JPS6388499A - 水冷形原子炉における放射性コバルト沈着の防止 - Google Patents
水冷形原子炉における放射性コバルト沈着の防止Info
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は水冷形原子炉の運転および安全性に関するもの
であって、更に詳しく言えば、かかる原子炉の含水容器
内における放射性コバルトの沈着を防止するための方法
に関する。
であって、更に詳しく言えば、かかる原子炉の含水容器
内における放射性コバルトの沈着を防止するための方法
に関する。
水冷形原子炉における大きな危険の１つは、原子炉のＩ
造部分における放射性物質の蓄積である。
造部分における放射性物質の蓄積である。
たとえば原子炉の運転停止時において、作業員は内壁や
配管表面に接近することになる。その場合、かかる表面
上に蓄積した酸化膜中に保持された放射性物質が主たる
被曝源となるのである。
配管表面に接近することになる。その場合、かかる表面
上に蓄積した酸化膜中に保持された放射性物質が主たる
被曝源となるのである。
このような放射性物質の沈着を排除または低減させるた
め、亜鉛を特徴とする特定の金属イオンの導入が行われ
てきた。しかしながら、亜鉛の添加形態および添加方法
には幾つかの欠点があった。たとえば、亜鉛は陰イオン
との塩として添加されてきたが、かかる陰イオンは原子
炉にとって有害であった。また、運転開始前や清掃のた
めの運転停止時に活性金属イオンが使用されてきたが、
それは長潮運転な行うような場合にはあまり有効と言え
なかった。
め、亜鉛を特徴とする特定の金属イオンの導入が行われ
てきた。しかしながら、亜鉛の添加形態および添加方法
には幾つかの欠点があった。たとえば、亜鉛は陰イオン
との塩として添加されてきたが、かかる陰イオンは原子
炉にとって有害であった。また、運転開始前や清掃のた
めの運転停止時に活性金属イオンが使用されてきたが、
それは長潮運転な行うような場合にはあまり有効と言え
なかった。
発明の要約
このたび、原子炉の全運転期間を通じ、それの含水容器
に流入する水に対して酸化亜鉛を連続的に添加すれば、
放射性コバルトの沈着を効果的に防止し得ることが見出
された。それによれば、酸化亜鉛を効率的に使用しなが
ら放射性コバルトの蓄積を定常的に抑制し得るばかりで
なく、原子炉の内面にとって有害な陰イオンの存在も完
全に回避し得ることになる。
に流入する水に対して酸化亜鉛を連続的に添加すれば、
放射性コバルトの沈着を効果的に防止し得ることが見出
された。それによれば、酸化亜鉛を効率的に使用しなが
ら放射性コバルトの蓄積を定常的に抑制し得るばかりで
なく、原子炉の内面にとって有害な陰イオンの存在も完
全に回避し得ることになる。
上記の酸化亜鉛は各種の形態で添加し得るが、それらの
実例は下記に詳しく開示されている。
実例は下記に詳しく開示されている。
発明の詳細な説明
本発明に従えば、内面に沿って皮膜状に沈着した物質が
８積し易い含水容器内の水に対して酸化亜鉛が添加され
る。かかる酸化亜鉛の添加は原子炉の全運転期間を通じ
て連続的に行われ、それによって亜鉛イオンが絶えず補
給されるのである。
８積し易い含水容器内の水に対して酸化亜鉛が添加され
る。かかる酸化亜鉛の添加は原子炉の全運転期間を通じ
て連続的に行われ、それによって亜鉛イオンが絶えず補
給されるのである。
放射性コバルトの蓄積を防止するためには、極めて微量
の酸化亜鉛を使用すれば十分である。とは言え、それの
使用量は特に限定されないのであって、実際の使用量は
広範囲にわたって変化し得る・大抵の用途に関しては、
原子炉の運転時における原子炉用水中の酸化亜鉛濃度を
（重量比で表わして）約１〜約１０００ ＰＰｂ好まし
くは約１０〜約１００ ｐｐｂに維持すれば最良の結果
が得られる。
の酸化亜鉛を使用すれば十分である。とは言え、それの
使用量は特に限定されないのであって、実際の使用量は
広範囲にわたって変化し得る・大抵の用途に関しては、
原子炉の運転時における原子炉用水中の酸化亜鉛濃度を
（重量比で表わして）約１〜約１０００ ＰＰｂ好まし
くは約１０〜約１００ ｐｐｂに維持すれば最良の結果
が得られる。
本発明は、放射性コバルトの沈着が起こり得るような原
子炉内の任意の含水容器に対して適用することができる
。かかる容器には、一般に、配管、棚、給水管路や再循
環管路、および移送容器や貯留容器が付随している。特
に重要なのは再循環管路であって、これは保守のための
