると、これら除染装置に
用いられている高電導度溶液中には、次第に放射能を帯
びた金属イオンが放射能を帯びていない金属イオンとと
もに蓄積して、 （１）除染装置周辺の空間線量率が上昇してしまう、 （２）除染能力が低下する、 （３）金属塩が析出し高電導度溶液の流路を閉塞してし
まう、 等の問題が生じる。

そこで、これら高電導度溶液中は、放射能濃度または金
属イオン濃度が所定の値に達すると、廃棄しなければな
らなかった。すると、これら放射能を帯びた金属イオン
を含んだ金属イオンの溶解している高電導度溶液の廃棄
処理に伴う放射性の二次廃棄物が大量に発生するという
問題点があった。

このような問題点を解決する方法としてたとえば、特開
昭５７−５２８９９号公報および特開昭５９−１４００
０号公報などに開示されでいる放射能汚染染ぽ器の除染
方法や放射性物質の除染方法が知られている。

第６図は特開昭５７−５２８９９号公報に開示されてい
る除染装置の一例を示した概略断面図である。すなわち
、第６図において、除染槽１内に放射能汚染機器２と集
電極６が電解液７中に浸漬されており、放射能汚染機器
２は陽極３に、集電極６は陰極５に維持されて直流電源
４に接続されている。また、除染槽１の底面および側面
にはそれぞれ超音波発信器８．９がそれぞれ設けられて
いる。

またその要旨は第６図中の符号を加筆して引用すると「
電解液Ｙ中に設けた陽極３と陰極５との間に直流電流を
通じ、前記陽極３に接続した放射能汚染機器２の放射能
汚染部分を電解除去する方法において、前記陰極５に前
記電解液７中の金属イオンから金属を析出付着させる集
電極６を設けて通電し、除染通電終了後前記陽極３を炭
素極に切換えて通電を継続することを特徴とする放射能
汚染機器の除染方法。」の通りである。

なお、集電極６の材質にはその実施例でステンレス鋼ま
たは普通鋼が使用されている。

第７図は特開昭５９−１４０００号公報における一実施
例の電解除染過程の状態を示す概略図、第８図は第７図
における電解除染後同じ電解槽内で電解液の放射能を除
去する状態を示す概略図、第９図は特開昭５９−１４’
ＯＯＯ号公報における他の実施例で電解槽と異る槽で電
解液の放射能を除去する状態を示す概略図である。

すなわら特開昭５９−１４０００号公報では第７図に明
らかにされているように電解液１１を満した電解槽１２
にはポンプ１３、濾過器１４を有する液循環系路が設け
られ、電解液１１中の１ｌｌｌ大懸濁物を除去するとと
もに電解槽１２内の液撹拌を行なうようになっている。

電解除染は、直流電源の陽極に接続した被除染物１５を
電解液１１に浸漬し、電解′ａ１１中の直流電源の陰極
に接続した陰極材１６との間に直流電流を流して行われ
る。通電により被除染物１５の母材金属の表面部の薄層
が溶解して金属イオンとなり、被除染物１５の表面上の
放射性複合酸化物被膜が浮上り状態となり酸素気泡の発
生、電解液の浸透等により破壊されて懸濁物となりそれ
ぞれ電解液中に放出される。金属イオンが液中の成分と
結合して金属塩となり陰極材１６の表面で析出する際、
金属酸化物等の微細懸濁物と一帖になり多孔質のスケー
ル１７となって陰極材１６の全面に付着する。被除染物
１５は電解除染を終えて電解槽外に取出された後、水洗
して再使用するかあるいは廃棄される。

被除染物１５の取出後、第８図に示すように、直流電源
の陰極に接続した捕東電（へ１８を電解液１１中に浸漬
するとともに、スケール１７で覆われた陰極材１６を直
流′電源の陽極に切換えて両者間に通電する。陰極材１
６の表面での付着金属の溶解や酸素気泡の発生により付
着スケールが粗大懸濁物として電解液中に剥離される。

