JPH09113690A - 放射能で汚染された金属の除染方法 - Google Patents
放射能で汚染された金属の除染方法Info
- Publication number
- JPH09113690A JPH09113690A JP27098995A JP27098995A JPH09113690A JP H09113690 A JPH09113690 A JP H09113690A JP 27098995 A JP27098995 A JP 27098995A JP 27098995 A JP27098995 A JP 27098995A JP H09113690 A JPH09113690 A JP H09113690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- decontamination
- metal
- organic acid
- solution
- contaminated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属母材の内部まで入り込んだ汚染を除去
し、ステンレス鋼や炭素鋼などの汚染金属の放射能を除
去することができ、さらに除染に伴う二次廃棄物の発生
量を低減することができる、放射能で汚染された金属の
除染方法を提供する。 【解決手段】 本発明の除染方法は、除染液としてシュ
ウ酸、ギ酸のような有機酸の溶液を使用し、この溶液中
で汚染金属の母材を化学的にあるいは電気化学的に溶解
する除染工程と、これら有機酸の濃度を随時測定して濃
度低下分を除染工程に補給する有機酸補給工程と、除染
工程で生じる除染廃液を紫外線照射、オゾンガス供給、
陽極酸化等により分解処理する分解工程と、除染液(有
機酸溶液)中に溶出した金属をイオン交換樹脂を用いて
捕集し分離する分離工程とから構成される。
し、ステンレス鋼や炭素鋼などの汚染金属の放射能を除
去することができ、さらに除染に伴う二次廃棄物の発生
量を低減することができる、放射能で汚染された金属の
除染方法を提供する。 【解決手段】 本発明の除染方法は、除染液としてシュ
ウ酸、ギ酸のような有機酸の溶液を使用し、この溶液中
で汚染金属の母材を化学的にあるいは電気化学的に溶解
する除染工程と、これら有機酸の濃度を随時測定して濃
度低下分を除染工程に補給する有機酸補給工程と、除染
工程で生じる除染廃液を紫外線照射、オゾンガス供給、
陽極酸化等により分解処理する分解工程と、除染液(有
機酸溶液)中に溶出した金属をイオン交換樹脂を用いて
捕集し分離する分離工程とから構成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力施設の運転
時、定期検査時および廃止措置時などに発生する放射能
で汚染された金属から、放射能を除去する除染方法に関
する。
時、定期検査時および廃止措置時などに発生する放射能
で汚染された金属から、放射能を除去する除染方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から、放射能で汚染された金属から
汚染放射能を除去する除染技術としては、例えば特開昭
63-18799、特開平1-311300、あるいは同2- 22597号公報
にそれぞれ開示されているように、酸性除染液を用いた
化学的除染方法が国内外で開発されている。この方法
は、放射能で汚染された金属(汚染金属)を、第1液と
して濃度5wt%以上の硫酸溶液中に60℃以上の温度条件で
浸漬した後、第2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して溶解するものである。また、汚
染金属の一部と犠牲アノ一ドを短絡させるか、あるいは
還元電圧を一定時間印加し停止するサイクルを繰り返す
ことによって、汚染金属の母材を溶解して除染する方法
も知られている。
汚染放射能を除去する除染技術としては、例えば特開昭
63-18799、特開平1-311300、あるいは同2- 22597号公報
にそれぞれ開示されているように、酸性除染液を用いた
化学的除染方法が国内外で開発されている。この方法
は、放射能で汚染された金属(汚染金属)を、第1液と
して濃度5wt%以上の硫酸溶液中に60℃以上の温度条件で
浸漬した後、第2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して溶解するものである。また、汚
染金属の一部と犠牲アノ一ドを短絡させるか、あるいは
還元電圧を一定時間印加し停止するサイクルを繰り返す
ことによって、汚染金属の母材を溶解して除染する方法
も知られている。
【0003】さらに、例えば特開昭 60-235099号公報に
記されているように、機器の健全性を維持するための系
統除染等の目的で、1wt%以下の濃度の有機酸溶液によ
り、除染対象機器表面の汚染源である酸化被膜のみを選
択的に溶解することが行なわれている。
記されているように、機器の健全性を維持するための系
統除染等の目的で、1wt%以下の濃度の有機酸溶液によ
り、除染対象機器表面の汚染源である酸化被膜のみを選
択的に溶解することが行なわれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機酸
の酸性溶液を用いた除染方法では、使用済みの除染液を
そのまま原子力発電所内の既設廃液処理系で処理するこ
とが難しいため、専用の中和処理装置を必要とし、した
がって中和処理に伴う二次廃棄物量が増加するばかりで
なく、除染装置の設備費が増加するなどの問題があっ
た。
の酸性溶液を用いた除染方法では、使用済みの除染液を
そのまま原子力発電所内の既設廃液処理系で処理するこ
とが難しいため、専用の中和処理装置を必要とし、した
がって中和処理に伴う二次廃棄物量が増加するばかりで
なく、除染装置の設備費が増加するなどの問題があっ
た。
【0005】また、除染液中に溶出金属(放射能を有す
る金属を含む。)が蓄積するため、除染性能が低下する
ばかりでなく、除染液を繰り返し長期間した場合に除染
作業員の被爆が増加するなどの問題があった。
る金属を含む。)が蓄積するため、除染性能が低下する
ばかりでなく、除染液を繰り返し長期間した場合に除染
作業員の被爆が増加するなどの問題があった。
【0006】さらに、1wt%以下の濃度の有機酸溶液をス
テンレス鋼からなる汚染金属の表面に単に接触させただ
けでは、金属母材(ステンレス鋼)が溶解しないため、
系統化学除染の操作条件をそのまま適用しても、金属母
材の内部まで入り込んだ汚染を除去することが難しかっ
た。
テンレス鋼からなる汚染金属の表面に単に接触させただ
けでは、金属母材(ステンレス鋼)が溶解しないため、
系統化学除染の操作条件をそのまま適用しても、金属母
材の内部まで入り込んだ汚染を除去することが難しかっ
た。
【0007】本発明は、これらの問題を解決するために
なされたもので、金属母材の内部まで入り込んだ汚染を
除去し、ステンレス鋼や炭素鋼などの汚染金属の放射能
を除去または放射能レベルを低減することができ、さら
に除染に伴う二次廃棄物の発生量を低減することができ
る、放射能で汚染された金属の除染方法を提供すること
を目的とする。
なされたもので、金属母材の内部まで入り込んだ汚染を
除去し、ステンレス鋼や炭素鋼などの汚染金属の放射能
を除去または放射能レベルを低減することができ、さら
に除染に伴う二次廃棄物の発生量を低減することができ
る、放射能で汚染された金属の除染方法を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記した
問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、有機酸に
よりステンレス鋼を溶解できる条件を見出し、本発明を
なすに至った。すなわち、本発明の放射能で汚染された
金属の除染方法は、除染液として有機酸溶液を使用し、
この有機酸溶液中で放射能で汚染された金属の母材を溶
解する除染工程と、前記有機酸の濃度を測定し、該濃度
の低下に相当する量の有機酸を前記除染工程に補給する
有機酸補給工程と、前記除染工程で生じる除染廃液を分
解処理する分解工程と、前記有機酸溶液中に溶出した金
属を分離する分離工程とを備えたことを特徴とする。
問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、有機酸に
よりステンレス鋼を溶解できる条件を見出し、本発明を
なすに至った。すなわち、本発明の放射能で汚染された
金属の除染方法は、除染液として有機酸溶液を使用し、
この有機酸溶液中で放射能で汚染された金属の母材を溶
解する除染工程と、前記有機酸の濃度を測定し、該濃度
の低下に相当する量の有機酸を前記除染工程に補給する
有機酸補給工程と、前記除染工程で生じる除染廃液を分
解処理する分解工程と、前記有機酸溶液中に溶出した金
属を分離する分離工程とを備えたことを特徴とする。
【0009】また、前記除染工程において、除染対象金
属の酸化還元電位よりも負な電位を有する金属を接触さ
せることにより、前記金属母材を溶解することを特徴と
し、除染対象金属がステンレス鋼である場合は、該ステ
ンレス鋼からなる母材に炭素鋼を接触させることを特徴
とする。
属の酸化還元電位よりも負な電位を有する金属を接触さ
せることにより、前記金属母材を溶解することを特徴と
し、除染対象金属がステンレス鋼である場合は、該ステ
ンレス鋼からなる母材に炭素鋼を接触させることを特徴
とする。
【0010】除染工程において、金属母材を溶解する第
2の方法は、複極式電解により陽極に対面した金属母材
の表面を負に帯電させて電解還元した後、前記有機酸の
酸化力により前記金属母材を溶解することを特徴とし、
第3の方法は、複極式電解で陰極に対面した金属母材の
表面を正に帯電させることにより、前記金属母材を電気
化学的に溶解することを特徴とする。
2の方法は、複極式電解により陽極に対面した金属母材
の表面を負に帯電させて電解還元した後、前記有機酸の
酸化力により前記金属母材を溶解することを特徴とし、
第3の方法は、複極式電解で陰極に対面した金属母材の
表面を正に帯電させることにより、前記金属母材を電気
化学的に溶解することを特徴とする。
【0011】また、前記分解工程において、除染工程で
金属母材を溶解することにより発生する除染廃液中の有
機酸を、紫外線照射やオゾンガスの供給、陽極酸化など
により分解することを特徴とする。
金属母材を溶解することにより発生する除染廃液中の有
機酸を、紫外線照射やオゾンガスの供給、陽極酸化など
により分解することを特徴とする。
【0012】さらに、前記分離工程において、除染工程
での除染対象金属の除染と並行して除染液中に溶出する
金属イオンを、陽イオン交換樹脂により捕集することを
特徴とし、このような捕集において、除染液中に溶出す
る多価の金属イオンを、電解還元により高酸化状態から
より低い低酸化状態に還元した後、この低酸化状態の金
属イオンを陽イオン交換樹脂により捕集することを特徴
とする。
での除染対象金属の除染と並行して除染液中に溶出する
金属イオンを、陽イオン交換樹脂により捕集することを
特徴とし、このような捕集において、除染液中に溶出す
る多価の金属イオンを、電解還元により高酸化状態から
より低い低酸化状態に還元した後、この低酸化状態の金
属イオンを陽イオン交換樹脂により捕集することを特徴
とする。
【0013】分離工程において、除染液中に溶出する金
属イオンを捕集する第2の方法は、陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂により捕集することを特徴とする。
属イオンを捕集する第2の方法は、陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂により捕集することを特徴とする。
【0014】さらに、分離工程において、使用済みの除
染廃液を分解処理した後、該処理液中に溶出する金属イ
オンを、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とにより
捕集することを特徴とする。
染廃液を分解処理した後、該処理液中に溶出する金属イ
オンを、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とにより
捕集することを特徴とする。
【0015】またさらに、これらの分離工程で生じる使
