JPS63188799A - 放射性金属廃棄物の除染方法 - 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、放射性金属廃棄物の除染方法に係り、特に、
放射性金属廃棄物を一般廃棄物並みの放射能レベルにま
で除染して放射性廃棄物を減容する化学的除染方法に関
する。

〔従来の技術〕

原子力発電所や核燃料再処理工場等から発生する放射性
物質で汚染された金属廃棄物は、従来、切断等してドラ
ム缶詰めにし、廃棄物建屋に保管されている。この保管
中のドラム缶数は、年々増加傾向にあり、また、将来予
想される原子力発電所の廃炉解体時には、放射性金属廃
棄物だけでドラム缶数万本の発生が予想されている。こ
のことから、前記放射性金属廃棄物の減容化が望まれて
いる。現在の減容化技術としては、電解研磨除染法、ブ
ラスト除染法等が開発されているが、これらの方法では
、除染対象物に電極或いはノズルを挿入する必要があり
、バルブ、ポンプ等の複雑な形状物への対応は難しい。

このような複雑な形状物に適用できる除染法としては、
化学除染法があるが、従来開発されている化学除染法の
多くは、放射性物質の大部分を取り込んでいる酸化皮膜
、いわゆるクラッドの溶解を目的としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、金属廃棄物の表面には、孔食が発生して
おり、この深部にも放射性物質が侵入しているため、見
掛は上、母材の表層も汚染していると言われている。従
って、表面の酸化皮膜だけの化学溶解では、この放射性
物質の除去は、不充分であり、一般廃棄物並みの放射能
レベルまで除染できないという問題があった。この問題
を解決する方法として、硝酸又は硫酸に４価のセリウム
を添加し、金属廃棄物の表面を酸化溶解する方法も開発
されている。この方法では、４価のセリウムが３価にな
るときの酸化力を利用して金属を溶解するので、溶解量
は添加する４価のセリウムの量に依存する。例えば、鉄
が次式のように３価イオンとなって溶解するとき、４価
のセリウムは３個の電子を受容し、 Ｆｅ　−−→Ｆｅ”＋３ｅ− ３Ｃｅ４９＋３ｅ−一−→３Ｃｅ” ３価のセリウムとなるため、鉄１モルを溶解するのに、
４価のセリウムは３モル消費される。従って、除染が完
了するまでに消費される４価セリウムの量が多いという
問題がある。この問題を解決するために、３価のセリウ
ムを４価のセリウムに電解再生して利用する方法も提案
されているが、この方法においては、装置が複雑化する
という欠点がある。

従って、本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、酸化
性の金属塩の使用量が少なくてすみ、装置を複雑化しな
いで、放射性金属廃棄物を一般廃棄物並みの放射能レベ
ルにまで化学的に除染する方法を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、まず、濃度５重量％以上の硫酸中に放射性金
属廃棄物を浸漬して大部分の放射性物質を溶解又は剥離
除去した後、被除染物表面の沈着物を硫酸に酸化性の金
属塩を添加した溶液中で溶解することによって前記の問
題点を解決したものである。

即ち、本発明による放射性金属廃棄物の除染方法は、金
属廃棄物を第一液として濃度５重量％以上の硫酸水溶液
中に温度６０℃以上の条件下に浸漬した後、次に、第二
液として硫酸に酸化性の金属塩を添加した水溶液中に浸
漬することを特徴とする。

本発明において、酸化性の金属塩としては、６価のクロ
ム酸塩、重クロム酸塩、４価のセリウム塩又は過マンガ
ン酸塩を使用することができる。

酸化性の金属塩は、０．３〜１．５重量％の濃度で含ま
れれば充分である。

次に、図面に基づいて本発明方法を説明する。

第１図は、本発明方法の一実施態様を示す系統図である
。第１図において、第一除染Ｎ１には、第一液として濃
度５重量％以上の硫酸が入っている。この第一液は、ヒ
ータ２によって所定温度まで加温される。また、第二除
染槽３には、第二液として硫酸に酸化性の金属塩を添加
した液が入れられており、第二液もヒータ４によって所
定温度まで加温される。