この際、陰極材１６に超音波撮動を与えるとスケール１
７は短時間で剥離される。液中に溶存する金属イオンは
捕集電極１８に集まり、金属および金属塩として捕集電
極１８の表面に析出し陰極材１６から剥離したスケール
１７から生じた粗大懸濁物はポンプ１３による液（１環
の過程で濾過器１４に捕集される。

第９図は別の槽を設けて電解除染と電解液中の金属イオ
ンの除去を同時に行うようにしたものである。すなわち
電解液の循環系内に金属イオン分離槽１９を設けて電解
除染と金属イオン捕集が同時に実施できるようになって
いる。電解［１２では２組のｌｌ！極材１６．１６′が
使用され、電解除染終了優に陰極材１６．１６′を交互
に極性変換して通電することにより第５図にあけると同
様にして各陰極材からスケールが剥離される。濾過器１
４でスケールからの粗大懸濁物が除去され、その後電解
液は金属イオン分離槽１９に循環され、ここで電解液中
に浸漬された捕集電極１８′と陽極材２０との間の通電
により電解液中の金属イオンは捕集型ｉｆ！１８’の表
面に析出する。

スケール１７からの懸濁物を捕集した濾過器１４のエレ
メントおよび金属イオンの析出した捕集電極１８または
１８′はそれぞれ電解液系外に取出して廃棄処分する。

ここで、陽極として使用される陰極材６．６′およびＩ
ＩＪｌ極１０としては、例えば白金または白金メッキし
たチタン材等難溶性の材質とし、前記通電により電極素
材の金属イオンが溶出しないようにしている。捕集電極
１８．１８′　としては電解液中の金属イオンが析出し
やすい金属が望ましいが、通常の鋼材あるいは放射性物
質で汚染された部品等の金属廃棄物を捕集電極材を使用
している。

以上説明した特開昭５７−５２８９９号公報および特開
昭５９−１４０００号公報ではＮ解研磨除染の電解液か
ら金属イオンおよび放射能を分離する場合について述べ
ている。しかしながら、これらの方法には、以下に示す
ような問題点があった。

（１）特開昭５７−５２８９９号公報では、炭素極を用
いているが、酸性の強い高電導度溶液の中では炭素極の
成分が溶出してしまうので、炭素極は実験では使用でき
ても実用的には使用できない。

（２）両方法ともに、陰極（特開昭５７−５２８９９号
公報では集電極、特開昭５９−１４０００号公報では捕
集電極と呼んでいる）にステンレス鋼または普通鋼を用
いているが、ステンレス鋼や普通鋼は水素過電圧の絶対
値が小さいため、水素が発生しやすく、金属の析出より
水素の生成に使われる電流の割合が大きくなるため、金
層分離に関する電流効率が悪い。

一方、金属物品の表面の溶解に伴って、除染装置に用い
られている高量゛導度溶液中に移行した放射能を帯びた
不溶物は、フィルターを用いれば容易に分離できるが、
フィルターを用いるとフィルターエレメントが同時に廃
棄物となるため、やはり放射性の二次廃棄物が大量に発
生するという問題点があった。

［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
、放射能を帯びた金属イオンが溶解し、また放射能を帯
びた不溶物が浮遊している高電導度溶液の廃棄処理に伴
う放射性の二次廃棄物の発生量を低減するための、実用
に使用でき、かつ効率の良い、溶液中放射能の分離装置
を提供することを目的とする。

［発明の概要］ 上記目的を達成するために本発明に係る溶液中放射能の
分離装置は、放射能を帯びた金属イオンが溶解し、また
放射能を帯びた不溶物が浮遊している高電導度溶液を貯
溜した金属分離槽とこの金属分離槽に連設された前記高
電導度溶液の循環系路と、この循環系路の途中に設けら
れた固液分離装置分離装置と、前記高電導度溶液中に浸
漬された不活性金属からなる金属析出用陽極および水素
過電圧の絶対値の大きい金属材料からなる金属析出陰極
とを具備したことを特徴とする。そして前記固液分離装
置は、液体サイクロンセパレータであり、前記金属析出
用陰極は、水素過電圧の絶対値が鉄の水素過電圧の絶対
値よりも大きい金属材料からなることを特徴とするもの
であ°る。