用済みの陰イオン交換樹脂を、硫酸により再生処理した
後、該再生液中の有機酸を分解処理することを特徴とす
る。本発明の除染方法においては、放射能で汚染された
金属の母材が、除染工程で有機酸溶液を用いて化学的あ
るいは電気化学的に溶解されることにより、汚染金属の
母材から放射能が除去されあるいは放射能レベルが著し
く低減される。
用済みの陰イオン交換樹脂を、硫酸により再生処理した
後、該再生液中の有機酸を分解処理することを特徴とす
る。本発明の除染方法においては、放射能で汚染された
金属の母材が、除染工程で有機酸溶液を用いて化学的あ
るいは電気化学的に溶解されることにより、汚染金属の
母材から放射能が除去されあるいは放射能レベルが著し
く低減される。
【0016】また、本発明の除染工程において、有機酸
溶液を除染液として化学的に金属母材を溶解する方法と
して、電池の原理を応用し、有機酸溶液中で除染対象金
属(例えばステンレス鋼)の酸化還元電位よりも負な電
位を有する卑な金属(例えば炭素鋼)を接触させる方法
が採られており、より卑な金属の溶解に伴って除染対象
金属が容易に溶解される。またこのような方法により、
例えば汚染されたステンレス鋼と炭素鋼を同時に除染処
理して、放射能を除去することができる。
溶液を除染液として化学的に金属母材を溶解する方法と
して、電池の原理を応用し、有機酸溶液中で除染対象金
属(例えばステンレス鋼)の酸化還元電位よりも負な電
位を有する卑な金属(例えば炭素鋼)を接触させる方法
が採られており、より卑な金属の溶解に伴って除染対象
金属が容易に溶解される。またこのような方法により、
例えば汚染されたステンレス鋼と炭素鋼を同時に除染処
理して、放射能を除去することができる。
【0017】また、有機酸溶液を除染液として化学的に
金属母材を溶解する第2の方法では、電解還元操作を−
時的に付加する方法が採られ、この電解還元の付加によ
り、特にステンレス鋼からなる汚染金属に対して、表面
の不動態化被膜または酸化被膜が還元溶解される。その
ため、金属母材が活性化され、有機酸の酸化力により容
易に溶解される。
金属母材を溶解する第2の方法では、電解還元操作を−
時的に付加する方法が採られ、この電解還元の付加によ
り、特にステンレス鋼からなる汚染金属に対して、表面
の不動態化被膜または酸化被膜が還元溶解される。その
ため、金属母材が活性化され、有機酸の酸化力により容
易に溶解される。
【0018】なお、電解還元の方法としては、陰極に汚
染金属を接続(接触)して陽極と陰極間に直流電圧を印
加する単極式電解の他に、陽極と陰極間に直流電圧を印
加し、陽極に対面する汚染金属表面を負に帯電させて非
接触で電解還元を行う、複極式電解を適用することがで
きる。
染金属を接続(接触)して陽極と陰極間に直流電圧を印
加する単極式電解の他に、陽極と陰極間に直流電圧を印
加し、陽極に対面する汚染金属表面を負に帯電させて非
接触で電解還元を行う、複極式電解を適用することがで
きる。
【0019】さらに、本発明の除染工程で、有機酸溶液
を除染液として電気化学的に金属母材を溶解する方法に
おいては、陽極に汚染金属を接続して陽極と陰極間に直
流電圧を印加し、陽極酸化により汚染金属の母材を溶解
することができるが、このような単極式電解の他に、陽
極と陰極間に直流電圧を印加し陰極に対面する汚染金属
表面を正に帯電させて金属母材を溶解する複極式電解の
方法を用いることができる。
を除染液として電気化学的に金属母材を溶解する方法に
おいては、陽極に汚染金属を接続して陽極と陰極間に直
流電圧を印加し、陽極酸化により汚染金属の母材を溶解
することができるが、このような単極式電解の他に、陽
極と陰極間に直流電圧を印加し陰極に対面する汚染金属
表面を正に帯電させて金属母材を溶解する複極式電解の
方法を用いることができる。
【0020】なお、このように有機酸溶液を除染液とし
て化学的または電気化学的方法で汚染金属を除染する工
程では、金属母材の溶解に伴って有機酸の濃度が低下
し、特に電気化学的方法では、有機酸が陽極で酸化され
て炭酸ガスを発生して水に分解される。本発明では、有
機酸の補給工程が具備され、除染作業中は随時有機酸の
濃度が測定されて、濃度低下に相当する量の有機酸が補
給されるようになっているので、除染液の除染性能が安
定して維持される。
て化学的または電気化学的方法で汚染金属を除染する工
程では、金属母材の溶解に伴って有機酸の濃度が低下
し、特に電気化学的方法では、有機酸が陽極で酸化され
て炭酸ガスを発生して水に分解される。本発明では、有
機酸の補給工程が具備され、除染作業中は随時有機酸の
濃度が測定されて、濃度低下に相当する量の有機酸が補
給されるようになっているので、除染液の除染性能が安
定して維持される。
【0021】また、本発明の除染方法では、汚染金属を
除染する除染工程で、炭素鋼からは鉄(Fe)が、ステ
ンレス鋼からはFe、クロム(Cr)、ニッケル(N
i)等が、さらに放射性核種としてはMn-54 、Co-6
0 等がそれぞれ有機酸溶液中に溶解するので、これらの
溶出金属のイオンが、分離工程においてイオン交換樹脂
に捕集されて分離される。そして、このような溶出金属
の分離により、除染液を繰り返し使用することが可能と
なり、除染廃液の発生量が低減されるうえに、除染液の
放射能レベルが低減されので、汚染金属のクロスコンタ
ミが防止される。さらに、分解工程で、使用済みの除染
液(除染廃液)中の有機酸が容易に分解されるので、無
機酸を除染液とする除染方法と比較して、除染に伴う二
次廃棄物量が低減される。すなわち、本発明において有
機酸としては、シュウ酸、ギ酸あるいはクエン酸等を使
用することができ、これらの有機酸は、分解工程で、紫
外線照射、酸化剤による酸化あるいは陽極酸化等の方法
により、水と炭酸ガスに分解されるため、分解処理後の
液を既設の廃液処理系を用いて処理することができる。
また、これらの分解方法は、難分解性化合物であるエチ
レンジアミン四酢酸(EDTA)の分解処理にも適用す
ることができるので、共用中の化学除染において、機器
の健全性を維持するための化学除染剤として用いられる
EDTAについても、同様に分解処理を行ない、廃液を
安定な固化体として処分することができる。
除染する除染工程で、炭素鋼からは鉄(Fe)が、ステ
ンレス鋼からはFe、クロム(Cr)、ニッケル(N
i)等が、さらに放射性核種としてはMn-54 、Co-6
0 等がそれぞれ有機酸溶液中に溶解するので、これらの
溶出金属のイオンが、分離工程においてイオン交換樹脂
に捕集されて分離される。そして、このような溶出金属
の分離により、除染液を繰り返し使用することが可能と
なり、除染廃液の発生量が低減されるうえに、除染液の
放射能レベルが低減されので、汚染金属のクロスコンタ
ミが防止される。さらに、分解工程で、使用済みの除染
液(除染廃液)中の有機酸が容易に分解されるので、無
機酸を除染液とする除染方法と比較して、除染に伴う二
次廃棄物量が低減される。すなわち、本発明において有
機酸としては、シュウ酸、ギ酸あるいはクエン酸等を使
用することができ、これらの有機酸は、分解工程で、紫
外線照射、酸化剤による酸化あるいは陽極酸化等の方法
により、水と炭酸ガスに分解されるため、分解処理後の
液を既設の廃液処理系を用いて処理することができる。
また、これらの分解方法は、難分解性化合物であるエチ
レンジアミン四酢酸(EDTA)の分解処理にも適用す
ることができるので、共用中の化学除染において、機器
の健全性を維持するための化学除染剤として用いられる
EDTAについても、同様に分解処理を行ない、廃液を
安定な固化体として処分することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【0023】図1は、本発明に係わる放射能で汚染され
た金属の除染方法の実施例を示す工程図である。
た金属の除染方法の実施例を示す工程図である。
【0024】実施例の除染方法においては、図に示すよ
うに、有機酸溶液を除染液とした除染工程1で、放射能
量(χ0 )、重量(w)を有する汚染金属2aの金属母
材が溶解され、このとき除染液である有機酸溶液中に
は、金属母材の溶解により溶出した金属(重量Δw、放
射能量Δχ)が移行し、除染後の汚染金属2bは、重量
(w−Δw)、放射能量(χ0 −Δχ)にそれぞれ低下
する。また、このような除染工程1には、除染液中に溶
出した金属(金属イオン)を分離するための分離工程3
が付設され、除染処理中あるいは後述の使用済み除染液
(除染廃液)の分解処理後に、重量(Δw)、放射能量
(Δχ)の溶出金属が分離される。
うに、有機酸溶液を除染液とした除染工程1で、放射能
量(χ0 )、重量(w)を有する汚染金属2aの金属母
材が溶解され、このとき除染液である有機酸溶液中に
は、金属母材の溶解により溶出した金属(重量Δw、放
射能量Δχ)が移行し、除染後の汚染金属2bは、重量
(w−Δw)、放射能量(χ0 −Δχ)にそれぞれ低下
する。また、このような除染工程1には、除染液中に溶
出した金属(金属イオン)を分離するための分離工程3
が付設され、除染処理中あるいは後述の使用済み除染液
(除染廃液)の分解処理後に、重量(Δw)、放射能量
(Δχ)の溶出金属が分離される。
【0025】さらに、除染液中の遊離有機酸は徐々に濃
度が低下するため、有機酸補給工程4が付設され、所定
時間毎に有機酸の濃度を測定し、濃度低下に相当する有
機酸を除染工程1に補給するようになっている。また、
実施例の方法には分解工程5が付設され、この工程にお
いて、除染終了後の使用済み除染液(除染廃液)は紫外
線照射や陽極酸化分解等を受け、有機酸が炭酸ガスと水
とに分解されるようになっている。こうして分解処理さ
れた後の使用済み除染液は、有機酸と溶出金属をほとん
ど含まないため、原子力発電施設の既設の液体廃棄物処
理系で容易に処理される。
度が低下するため、有機酸補給工程4が付設され、所定
時間毎に有機酸の濃度を測定し、濃度低下に相当する有
機酸を除染工程1に補給するようになっている。また、
実施例の方法には分解工程5が付設され、この工程にお
いて、除染終了後の使用済み除染液(除染廃液)は紫外
線照射や陽極酸化分解等を受け、有機酸が炭酸ガスと水
とに分解されるようになっている。こうして分解処理さ
れた後の使用済み除染液は、有機酸と溶出金属をほとん
ど含まないため、原子力発電施設の既設の液体廃棄物処
理系で容易に処理される。
【0026】次に、このような実施例における除染工程
1の詳細を、図2に基づいて説明する。
1の詳細を、図2に基づいて説明する。
【0027】図2は、有機酸溶液を除染液として汚染金
属の金属母材を化学的に溶解する方法の一実施例を模式
的に示す図である。図において、符号6は除染槽を示
し、除染槽6には除染液7として有機酸溶液が貯留さ
れ、この液は、ヒーター8により所定温度に加熱昇温さ
れている。また符号9は、除染槽6から汚染金属10を
出し入れするための収納容器を示し、この収納容器9に
は、汚染金属10とこの汚染金属10より負な(低い)
酸化還元電位を有する卑な金属11とが、互いに接触す
るように収納されている。
属の金属母材を化学的に溶解する方法の一実施例を模式
的に示す図である。図において、符号6は除染槽を示
し、除染槽6には除染液7として有機酸溶液が貯留さ
れ、この液は、ヒーター8により所定温度に加熱昇温さ
れている。また符号9は、除染槽6から汚染金属10を
出し入れするための収納容器を示し、この収納容器9に
は、汚染金属10とこの汚染金属10より負な(低い)
酸化還元電位を有する卑な金属11とが、互いに接触す
るように収納されている。
【0028】このような装置による除染方法において、
有機酸溶液中での炭素鋼の電位、ステンレス鋼の電位、
および炭素鋼とステンレス鋼とを接触させた場合の混成
電位の測定結果を、それぞれ図3に示す。測定条件は、
炭素鋼としてSS41をステンレス鋼としてSUS304をそれぞ
れ選定するとともに、有機酸溶液として濃度が5wt%のシ
ュウ酸溶液を用い、80℃の温度で、銀/塩化銀( Ag/Ag
Cl)電極を基準に電位を測定した。
有機酸溶液中での炭素鋼の電位、ステンレス鋼の電位、
および炭素鋼とステンレス鋼とを接触させた場合の混成
電位の測定結果を、それぞれ図3に示す。測定条件は、
炭素鋼としてSS41をステンレス鋼としてSUS304をそれぞ
れ選定するとともに、有機酸溶液として濃度が5wt%のシ
ュウ酸溶液を用い、80℃の温度で、銀/塩化銀( Ag/Ag
