JP6403517B2 - 放射性廃棄物除染方法 - Google Patents

Description

本発明は、原子力発電プラント等の放射線取扱い施設に設置された配管、機器、構造部材等の放射性物質の除染方法に係り、原子炉一次系の配管や機器の内表面に形成した酸化皮膜除去方法に関するものである。

原子力発電プラント等の放射線取扱い施設において、放射性物質を含む流体と接触する配管などの構造部品は、施設の運転に伴ってその内表面に放射性物質を含む酸化皮膜が付着または生成する。施設の運転期間が長くなると、配管や機器等の周囲は放射線量が高まり、定期検査や保守工事あるいは廃棄物解体工事等において作業員の被ばく線量が増大するおそれがある。作業員の被ばくを低減するため、配管や機器等に付着した放射性物質を除去（以下、除染と同義）しなければならない。

この除染の対象となる代表的なものとして原子炉一次冷却系（以下、一次系ともいう）がある。この一次冷却系には放射性物質を含有するクラッド（ｃｒｕｄ）と呼ばれるスケールが付着する。このクラッドは原子炉一次冷却系配管や機器周辺において、作業者が放射線被ばくを受ける放射線源となっている。放射線被ばくの低減を図り、作業環境向上のためにクラッドの除去が必要となる。このクラッドの除去は、主として化学除染法によって行われている。

特許文献１には、高い洗浄力を有し、放射性クラッドの除染が可能で、かつ金属材料に対して腐食性が小さい化学洗浄剤が提案されている。これはマロン酸とヒドラジンを有効成分として含有する組成物からなる化学洗浄剤である。

特開昭６２−１２７４８３号公報

特許文献１に記載されている化学洗浄剤は、薬剤中に除染対象物を浸漬しなければならないため新たな設備や機材が必要となるという問題があった。また８０℃〜１００℃の溶液の中に除染対象物を浸漬しなければならないため、作業中の薬剤の管理に手間がかかると共に長時間の連続作業となり人的負担が増大するという問題があった。

また従来の化学除染法は、除染対象物が大型の場合、除染処理設備の新設や大型化、大量の薬剤が必要となることや作業後の廃液処理費用が増大するという問題があった。

また除染後の配管や機器等はドラム缶に入れて廃棄することになるが、１つのドラム缶あたりの放射線量が定められており、除染率が低い場合は放射線量が高いので廃棄するドラム缶の数が増えてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、薬剤の使用量が少なく、処理する温度が低く、かつ短い時間でも放射性物質を含有した酸化皮膜の除染率を向上させることができる放射性廃棄物除染方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の母材の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にゲル状薬剤を前記母材まで浸透させる凹凸面を設けつつ前記ゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有すると共に、前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法にある。

第２の発明は、原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、前記ゲル状薬剤塗布面を覆いつつ、前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有することを特徴とする放射性廃棄物除染方法にある。

第３の発明は、原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にテトラフルオロホウ酸を含有するゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有すると共に、前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法にある。

第４の発明は、原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、前記除染対象物を加温しつつ、前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有すると共に、前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法にある。

第５の発明は、第２の発明において、前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法にある。

本発明の放射性廃棄物除染方法によれば、薬剤の使用量が少なく、処理する温度が低く、かつ短い時間でも放射性物質を含有した酸化皮膜の除染率を向上させることができる。

図１は、本発明の実施例に係る廃液処理システムが適用される原子力発電プラントの一例を模式的に表した概略構成図である。 図２は、本実施例のゲル化させたゲル状薬剤を配管内表面に塗布した状態を示す図である。 図３は、実施例１に係る放射性廃棄物除染方法の手順を示すフロー図である。 図４は、実施例１に係るゲル化剤を用いて粗面にする工程図である。 図５は、実施例２に係る放射性廃棄物除染方法の工程図である。 図６は、実施例３に係る放射性廃棄物除染方法の工程図である。 図７は、本実施例のゲル化させたゲル状薬剤を、除染対象物である配管の内表面に塗布した状態を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