［発明の実施例］ 以下第１図を参照して本発明に係る溶液中放射能の分離
装置の一実施例について説明する。

第１図は、セリウム３洒イオンとセリウム４価イオンと
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３１ｉ１［ｉ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４１ｉ１１ｉイオンがセリ
ウム３価イオンに変化する際の酸化力を利用し、放射性
物質で汚染された金属物品の表面を溶解して放射性物質
を金属物品表面から除去する除染装置に本発明に係る溶
液中放射能の分離装置を組み込んだ状態を説明するため
の概略断面図である。

第１図において符号２１は金属分離槽であり、この金属
分離槽２１内にはセリウム３価イオンおよびセリウム４
１ｉｆｉイオンを含む硝酸水溶液からなる高電導度溶液
２２が貯溜されている。この高電導度溶液２２には、不
活性金属からなる金属析出用陽極２４および水素過電圧
の絶対値の大きい金属材料からなる金属析出用陰極２５
が対　して浸漬され、金属析出用陽極２４にはプラスの
電圧が印加され、金属析出用陰極２５にはマイナスの電
圧が印加される。前記金属分離槽２１は、放射性物質で
汚染された金属物品の表面を溶解して、放射性物質を金
属物品表面から除去するための槽を兼ねており、前記高
電導度溶液２２には、放射性物質で汚染された金属物品
すなわち被除染物２３が浸ｌｉＩされている。

第１図生得号２７はセリウム再生槽であり、このセリウ
ム再生［２７内には前記金属分離槽２１に貯溜されてい
たのと同じセリウム３１ｉ１［ｉイオンおよびセリウム
４ｆｉ！ｉイオンを含む１１１１１ｍ水溶液からなる高
電導度溶液２８が貯溜されている。この高電導度溶液２
８には、プラスの電圧が印加されたセリウム再生用陽極
２９とマイナスの電圧が印加されたセリウム再生用陰１
４３０とが対　して浸漬されている。このセリウム再生
槽２７と前記金属分離槽２１とは循環配管３１．３２で
連結されており、この循環配管３２の途中には循環ポン
プ３３が設けられており、高電導度溶液２２．２８が、
金属分離槽２１とセリウム再生槽２７との間を循環する
ようになっている。また、この循環配管３２の途中には
、固液分離装置３５が設けられている。

固液分離装置３５として用いた液体サイクロンセパレー
タ４０の詳細を第２図および第３図に示す。

第２図は液体サイクロンセパレータ４０の要部断面図で
、第３図は第２図のＡ−Ａ線矢祝方向断面図である。

図において通常の液体サイクロンセパレータ本体４０ａ
の下部に不溶物受槽４１がそれぞれフランジ３７．３８
を介し、バッキング３９で気密に保持されて連設されて
いる。この不溶物受槽４１はしやへい休４２で囲まれて
いる。液体サイクロンセパレータ本体４０ａは入口管４
４が円錐側４５の上部側面の接線方向に接続されており
、また出口管４６が円錐側４５の上端を貫通して接続さ
れたものからなる。

固液分離装置３５としては、第２図および第３図に示し
た単一の液体サイクロンロバレータだけでなく、複数の
液体サイクロンセパレータをハウジングの中に収納した
複式液体サイクロンセパレータを使用することもできる
。複式液体サイクロンセパレータの詳細を第４図および
第５図に示す。

第４図は複式液体サイクロンセパレータの要部断面図で
、 第５図は第４図のＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。