Cl)電極を基準に電位を測定した。
【0029】測定結果からわかるように、SS41はシュウ
酸溶液に容易に溶解し、その溶解電位は約-450mVであっ
た。また、SUS304は、表面に不動態化被膜が形成されて
いる場合はシュウ酸溶液には溶解されず、そのときの電
位は約50mV(図中、不動態化で示した。)であるが、一
旦不動態化被膜が破壊された場合は、シュウ酸溶液に容
易に溶解し、そのときの電位は約-300mV(図中、未不動
態化で示した。)を示した。これに対して、不動態化被
膜が形成されたSUS304とSS41とを接触させた場合は、SS
41の溶解に伴ってSUS304も溶解し、そのときの電位は、
不動態化被膜が破壊されたSUS304とほぼ同じ約-300mV
(SS41とSUS304の混成電位として示した。)を示した。
酸溶液に容易に溶解し、その溶解電位は約-450mVであっ
た。また、SUS304は、表面に不動態化被膜が形成されて
いる場合はシュウ酸溶液には溶解されず、そのときの電
位は約50mV(図中、不動態化で示した。)であるが、一
旦不動態化被膜が破壊された場合は、シュウ酸溶液に容
易に溶解し、そのときの電位は約-300mV(図中、未不動
態化で示した。)を示した。これに対して、不動態化被
膜が形成されたSUS304とSS41とを接触させた場合は、SS
41の溶解に伴ってSUS304も溶解し、そのときの電位は、
不動態化被膜が破壊されたSUS304とほぼ同じ約-300mV
(SS41とSUS304の混成電位として示した。)を示した。
【0030】このように、ステンレス鋼は表面に不動態
化被膜が形成されているため、シュウ酸溶液のような有
機酸溶液にステンレス鋼のみを浸漬しても溶解しない
が、炭素鋼は容易に溶解する。したがって、汚染金属1
0の材質がステンレス鋼であり、異種の卑金属11を炭
素鋼とした場合には、ステンレス鋼をより酸化還元電位
の低い炭素鋼に接触させることにより、ステンレス鋼の
酸化還元電位が炭素鋼の該電位の近くまで低下し、ステ
ンレス鋼の溶解が生起する。
化被膜が形成されているため、シュウ酸溶液のような有
機酸溶液にステンレス鋼のみを浸漬しても溶解しない
が、炭素鋼は容易に溶解する。したがって、汚染金属1
0の材質がステンレス鋼であり、異種の卑金属11を炭
素鋼とした場合には、ステンレス鋼をより酸化還元電位
の低い炭素鋼に接触させることにより、ステンレス鋼の
酸化還元電位が炭素鋼の該電位の近くまで低下し、ステ
ンレス鋼の溶解が生起する。
【0031】次に、前記した測定と同一条件で、ステン
レス鋼の溶解量の経時変化を測定した結果を、図4に示
す。試験片としては、高温高圧ループ内で原子力発電所
の運転条件を模擬して酸化被膜(主に鉄の酸化物)を生
成させたSUS304を用いた。図中の記号口は、試験片のみ
をシュウ酸溶液に浸漬した場合を、記号○は、試験片と
炭素鋼(SS41)の小片を接触させてシュウ酸溶液に浸漬
した実施例の場合をそれぞれ示し、溶解量は、超音波洗
浄後の重量減量を溶解厚みに換算(SUS304の密度 8g/cm
3 から換算)して求めた。
レス鋼の溶解量の経時変化を測定した結果を、図4に示
す。試験片としては、高温高圧ループ内で原子力発電所
の運転条件を模擬して酸化被膜(主に鉄の酸化物)を生
成させたSUS304を用いた。図中の記号口は、試験片のみ
をシュウ酸溶液に浸漬した場合を、記号○は、試験片と
炭素鋼(SS41)の小片を接触させてシュウ酸溶液に浸漬
した実施例の場合をそれぞれ示し、溶解量は、超音波洗
浄後の重量減量を溶解厚みに換算(SUS304の密度 8g/cm
3 から換算)して求めた。
【0032】この測定結果からわかるように、SUS304試
験片のみを浸漬した場合は、 1時間で表面の酸化被膜が
除去されたものの、それ以降引き続き浸漬を行っても溶
解量の増加が認められなかった。これは、シュウ酸には
鉄の酸化物を還元溶解する作用があるものの、SUS304の
母材に対しては腐食性を示さないためである。なお、シ
ュウ酸がこのような作用を有するため、原子力施設の定
検工事等においては、作業環境の放射線量を下げて作業
員の被ばくを低減するための系統化学除染の除染剤とし
て、従来からシュウ酸が用いられている。
験片のみを浸漬した場合は、 1時間で表面の酸化被膜が
除去されたものの、それ以降引き続き浸漬を行っても溶
解量の増加が認められなかった。これは、シュウ酸には
鉄の酸化物を還元溶解する作用があるものの、SUS304の
母材に対しては腐食性を示さないためである。なお、シ
ュウ酸がこのような作用を有するため、原子力施設の定
検工事等においては、作業環境の放射線量を下げて作業
員の被ばくを低減するための系統化学除染の除染剤とし
て、従来からシュウ酸が用いられている。
【0033】一方、実施例でSUS304試験片にSS41の小片
を接触させた場合は、試験時間にほぼ比例して溶解量が
増加した。これは、実施例の方法により、SUS304表面の
酸化物が還元溶解されるだけでなく、SUS304母材が酸化
溶解されるためである。
を接触させた場合は、試験時間にほぼ比例して溶解量が
増加した。これは、実施例の方法により、SUS304表面の
酸化物が還元溶解されるだけでなく、SUS304母材が酸化
溶解されるためである。
【0034】このように本発明の実施例では、通常の状
態では耐食性が強いステンレス鋼においても、ステンレ
ス鋼の酸化還元電位よりも負な酸化還元電位を有する金
属(例えば炭素鋼)を接触させることにより、無機酸
(硝酸や硫酸)によると同様に、シュウ酸のような有機
酸の溶液によってステンレス鋼の金属母材を溶解するこ
とができる。したがって、ステンレス鋼からなる汚染金
属の母材から放射能を除去しまたは放射能レベルを低下
させることができる。
態では耐食性が強いステンレス鋼においても、ステンレ
ス鋼の酸化還元電位よりも負な酸化還元電位を有する金
属(例えば炭素鋼)を接触させることにより、無機酸
(硝酸や硫酸)によると同様に、シュウ酸のような有機
酸の溶液によってステンレス鋼の金属母材を溶解するこ
とができる。したがって、ステンレス鋼からなる汚染金
属の母材から放射能を除去しまたは放射能レベルを低下
させることができる。
【0035】なお、炭素鋼自体が汚染金属であっても良
く、その場合は、ステンレス鋼からなる汚染金属の除染
と同時に炭素鋼の除染を行うことができ、したがって炭
素鋼からなる汚染金属の母材からも放射能を除去しまた
は放射能レベルを低下させることができる。
く、その場合は、ステンレス鋼からなる汚染金属の除染
と同時に炭素鋼の除染を行うことができ、したがって炭
素鋼からなる汚染金属の母材からも放射能を除去しまた
は放射能レベルを低下させることができる。
【0036】次に、有機酸溶液を除染液として汚染金属
の金属母材を化学的に溶解する除染方法の他の実施例
を、図5および図6に基づいてそれぞれ説明する。
の金属母材を化学的に溶解する除染方法の他の実施例
を、図5および図6に基づいてそれぞれ説明する。
【0037】図5において、符号12は、上部に開口部
を有する絶縁性遮蔽容器を示し、この遮蔽容器12が、
除染液7として有機酸溶液が貯留された除染槽6内に配
置されている。この絶縁性遮蔽容器12の底部に陰極1
3が、該遮蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底
部に陽極14がそれぞれ配置され、また除染対象である
汚染金属10が陰極13上に配置されている。
を有する絶縁性遮蔽容器を示し、この遮蔽容器12が、
除染液7として有機酸溶液が貯留された除染槽6内に配
置されている。この絶縁性遮蔽容器12の底部に陰極1
3が、該遮蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底
部に陽極14がそれぞれ配置され、また除染対象である
汚染金属10が陰極13上に配置されている。
【0038】この状態で、ヒータ8により除染液7を所
定の温度に昇温し、陰極13と陽極14との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、汚染金属1
0表面の不動態化被膜、酸化被膜などが還元される。こ
こで、汚染金属10表面の不動態化膜と酸化被膜を鉄酸
化物とすると、以下に示す反応により鉄酸化物が還元さ
れる。
定の温度に昇温し、陰極13と陽極14との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、汚染金属1
0表面の不動態化被膜、酸化被膜などが還元される。こ
こで、汚染金属10表面の不動態化膜と酸化被膜を鉄酸
化物とすると、以下に示す反応により鉄酸化物が還元さ
れる。
【0039】 酸化被膜、錆等の還元、破壊:Fe3 O4 +8Η+ +2e- →3Fe2++4Η2 O (1) Fe2 O3 +6Η+ +2e- →2Fe2++3Η2 O (2) このように、汚染金属10の表面の不動態化被膜、酸化
被膜、錆等が還元され破壊されると、母材が露出して活
性化される。この状態で直流電源15による直流電圧の
印加を停止すると、有機酸の酸化力により汚染金属10
の金属母材の溶解が起こる。
被膜、錆等が還元され破壊されると、母材が露出して活
性化される。この状態で直流電源15による直流電圧の
印加を停止すると、有機酸の酸化力により汚染金属10
の金属母材の溶解が起こる。
【0040】したがって、汚染金属の酸化被膜とともに
母材表面に付着したりあるいは金属母材の内部にまで入
り込んでいる放射能(放射能を有する金属)は、酸化被
膜の還元・破壊と金属母材の溶解とにより、汚染金属か
ら除去されて電解液(除染液)中に移行するので、汚染
金属の有する放射能を除去しもしくは放射能レベルを低
下させることができる。
母材表面に付着したりあるいは金属母材の内部にまで入
り込んでいる放射能(放射能を有する金属)は、酸化被
膜の還元・破壊と金属母材の溶解とにより、汚染金属か
ら除去されて電解液(除染液)中に移行するので、汚染
金属の有する放射能を除去しもしくは放射能レベルを低
下させることができる。
【0041】また、図6に示す実施例においては、除染
槽6内に収容配置された絶縁性遮蔽容器12内に、除染
液7の流通のために網目状またはすのこ状に多数の孔が
設けられた、絶縁性材料から成る収納容器9が配置され
ており、収納容器9の内部に汚染金属10が収納されて
いる。また、絶縁性遮蔽容器12の底部に陰極13が、
該遮蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底部に陽
極14がそれぞれ配置されている。
槽6内に収容配置された絶縁性遮蔽容器12内に、除染
液7の流通のために網目状またはすのこ状に多数の孔が
設けられた、絶縁性材料から成る収納容器9が配置され
ており、収納容器9の内部に汚染金属10が収納されて
いる。また、絶縁性遮蔽容器12の底部に陰極13が、
該遮蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底部に陽
極14がそれぞれ配置されている。
【0042】この状態で、ヒータ8により除染液7を所
定の温度に昇温し、陰極13と陽極14との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、陰極13に
対面した汚染金属10の表面は正に帯電し、その反対側
の表面は分極して負に帯電する。そして、この負に帯電
した汚染金属10の表面では、前記(1)式および
(2)式に示したような反応が起こり、不動態化被膜、
酸化被膜、錆等が還元、破壊されて、金属母材が露出し
て活性化される。この状態で直流電源15による直流電
圧の印加を停止すると、有機酸の酸化力により汚染金属
10の金属母材の溶解が起こる。
定の温度に昇温し、陰極13と陽極14との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、陰極13に
対面した汚染金属10の表面は正に帯電し、その反対側
の表面は分極して負に帯電する。そして、この負に帯電
した汚染金属10の表面では、前記(1)式および
(2)式に示したような反応が起こり、不動態化被膜、
酸化被膜、錆等が還元、破壊されて、金属母材が露出し
て活性化される。この状態で直流電源15による直流電
圧の印加を停止すると、有機酸の酸化力により汚染金属
10の金属母材の溶解が起こる。