＜原子力発電プラント＞
本発明による実施例に係る廃液処理システムを、原子力発電プラントに適用した場合について、図面を参照して説明する。原子力発電プラントの原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って二次冷却材と熱交換させることにより蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。なお、本実施例は、ＰＷＲに限らず、これを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）または沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）に適用することができる。また、放射線取扱い施設にも適用可能である。

図１は、本発明の実施例に係る廃液処理システムが適用される原子力発電プラントの一例を模式的に表した概略構成図である。図１に示すように、原子力発電プラント１００は、原子炉１１１を含む原子炉冷却系（以下、一次系ともいう）１１２と、原子炉冷却系１１２と熱交換するタービン系（以下、二次系ともいう）１１３とを有する。原子炉冷却系１１２には、原子炉冷却材（一次冷却水）が流通し、タービン系１１３には、二次冷却材（二次冷却水）が流通している。

原子炉冷却系（一次系）１１２は、原子炉１１１と、コールドレグ１１５ａ及びホットレグ１１５ｂを介して原子炉１１１に接続された蒸気発生器１１６とを有している。また、ホットレグ１１５ｂには、加圧器１１７が介設され、コールドレグ１１５ａには、原子炉冷却材ポンプ１１８が介設されている。そして、原子炉１１１、コールドレグ１１５ａ、ホットレグ１１５ｂ、蒸気発生器１１６、加圧器１１７及び原子炉冷却材ポンプ１１８は、原子炉格納容器１１９に収容されている。

原子炉１１１は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は原子炉冷却材（一次冷却水）で満たされている。そして、原子炉１１１内は、多数の燃料集合体１２１を収容すると共に、燃料集合体１２１の燃料棒内の核燃料の核分裂を制御する多数の制御棒１２２が、各燃料集合体１２１に対し挿入可能に設けられている。

制御棒１２２により核分裂反応を制御しながら燃料集合体１２１の燃料棒内の核燃料を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは原子炉冷却材を加熱し、加熱された原子炉冷却材は、ホットレグ１１５ｂを介して蒸気発生器１１６へ送られる。一方、コールドレグ１１５ａを介して各蒸気発生器１１６から送られてきた原子炉冷却材は、原子炉１１１内に流入して、原子炉１１１内を冷却する。

ホットレグ１１５ｂに介設された加圧器１１７は、高温となった原子炉冷却材を加圧することにより、原子炉冷却材の沸騰を抑制している。また、蒸気発生器１１６は、高温高圧となった原子炉冷却材（一次冷却水）を二次冷却材（二次冷却水）と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ、高温高圧となった原子炉冷却材を冷却している。原子炉冷却材ポンプ１１８は、原子炉冷却系１１２において原子炉冷却材を循環させており、原子炉冷却材を蒸気発生器１１６からコールドレグ１１５ａを介して原子炉１１１へ送り込むと共に、原子炉冷却材を原子炉１１１からホットレグ１１５ｂを介して蒸気発生器１１６へ送り込んでいる。

原子炉冷却材は、原子炉１１１と蒸気発生器１１６との間を循環している。なお、原子炉冷却材は、冷却材及び中性子減速材として用いられる軽水である。

タービン系（二次系）１１３は、蒸気管１２４を介して各蒸気発生器１１６に接続されたタービン１２５と、タービン１２５に接続された復水器１２６と、復水器１２６と各蒸気発生器１１６とを接続する給水管１２７に介設された給水ポンプ１２８と、を有している。そして、上記のタービン１２５には、発電機１２９が接続されている。

この原子力発電プラント１００のタービン系１１３における一連の動作について説明する。蒸気管１２４を介して蒸気発生器１１６から蒸気がタービン１２５に流入すると、タービン１２５は回転する。タービン１２５が回転すると、タービン１２５に接続された発電機１２９は、発電を行う。この後、タービン１２５から排出した蒸気は復水器１２６に流入する。復水器１２６は、その内部に冷却管１３０が配設されており、冷却管１３０の一方には冷却水（例えば、海水）を供給するための取水管１３１が接続され、冷却管１３０の他方には冷却水を排水するための排水管１３２が接続されている。そして、復水器１２６は、タービン１２５から流入した蒸気を冷却管１３０により冷却することで、蒸気を液体に戻している。液体となった二次冷却材は、給水ポンプ１２８により給水管１２７を介して蒸気発生器１１６に送られる。蒸気発生器１１６に送られた二次冷却材は、蒸気発生器１１６において原子炉冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。