すなわち、大径口のハウジング４３内に二段に設けられ
た支持板４７．４８に第２図で使用した例とほぼ同様の
形状を有する複数の液体サイクロンセパレータ４０が支
持されている。このハウジング４３の下部には不溶物受
＋ｆｆ４９がフランジ５０１５１を介して連設されてい
る。この不溶物受ｗＪ４９は放射線しヤへい体５２で囲
まれている。

フランジ５０，５０間はバッキング５３によって気密が
保持されている。

ハウジング４３は上下に二分割される分割型であり、上
部ハウジング４３ａの上端開口は出口管５４が接続され
た。ｆＷ５５でバッキング５３を介して気密に閉塞され
ている。また下部ハウジング４３ｂにはその側面から支
持板４８の中央部に達する入口管５６が接続されている
。

次に、本発明に係る溶液中放射能の分離装置の一実施例
の作用を説明する。

セリウム再生槽２７内ではセリウム３価イオンとセリウ
ム４価イオンを含む硝酸水溶液からなる高電導度溶液２
日が以下に示す電解酸化還元反応の影響を受けて、セリ
ウム３価イオン（Ｃｅ”）はセリウム４価イオン（Ｃｅ
！”）に変換される。

陽極 Ｃｅ　”　　→Ｃｅ　”　＋ｅ　−−・−・（１）２０
　Ｈ−−＋ＨＺ　Ｏ＋　　　１／２０２　　　（↑　）
＋　　２　ｅ−・・・・・・（２） 陰極 Ｈ”　＋８−４　（１／２）　＋２　　（↑）・・・・
・・（３）セリウム４１ｉ１５イオン（Ｃｅ’″）８１
度の高くなった高電導度溶液２８は、循環配管３１を通
って金属回収槽２１に移る。この金属回収槽２１ではセ
リウム再生槽２７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時に、その時の酸化
力により前記被除染物２３の金属母材表面層は溶解され
被除染物２３の表面の放射能汚染が除去される。セリウ
ム４価イオン（Ｃｅａ＋）がセリウム３価イオン（Ｃｅ
３“）に変換される一方、被除染物２３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として以下に示
す通りである。

Ｍ＋Ｃｅ　”　−＋Ｍ＋　＋Ｃｅ　ｊ４被除染物２３の
金属母材表面層の溶解に伴って、放射能は溶解した金属
イオンおよび浮遊した不溶物３６となって高電導度溶液
２２中へ移行する。

この高電導度溶液２２中に溶解した放射能を帯びた金属
イオンは、金属析出用陽極２４と金属析出用陰極２５と
の間に印加した電圧による電解反応で、金属析出用陰極
２５上に析出物２６として付着する。そこで、この析出
物２６を分離すれば高電導度溶液２２中への放射能およ
び金属イオンの蓄積を抑えることができる。さて、金属
析出用陰極２５上に金属イオンが析出物２６となって付
着し、高電導度溶液２２から容易に分離できるようにな
っても、金属析出用陰極２４から金属イオンが溶出して
しまっては高電導度溶液２２中への金属イオンの蓄積を
抑えることができない。したがって、金属析出用陽極２
４は陽極電解では溶解しない金属すなわち不活性金属で
あることが重要である。不活性金属としては、チタン、
白金、チタンに白金コーティングを施したもの、チタン
以外の金属に白金コーティングを施したものなどがある
。本発明では、金属析出用陽極１５として不活性金属を
用いるので、金属析出用陽極からの金属イオン溶出がな
い。また、従来例のように炭素極を用いた場合の成分が
溶出してしまうという問題点がない。一方、金属析出用
陰極２５の表面では、金属の析出反応と水素の成分反応
が競争している。

金属析出用陰極２５として、白金、鉄、ニッケルなどの
ように水素過電圧の低い金属材料を用いると、金属の析
出より、水素の生成に使われる電流の割合が大きくなる
ため、金属析出に関する電流効率が低下する。したがっ
て、金属析出用陰極２５は、水素が生成し難い金属材料
、すなわち水素過電圧の高い金属材料であることが重要
である。