【0043】したがって、汚染金属の酸化被膜とともに
母材表面に付着したりあるいは金属母材の内部にまで入
り込んでいる放射能は、酸化被膜の還元・破壊と金属母
材の溶解とにより、汚染金属から除去されて除染液中に
移行するので、汚染金属の有する放射能を除去しもしく
は放射能レベルを低下させることができる。
母材表面に付着したりあるいは金属母材の内部にまで入
り込んでいる放射能は、酸化被膜の還元・破壊と金属母
材の溶解とにより、汚染金属から除去されて除染液中に
移行するので、汚染金属の有する放射能を除去しもしく
は放射能レベルを低下させることができる。
【0044】次に、図5および図6にそれぞれ示した実
施例において、溶解試験を行なった結果について説明す
る。図7は、SUS304の溶解速度を測定した結果を示した
もので、図5に示した実施例(図中に接触式として記し
た。)では、有機酸としてギ酸を使用しその濃度が5wt
%、温度が80℃の条件で、SUS304の電解還元を5V(定電
圧)− 3分間実施した後、電圧印加を停止してそのまま
の状態で浸漬溶解を行なった。また、図6に示した実施
例(図中に非接触式として記した。)では、シュウ酸濃
度が5wt%、温度が80℃の条件で、SUS304の電解還元を 1
0V(定電圧)− 3分間実施した後、電圧印加を停止して
そのままの状態で浸漬溶解を行なった。
施例において、溶解試験を行なった結果について説明す
る。図7は、SUS304の溶解速度を測定した結果を示した
もので、図5に示した実施例(図中に接触式として記し
た。)では、有機酸としてギ酸を使用しその濃度が5wt
%、温度が80℃の条件で、SUS304の電解還元を5V(定電
圧)− 3分間実施した後、電圧印加を停止してそのまま
の状態で浸漬溶解を行なった。また、図6に示した実施
例(図中に非接触式として記した。)では、シュウ酸濃
度が5wt%、温度が80℃の条件で、SUS304の電解還元を 1
0V(定電圧)− 3分間実施した後、電圧印加を停止して
そのままの状態で浸漬溶解を行なった。
【0045】これらの測定試験から、SUS304の溶解速度
として、接触式電解還元−浸漬溶解では 0.2μm /h弱、
非接触式電解還元−浸漬溶解では 0.2μm /h強の値がそ
れぞれ得られた。このことから、接触式非接触式とも
に、電解還元によりギ酸またはシュウ酸溶液中でSUS304
表面の不動態化被膜を還元し母材を活性化することがで
きるため、その後の浸漬溶解で母材が溶解されることが
わかった。。
として、接触式電解還元−浸漬溶解では 0.2μm /h弱、
非接触式電解還元−浸漬溶解では 0.2μm /h強の値がそ
れぞれ得られた。このことから、接触式非接触式とも
に、電解還元によりギ酸またはシュウ酸溶液中でSUS304
表面の不動態化被膜を還元し母材を活性化することがで
きるため、その後の浸漬溶解で母材が溶解されることが
わかった。。
【0046】また、炭素鋼は、有機酸(シュウ酸または
ギ酸)溶液に単に浸漬するだけで金属母材を溶解するこ
とができるが、炭素鋼からなる汚染金属はステンレス鋼
からなる汚染金属と比較して、表面の酸化被膜、錆等が
厚く強固に付着しているため、これらの酸化被膜等が汚
染金属の全面に亘ってある場合は、前記有機酸のみの還
元作用では酸化被膜の溶解に時間がかかる。これに対
し、前記した接触式または非接触式で電解還元を行なっ
た場合は、酸化被膜の還元溶解を促進する効果があり、
したがって汚染金属の酸化被膜とともに付着しまたは母
材内部にまで入り込んでいる放射能は、酸化被膜の還元
・破壊と金属母材の溶解とにより、汚染金属から短時間
に除去されて除染液に移行する。
ギ酸)溶液に単に浸漬するだけで金属母材を溶解するこ
とができるが、炭素鋼からなる汚染金属はステンレス鋼
からなる汚染金属と比較して、表面の酸化被膜、錆等が
厚く強固に付着しているため、これらの酸化被膜等が汚
染金属の全面に亘ってある場合は、前記有機酸のみの還
元作用では酸化被膜の溶解に時間がかかる。これに対
し、前記した接触式または非接触式で電解還元を行なっ
た場合は、酸化被膜の還元溶解を促進する効果があり、
したがって汚染金属の酸化被膜とともに付着しまたは母
材内部にまで入り込んでいる放射能は、酸化被膜の還元
・破壊と金属母材の溶解とにより、汚染金属から短時間
に除去されて除染液に移行する。
【0047】なお、金属母材を化学的に溶解する場合の
除染液の温度は、以上の実施例では80℃としたが、炭素
鋼では室温(20℃程度)以上で溶解が可能である。一方
ステンレス鋼の場合は、室温では極端に溶解速度が低下
するため、50℃以上の温度とすることが望ましい。ま
た、除染液の温度の上限値は、除染装置の耐熱性やコス
ト等を考慮すると、80℃とすることが望ましい。
除染液の温度は、以上の実施例では80℃としたが、炭素
鋼では室温(20℃程度)以上で溶解が可能である。一方
ステンレス鋼の場合は、室温では極端に溶解速度が低下
するため、50℃以上の温度とすることが望ましい。ま
た、除染液の温度の上限値は、除染装置の耐熱性やコス
ト等を考慮すると、80℃とすることが望ましい。
【0048】さらに、除染液として使用する有機酸溶液
の濃度は、実施例では5wt%としたが、炭素鋼では0.1wt%
以上、ステンレス鋼では0.5wt%以上で溶解が可能であ
る。ただし、シュウ酸はギ酸と比較して水に対する溶解
度が小さく、飽和濃度が 0℃では約3wt%、20℃では約 1
0wt%である。除染液の温度が除染作業終了後は20℃以下
に低下することも考えられるため、シュウ酸溶液を除染
液として用いる場合には、 10wt%以下の濃度とすること
が望ましい。
の濃度は、実施例では5wt%としたが、炭素鋼では0.1wt%
以上、ステンレス鋼では0.5wt%以上で溶解が可能であ
る。ただし、シュウ酸はギ酸と比較して水に対する溶解
度が小さく、飽和濃度が 0℃では約3wt%、20℃では約 1
0wt%である。除染液の温度が除染作業終了後は20℃以下
に低下することも考えられるため、シュウ酸溶液を除染
液として用いる場合には、 10wt%以下の濃度とすること
が望ましい。
【0049】次に、有機酸溶液を除染液として汚染金属
の金属母材を電気化学的に溶解する除染方法の実施例
を、図8および図9に基づいてそれぞれ説明する。
の金属母材を電気化学的に溶解する除染方法の実施例
を、図8および図9に基づいてそれぞれ説明する。
【0050】図8に示す実施例においては、図5に示し
た装置と同様な装置を使用して、電気化学的な溶解が行
なわれる。すなわち、上部に開口部を有する絶縁性遮蔽
容器12が、除染液7として有機酸溶液が貯留された除
染槽6内に配置され、この遮蔽容器12の底部に陽極1
4が、該遮蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底
部に陰極13がそれぞれ配置され、また除染対象である
汚染金属10が陽極14上に配置設置されている。
た装置と同様な装置を使用して、電気化学的な溶解が行
なわれる。すなわち、上部に開口部を有する絶縁性遮蔽
容器12が、除染液7として有機酸溶液が貯留された除
染槽6内に配置され、この遮蔽容器12の底部に陽極1
4が、該遮蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底
部に陰極13がそれぞれ配置され、また除染対象である
汚染金属10が陽極14上に配置設置されている。
【0051】この状態で、ヒータ8により除染液7を所
定の温度に昇温し、陽極14と陰極13との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、汚染金属1
0の母材は電解研磨の原理により陽極酸化されて溶解す
る。
定の温度に昇温し、陽極14と陰極13との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、汚染金属1
0の母材は電解研磨の原理により陽極酸化されて溶解す
る。
【0052】したがって、汚染金属表面の酸化被膜中に
取り込まれ、あるいは金属母材の内部にまで入り込んで
いる放射能は、金属母材を溶解することにより汚染金属
から除去されて除染液に移行するので、汚染金属の有す
る放射能を除去しもしくは放射能レベルを低下させるこ
とができる。また、有機酸は酸化被膜を還元溶解するた
め、このような効果により除染時間の短縮が可能であ
る。また、炭素鋼のように、表面の酸化被膜が厚く強固
に成長している汚染金属においては、局部的に酸化被膜
が残留する可能性があるが、有機酸溶液を除染液として
用いた場合は、有機酸の作用により酸化被膜を還元溶解
し、汚染金属表面を均一に除染することができる。
取り込まれ、あるいは金属母材の内部にまで入り込んで
いる放射能は、金属母材を溶解することにより汚染金属
から除去されて除染液に移行するので、汚染金属の有す
る放射能を除去しもしくは放射能レベルを低下させるこ
とができる。また、有機酸は酸化被膜を還元溶解するた
め、このような効果により除染時間の短縮が可能であ
る。また、炭素鋼のように、表面の酸化被膜が厚く強固
に成長している汚染金属においては、局部的に酸化被膜
が残留する可能性があるが、有機酸溶液を除染液として
用いた場合は、有機酸の作用により酸化被膜を還元溶解
し、汚染金属表面を均一に除染することができる。
【0053】また、図9に示す実施例においては、図6
に示した装置と同様な装置を使用して、電気化学的な溶
解が行なわれる。すなわち、除染液7として有機酸溶液
が貯留された除染槽6内に、絶縁性遮蔽容器12が配置
され、この遮蔽容器12内に、除染液7の流通のために
網目状またはすのこ状に多数の孔が設けられた、絶縁性
材料から成る収納容器9が配置されている。また、この
収納容器9の内部に、汚染金属10が収納されている。
さらに、絶縁性遮蔽容器12の底部に陽極14が、該遮
蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底部に陰極1
3がそれぞれ設置されている。
に示した装置と同様な装置を使用して、電気化学的な溶
解が行なわれる。すなわち、除染液7として有機酸溶液
が貯留された除染槽6内に、絶縁性遮蔽容器12が配置
され、この遮蔽容器12内に、除染液7の流通のために
網目状またはすのこ状に多数の孔が設けられた、絶縁性
材料から成る収納容器9が配置されている。また、この
収納容器9の内部に、汚染金属10が収納されている。
さらに、絶縁性遮蔽容器12の底部に陽極14が、該遮
蔽容器12の底部を間に挟んで除染槽6の底部に陰極1
3がそれぞれ設置されている。
【0054】この状態で、ヒータ8により除染液7を所
定の温度に昇温し、陽極14と陰極13との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、陽極14に
対面した汚染金属10の表面は負に帯電し、その反対側
の表面は分極して正に帯電する。そして、この正に帯電
した側の汚染金属10が溶解する。
定の温度に昇温し、陽極14と陰極13との間に直流電
源15により所定の直流電圧を印加すると、陽極14に
対面した汚染金属10の表面は負に帯電し、その反対側
の表面は分極して正に帯電する。そして、この正に帯電
した側の汚染金属10が溶解する。
【0055】したがって、汚染金属表面の酸化被膜中に
取り込まれ、あるいは金属母材の内部にまで入り込んで
いる放射能は、金属母材を溶解することにより汚染金属
から除去されて除染液に移行するので、汚染金属の有す
る放射能を除去しもしくは放射能レベルを低下させるこ
とができる。
取り込まれ、あるいは金属母材の内部にまで入り込んで
いる放射能は、金属母材を溶解することにより汚染金属
から除去されて除染液に移行するので、汚染金属の有す
る放射能を除去しもしくは放射能レベルを低下させるこ
とができる。
【0056】次に、図8および図9にそれぞれ示した実
施例において、溶解試験を行なった結果について説明す
る。図10は、SUS304の溶解速度を測定した結果を示し
たもので、図中に接触式と記述した図8の実施例では、
シュウ酸濃度が5wt%、温度が60℃、電流密度が10A/dm2
の条件で測定試験を実施し、非接触式と記述した図9の
実施例では、同様なシュウ酸濃度および温度で電流密度
を30A/dm2 として測定試験を行なった。これら測定試験
から、SUS304の溶解速度として、接触式電解研磨では 1
μm /min強、非接触式電解研磨では 0.5μm /min弱の値