運転停止時において原子炉作業員の主な被曝源を成すも
のである。
子炉内の任意の含水容器に対して適用することができる
。かかる容器には、一般に、配管、棚、給水管路や再循
環管路、および移送容器や貯留容器が付随している。特
に重要なのは再循環管路であって、これは保守のための
運転停止時において原子炉作業員の主な被曝源を成すも
のである。
上記の酸化亜鉛はかかる容器への給水管路を通して添加
することができるし、また場合によってはかかる容器に
付随した再循環管路に添加することもできる。
することができるし、また場合によってはかかる容器に
付随した再循環管路に添加することもできる。
上記の酸化亜鉛は、原子炉用水中への溶解を可能にする
任意の形態で添加することができる。その実例としては
、スラリ、ペーストおよび予め生成された溶液が挙げら
れる。ペーストまたはスラリを使用する場合、酸化亜鉛
は微細な粉末状のものであることが好ましく、中でも揮
発製錬法によって得られた酸化亜鉛が最も好適である。
任意の形態で添加することができる。その実例としては
、スラリ、ペーストおよび予め生成された溶液が挙げら
れる。ペーストまたはスラリを使用する場合、酸化亜鉛
は微細な粉末状のものであることが好ましく、中でも揮
発製錬法によって得られた酸化亜鉛が最も好適である。
このようなペーストおよびスラリ中における酸化亜鉛含
量は特に限定されない、なぜなら、酸化亜鉛の添加分必
要とする含水容器内における酸化亜鉛濃度は流入水に対
するペーストまたはスラリの添加速度によって調節し得
るからである。大抵の場合、ペーストの酸化亜鉛含量は
約２５〜約９５（重量）％好ましくは約４０〜約８０（
重量）％であればよい、また、スラリの酸化亜鉛含量は
一般に約０．１〜約２０（重量）％好ましくは約１〜約
５（重量）％であればよい。
量は特に限定されない、なぜなら、酸化亜鉛の添加分必
要とする含水容器内における酸化亜鉛濃度は流入水に対
するペーストまたはスラリの添加速度によって調節し得
るからである。大抵の場合、ペーストの酸化亜鉛含量は
約２５〜約９５（重量）％好ましくは約４０〜約８０（
重量）％であればよい、また、スラリの酸化亜鉛含量は
一般に約０．１〜約２０（重量）％好ましくは約１〜約
５（重量）％であればよい。
添付の図面中には、酸化亜鉛の様々な添加方法が図示さ
れている。
れている。
第１図の場合には、給水管路１１を通して含水容器１０
に供給される水に酸化亜鉛を混入することによって酸化
亜鉛の添加が行われる。この場合、給水管路１１中の流
量はポンプ１２によって調節される。
に供給される水に酸化亜鉛を混入することによって酸化
亜鉛の添加が行われる。この場合、給水管路１１中の流
量はポンプ１２によって調節される。
第１図に示された機構は、内部にピストン（図示せず）
を具備するシリンダ１３内に保持された酸化亜鉛ペース
トを注入するように構成されている。典型的な規模の原
子炉に関して言えば、３インチ（７，６ｃｍ ＞の直径
および２０インチ（５０，８０１）の長さを有するシリ
ンダが通例使用される。 。
を具備するシリンダ１３内に保持された酸化亜鉛ペース
トを注入するように構成されている。典型的な規模の原
子炉に関して言えば、３インチ（７，６ｃｍ ＞の直径
および２０インチ（５０，８０１）の長さを有するシリ
ンダが通例使用される。 。
ピストンの＠１４は、電動式の直線作動器１５によって
ゆっくりと前進させられる。このような装置は、減速機
を伴った電動機および毎分０．００１インチ（０，００
２５ｃｒａ）の速度で移動する直線作動器から構成する
ことができる。
ゆっくりと前進させられる。このような装置は、減速機
を伴った電動機および毎分０．００１インチ（０，００
２５ｃｒａ）の速度で移動する直線作動器から構成する
ことができる。
ピストンが左方に移動するのに伴い、ペーストはシリン
ダ１３から管路１６中に押出される。止め弁１７を操作
することにより、運転員は給水管路１１を遮断したりポ
ンプ１２の動作に影響を及（−′シたりすることなしに
使用済みのシリンダ１３を取外し、次いで充填済みのシ
リンダを装着することができる。
ダ１３から管路１６中に押出される。止め弁１７を操作
することにより、運転員は給水管路１１を遮断したりポ
ンプ１２の動作に影響を及（−′シたりすることなしに
使用済みのシリンダ１３を取外し、次いで充填済みのシ
リンダを装着することができる。
この場合には、給水管路１１にペーストを直接に注入す