一般に水素過電圧の大きさは、白金黒、ロジウム、金タ
ングステン、平滑白金、ニッケル、モリブデン、鉄、銀
、アルミニウム、ベリリウム、ニオビウム、タンタル、
銅、黒鉛、ビスマス、鉛、スズ、インジウム、タフラム
、水銀、カドミウムの順に大きくなる。従来例のように
ステンレス鋼または普通鋼を用いる場合より金属析出に
関する゛電流効率を良くするには、金属析出用陰極２５
の材料は、水素過電圧の絶対値が鉄の水素過電圧の絶対
値より大きい金属材料とする必要がある。

第１表に、本発明の実施例と従来例について、金属析出
に関する電流効率を測定した結果を比較して示す。高電
導度溶液としては、Ｇｏ（ＮＯ３）３濃度０．８ｍｏｌ
　／λ、ＨＮ○３漉度２ｍｏｌ／Ｊ２の水溶液に前述の
電解酸化還元反応を起こさせセリウム４価イオン（Ｃｅ
”）を生成さぜながらステンレス鋼５ＵＳ３０４を１０
０（１／β溶解させた溶液を用いた。高電導度溶液温度
をよ８０°Ｃとした。金属析出用陰極の材質は、本発明
の実施例の場合は鉛、従来例の場合はステンレス鋼とし
た。

金属析出用陽極としては、どちらの場合もチタンに白金
コーティングを施したものを用いた。金属析出に関する
電流効率は、溶解させた金属である５ｔＪＳ３０４を鉄
（Ｆｅ　）で代表させて、次式に従って求めた。

電流効率＝（析出したＦｅの型開）／ （流れた電気量すべてが）７ラデーの 法則に従ってＦｅの析出に使われた とした場合のｌ”ｅの重量） ＝（回収したＦｅの重ｆｆ１）／ （Ｍ　　Ｘ　　ＩＸ　（６０Ｘｊ　）／（ＩＺＩｘ　Ｆ
　）　） Ｍ　：　Ｆｅの分子量　５６　　（−）■：雷電流　　
　　　２　（Ａ） ［：通電時間　　　実測　（分） Ｚ：原子１ｌｌＩｉ２（−） Ｆ：ファラデ一定数９６５００　（Ｃ／ｍｏｌ　）第１
表から、本発明の実施例の方が従来例に比べて約２倍の
金属析出に関する電流効率が得られることがわかる。こ
れは、金属析出用陰（勇に水素過電圧の高い金属材料を
用いたため、水素が生成しにくくなり、水素の生成より
金属の析出に使われる電流の割合が大きくなったためで
ある。以上説明したように、本発明では金属析出用陰極
１６として水素過電圧の大きな金属材料を用いるので、
水素の生成より金属の析出に使われる電流の割合が大き
くなり、高電導度溶液中へ溶出した金属成分を効率よく
分離できる。これに伴い、金属イオンとして溶けていた
放射能も金属析出用陰極上に析出するため、放射能も効
率よく分離でき、それに１？１５い高電導度溶液中に溶
解していた放射能蓄積を抑制できる。なお、放射能を帯
びた不溶物３６については後述する。

析出物２６は、金属析出用陰極２５にゆるく付着してい
るので、容易に剥離できる。金属析出用陰極２５から剥
離した析出物３４は、放射性廃棄物として廃棄される。

さて、被除染物２３の金属母材表面層の溶解に伴って、
放射能は溶解した金属イオンおよび浮遊した不溶物３６
となって高電導度溶液２２中へ移１１するが、この放射
能を帯びた不溶物３６については以下の通りである。不
溶物３６を含んだ高電導度溶液３２は、サイクロンセパ
レータ４０に接線方向から流入し、回転流となる。する
と不溶物３６は遠心力により液体サイクロンセパレータ
４０の周壁部へ集められ、次いで円すい部内面にそって
回転しながら下方に進み、不溶物受槽４１に溜まる。不
溶物３６は放射能を帯びているが、不溶物受槽４１はし
―へい体４２に囲まれているので作業員の放射線被曝は
低減される。この不溶物受槽４１に溜まった不溶物は取
り出されて放射性廃棄物として廃棄される。