がそれぞれ得られた。また、炭素鋼について、ステンレ
ス鋼と同様に接触式および非接触式電解研磨により、金
属母材を溶解できることが確認された。
施例において、溶解試験を行なった結果について説明す
る。図10は、SUS304の溶解速度を測定した結果を示し
たもので、図中に接触式と記述した図8の実施例では、
シュウ酸濃度が5wt%、温度が60℃、電流密度が10A/dm2
の条件で測定試験を実施し、非接触式と記述した図9の
実施例では、同様なシュウ酸濃度および温度で電流密度
を30A/dm2 として測定試験を行なった。これら測定試験
から、SUS304の溶解速度として、接触式電解研磨では 1
μm /min強、非接触式電解研磨では 0.5μm /min弱の値
がそれぞれ得られた。また、炭素鋼について、ステンレ
ス鋼と同様に接触式および非接触式電解研磨により、金
属母材を溶解できることが確認された。
【0057】そして、このように金属母材を溶解するこ
とにより、汚染金属の酸化被膜とともに付着しまたは母
材内部にまで入り込んでいる放射能が、汚染金属から短
時間に除去されて除染液に移行するので、汚染金属の有
する放射能を除去しもしくは放射能レベルを低下させる
ことができる。また、これらの実施例の汚染金属を電気
化学的に溶解する方法は、前述の化学的に溶解する方法
と比較して、金属母材の溶解速度が速いため、板状や直
管状などの単純形状物を短時間で処理することが可能で
ある。
とにより、汚染金属の酸化被膜とともに付着しまたは母
材内部にまで入り込んでいる放射能が、汚染金属から短
時間に除去されて除染液に移行するので、汚染金属の有
する放射能を除去しもしくは放射能レベルを低下させる
ことができる。また、これらの実施例の汚染金属を電気
化学的に溶解する方法は、前述の化学的に溶解する方法
と比較して、金属母材の溶解速度が速いため、板状や直
管状などの単純形状物を短時間で処理することが可能で
ある。
【0058】さらに、後述の実施例に示すように、有機
酸は陽極で容易に分解されるため、除染液の導電率が低
下し、それとともに印加電圧が上昇し、消費エネルギー
が増加する。そのため、随時有機酸の濃度(有機炭素濃
度でも良い)を測定し、濃度低下に相当する有機酸を補
給して除染液中の有機酸濃度を一定に保持することが必
要である。
酸は陽極で容易に分解されるため、除染液の導電率が低
下し、それとともに印加電圧が上昇し、消費エネルギー
が増加する。そのため、随時有機酸の濃度(有機炭素濃
度でも良い)を測定し、濃度低下に相当する有機酸を補
給して除染液中の有機酸濃度を一定に保持することが必
要である。
【0059】したがって、除染液中の有機酸の濃度は、
印加電圧の上昇に伴う消費エネルギーの増加を考慮して
設定することが必要であり、特に有機酸としてシュウ酸
を使用する場合は、水に対する溶解度が小さいこと等を
考慮し、1wt%から 10wt%の範囲とすることが望ましい。
さらに、除染液の温度は、ジュール熱の発生により室温
に維持することが難しいため、下限値は規定できない
が、上限値は除染装置の耐熱性やコスト等を考慮して、
80℃とすることが望ましい。
印加電圧の上昇に伴う消費エネルギーの増加を考慮して
設定することが必要であり、特に有機酸としてシュウ酸
を使用する場合は、水に対する溶解度が小さいこと等を
考慮し、1wt%から 10wt%の範囲とすることが望ましい。
さらに、除染液の温度は、ジュール熱の発生により室温
に維持することが難しいため、下限値は規定できない
が、上限値は除染装置の耐熱性やコスト等を考慮して、
80℃とすることが望ましい。
【0060】次に、分離工程3の詳細を、図11に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【0061】分離工程3では、SUS304を溶解させたシュ
ウ酸溶液を、陽イオン交換樹脂のみに通液する、電解還
元を行いながら陽イオン交換樹脂に通液する、陽イオン
交換樹脂と陰イオン交換樹脂に通液するという3つの方
法をそれぞれ実施し、各実施例について、通液処理前後
のシュウ酸溶液中のFe、Cr、Niの濃度をそれぞれ
測定した。測定結果を図11に示す。
ウ酸溶液を、陽イオン交換樹脂のみに通液する、電解還
元を行いながら陽イオン交換樹脂に通液する、陽イオン
交換樹脂と陰イオン交換樹脂に通液するという3つの方
法をそれぞれ実施し、各実施例について、通液処理前後
のシュウ酸溶液中のFe、Cr、Niの濃度をそれぞれ
測定した。測定結果を図11に示す。
【0062】この測定結果からわかるように、SUS304を
溶解させたシュウ酸溶液を陽イオン交換樹脂のみに通液
した場合には、処理後のシュウ酸溶液からNiイオンが
ほとんど検出されず、またFeイオンとCrイオンの濃
度には処理前後でほとんど変化が認められなかった。こ
れは、従来から知られているように、Niイオンは陽イ
オン交換樹脂に捕集されるものの、Feイオン(F
e3+)およびCrイオン(Cr3+またはCr6+)は、シ
ュウ酸イオンと強い錯体を形成して錯陰イオンとして存
在するため、陽イオン交換樹脂に捕集されず通過してし
まうためである。一方、前記したシュウ酸溶液を電解還
元しながら陽イオン交換樹脂に通液した場合には、陽イ
オン交換樹脂のみに通液した場合と同様に、処理後のシ
ュウ酸溶液からNiイオンがほとんど検出されず、また
処理前後のCrイオンの濃度にほとんど変化が認められ
なかった。しかし、陽イオン交換樹脂のみに通液した場
合と異なり、Feイオンは処理後のシュウ酸溶液から処
理前の20%程度しか検出されなかった。これは、電解還
元を行なうと、陰極でFeイオンがFe3+からFe2+に
還元され、このFe2+が陽イオン交換樹脂に捕集される
ためと考えられる。さらに、前記シュウ酸溶液を陽イオ
ン交換樹脂と陰イオン交換樹脂に通液した場合には、処
理後のシュウ酸溶液からFe、Cr、Niイオンはいず
れも検出されなかった。これは、Niイオンは陽イオン
交換樹脂に捕集され、Fe、Crイオンはそれぞれ陰イ
オン交換樹脂に捕集されたためである。このような測定
結果から、これまではシュウ酸イオンのみが陰イオン交
換樹脂に捕集され、Fe、Crイオンは捕集されずに処
理後のシュウ酸溶液中に漏出するものと考えられていた
が、シュウ酸イオンよりもFeおよびCrのシュウ酸イ
オン錯体の方が、陰イオン交換樹脂に選択的に捕集され
ることがわかった。以上のことより、本発明において、
除染液中に溶出する金属(金属イオン)を分離する工程
には、以下に示す手順が適用できる。
溶解させたシュウ酸溶液を陽イオン交換樹脂のみに通液
した場合には、処理後のシュウ酸溶液からNiイオンが
ほとんど検出されず、またFeイオンとCrイオンの濃
度には処理前後でほとんど変化が認められなかった。こ
れは、従来から知られているように、Niイオンは陽イ
オン交換樹脂に捕集されるものの、Feイオン(F
e3+)およびCrイオン(Cr3+またはCr6+)は、シ
ュウ酸イオンと強い錯体を形成して錯陰イオンとして存
在するため、陽イオン交換樹脂に捕集されず通過してし
まうためである。一方、前記したシュウ酸溶液を電解還
元しながら陽イオン交換樹脂に通液した場合には、陽イ
オン交換樹脂のみに通液した場合と同様に、処理後のシ
ュウ酸溶液からNiイオンがほとんど検出されず、また
処理前後のCrイオンの濃度にほとんど変化が認められ
なかった。しかし、陽イオン交換樹脂のみに通液した場
合と異なり、Feイオンは処理後のシュウ酸溶液から処
理前の20%程度しか検出されなかった。これは、電解還
元を行なうと、陰極でFeイオンがFe3+からFe2+に
還元され、このFe2+が陽イオン交換樹脂に捕集される
ためと考えられる。さらに、前記シュウ酸溶液を陽イオ
ン交換樹脂と陰イオン交換樹脂に通液した場合には、処
理後のシュウ酸溶液からFe、Cr、Niイオンはいず
れも検出されなかった。これは、Niイオンは陽イオン
交換樹脂に捕集され、Fe、Crイオンはそれぞれ陰イ
オン交換樹脂に捕集されたためである。このような測定
結果から、これまではシュウ酸イオンのみが陰イオン交
換樹脂に捕集され、Fe、Crイオンは捕集されずに処
理後のシュウ酸溶液中に漏出するものと考えられていた
が、シュウ酸イオンよりもFeおよびCrのシュウ酸イ
オン錯体の方が、陰イオン交換樹脂に選択的に捕集され
ることがわかった。以上のことより、本発明において、
除染液中に溶出する金属(金属イオン)を分離する工程
には、以下に示す手順が適用できる。
【0063】(1)ステンレス鋼のみ、あるいは炭素鋼か
らなる汚染金属を同時に除染する場合においては、除染
処理中に除染液中に溶出するNiイオンと放射性核種で
あるCo-60 イオンおよびMn-54 イオンを、それぞれ
陽イオン交換樹脂に捕集する。除染終了後の使用済み除
染液(除染廃液)では、後述の実施例に示すように、有
機酸の分解処理を行いながら、Feイオンを陽イオン交
換樹脂に捕集する。除染液の分解処理終了後は、残留す
るCrイオン等を、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂に捕集する。これらの処理を行うことにより、除染廃
液中には有機酸および放射能を有する金属をほとんど含
まなくなるため、除染廃液を既設の液体廃棄物処理系に
排出することが可能である。また、除染処理中は分離工
程で放射能を有する金属を分離しているため、除染作業
員の被爆を低減することができる。 (2)ステンレス鋼
のみ、あるいは炭素鋼からなる汚染金属を同時に除染す
る場合の他の分離方法として、除染処理中に除染液中に
溶出するNiイオンと放射性核種であるCoイオンおよ
びMnイオンを、それぞれ陽イオン交換樹脂に捕集し、
Feイオン、Crイオン等を陰イオン交換樹脂に捕集す
る。これにより、除染処理中の除染作業員の被爆を低減
することができるとともに、除染液の繰り返し使用が可
能となり、除染廃液の発生量を低減することができる。
らなる汚染金属を同時に除染する場合においては、除染
処理中に除染液中に溶出するNiイオンと放射性核種で
あるCo-60 イオンおよびMn-54 イオンを、それぞれ
陽イオン交換樹脂に捕集する。除染終了後の使用済み除
染液(除染廃液)では、後述の実施例に示すように、有
機酸の分解処理を行いながら、Feイオンを陽イオン交
換樹脂に捕集する。除染液の分解処理終了後は、残留す
るCrイオン等を、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂に捕集する。これらの処理を行うことにより、除染廃
液中には有機酸および放射能を有する金属をほとんど含
まなくなるため、除染廃液を既設の液体廃棄物処理系に
排出することが可能である。また、除染処理中は分離工
程で放射能を有する金属を分離しているため、除染作業
員の被爆を低減することができる。 (2)ステンレス鋼
のみ、あるいは炭素鋼からなる汚染金属を同時に除染す
る場合の他の分離方法として、除染処理中に除染液中に
溶出するNiイオンと放射性核種であるCoイオンおよ
びMnイオンを、それぞれ陽イオン交換樹脂に捕集し、
Feイオン、Crイオン等を陰イオン交換樹脂に捕集す
る。これにより、除染処理中の除染作業員の被爆を低減
することができるとともに、除染液の繰り返し使用が可
能となり、除染廃液の発生量を低減することができる。
【0064】なお、有機酸が捕集された陰イオン交換樹
脂を処分する場合、固化体中の放射性核種の分配係数に
影響を及ぼすことが懸念される。その場合は、使用済み
の陰イオン交換樹脂を硫酸等により再生処理し、その後
で後述の実施例に示すように陽極酸化および紫外線照射
等で分解処理することで、安定な固化体として処分する
ことができる。
脂を処分する場合、固化体中の放射性核種の分配係数に
影響を及ぼすことが懸念される。その場合は、使用済み
の陰イオン交換樹脂を硫酸等により再生処理し、その後
で後述の実施例に示すように陽極酸化および紫外線照射
等で分解処理することで、安定な固化体として処分する
ことができる。
【0065】また、シュウ酸およびギ酸等は、 200〜 3
00℃で炭酸ガスと水に分解されるため、陰イオン交換樹
脂を焼却することでこの影響を無くすことが可能であ
り、またこのような焼却処理を施すことにで、さらに二
次廃棄物量を低減することができる。
00℃で炭酸ガスと水に分解されるため、陰イオン交換樹
脂を焼却することでこの影響を無くすことが可能であ