このような原子力発電プラント１００においては、原子炉機器や各種配管など原子炉設備を構成する部材は一般にステンレス鋼や炭素鋼などの鉄鋼材料で製作されている。これら原子炉設備を構成する部材は使用した際に原子炉機器や各種配管など原子炉設備を構成する部材内の表面は高温水（一次冷却水）との接触によって腐食作用を受け、酸化物の皮膜が形成される。皮膜は、放射性同位体（ＲＩ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）などの少なくとも１種類の金属又は酸化物などである。

高温水（一次冷却水）に晒される原子炉機器や配管内表面の接液部位に形成される皮膜に炉水中の放射能が取り込まれ、被ばく線源となっている。このような原子炉機器や各種配管など原子炉設備の除染対象物は、本発明の実施例に係る廃液処理システムを用いて除染される。なお、除染とは、原子炉設備の除染対象系統の配管や機器などの除染対象物に付着した放射性物質を除去することをいう。
なお、以下の実施例でも同様の除染対象物であるので、これらの説明は省略する。

次に、図２及び３を参照しながら、本実施例に係る放射性廃棄物除染方法について説明する。図２は、本実施例のゲル化させたゲル状薬剤を配管内表面に塗布した状態を示す図である。図３は、実施例１に係る放射性廃棄物除染方法の手順を示すフロー図である。以下に本実施例の放射性廃棄物除染方法の一連の手順を概略説明した後、各工程の詳細な説明を後述する。

図２は、本実施例のゲル化させたゲル状薬剤２１を、除染対象物である配管３０の内表面に塗布した状態を示す図である。以下の実施例では、除染対象物として配管を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
ここで、配管３０を処理する場合には、配管３０の入口部から内側の所定距離に位置する箇所に、例えば鉛等の封止部材で封止されている。よって、この封止部材から開口部までにおける内容面の所定範囲について、ゲル状薬剤を塗布して除染するようにしている。

本実施例の放射性廃棄物除染方法は、図３に示すように、配管３０内表面に形成した酸化皮膜を溶解させて除染するためのゲル状薬剤２１を調製する薬剤調製工程（ステップＳ１１）と、配管３０の酸化皮膜を溶解させて除染するために調製したゲル状薬剤２１を配管３０の内表面に塗布する塗布工程（ステップＳ１２）と、塗布工程で塗布したゲル状薬剤２１を配管３０の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程（ステップＳ１３）と、除染のために配管３０の内表面に塗布したゲル状薬剤２１の効果を得るために所定時間経過した後に保持させたゲル状薬剤２１を除去する薬剤除去工程（ステップＳ１４）と、薬剤除去工程でゲル状薬剤２１を除去した後の配管３０を洗浄する洗浄工程（ステップＳ１５）と、薬剤除去工程で除去したゲル状薬剤２１を廃棄処理する廃棄処理工程（ステップＳ１６）と、の手順から構成されている。
ここで、除染が確実になされているかを判定する判断工程をゲル状薬剤の塗布の前後に設け、この判断工程で放射線量が１／２以下に低減していない場合には、ステップＳ１２へ戻り、再度、ゲル状薬剤２１を配管３０の内表面に塗布する塗布工程から繰り返す。また初めから高い除染率を得るためにステップＳ１２からステップＳ１４までを複数回繰り返すようにしてもよい。また符号４０で示した破線で囲まれた工程は、現場室内での作業となるが、それ以外のステップＳ１１の工程、およびステップＳ１６の工程は、現場室内で行う必要はなく、例えば、実験室や作業室などで行うことができる。上記の各工程の詳細な説明については後述する。

次に、本実施例に係る放射性廃棄物除染方法の各工程について詳細に説明する。

薬剤調製工程（ステップＳ１１）は、配管３０の内表面に形成した酸化皮膜を溶解させて除染するためのゲル状薬剤２１を調製する工程である。本実施例で調製するゲル薬剤２１は、薬品と薬品を溶解させるための溶媒と薬剤をゲル化させるためのゲル化剤とを混合して得ることができる。溶媒とゲル化剤との混合割合は、例えば、溶媒：ゲル化剤＝１０：１（質量比）程度であることが好ましい。ゲル化剤としては、薬品の種類及び除染対象物の種類に応じて、リン酸架橋でんぷん、セルロース誘導体の何れか１つ以上を含み、溶媒は、純水を用いる。例えば薬品の酸性が強い場合には、ゲル化剤はリン酸架橋でんぷんよりもラスノンウエル（商品名：萬商株式会社製、セルロース誘導体）の方が好適である。また例えば、ゲル状薬剤２１の塗布表面形状が単純である場合は混合する溶媒量を少なくしてやや固めのゲル状でも良いが、ゲル状薬剤２１の塗布表面形状が複雑または小さな凹凸がある場合は混合する溶媒量を多くしてやや柔らかめのゲル状であることが好ましい。このように使用する薬品の種類や除染対象物の種類に応じてゲル化剤の種類や溶媒との混合比率などを適宜選定することができる。本実施例では薬剤をゲル化させてから除染対象の酸化皮膜表面に塗布することで、ゲル状薬剤２１を酸化皮膜表面に長時間とどめておくことが可能となる。本実施例においてゲル状とは、薬剤を配管などの内表面に塗布した場合、塗布した部位に付着したまま流れない状態を保持できることである。具体的には、ゲル状薬剤２１の粘度及び流動性は除染対象物に刷毛等で塗布が可能であり、除染対象物の横面や天井面などに塗布しても付着したまま垂れてこない状態を意味する。本実施例では、例えば、少なくとも７２時間、好ましくは２４時間、さらに好ましくは１６時間程度、塗布した部位にゲル状薬剤２１が保持されている状態を保持できるものとする。この意味で本実施例では、クリーム状や粘性の高い液体なども上記のゲル状に含むものとする。

ゲル状薬剤調製工程（ステップＳ１１）において、薬品は、原子力発電プラントの一次系を構成する配管や機器の内表面に形成した放射性物質を含む酸化皮膜を溶解させるための薬品である。薬品としては、硝酸系、硫酸系、フッ酸系の何れか１つ又は２種以上を用いてもよい。除去対象の酸化皮膜の種類に応じて、硝フッ酸、硝フッ酸及びシュウ酸、硝フッ酸及び過マンガン酸、硝フッ酸及び過マンガン酸カリウム、硝フッ酸及びクエン酸、の何れか１つ以上を含んでいることが好ましい。例えば、酸化皮膜中の主要成分が鉄系酸化物またはニッケル系酸化物の場合は、硝フッ酸、硝フッ酸及びシュウ酸、硝フッ酸及びクエン酸の何れか１つ以上含んでいるものが挙げられる。また酸化皮膜中の主要成分がクロム系酸化物の場合は、硝フッ酸及び過マンガン酸、硝フッ酸及び過マンガン酸カリウムの何れか１つ以上を含んでいるものが挙げられる。なお上記の過マンガン酸、過マンガン酸カリウムは酸化剤の例として示したものであり、同等の酸化力を有した薬品（酸化剤）であれば好適に用いることができる。また上記のシュウ酸、クエン酸は還元剤の例として示したものであり、同等の還元力を有した薬品（還元剤）であれば好適に用いることができる。酸化皮膜の種類に応じて表面酸化物を溶解する薬品とその後に母材である金属素材そのものを溶解する薬品とを適宜組み合わせて用いることが好適である。本実施例で使用する薬品の濃度としては、硝酸、フッ酸は０．５質量％以上２０質量％以下、好ましくは１質量％以上１５質量％以下、さらに好ましくは１質量％以上１０質量％以下である。またシュウ酸、クエン酸、過マンガン酸、過マンガン酸カリウムは０．００５質量％以上０．５質量％以下、好ましくは０．０１質量％以上０．３質量％以下、さらに好ましくは０．０１質量％以上０．１質量％以下である。

本実施例で使用する硝フッ酸の濃度としては、１質量％以上１０質量％以下、好ましくは３質量％以上７質量％以下、さらに好ましくは５質量％が好ましい。ゲル化剤としては、例えば、リン酸架橋でんぷん、セルロース誘導体等を挙げることができる。また、酸とゲル化剤を含むものとしてラスノンウエル（商品名：萬商株式会社製）等を挙げることができる。なお上記の酸系の薬品に対して７２時間、好ましくは２４時間、さらに好ましくは１６時間程度、ゲル状態を保持するものであれば公知のゲル化剤を適宜選択することができる。溶媒としては、例えば、純水を挙げることができる。

塗布工程（ステップＳ１２）および薬剤保持工程（ステップＳ１３）では、除染対象、例えば、一次系３配管の内表面に形成された酸化皮膜１２にゲル状薬剤２１を浸透させるために所定の時間、酸化皮膜表面にゲル状薬剤２１をとどめておく必要がある。本実施例では、薬剤保持工程（ステップＳ１３）で酸化皮膜表面にゲル状薬剤２１をとどめておくためにゲル化剤を用いてゲル状薬剤２１をゲル化させて、ゲル状とした。薬剤保持工程（ステップＳ１３）はゲル状薬剤２１を除染対象の酸化皮膜表面に塗布するだけで、酸化皮膜表面にゲル状薬剤２１を長時間とどめることができる。

塗布工程（ステップＳ１２）において、ゲル状薬剤２１を保持するための塗布方法としては、例えば、簡易な方法としてへら等を用いて、除染したい配管の内表面に塗布することが挙げられる。また放射線量が高い場合は作業中に被ばくするおそれがあるため、例えば、ロボットハンドなどの遠隔操作により刷毛やへら等を用いて、除染したい配管３０の内表面に塗布することで被ばくを防止し除染作業を行うことができる。このように本実施例はロボットハンドと刷毛のような簡易な塗布装置で被ばくすることなく施工することができる。

塗布工程（ステップＳ１２）におけるゲル状薬剤２１の塗布量としては、塗り厚さが、好ましくは０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍである。
薬剤保持工程（ステップＳ１３）における保持時間は、上記の塗り厚さでゲル状薬剤２１を酸化皮膜表面に７２時間、好ましくは２４時間、さらに好ましくは１６時間程度保持させることで十分な除染効果を得ることができる。

このゲル状薬剤２１の塗布の際に、本実施例では、酸化皮膜表面を粗面にしつつゲル化剤を塗布するようにしている。
図４は、実施例１に係るゲル化剤を用いて粗面にする工程図である。
ここで、図４においては、配管等の母材１１の表面に酸化皮膜１２が形成されている場合を示す。
そして、薬剤中に粒子２２を分散させたゲル状薬剤２１を用いて、塗布時にやや強く塗りつけるようにしている。これにより、酸化皮膜１２の一部を物理的に割りや筋を付けて物理的な凹凸面２３等の粗面状態とし、薬剤を浸透しやすくしている。

この結果、粗面となった酸化皮膜１２の箇所から、硝酸フッ酸等の薬剤が母材１１まで浸透し、母材１１を溶解し、酸化皮膜１２を浮かせて除去することとなる。これにより、除染性能の向上を図ることができる。

ゲル状薬剤２１に配合する粒子としては、例えばジルコニア、酸化クロム等を挙げることができ、硝酸やの薬剤に溶解しにくいものが望ましい。
また、金属の粒子を配合する以外に、酸化皮膜１２の表面に対して、薬剤を浸透しやすいものとして、例えばワイヤブラシで擦りつけるようにしてもよい。また、平板に数マイクロメートル程度の凹凸をつけた治具を用いて、ゲル状薬剤２１を塗布し、酸化皮膜１２の表面を粗面にするようにしてもよい。

そして、一定時間ゲル状薬剤２１を保持した後、ゲル状薬剤２１の一部を除去し、酸化皮膜１２が除去できていることを確認した後、ゲル状薬剤２１を除去する。
酸化皮膜１２の除去が少ない場合は、繰り返し、再度、塗布工程（ステップＳ１２）〜薬剤除去工程（ステップＳ１４）を繰り返し行い、除染性能を高めるようにしてもよい。

上述したようにゲル状薬剤２１を酸化皮膜表面に保持させることで、ゲル状薬剤２１が酸化皮膜表面を溶解し、続いて母材金属にゲル状薬剤２１を浸透させるための十分な時間を確保することができる。これにより放射性物質の除染率を向上させることができる。

本実施例ではゲル状の強い酸性のゲル状薬剤２１を配管３０に塗布することにより、簡易な方法で除染処理を行うことが可能となる。また上記の除染処理は室内で行うことができるので常温（室温）で除染効果が得られるものである。なお、ゲル状の薬剤２１の塗布は１回だけに限ることはなく、除染作業中に何度も繰り返して塗布することができる。また、除染作業中に１度塗布したゲル状薬剤２１を除去した後、再度ゲル状薬剤２１を塗布するという作業を複数回繰り返すことで除染率を向上させることが可能である。

薬剤除去工程（ステップＳ１４）は、ゲル状薬剤２１を塗布してから所定時間経過後に酸化皮膜表面に保持させたゲル状薬剤２１を除去する工程である。本実施例では、酸化皮膜表面に塗布したゲル状薬剤２１はゲル状であるため、簡易な方法、例えば、へら状のスクレバーなどにより取り除くことができる。なおゲル状の薬剤２１を取り除けるものであればスクレバー等に限らず適宜道具を選択して使用することができる。また放射線量が高い場合は作業中に被ばくするおそれがあるため、例えば、ロボットハンドなどの遠隔操作によりスクレバー等を用いて、塗布したゲル状薬剤２１を除去することで被ばくを防止し除染作業を行うことができる。このように本実施例はロボットハンドとスクレバーのような簡易な除去装置で被ばくすることなく施工することができる。その他の除去方法としては、所定時間経過後にゲル状薬剤２１を塗布した配管を冷却してゲル状薬剤２１を凍らせる。その後、凍ったゲル状薬剤２１を、例えばハンマーなどで衝撃を加えて割り、その破片を取り除くことで塗布したゲル状薬剤２１を容易に除去するようにしてもよい。この方法は形状が複雑でへら状のスクレバーなどでは拭き取りにくい除染対象物に対して有効な方法である。

洗浄工程（ステップＳ１５）は、薬剤除去工程（ステップＳ１４）で取り除くことができなかったゲル状薬剤２１を除去する工程である。本実施例では、ゲル状薬剤２１はゲル状であるため、へら状のスクレバーなどで取り除けなくても洗浄剤や溶剤を使用する必要はない。例えば、ウエスのようなもので拭き取るだけで除去することができる。これにより洗浄剤などを使用しないので、廃液処理を行う必要がない。また使用したウエスを廃棄するだけで良いし、除染に使用した廃液や廃棄物の量を大幅に削減することが可能となる。

廃棄処理工程（ステップＳ１６）は、薬剤除去工程（ステップＳ１４）で剥がし取ったゲル状薬剤２１を処理する工程である。この処理は取り除いたゲル状薬剤２１を、例えば、純水などの溶媒に溶解させた後、例えば、水酸化カルシウムや炭酸カルシウムなどの中和剤を混合して、フッ化カルシウムとして生成させた化合物を廃棄物として処理することができる。またシュウ酸やクエン酸などは酸化剤や触媒を利用して薬剤を二酸化炭素と水とに分解することができる。本実施例のゲル状薬剤２１はゲル状のため塗布量も厚さ１ｍｍ程度と使用量も少なくて済むので、廃液処理量及び廃棄物量を大幅に削減することができる。本実施例によれば、廃液処理に係る廃棄物量は従来に比べて１／１００以下とすることが可能である。なお中和剤に用いる薬品は上記に限ることはなく、ゲル状薬剤２１の成分に対して化合物を生成させる薬品であれば良く、その中和処理方法も適宜選択することができる。さらに本実施例の廃液処理工程は、従来の除染方法のように大量の薬剤を処理する必要はないので、廃液処理のためのＵＶ塔やイオン交換樹脂塔などの大がかりな処理装置を削減することができる。

なお、除染の判断をする放射線量を計測する方法は、例えば、ＧＭ管式サーベイメーターなどで行うことができるので詳細な説明は省略する。判断工程で判断する除染率は、除染を行う前の除染対象物の放射線量と、除染後の除染対象物の放射線量とから求めることができる。本実施例の放射性廃棄物除染方法による除染率は、３０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは９０％以上である。

本実施例によれば、ゲル状薬剤２１の塗布時に、酸化皮膜１２の表面を物理的な凹凸等の粗面を形成し、ゲル状薬剤２１中の酸性薬液の浸透性を高め、酸化皮膜１２と薬液の接触面積を拡大、除染性能（除染速度）の向上を図ることができる。

次に、本発明の実施例２に係る放射性廃棄物除染方法について、図５を参照して説明する。図５は、実施例２に係る放射性廃棄物除染方法の工程図である。なお、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
放射性廃棄物除染方法の処理工程は、図３に示す工程と同様であり、省略する。
本実施例では、塗布工程で塗布したゲル状薬剤２１を配管３０の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程（ステップＳ１３）において、ゲル状薬剤塗布面をフィルム等の被覆部材で覆いつつ、ゲル状薬剤２１を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させるようにしている。

本実施例では、母材１１へゲル状薬剤２１の薬液を浸透させるために、長時間ゲル剤で塗布する際、被覆部材で被覆し、長時間塗布することで、母材１１へ浸透する薬液量を多くしている。

ここで、母材１１の溶解に有効な、フッ酸（ＨＦ）の沸点は２０℃程度と低温であるので、長時間ゲル塗布をそのまま保持することでは、フッ酸（ＨＦ）が気化し、除染性能が低下する懸念がある。

本実施例では、図５に示すように、母材１１へゲル状薬剤２１を塗布した後、フィルム２５をその表面に貼り付け、フッ酸の揮発を防止している。

ゲル状薬剤２１を塗布した上に、薄いフィルム２５を貼り付けすることで、揮発したフッ酸の揮発、拡散が抑制される。これにより、長時間にわたりフッ酸の溶解力を維持することが可能となる。

次に、本発明の実施例３に係る放射性廃棄物除染方法について、図６を参照して説明する。図６は、実施例３に係る放射性廃棄物除染方法の工程図である。なお、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
放射性廃棄物除染方法の処理工程は、図３に示す工程と同様であり、省略する。
本実施例では、ゲル状薬剤調整工程（ステップＳ１１）において、酸化処理する薬液として、フッ酸等を用いる代わりに、テトラフルオロホウ酸（ＢＦ₄）を用いて、ゲル状薬剤２１中に含有させるようにしている。

テトラフルオロホウ酸は、以下の式にしたがってゲル状薬剤２１中でゆっくり分解し、フッ酸（ＨＦ）を生成することから、長時間にわたりフッ酸の効果が期待できる。
ＢＦ₄ ^- ＋３Ｈ₂Ｏ ＋ Ｈ⁺ →Ｂ（ＯＨ）₃ ＋ ４ＨＦ

ゲル中で徐々にフッ酸が生成するため、維持薬液の効果が長時間期待できる。

ゲル状薬剤２１に含有する酸化皮膜１２を溶解処理する薬剤としてテトラフルオロホウ酸を用いることで、フッ酸による母材の溶解の効果を長時間維持することができる。

次に、本発明の実施例４に係る放射性廃棄物除染方法について、図７を参照して説明する。図７は、本実施例のゲル化させたゲル状薬剤を、除染対象物である配管３０の内表面に塗布した状態を示す図である。なお、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
放射性廃棄物除染方法の処理工程は、図３に示す工程と同様であり、省略する。
本実施例では、塗布工程で塗布したゲル状薬剤２１を配管３０の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程（ステップＳ１３）において、配管３０の周囲にヒーター３１を巻装し、配管３０を加温するようにしている。

母材１１に薬品への浸透性を高めるために温度を上昇している。
ここで、処理の際、温度を上昇すると薬剤の拡散係数が大きくなるため、拡散速度が大きくなり、酸化皮膜へ浸透しやすくなる。
なお、配管３０等に対しては、リボン状のヒーター３１を配管外面（除染対象の外側）に巻き付け、加熱を行うことにしている。
一般的な化学反応速度は１０℃で２倍であり、室温から４０〜９０℃程度まで温度を上昇させることで、除染性能の向上を図るようにしている。

また、薬品は温度を加えることで、水分が揮発し、固化するため、長時間加熱し、ゲルが固化する。
よって、固化後、例えばヘラのようなもので、固化したゲルを除去することで除去が可能である。
本実施例では、除染の廃液発生量が少ないために、あとの処理が簡便となる。

加温することにより、温度上昇により、拡散係数（拡散速度）が大きくなり、母材への薬品の浸透性（浸透速度）が高まる。薬品は、温度上昇により、水分の揮発が進み、固体回収が出来る為、除染廃液量の低減を図ることができる。

次に、本発明の実施例５に係る放射性廃棄物除染方法について説明する。
本実施例では、放射性廃棄物除染方法の処理工程は、図３に示す工程と同様であり、省略する。
本実施例では、ゲル状薬剤２１を塗布した後、ゲル状薬剤２１を除去する工程（ステップＳ１４）において、硝酸、フッ酸等により酸化皮膜を浮かせて除去する方法であるため、ゲル除染後、酸化皮膜１２は、母材１１が溶解することで、除去しやすくなっている。

そこで、ゲル状薬剤２１を除染した後、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、所定時間乾燥した後、ストリッパブルペイントを剥離する。
これにより、ゲル状薬剤２１の除去後のルーズになった酸化皮膜１２をストリッパブルペイントの剥離力により、さらに剥離除去することができる。

薬剤除去工程（ステップＳ１４）において、ストリッパブルペイントを用いることで、通常のゲルによる除染に加え、更に剥離による酸化皮膜１２の除去効果が加わり、より高い除染性能を発揮する。

本実施例によれば、除染後、ストリッパブルペイントを用いた酸化皮膜１２の除去を行う事で、通常のゲル除染に加え、剥離による酸化皮膜１２の除去効果が加わり、より高い除染性能が得られる。

１１ 母材
１２ 酸化皮膜
２１ ゲル状薬剤
２２ 粒子
２３ 凹凸面
２５ フィルム
３１ ヒーター
１００ 原子力発電プラント
１１１ 原子炉
１１２ 原子炉冷却系
１１３ タービン系
１１５ａ コールドレグ
１１５ｂ ホットレグ
１１６ 蒸気発生器
１１７ 加圧器
１１８ 原子炉冷却材ポンプ
１１９ 原子炉格納容器
１２１ 燃料集合体
１２２ 制御棒
１２５ タービン
１２６ 復水器
１２７ 給水管
１２８ 給水ポンプ
１２９ 発電機
１３０ 冷却管
１３１ 取水管
１３２ 排水管

Claims (5)

1. 原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の母材の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、
   前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にゲル状薬剤を前記母材まで浸透させる凹凸面を設けつつ前記ゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、
   前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、
   前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有すると共に、
   前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法。
2. 原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、
   前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、
   前記ゲル状薬剤塗布面を覆いつつ、前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、
   前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有することを特徴とする放射性廃棄物除染方法。
3. 原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、
   前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にテトラフルオロホウ酸を含有するゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、
   前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、
   前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有すると共に、前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法。
4. 原子力発電プラントの一次系を構成する部材を取り替えた後に廃棄する除染対象物の内表面に形成した酸化皮膜を除去する放射性廃棄物除染方法であって、
   前記除染対象物の前記酸化皮膜表面にゲル状薬剤を塗布する塗布工程と、
   前記除染対象物を加温しつつ、前記ゲル状薬剤を前記除染対象物の内表面に所定時間とどまるように保持させる薬剤保持工程と、
   前記所定時間経過後に前記保持させたゲル状薬剤を除去する薬剤除去工程と、を有すると共に、前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法。
5. 請求項２において、
   前記薬剤除去工程の終了後に、ゲル状薬剤の剥離面に、ストリッパブルペイントを塗布し、その後ストリッパブルペイントを剥離することを特徴とする放射性廃棄物除染方法。

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