本発明による放射性金属廃棄物の除染方法によれば、放
射性金属廃棄物は、次のように除染される。

まず、放射性金属廃棄物５は、第一除染槽１中の第一液
に浸漬される。この第一液である硫酸中において、放射
性金属廃棄物の表面にある酸化皮膜の一部は、溶解し、
その大部分は母材が溶解するにつれて剥離除去され、放
射性物質の大部分は除去される。この際、除染性能は、
放射性物質が孔食の深部にも侵入していることから母材
の溶解に大きく左右される。この母材の溶解は、硫酸濃
度及び反応温度に依存し、第２図に示したように溶解速
度は濃度に比例して増大し、また、第３図に示したよう
に反応温度が６０℃以上で急激に増大する。

従って、第一除染槽内での除染条件としては、硫酸濃度
があまり低濃度では効果がなく、低い温度でも効果がな
い。また、１００℃以上の高温では、圧力容器が必要と
なり、装置が複雑化するので、実用的除染条件は、硫酸
濃度５重量％以上、温度８０℃付近であるのが好ましい
。

このようにして第一除染槽では、放射性物質の９０％以
上が除去される。しかし、本発明の目的は、放射性金属
廃棄物を一般廃棄物並みの放射能レベルにまで除染する
ことであり、第一除染槽による除染だけでは充分に除染
は達成されない。この原因は、特にＳＵＳ　３０４等の
クロムを含有する不銹鋼において、第一液による除染に
よって一旦溶出した放射性物質の一部が除染物表面にお
いて溶解せずに残り、クロム化合物中に取り込まれるた
めである。

このクロム化合物を溶解するために、第一液に浸漬され
た放射性金属廃棄物５は、次に、第二除染槽３に入れら
れた第二液、即ち、酸化性の金属塩を含む硫酸溶液に浸
漬される。この第二液中において、第一液中で生成沈着
したクロム化合物が溶解され、放射性物質が除去される
。このクロム化合物の溶解性能に影響するのは、硫酸に
添加する酸化性の金属塩、例えば４価のセリウム塩、６
価のクロム酸塩、重クロム酸塩又は過マンガン酸塩の濃
度である。

第４図には、−例として室温条件下における重クロム酸
カリウム濃度と沈着物の溶解時間との関係を示した。こ
の関係は、酸化性の金属塩の種類により若干の差はある
が、はぼ同程度の効果が得られる。第４図から明らかな
ように、添加する酸化性金属塩の濃度が大きい程、溶解
時間は短くなるが、実用的には５〜３０分程度が良いと
考えられ、従って、酸化性金属塩の濃度は、０．３〜１
．５重量％で充分効果を発揮する。

〔作用〕

本発明方法では、放射性金属の大部分は、第一液である
硫酸中に溶解或いは母材の熔解に伴う酸化皮膜の剥離作
用により除去される。次いで、この工程で溶解除去され
難い成分のみを第二液の、硫酸に酸化性金属塩を添加し
た溶液中で溶解するので、除染に使用する酸化性の金属
塩の量は少なくてすむ。

〔実施例〕

次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例１ 放射性物質で汚染された５ＵＳ３０４製ポンプをまず、
１５重量％硫酸中に８０℃で６０分浸漬し、次いで１５
重量％硫酸中に重クロム酸カリウムを１重量％添加した
溶液中に室温で１５分浸漬した。

ポンプを取り出し、水洗後、ポンプの放射能を測定した
ところ、放射能は検出限界（ＩＸＩＯ−’μＣｉ　／　
ｃｕｔ　）以下であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、放射性物質で汚染された金属表面を完
全に溶解或いは剥離除去するために使用する酸化性の金
属塩の量が′Ｒ１量で済み、除染後の二次廃棄物量が少
なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の系統図、第２図は
硫酸濃度と５ＵＳ３０４溶解速度との関係図、第３図は
硫酸の温度とＳＵＳ　３０４の溶解速度との関係図、第
４図は硫酸に添加した重クロム酸カリウムの濃度と付着
物の溶解時間との関係図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属廃棄物の表面に付着している放射性物質を溶
   解或いは剥離除去して放射性金属廃棄物を除染する方法
   において、該金属廃棄物を第一液として濃度５重量％以
   上の硫酸水溶液中に温度６０℃以上の条件下に浸漬した
   後、次に第二液として硫酸に酸化性の金属塩を添加した
   水溶液中に浸漬することを特徴とする放射性金属廃棄物
   の除染方法。
2. （２）酸化性の金属塩として、６価のクロム酸塩、重ク
   ロム酸塩、４価のセリウム塩又は過マンガン酸塩を０．
   ３〜１．５重量％の濃度で使用する特許請求の範囲第１
   項記載の放射性金属廃棄物の除染方法。