り、またこのような焼却処理を施すことにで、さらに二
次廃棄物量を低減することができる。
【0066】(3)炭素鋼からなる汚染金属のみを除染す
る場合においては、除染処理中に除染液中に溶出する放
射性核種であるCoイオンおよびMnイオンを、それぞ
れ陽イオン交換樹脂に捕集する。また、除染処理中にお
いては、除染液を電解還元することにより、Feイオン
を陽イオン交換樹脂に捕集することができる。したがっ
て、除染液から常時溶出金属を分離することができるた
め、除染液の繰り返し使用が可能となり、それにより除
染廃液の発生量を低減することができる。また、使用済
みイオン交換樹脂は、陰イオン交換樹脂のみであるた
め、二次廃棄物の発生量を低減することができる。
る場合においては、除染処理中に除染液中に溶出する放
射性核種であるCoイオンおよびMnイオンを、それぞ
れ陽イオン交換樹脂に捕集する。また、除染処理中にお
いては、除染液を電解還元することにより、Feイオン
を陽イオン交換樹脂に捕集することができる。したがっ
て、除染液から常時溶出金属を分離することができるた
め、除染液の繰り返し使用が可能となり、それにより除
染廃液の発生量を低減することができる。また、使用済
みイオン交換樹脂は、陰イオン交換樹脂のみであるた
め、二次廃棄物の発生量を低減することができる。
【0067】以上のように、実施例の分離方法によれ
ば、除染液の除染性能を長期間維持できるとともに、除
染作業員の被爆を低減することが可能である。すなわ
ち、従来からの硫酸や燐酸等の無機酸を除染液とした除
染方法では、除染液中に溶出金属あるいは放射能(放射
能を有する放射性核種)が蓄積するため、除染性能の低
下や除染液を繰り返し長期間した場合の除染作業員の被
爆増加などの問題があったが、実施例の分離方法におい
ては、原子力施設内で使用実績があるイオン交換樹脂に
より、溶出金属および放射能を分離することができるた
め、除染性能を長期間維持でき、かつ除染作業員の被爆
を低減することができる。
ば、除染液の除染性能を長期間維持できるとともに、除
染作業員の被爆を低減することが可能である。すなわ
ち、従来からの硫酸や燐酸等の無機酸を除染液とした除
染方法では、除染液中に溶出金属あるいは放射能(放射
能を有する放射性核種)が蓄積するため、除染性能の低
下や除染液を繰り返し長期間した場合の除染作業員の被
爆増加などの問題があったが、実施例の分離方法におい
ては、原子力施設内で使用実績があるイオン交換樹脂に
より、溶出金属および放射能を分離することができるた
め、除染性能を長期間維持でき、かつ除染作業員の被爆
を低減することができる。
【0068】次に、本発明の分解工程5で、使用済みの
除染液(除染廃液)を分解する方法の具体的実施例を、
図12乃至図15に基づいてそれぞれ説明する。
除染液(除染廃液)を分解する方法の具体的実施例を、
図12乃至図15に基づいてそれぞれ説明する。
【0069】分解工程5の第1の実施例においては、除
染液としてシュウ酸溶液を、分解方法として紫外線照射
による方法を選定し、紫外線の強度が20W/dm3 (出力/
液量)、波長が 365nmの条件で、分解促進剤として過酸
化水素を添加して、除染廃液中の有機酸の分解を行なっ
た。ここで、分解促進剤として過酸化水素を添加したの
は、紫外線照射のみでは分解速度が遅いためである。分
解試験の結果を図12に示す。なお、図12のグラフで
縦軸の目盛り(Ci/Co)は、残留有機炭素濃度/初
期有機炭素濃度を示す。
染液としてシュウ酸溶液を、分解方法として紫外線照射
による方法を選定し、紫外線の強度が20W/dm3 (出力/
液量)、波長が 365nmの条件で、分解促進剤として過酸
化水素を添加して、除染廃液中の有機酸の分解を行なっ
た。ここで、分解促進剤として過酸化水素を添加したの
は、紫外線照射のみでは分解速度が遅いためである。分
解試験の結果を図12に示す。なお、図12のグラフで
縦軸の目盛り(Ci/Co)は、残留有機炭素濃度/初
期有機炭素濃度を示す。
【0070】図12に示す試験結果からわかるように、
シュウ酸は紫外線を照射することにより炭酸ガスと水に
分解するため、除染液としてシュウ酸溶液を使用した廃
液は、紫外線照射により、液中の残留有機炭素濃度を測
定下限値以下まで低下させることができる。
シュウ酸は紫外線を照射することにより炭酸ガスと水に
分解するため、除染液としてシュウ酸溶液を使用した廃
液は、紫外線照射により、液中の残留有機炭素濃度を測
定下限値以下まで低下させることができる。
【0071】次に、分解工程5の第2の実施例において
は、シュウ酸やギ酸の有機酸よりも金属錯体の安定度が
大きく、共用中の系統化学除染の除染剤として使用され
ているエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を、除染液
として選定し、水の殺菌、脱臭等に用いられているオゾ
ンガスをEDTA溶液に供給して分解試験を行なった。
試験結果を図13に示す。なお、図13のグラフで縦軸
の目盛り(Ci/Co)は、残留有機炭素濃度/初期有
機炭素濃度を示し、EDTAの分解を有機炭素濃度の減
少で確認した。
は、シュウ酸やギ酸の有機酸よりも金属錯体の安定度が
大きく、共用中の系統化学除染の除染剤として使用され
ているエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を、除染液
として選定し、水の殺菌、脱臭等に用いられているオゾ
ンガスをEDTA溶液に供給して分解試験を行なった。
試験結果を図13に示す。なお、図13のグラフで縦軸
の目盛り(Ci/Co)は、残留有機炭素濃度/初期有
機炭素濃度を示し、EDTAの分解を有機炭素濃度の減
少で確認した。
【0072】図13の試験結果から、難分解性化合物で
あるEDTAは、オゾンの酸化力により分解できること
がわかった。なおこのことから、EDTAよりも分子量
の小さいシュウ酸、ギ酸等の有機酸が、オゾンの酸化力
により容易に分解できることも確認された。
あるEDTAは、オゾンの酸化力により分解できること
がわかった。なおこのことから、EDTAよりも分子量
の小さいシュウ酸、ギ酸等の有機酸が、オゾンの酸化力
により容易に分解できることも確認された。
【0073】以上第1および第2の実施例から明らかな
ように、紫外線照射による分解方法およびオゾンガス供
給による分解方法は、有機酸溶液を除染液として汚染金
属を化学的に溶解し除染した後の除染廃液の分解処理
に、有効に適用することができる。また、紫外線照射と
オゾン供給の両方の分解方法を併用することにより、有
機酸、EDTA等のキレート剤の分解速度を速めること
ができ、大量の除染廃液を短時間で分解処理することが
可能である。
ように、紫外線照射による分解方法およびオゾンガス供
給による分解方法は、有機酸溶液を除染液として汚染金
属を化学的に溶解し除染した後の除染廃液の分解処理
に、有効に適用することができる。また、紫外線照射と
オゾン供給の両方の分解方法を併用することにより、有
機酸、EDTA等のキレート剤の分解速度を速めること
ができ、大量の除染廃液を短時間で分解処理することが
可能である。
【0074】分解工程5の第3の実施例においては、除
染液としてシュウ酸(a)、ギ酸(b)およびEDTA
(c)を、分解方法として電気化学的に陽極で酸化分解
する方法をそれぞれ選定し、電流密度が15A/dm3 (直流
電流/液量)、電解液として硫酸ナトリウムを添加して
分解試験を行なった。試験結果を図14に示す。なお、
図14のグラフで縦軸の目盛り(Ci/Co)は、前記
した図12および図13と同様に残留有機炭素濃度/初
期有機炭素濃度を示し、シュウ酸、ギ酸およびEDTA
の分解を有機炭素濃度の減少で確認した。
染液としてシュウ酸(a)、ギ酸(b)およびEDTA
(c)を、分解方法として電気化学的に陽極で酸化分解
する方法をそれぞれ選定し、電流密度が15A/dm3 (直流
電流/液量)、電解液として硫酸ナトリウムを添加して
分解試験を行なった。試験結果を図14に示す。なお、
図14のグラフで縦軸の目盛り(Ci/Co)は、前記
した図12および図13と同様に残留有機炭素濃度/初
期有機炭素濃度を示し、シュウ酸、ギ酸およびEDTA
の分解を有機炭素濃度の減少で確認した。
【0075】図14の試験結果から、シュウ酸、ギ酸の
みならず難分解性化合物であるEDTAも、陽極酸化に
より分解できることがわかった。
みならず難分解性化合物であるEDTAも、陽極酸化に
より分解できることがわかった。
【0076】さらに、分解工程5の第4の実施例におい
ては、除染液としてクエン酸を、分解方法として電気化
学的に陽極で酸化分解する方法をそれぞれ選定し、電流
密度が15A/dm3 (直流電流/液量)、分解促進剤として
硝酸セリウム[Ce(NO3)]、電解液として硝酸を
それぞれ添加して、分解試験を行なった。ここで、分解
促進剤として硝酸セリウムを添加したのは、陽極での酸
化分解のみではクエン酸の分解速度が遅いため、陽極で
Ce4+を生成しCe4+の酸化力を用いて分解反応を促進
させるためである。分解試験の結果を図15に示す。な
お、図15のグラフで縦軸の目盛り(Ci/Co)は、
残留有機炭素濃度/初期有機炭素濃度を示し、クエン酸
の分解を有機炭素濃度の減少で確認した。
ては、除染液としてクエン酸を、分解方法として電気化
学的に陽極で酸化分解する方法をそれぞれ選定し、電流
密度が15A/dm3 (直流電流/液量)、分解促進剤として
硝酸セリウム[Ce(NO3)]、電解液として硝酸を
それぞれ添加して、分解試験を行なった。ここで、分解
促進剤として硝酸セリウムを添加したのは、陽極での酸
化分解のみではクエン酸の分解速度が遅いため、陽極で
Ce4+を生成しCe4+の酸化力を用いて分解反応を促進
させるためである。分解試験の結果を図15に示す。な
お、図15のグラフで縦軸の目盛り(Ci/Co)は、
残留有機炭素濃度/初期有機炭素濃度を示し、クエン酸
の分解を有機炭素濃度の減少で確認した。
【0077】図15の試験結果から、クエン酸は陽極酸
化とCe4+の酸化力により、短時間で分解できることが
わかった。
化とCe4+の酸化力により、短時間で分解できることが
わかった。
【0078】以上第3および第4の実施例から明らかな
ように、電気化学的に陽極で酸化分解する方法は、有機
酸溶液を除染液として汚染金属を化学的にあるいは電気
化学的に溶解し除染した後の除染廃液の分解処理に、有
効に適用することができる。そして、以上の第1〜第4
の実施例に示した分解方法を分解工程5において用いる
ことにより、有機酸溶液を除染液とした使用済みの除染
廃液を効果的に分解することができ、除染廃液の発生量
を低減することができる。また、これらの分解方法のう
ちで、オゾンガスを供給して分解する方法および陽極で
酸化分解する方法は、シュウ酸、ギ酸、クエン酸のよう
な有機酸よりも金属錯体が安定で難分解性化合物である
EDTAをも、容易に分解することができ、したがっ
て、共用中の系統化学除染後に発生するキレート剤の分
解処理にも適用することができる。
ように、電気化学的に陽極で酸化分解する方法は、有機
酸溶液を除染液として汚染金属を化学的にあるいは電気
化学的に溶解し除染した後の除染廃液の分解処理に、有
効に適用することができる。そして、以上の第1〜第4
の実施例に示した分解方法を分解工程5において用いる
ことにより、有機酸溶液を除染液とした使用済みの除染
廃液を効果的に分解することができ、除染廃液の発生量
を低減することができる。また、これらの分解方法のう
ちで、オゾンガスを供給して分解する方法および陽極で
酸化分解する方法は、シュウ酸、ギ酸、クエン酸のよう
な有機酸よりも金属錯体が安定で難分解性化合物である
EDTAをも、容易に分解することができ、したがっ
て、共用中の系統化学除染後に発生するキレート剤の分
解処理にも適用することができる。
【0079】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の除染方法によれば以下に示す多くの効果を得ることが
できる。すなわち、 (1)除染工程で、除染液として有機酸溶液を使用し、
有機酸溶液中で除染対象物の酸化還元電位よりも負な電
位を有する金属を接触させることにより、あるいは電解
還元を−時的に施すことにより、金属母材を容易に溶解
することができるため、汚染金属の放射能を除去しまた
は放射能レベルを低減することができる。 (2)除染工程で、有機酸を電解液として電気化学的に