以下、本発明の一実施例と、従来例の高電導度溶液を廃
棄し、かつ不溶物をフィルターで除去する場合とについ
て、二次廃棄物発生量を比較する。

従来例のフィルターは、円筒形のカートリッジフィルタ
ーとし、その寸法は直径７０ｍｍ、長さ２５０ｍｍとす
る。被除染物の表面積１．ＯＯＯ＋ｕ２（１０，０００
，０００ｃｄ　）について考えてみる。被除染物表面の
溶解すべき厚みを２０μ（０，００２ｃｍ）とし、不溶
物は被除染物表面１ｃぜ当り５１１１（＋　（０，００
５（］　／　ｃ讐）発生するものとする。また、被除染
物金属を鉄（Ｆｅ　）で代入する。

（溶解すべきＦｅ重吊）−（被除染物表面積）×（溶解
すべき厚み）× （Ｆｅの密度） ＝　（４０，０００，０００ｃｆ　）　Ｘ（０，００２
ｃｍ）　ｘ ＜８Ｑ／ａ？＞ ＝　１６０，０００（］　＝　１６ｏｋｇ（不溶物重昂
）−（被除染物表面積）×（被除染物表面１ｃイ当りの
不溶物発生量） ＝　（１０，０００，０００ｃｊ　）　Ｘ（ｏ、ｏｏｓ
ｇ　／ｃｄ） ＝　５０，０００（Ｊ　＝　５０ｋ（１゜本発明の実施
例では、溶解したＦｅを金属析出用陰極に析出させ剥離
した析出物と不溶物が二次廃棄物となる。したがって本
発明の実施例で発生ずる二次廃棄物は析出物１６０ｋ（
Ｊと不溶物５０ｋｇの合計２１０ｋｇである。プラスチ
ック固化処理をする場合、２００フドラム缶１本当り２
００ｋｇの廃棄物を充填できるから、本発明の実施例で
被除染物表面積１０００ｍ２当り発生するプラスチック
同化体を充填したドラム缶本数は、次のようになる。

（ドラム缶本数）＝（二次廃棄物重量）／（ドラム缶１
本当りの充填量） ＝　（２１０ｋｇ）　／　（２００ｋａ／本）＝１．０
５本。

一方、従来例は、高電導度溶液廃棄に伴う廃棄物と、不
溶物の付着したカートリッジフィルターである。高電導
度溶液を廃棄する場合、セリウムが高価なので別途回収
したとしても、ＦＣＪ″以外にＦ　ｅ　Ｊ＋と少なくと
も当量のＮＯ３−を含ん７：おり、高電導度溶液を中和
して廃棄しなければならない。中和は以下の式に従う。

％式％） Ｆｅ　　（ＯＨ）３とＮａ　ＮＯ３を含んだ中和後の廃
電解液を濃縮乾燥すると、Ｆｅ　（ＯＨ）３は、結晶水
を持ったＦｅｚＯ３粉末となり、Ｎａ　Ｎ。

３はＮａ　ＮＯ３結晶の粉末となる。溶解した「ｅ１６
０ｋａを基準として、結晶水を無視したＦｅｚＯ３粉末
の発生量およびＮａ　ＮＯ３粉末の発生量を求めると以
下の通りである。

（ＦｅｚＯ３粉末の発生ｍ＞　＝　（１６０ｋｃｌ）　
Ｘ（Ｆｅ　２０３の分子量） ／２／　（Ｆｅの分子量） 冨　１６０ｘ　　１６０／　２／　５６＝　２２９ｋｇ （Ｎａ　ＮＯ３粉末の発生ｍ’）　＝　（１６０ｋＣＩ
）　Ｘ（Ｎａ　ＮＯ３の分子量） ｘ３／（Ｆｅの分子量） ＝　　１６０ｘ　８５ｘ　　３１５６ ＝　　７２９ｋｇ 従来例で高電導度溶液廃棄に伴って発生する廃棄物は、
Ｆｅ２Ｏ３粉末２２９ｋ（１，Ｎａ　Ｎ０３７２９ｋｇ
の合計９５８ｋｇである。プラスチック固化処理をする
と、被除染物表面積１０００ｔｎ２当り発生するプラス
チック固化体を充填したドラム缶本数は、前記同様法の
ようになる。

（ドラム缶水＠）　＝　（９５８ｋａ）　／　（２００
ｋ（Ｊ／本）±４．７９本 不溶物の付着したカートリッジフィルターについては次
の通りである。カートリッジフィルター１本当りの不溶
物保有能力は２００ｇであるから、被除染物表面積１ｏ
ＯＯＴ１２当りから発生する不溶物５０ｋｏを処理する
には、カートリッジフィルターは、２５０本必要である
。径７０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのカー１〜リッジフィル
ターのみかけの体積は約ＩＪ２で、２００フドラム缶１
本には約１００本充填できる。従って、不溶物の付着し
たカートリッジフィルターを充填したドラム缶は、被除
染物表面積１０００ＴＩ１２当り２．５本発生する。

以上の説明をまとめて、本発明の実施例と、従来例の高
電導度溶液を廃棄しかつ不溶物をフィルターで除去する
場合について、廃棄物−を充填したドラム缶の発生本数
を比較して示す。

第２表は、被除物の表面１１０００ｙｎ２を処理すると
、廃棄物を充填したドラム缶は、本発明の実施例の場合
１．０５本、従来例の高電導度溶液を廃棄しかつ不溶物
をフィルターで除去する場合７゜２９木となる・ことを
示している。本発明によれば、廃棄物を充填したドラム
缶の発生量は従来例の約１７／７となることがわかる。

以上説明したように、本発明に係る溶液中金属イオンの
分離装置によれば、高電導度溶液中の金属イオンを電解
反応で析出させた金属と、高電導度溶液から遠心力で分
離した不溶物を放射性廃棄物として廃棄するので、高電
導度溶液の中和に伴う廃棄物やカートリッジフィルター
の廃棄物がなく、放射性の二次廃棄物発生量が減少する
。

なお、本発明の実施例としてセリウム３１ｉ１ｊイオン
とセリウム４価イオンと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３１ｉ１１ｉイオンに変化する際の酸化力を
利用し、放射性物質で汚染された金属物品の表面を溶解
して放射性物質を金属物品表面から除去する除染装置に
溶液中放射能の分離装置を組み込んだ例を説明したが、
本発明はこれに限ったものではない。たとえば燐酸水溶
液、硫酸水溶液、硝酸水溶液、これらの水溶液に、添加
物を加えた溶液、これらの水溶液の混合液を電解液とし
、電解研磨作用を利用して放射性物質で汚染された金属
物品の表面を溶解して、放射性物質を金属物品表面から
除去する電解除染装置に、本発明に係る溶液中の分離装
置を組み込んだ例にも有効である。この例では高電導度
溶液とは上記電解液を意味する。本発明に係る溶液中放
射能の分離装置により、本発明の第１の実施例と同様、
（１）二次廃棄物発生ωが減少する、 （２）高電導度溶液中への放射能蓄積を抑制できる、 （３）金属析出に関する電流効率が良くなる、という利
点が得られる。

［発明の効果］ 本発明によれば以下の効果がある。

（１）高電導度溶液中の金属イオンを電解反応で析出さ
せた金属と、高電導度溶液から遠心力で分離した不溶物
を放射性廃棄物として廃棄するので、高電導度溶液の中
和に伴う廃棄物やカートリッジフィルターの廃棄物がな
く、放射性の二次廃棄物発生量が減少する。

（２）金属の分離と並行して、高電導度溶液中に溶解し
ていた放射能が分離されるため、高電導度溶液中に溶解
していた放射能の蓄積を抑制できる。

（３）金属析出用陰極として水素過電圧の大きな金属材
料を用いるので、水素の生成より金属の析出に使われる
電流の割合が大きくなる。すなわち、金属析出に関する
電流効率が良くなる。

（４）金属析出用陽極として不活性金属を用いるので、
従来例の炭素鋼を用いた場合の、成分が溶出してしまう
という問題がなε）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶液中放射能の分離装置の一実施
例を一部系統図で示す概略断面図、第２図は第１図にお
ける固液分離装置を示す縦断面図、第３図は第２図の八
−Ａ線矢視方向を示す横断面図、第４図は第２図の固液
分離装置の他の例を示す、縦断面図、第５図は第４図の
Ｂ−Ｂ腺矢視方向を示ず横断面図、第６図から第９図は
従来の放射能汚染除去・分離装置をそれぞれ示ず概略断
面図である。　　　１・・・・・・・・・・・・除染槽
２・・・・・・・・・・・・放射能汚染機器３・・・・
・・・・・・・・陽　極 ４・・・・・・・・・・・・直流電源 ５・・・・・・・・・・・・陰　極 ６・・・・・・・・・・・・集電極 ７・・・・・・・・・・・・電解液 ８・・・・・・・・・・・・超音波発信器９・・・・・
・・・・・・・超音波発信器１１・・・・・・・・・・
・・電解液 １２・・・・・・・・・・・・電解槽 １３・・・・・・・・・・・・ポンプ １４・・・・・・・・・・・・濾過器 １５・・・・・・・・・・・・被除染物１６．１６′・
・・陰極材 １７・・・・・・・・・・・・スケール１８．１８′・
・・捕集電極 １９・・・・・・・・・・・・金属イオン分離槽２０・
・・・・・・・・・・・陽極材 ２１・・・・・・・・・・・・金属分ｌ１ｌｌｉ槽２２
・・・・・・・・・・・・高電導度溶液２３・・・・・
・・・・・・・被除染物２４・・・・・・・・・・・・
金属析出用陽極２５・・・・・・・・・・・・金属析出
用陰極２６・・・・・・・・・・・・析出物 ２７・・・・・・・・・・・・セリウム再生槽２８・・
・・・・・・・・・・高電導度溶液２９・・・・・・・
・・・・・セリウム再生用陽極３０・・・・・・・・・
・・・セリウム再生用陰極３１・・・・・・・・・・・
・循環配管３２・・・・・・・・・・・・循環配管３３
・・・・・・・・・・・・循環ポンプ３４・・・・・・
・・・・・・析出物 ３５・・・・・・・・・・・・固液分離装置３６・・・
・・・・・・・・・不溶物 ４０・・・・・・・・・・・・液体サイクロンセパレー
タ４１・・・・・・・・・・・・不溶物受槽４２・・・
・・・・・・・・・しやへい体４３．５２・・・ハウジ
ング 第１図 ＠３図 第　２　図 ↑ 第４図 ↑

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射能を帯びた金属イオンが溶解し、また放射能
   を帯びた不溶物が浮遊している高電導度溶液を貯溜した
   金属分離槽と、この金属分離槽に連設された前記高電導
   度溶液の循環系路と、この循環系路の途中に設けられた
   固液分離装置と、前記高電導度溶液中に浸漬された不活
   性金属からなる金属析出用陽極および水素過電圧の絶対
   値が大きい、金属材料からなる金属析出用陰極とを具備
   したことを特徴とする溶液中放射能の分離装置。
2. （２）固液分離装置は液体サイクロンセパレータである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶液中放
   射能の分離装置。
3. （３）金属析出用陰極は水素過電圧の絶対値が鉄の水素
   過電圧の絶対値より大きい金属材料からなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の溶液中放射能の分離
   装置。