るのではなく、（ポンプ１２の排出側に位置する）給水
管路中の高圧個所１９と（ポンプ１２の吸入側に位置す
る）低圧個所２ｏとの間に連結された再循環ループ１８
に対してペーストの注入が行われる。すなわち、図示さ
れた機構の場合には、再循環ループ１８中の水流は時計
回りの方向に沿って生じるわけである。また、シリンダ
１３からのペーストが再循環ループ１８に流入する注入
点２２の下流側にはスタチックミキサ２１が設置されて
いる。
るのではなく、（ポンプ１２の排出側に位置する）給水
管路中の高圧個所１９と（ポンプ１２の吸入側に位置す
る）低圧個所２ｏとの間に連結された再循環ループ１８
に対してペーストの注入が行われる。すなわち、図示さ
れた機構の場合には、再循環ループ１８中の水流は時計
回りの方向に沿って生じるわけである。また、シリンダ
１３からのペーストが再循環ループ１８に流入する注入
点２２の下流側にはスタチックミキサ２１が設置されて
いる。
第２図の場合には、焼結酸化亜鉛ベレットの層中に水を
通すことにより生成された溶液として酸化亜鉛が添加さ
れる。この場合の流路構成は第１図に示されたものと同
様であって、コバルト沈着の防止が要求される含水容器
（図示せず〉に通じる導管３１から分岐した再循環ルー
プ３０が使用されている。導管３１自体は再循環管路ま
たは給水管路のいずれであってもよく、また導管３１中
の流量はやはりポンプ３２によって調節される６なお、
再循環ループ３０はポンプ３２の両側に連結されている
。再循環ループ３０中に抜取られた水は、再循環ループ
３０の固体保持部分３３を通過する。その際に水は、こ
の固体保持部分内に保持された固体酸化亜鉛に接触する
ことになる。かかる固体保持部分は、水の通過を許しな
がらも固体は保持し得るように設計されたスクリーンや
その他の構造物によって仕切られていさえすれば、トラ
ップ、配管の拡張部分あるいは配管の単なる一区画のい
ずれであってもよい。
通すことにより生成された溶液として酸化亜鉛が添加さ
れる。この場合の流路構成は第１図に示されたものと同
様であって、コバルト沈着の防止が要求される含水容器
（図示せず〉に通じる導管３１から分岐した再循環ルー
プ３０が使用されている。導管３１自体は再循環管路ま
たは給水管路のいずれであってもよく、また導管３１中
の流量はやはりポンプ３２によって調節される６なお、
再循環ループ３０はポンプ３２の両側に連結されている
。再循環ループ３０中に抜取られた水は、再循環ループ
３０の固体保持部分３３を通過する。その際に水は、こ
の固体保持部分内に保持された固体酸化亜鉛に接触する
ことになる。かかる固体保持部分は、水の通過を許しな
がらも固体は保持し得るように設計されたスクリーンや
その他の構造物によって仕切られていさえすれば、トラ
ップ、配管の拡張部分あるいは配管の単なる一区画のい
ずれであってもよい。
あるいはまた、上記の固体保持部分は内面が固体酸化亜
鉛で被覆された配管の一区画であってもよい。とは言え
、水と固体酸化亜鉛との良好な接触を達成するために役
立つ大きな表面積が得られる点から見れば、酸化亜鉛は
粒子状のものであることが好ましい。その場合、酸化亜
鉛粒子の固定層または流動層のいずれを使用することも
できる。
鉛で被覆された配管の一区画であってもよい。とは言え
、水と固体酸化亜鉛との良好な接触を達成するために役
立つ大きな表面積が得られる点から見れば、酸化亜鉛は
粒子状のものであることが好ましい。その場合、酸化亜
鉛粒子の固定層または流動層のいずれを使用することも
できる。
なお、酸化亜鉛はベレット状またはその他適宜の形状に
焼結されていることが好ましい。酸化亜鉛べｌ／ ンｌ
、の層を水が通過する際、酸化亜鉛の一部が溶解限度ま
で水に溶解する。このような固体保持部分には、原子炉
の全舒命期間を通じて存続し得るだけの酸化亜鉛を充填
してもよい。
焼結されていることが好ましい。酸化亜鉛べｌ／ ンｌ
、の層を水が通過する際、酸化亜鉛の一部が溶解限度ま
で水に溶解する。このような固体保持部分には、原子炉
の全舒命期間を通じて存続し得るだけの酸化亜鉛を充填
してもよい。
次の第３図には、別の機構を用いてスラリ状の酸化亜鉛
を添加する方法が示されている。貯留槽４０内において
、スラリ４１は攪拌機４２により実質的に均質な状態に
維持されている。ががるスラリ４１は、ポンプ４３によ
り、沈着を防止すべき含水容器に水を供給する導管４４
中に所定の速度で送り込まれる。前述の通り、導管４４
中を流れる水およびポンプ４３によって送り込まれるス
ラリの相対流量に応じ、含水容器内における溶解酸化亜
鉛の最終濃度が決定されることになる。
を添加する方法が示されている。貯留槽４０内において
、スラリ４１は攪拌機４２により実質的に均質な状態に
維持されている。ががるスラリ４１は、ポンプ４３によ
り、沈着を防止すべき含水容器に水を供給する導管４４
中に所定の速度で送り込まれる。前述の通り、導管４４
中を流れる水およびポンプ４３によって送り込まれるス
ラリの相対流量に応じ、含水容器内における溶解酸化亜
鉛の最終濃度が決定されることになる。
本発明は、軽水炉や重水炉を含めた水冷形原子炉全般に
対して適用することができる。中でも、本発明は加圧水
彩原子炉および沸騰水形原子炉において特に有用である
。
対して適用することができる。中でも、本発明は加圧水
彩原子炉および沸騰水形原子炉において特に有用である
。
以上の説明は主として例示を目的としたものである。そ
れ故、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、
上記の構造や操作に様々な変更や改変を加え得ることは
当業者にとって自明であろう。
れ故、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、
上記の構造や操作に様々な変更や改変を加え得ることは
当業者にとって自明であろう。
第１図は本発明の第１の実施の態様に従ってペースト状
の酸化亜鉛を系中に注入するために役立つ機構の略図、
第２図は本発明の第２の実施の態様に従って酸化亜鉛を
溶液として添加するために役立つ機構の略図、そして第
３図は本発明の第３の実施の態様に従って酸化亜鉛をス
ラリとして添加するために役立つ機構の略図である。 図中、１０は含水容器、１１は給水管路、１２はポンプ
、１３はシリンダ、１４はピストン軸、１５は電動式直
線作動器、１７は止め弁、１８は再循環ループ、２１は
スタチックミキサ、２２は注入点、３０は再循環ループ
、３１は導管、３２はポンプ、３３は固体保持部分、４
０は貯留槽、４１はスラリ、４２は攪拌機、４３はポン
プ、そして４４は導管を表わす。 ＦＩＧ、ｍ Ｉ ＦＩＧ、＋ ２゜
の酸化亜鉛を系中に注入するために役立つ機構の略図、
第２図は本発明の第２の実施の態様に従って酸化亜鉛を
溶液として添加するために役立つ機構の略図、そして第
３図は本発明の第３の実施の態様に従って酸化亜鉛をス
ラリとして添加するために役立つ機構の略図である。 図中、１０は含水容器、１１は給水管路、１２はポンプ
、１３はシリンダ、１４はピストン軸、１５は電動式直
線作動器、１７は止め弁、１８は再循環ループ、２１は
スタチックミキサ、２２は注入点、３０は再循環ループ
、３１は導管、３２はポンプ、３３は固体保持部分、４
０は貯留槽、４１はスラリ、４２は攪拌機、４３はポン
プ、そして４４は導管を表わす。 ＦＩＧ、ｍ Ｉ ＦＩＧ、＋ ２゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水冷形原子炉の含水容器内における放射性コバルト
の沈着を防止するための方法において、前記水冷形原子
炉の全運転期間を通じ、前記含水容器に流入する水に対
して酸化亜鉛を連続的に添加することを特徴とする方法
。 ２、前記含水容器内における酸化亜鉛濃度が約１〜約１
０００ｐｐｂとなるように前記酸化亜鉛の添加量が選定
される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記含水容器内における酸化亜鉛濃度が約１０〜約
１００ｐｐｂとなるように前記酸化亜鉛の添加量が選定
される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、前記酸化亜鉛が水性スラリ、水性ペーストおよび水
溶液から成る群より選ばれた形態で添加される特許請求
の範囲第１項記載の方法。 ５、前記含水容器に連結された再循環管路および給水管
路から成る群より選ばれた導管に前記酸化亜鉛が添加さ
れる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、前記導管から分岐した再循環ループに前記酸化亜鉛
が添加される特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、前記導管を通しての水流が前記導管中に設置された
ポンプによって維持される場合において、前記ポンプの
排出側から水を抜取って前記ポンプの吸入側に前記水を
戻す再循環ループに前記酸化亜鉛が添加される特許請求
の範囲第５項記載の方法。 ８、水冷形原子炉の含水容器内における放射性コバルト
の沈着を防止するための方法において、前記水冷形原子
炉の全運転期間を通じ、前記含水容器に流入する水に対
して酸化亜鉛と水とから成るペーストを連続的に添加す
ることを特徴とする方法。 ９、前記ペースト中の酸化亜鉛の量が約２５〜約９５（
重量）％である特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０、前記ペースト中の酸化亜鉛の量が約４０〜約８０
（重量）％である特許請求の範囲第８項記載の方法。 １１、ポンプによつて維持される流量で前記含水容器に
水を供給する導管に前記ペーストが添加される場合にお
いて、前記ポンプの排出側から水を抜取って前記ポンプ
の吸入側に前記水を戻す再循環ループ中を流れる水に前
記ペーストが混入される特許請求の範囲第８項記載の方
法。 １２、前記再循環ループを流れる水への前記ペーストの
混入が、前記再循環ループ中の注入点において電動式水
圧シリンダから前記再循環ループ中に前記ペーストを連
続的に注入し、次いで前記注入点の下流側において前記
再循環ループ中に設置されたスタチックミキサ中に前記
ペーストを通すことによって達成される特許請求の範囲
第１１項記載の方法。 １３、水冷形原子炉の含水容器内における放射性コバル
トの沈着を防止するための方法において、（ａ）前記水
冷形原子炉の全運転期間を通じ、前記含水容器に水を供
給する導管から水を連続的に抜取りながら、再循環ルー
プを通して前記導管に前記水を連続的に戻すと共に、（
ｂ）前記水冷形原子炉の全運転期間を通じ、前記導管内
における酸化亜鉛濃度が約１０〜約１００ｐｐｂとなる
ように選定された速度で、約４０〜約８０（重量）％の
酸化亜鉛と水とから成るペーストを注入点において前記
再循環ループ中に連続的に注入することを特徴とする方
法。 １４、水冷形原子炉の含水容器内における放射性コバル
トの沈着を防止するための方法において、前記水冷形原
子炉の全運転期間を通じ、前記含水容器に流入する水に
対して酸化亜鉛の水溶液を連続的に添加することを特徴
とする方法。 １５、固体酸化亜鉛を内部に保持した保持器に、前記含
水容器に流入する水から抜取った水流を通すことによっ
て前記水溶液が生成される特許請求の範囲第１４項記載
の方法。 １６、前記固体酸化亜鉛が酸化亜鉛粒子の層である特許
請求の範囲第１５項記載の方法。 １７、前記酸化亜鉛粒子が焼結酸化亜鉛粒子である特許
請求の範囲第１６項記載の方法。 １８、前記含水容器に前記水を供給する導管から分岐し
た再循環ループが存在する場合において、前記再循環ル
ープ中に焼結酸化亜鉛粒子の層を設置し、かつ前記導管
から抜取った水流を前記再循環ループに通すことによっ
て前記水溶液が生成される特許請求の範囲第１４項記載
の方法。 １９、前記導管中の流量がポンプによって調節される場
合において、前記再循環ループは前記ポンプの排出側か
ら水を抜取って前記ポンプの吸入側に前記水を戻すよう
に設置される特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２０、水冷形原子炉の含水容器内における放射性コバル
トの沈着を防止するための方法において、前記水冷形原
子炉の全運転期間を通じ、前記含水容器に流入する水に
対して酸化亜鉛の水性スラリを連続的に添加することを
特徴とする方法。 ２１、前記スラリの酸化亜鉛含量が約０．１〜約２０（
重量）％である特許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２２、前記スラリの酸化亜鉛含量が約１〜約５（重量）
％である特許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２３、前記スラリ中の酸化亜鉛が揮発製錬法によって得
られた酸化亜鉛である特許請求の範囲第２０項記載の方
法。 ２４、前記含水容器内の水の酸化亜鉛含量が約１〜約１
０００ｐｐｂとなるように選定された速度で前記スラリ
が前記水に添加される特許請求の範囲第２０項記載の方
法。 ２５、前記含水容器内の水の酸化亜鉛含量が約１０〜約
１００ｐｐｂとなるように選定された速度で前記スラリ
が前記水に添加される特許請求の範囲第２０項記載の方
法。
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