金属母材を溶解することができるため、板状または直管
状等の単純形状の汚染金属において、放射能を短時間に
除去しあるいは放射能レベルを低減することができる。
の除染方法によれば以下に示す多くの効果を得ることが
できる。すなわち、 (1)除染工程で、除染液として有機酸溶液を使用し、
有機酸溶液中で除染対象物の酸化還元電位よりも負な電
位を有する金属を接触させることにより、あるいは電解
還元を−時的に施すことにより、金属母材を容易に溶解
することができるため、汚染金属の放射能を除去しまた
は放射能レベルを低減することができる。 (2)除染工程で、有機酸を電解液として電気化学的に
金属母材を溶解することができるため、板状または直管
状等の単純形状の汚染金属において、放射能を短時間に
除去しあるいは放射能レベルを低減することができる。
【0080】(3)分離工程において、除染液中に溶出
する金属イオンを陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
により分離することができるため、除染液を繰り返し使
用することができるうえに、除染廃液の発生量を低減す
ることができる。また、これらのイオン交換樹脂には、
Co-60 等の放射性核種も捕集されるため、除染液の放
射能レベルを低減することができ、除染作業員の被爆を
低減しかつ汚染金属の再汚染を防止することができる。
する金属イオンを陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
により分離することができるため、除染液を繰り返し使
用することができるうえに、除染廃液の発生量を低減す
ることができる。また、これらのイオン交換樹脂には、
Co-60 等の放射性核種も捕集されるため、除染液の放
射能レベルを低減することができ、除染作業員の被爆を
低減しかつ汚染金属の再汚染を防止することができる。
【0081】(4)分解工程において、使用済みの除染
液に対して、紫外線照射、陽極酸化、酸化剤の添加等の
手段を単独であるいは組み合わせて用いることにより、
除染液中の有機酸を容易に分解することができるため、
除染廃液の発生量を低減することができるうえに、除染
廃液を安定な固化体として処分することができる。さら
に、これらの分解方法は、共用中の化学除染において、
機器の健全性を維持するための化学除染剤として用いら
れているEDTAの分解処理にも適用することができ
る。したがって、EDTAの分解処理液も有機酸を分解
処理した廃液と同様に、安定な固化体として処分するこ
とができる。
液に対して、紫外線照射、陽極酸化、酸化剤の添加等の
手段を単独であるいは組み合わせて用いることにより、
除染液中の有機酸を容易に分解することができるため、
除染廃液の発生量を低減することができるうえに、除染
廃液を安定な固化体として処分することができる。さら
に、これらの分解方法は、共用中の化学除染において、
機器の健全性を維持するための化学除染剤として用いら
れているEDTAの分解処理にも適用することができ
る。したがって、EDTAの分解処理液も有機酸を分解
処理した廃液と同様に、安定な固化体として処分するこ
とができる。
【図1】本発明に係わる放射能で汚染された金属の除染
方法の実施例を示す工程図。
方法の実施例を示す工程図。
【図2】有機酸溶液を除染液として汚染金属の金属母材
を溶解する除染工程の第1の実施例を模式的に示す図。
を溶解する除染工程の第1の実施例を模式的に示す図。
【図3】第1の実施例において、有機酸溶液中で各種金
属母材の電極電位を測定した結果を示す特性図。
属母材の電極電位を測定した結果を示す特性図。
【図4】同実施例において、有機酸溶液中で酸化被膜付
きステンレス鋼の溶解量の経時変化を示すグラフ。
きステンレス鋼の溶解量の経時変化を示すグラフ。
【図5】有機酸溶液を除染液として汚染金属の金属母材
を溶解する除染工程の第2の実施例を模式的に示す図。
を溶解する除染工程の第2の実施例を模式的に示す図。
【図6】同様に汚染金属の金属母材を溶解する除染工程
の第3の実施例を模式的に示す図。
の第3の実施例を模式的に示す図。
【図7】除染工程の第2および第3の実施例において、
有機酸溶液中でステンレス鋼を化学的に溶解する溶解速
度の測定結果を示す図。
有機酸溶液中でステンレス鋼を化学的に溶解する溶解速
度の測定結果を示す図。
【図8】有機酸溶液を除染液として汚染金属の金属母材
を溶解する除染工程の第4の実施例を模式的に示す図。
を溶解する除染工程の第4の実施例を模式的に示す図。
【図9】同様に汚染金属の金属母材を溶解する除染工程
の第5の実施例を模式的に示す図。
の第5の実施例を模式的に示す図。
【図10】除染工程の第4および第5の実施例におい
て、有機酸溶液中でステンレス鋼を化学的に溶解する溶
解速度の測定結果を示す図。
て、有機酸溶液中でステンレス鋼を化学的に溶解する溶
解速度の測定結果を示す図。
【図11】本発明の分離工程において、有機酸溶液中に
溶出した金属イオンを、イオン交換樹脂により分離処理
した前後のイオン濃度を測定した結果を示す図。
溶出した金属イオンを、イオン交換樹脂により分離処理
した前後のイオン濃度を測定した結果を示す図。
【図12】本発明の分解工程の第1の実施例において、
除染廃液中の有機酸の紫外線照射による分解特性を示す
グラフ。
除染廃液中の有機酸の紫外線照射による分解特性を示す
グラフ。
【図13】本発明の分解工程の第2の実施例において、
EDTAのオゾンガスによる分解特性を示すグラフ。
EDTAのオゾンガスによる分解特性を示すグラフ。
【図14】本発明の分解工程の第3の実施例において、
除染廃液中の有機酸の陽極酸化による分解特性を示すグ
ラフ。
除染廃液中の有機酸の陽極酸化による分解特性を示すグ
ラフ。
【図15】本発明の分解工程の第4の実施例において、
除染廃液中の有機酸の陽極酸化と酸化剤の併用による分
解特性を示すグラフ。
除染廃液中の有機酸の陽極酸化と酸化剤の併用による分
解特性を示すグラフ。
1……除染工程 2a……除染前汚染金属 2b……除染後汚染金属 3……分離工程 4……有機酸補給工程 5……分解工程 6……除染槽 7……除染液 8……ヒーター 9……収納容器 10……汚染金属 11……異種の卑な金属 12……絶縁性遮蔽容器 13……陰極 14……陽極 15……直流電源
Claims (11)
- 【請求項1】 除染液として有機酸溶液を使用し、この
有機酸溶液中で放射能で汚染された金属の母材を溶解す
る除染工程と、 前記有機酸の濃度を測定し、該濃度の低下に相当する量
の有機酸を前記除染工程に補給する有機酸補給工程と、 前記除染工程で生じる除染廃液を分解処理する分解工程
と、 前記有機酸溶液中に溶出した金属を分離する分離工程と
を備えたことを特徴とする放射能で汚染された金属の除
染方法。 - 【請求項2】 前記除染工程において、除染対象金属の
酸化還元電位よりも負な電位を有する金属を接触させる
ことにより、前記金属母材を溶解することを特徴とする
請求項1記載の放射能で汚染された金属の除染方法。 - 【請求項3】 前記除染対象金属がステンレス鋼であ
り、該ステンレス鋼からなる母材に炭素鋼を接触させる
ことを特徴とする請求項2記載の放射能で汚染された金
属の除染方法。 - 【請求項4】 前記除染工程において、複極式電解によ
り陽極に対面した金属母材の表面を負に帯電させて電解
還元した後、前記有機酸の酸化力により前記金属母材を
溶解することを特徴とする請求項1記載の放射能で汚染
された金属の除染方法。 - 【請求項5】 前記除染工程において、複極式電解で陰
極に対面した金属母材の表面を正に帯電させることによ
り、前記金属母材を電気化学的に溶解することを特徴と
する請求項1記載の放射能で汚染された金属の除染方
法。 - 【請求項6】 前記分解工程において、除染工程で金属
母材を溶解することにより発生する除染廃液中の有機酸
を、分解することを特徴とする請求項1記載の放射能で
汚染された金属の除染方法。 - 【請求項7】 前記分離工程において、除染工程での除
染対象金属の除染と並行して除染液中に溶出する金属イ
オンを、陽イオン交換樹脂により捕集することを特徴と
する請求項1記載の放射能で汚染された金属の除染方
法。 - 【請求項8】 前記分離工程において、除染工程での除
染対象金属の除染と並行して除染液中に溶出する多価の
金属イオンを、電解還元により高酸化状態からより低い
酸化状態に還元した後、この低酸化状態の金属イオンを
陽イオン交換樹脂により捕集することを特徴とする請求
項7記載の放射能で汚染された金属の除染方法。 - 【請求項9】 前記分離工程において、除染工程での除
染対象金属の除染と並行して除染液中に溶出する金属イ
オンを、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とにより
捕集することを特徴とする請求項1記載の放射能で汚染
された金属の除染方法。 - 【請求項10】 前記分離工程において、使用済みの除
染廃液を分解処理した後、該処理液中に溶出する金属イ
オンを、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とにより
捕集することを特徴とする請求項1記載の放射能で汚染
された金属の除染方法。 - 【請求項11】 前記分離工程で生じる使用済みの陰イ
オン交換樹脂を、硫酸により再生処理した後、該再生液
中の有機酸を分解処理することを特徴とする請求項9ま
たは10記載の放射能で汚染された金属の除染方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27098995A JP3481746B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 放射能で汚染された金属の除染方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27098995A JP3481746B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 放射能で汚染された金属の除染方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09113690A true JPH09113690A (ja) | 1997-05-02 |
JP3481746B2 JP3481746B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=17493853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27098995A Expired - Fee Related JP3481746B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 放射能で汚染された金属の除染方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3481746B2 (ja) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6335475B1 (en) | 1998-09-29 | 2002-01-01 | Hitachi, Ltd. | Method of chemical decontamination |
JP2002055196A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Toshiba Corp | 放射性廃棄物の処理方法 |
JP2002250794A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-09-06 | Toshiba Corp | 化学除染方法 |
US6635232B1 (en) * | 1999-05-13 | 2003-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of chemically decontaminating components of radioactive material handling facility and system for carrying out the same |
JP2004170278A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | 放射化部品の化学除染方法および装置 |
JP2004286471A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Toshiba Corp | 放射能の化学除染方法および装置 |
JP2005315641A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | 除染廃液の処理方法および処理装置 |
US6973154B2 (en) | 1998-09-29 | 2005-12-06 | Hitachi, Ltd. | Method of chemical decontamination and system therefor |
KR100724710B1 (ko) * | 2002-11-21 | 2007-06-04 | 가부시끼가이샤 도시바 | 방사화 부품의 화학적 오염제거 시스템 및 방법 |
US7811392B2 (en) * | 2005-07-14 | 2010-10-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Suppression method of radionuclide deposition on reactor component of nuclear power plant and ferrite film formation apparatus |
JP2012198027A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Toshiba Corp | 放射性ステンレス鋼の除染方法、及びその装置 |
JP2013156130A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 放射性廃液の処理方法および放射性廃液処理装置 |
JP2019074380A (ja) * | 2017-10-13 | 2019-05-16 | 日本碍子株式会社 | 放射性金属廃棄物の除染方法 |
JP2019523406A (ja) * | 2016-07-26 | 2019-08-22 | シー−テック イノベーション リミテッド | 核除染のための電解処理 |
JP2019529879A (ja) * | 2017-07-06 | 2019-10-17 | フラマトム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 原子力発電プラントの金属表面を除染する方法 |
CN112489847A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种活化石墨减容处理方法 |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP27098995A patent/JP3481746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6875323B2 (en) | 1998-06-23 | 2005-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of chemically decontaminating components of radioactive material handling facility and system for carrying out the same |
US6335475B1 (en) | 1998-09-29 | 2002-01-01 | Hitachi, Ltd. | Method of chemical decontamination |
US6921515B2 (en) | 1998-09-29 | 2005-07-26 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for chemical decontamination |
US6973154B2 (en) | 1998-09-29 | 2005-12-06 | Hitachi, Ltd. | Method of chemical decontamination and system therefor |
US6635232B1 (en) * | 1999-05-13 | 2003-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of chemically decontaminating components of radioactive material handling facility and system for carrying out the same |
JP2002055196A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Toshiba Corp | 放射性廃棄物の処理方法 |
JP4533514B2 (ja) * | 2000-08-09 | 2010-09-01 | 株式会社東芝 | 放射性廃棄物の処理方法 |
JP2002250794A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-09-06 | Toshiba Corp | 化学除染方法 |
KR100724710B1 (ko) * | 2002-11-21 | 2007-06-04 | 가부시끼가이샤 도시바 | 방사화 부품의 화학적 오염제거 시스템 및 방법 |
JP2004170278A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | 放射化部品の化学除染方法および装置 |
JP2004286471A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Toshiba Corp | 放射能の化学除染方法および装置 |
JP2005315641A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | 除染廃液の処理方法および処理装置 |
US7811392B2 (en) * | 2005-07-14 | 2010-10-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Suppression method of radionuclide deposition on reactor component of nuclear power plant and ferrite film formation apparatus |
JP2012198027A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Toshiba Corp | 放射性ステンレス鋼の除染方法、及びその装置 |
JP2013156130A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 放射性廃液の処理方法および放射性廃液処理装置 |
JP2019523406A (ja) * | 2016-07-26 | 2019-08-22 | シー−テック イノベーション リミテッド | 核除染のための電解処理 |
JP2019529879A (ja) * | 2017-07-06 | 2019-10-17 | フラマトム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 原子力発電プラントの金属表面を除染する方法 |
US11244770B2 (en) | 2017-07-06 | 2022-02-08 | Framatome Gmbh | Method of decontaminating a metal surface in a nuclear power plant |
JP2019074380A (ja) * | 2017-10-13 | 2019-05-16 | 日本碍子株式会社 | 放射性金属廃棄物の除染方法 |
CN112489847A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种活化石墨减容处理方法 |
CN112489847B (zh) * | 2020-12-01 | 2023-05-05 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种活化石墨减容处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3481746B2 (ja) | 2003-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3481746B2 (ja) | 放射能で汚染された金属の除染方法 | |
US6635232B1 (en) | Method of chemically decontaminating components of radioactive material handling facility and system for carrying out the same | |
US7622627B2 (en) | System and method for chemical decontamination of radioactive material | |
EP1220233A2 (en) | Chemical decontamination method and treatment method and apparatus of chemical decontamination solution | |
JP4131814B2 (ja) | 放射化部品の化学除染方法および装置 | |
JP4083607B2 (ja) | 放射能の化学除染方法および装置 | |
JP2002513163A (ja) | 金属部品の放射能レベルの低下方法 | |
JP3849925B2 (ja) | 化学除染方法 | |
JP2000346988A (ja) | 再処理関連施設の金属構造材の化学除染方法 | |
JPH11510262A (ja) | 原子力プラント構成要素の汚染除去法 | |
JP3840073B2 (ja) | 化学除染液の処理方法及びその装置 | |
CN112176393B (zh) | 一种电化学去污电解液及其制备方法和应用 | |
US7384529B1 (en) | Method for electrochemical decontamination of radioactive metal | |
US5102511A (en) | Method of decontaminating radioactive metallic wastes | |
JP2002333498A (ja) | 放射性物質の除染方法 | |
JP2002365397A (ja) | 放射性部材の除染方法 | |
JP5677153B2 (ja) | 放射性ステンレス鋼の除染方法、及びその装置 | |
JP2854706B2 (ja) | 化学除染廃液の処理方法 | |
JP2001033586A (ja) | 化学除染方法及びその装置 | |
JP5096652B2 (ja) | アルミニウム部材表面の処理剤及び処理方法 | |
JPH08254597A (ja) | アンモニア性窒素および有機物を含有する廃液の処理方法 | |
JP2549165B2 (ja) | 放射性廃棄物の除染方法 | |
JP3010943B2 (ja) | 放射性金属廃棄物の還元化学除染方法 | |
JP2000065989A (ja) | 放射能汚染物の化学除染方法 | |
Chaudhary et al. | Electrochemical decontamination of metallic surfaces contaminated by spent-fuel storage pool water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030930 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |