JPS6050320B2 - 放射性物質取扱設備の除染方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉施設の機器や配管等のような放射性物
質取扱設備の除染方法に関する。

一般に、原子炉施設の一次冷却系では、第１図に示すよ
うに、運転経過と共に、放射線線量率が１００〜１５０
ｍＲ／れ／ＥＦＰＹ程度で増大していく。

放射線線量率の上昇は、原子炉施設の保守、点検時に作
業者、従業員の被曝線量を増大させ、また、原子炉施設
の維持に支障をきたす。この放射線線量率の上昇は、放
射性物質を含有する腐食生成物が機器、配管等の表面に
付着する量が増大していくためである。このため、保修
時に腐食生成物を除染することが行われる。この除染方
法としては、大別して機械的除染と化学除染とがあり、
その除染効率は、除染係数（ＤＦ）で表わすと、それぞ
れ約１．５及び１．５〜１０００となつている。

機械的除染にはブラッシング、超音波、ジェット水を用
いる方法があるが、ブラッシング法、超音波法は、単独
では十分な除染効果は期待できない。またジェット水を
用いる方法は、水圧を十分高くして被除染体に噴射する
ことで十分な効果を上げることができる。一方、化学除
染には、大別して強い除染液を用いる方法と、弱い除染
液を用いる方法、及び電解を用いる方法とがあり、除染
効果はいずれも前記の係数で表わされるように期待でき
る。

表１は、配管除染の一例として、超音波洗浄Ｊ後、蓚酸
洗浄を行い、その後再び超音波洗浄を行つた場合の残留
放射能割合を示すもので、化学除染法である蓚酸洗浄に
よつて大きな除染効果が得られ、また、機械的除染法で
ある超音波洗浄を組み合わせた処理を行うことによつて
さらに十分な除染効果が得られることを示している。

また、表１は次のことをも意味している。

機器や配管等の被除染体が銅材でなる場合、その腐食生
成物は、第２図に示すように、被除染体１の表面に、深
層２と表層３との２層に形成され、ＣＯ一６０，Ｍｎ−
５４等の放射性物質４は、表層３においては、四三酸化
鉄（Ｆｅ３Ｏ４）と三二酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）等のクラ
ッドに付着しており、この表層は比較的除去しやすい形
態であり、前記超音波洗浄等の機械的除染法でも容易に
除染できる。一方、全放射能の大部分（〜８５％）を含
む深層２は、被除染体１の酸化皮膜てあり、放射性物質
４はスピンネル化合物（例えばＣＯＦｅ２Ｏ４）として
安定な形態で強固に保持されているから、この深層２の
除去は、前記表１で示した蓚酸洗浄等の化学除染により
溶出させるか、高圧ジェット水で剥離させる。しかして
、上記した従来技術によると、下記のような問題を生じ
る。

前記のように化学除染等によつて深層２を除去すると、
除染表面は局所的に．クレータを生じたりして非常に粗
くなる。これを原子炉施設に戻して運転に入ると、被除
染体表面が粗面となつており、付着面積も非常に大きく
なつているから、第３図に示すように、被除染体表面は
急激に酸化されて皮膜５を形成し、この酸化！皮膜５内
に冷却水中の放射能物質４がとり込まれるため、被除染
体表面の放射線線量率は急激に上昇する。この上昇率は
、除染しない場合に比べて約２ゐ倍にもなり、結局、除
染を行なつたものの方が放射線線量率が大となることが
あつた。このように、従来技術によると、除染を行う保
修時には一時的に被曝線量の低減という効果をもたらす
が、長期的な観点にたつと線量レベルを上昇させること
になるので、原子炉等の放射性物質取扱施設の保全性を
低下させ、ひいては施設の維持を困難にさせるおそれが
ある。本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、被
除染体を施設に戻した後の放射性物質の付着量を可及的
に少なくすることができ、これによつて放射線線量率の
上昇を抑制することのできる放射性物質取扱設備の除染
方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においては、”被除染
体に付着している放射性物質を除去した後、露出した被
除染体の金属表面を事前に強制的に酸化させるようにし
、これにより、被除染体が施設に組み込まれた際に、放
射性物質を取り込みながら酸化しないようにしたことを
特徴とするものである。

以下本発明の詳細な説明験例により説明する。

実験においては、試験片として、炭素鋼製で、巾、長さ
、厚さがそれぞれ１０Ｔ！Ｎ，５ＯＴＴｒ！Ｎ，３瓢の
ものを用い、下記の化学除染処理、酸化処理を行つた。
〔化学除染処理〕 （１）アルカリ処理 アルカリ処理液として、ターコ社製商品名ターコ●デコ
ン４５０２のものを用い、これをビーカに入れて８０〜
９０℃に加温しておき、その中に前記試験片を入れ、約
４時間浸漬し、その後試験片をビーカにより取り出し、
アルカリ性を示さなくなるまで水洗した。

（２）酸処理 酸処理液として、ターコ社製商品名ターコ・デコン４５
２１のものを用い、これをビーカに入れて８０〜９０℃
に加温しておき、前述のアルカリ処理後の試験片をその
中に入れて約６時間浸漬した後、試験片をビーカより取
り出し、酸性を示さなくなるまで水洗した。

〔酸化皮膜の生成〕

（１）前記の化学除染処理した試験片の一部を、水質維
持装置の付いたオートクレーブ内に入れ、オートクレー
ブには脱気した純水を満たし、約１２０℃まで昇温して
約２０叫間保持することにより、厚さ数μ程度の酸化皮
膜（Ｆｅ３Ｏ４）を生成させた。

（２）次にオートクレーブ内に酸素を注入して純水中の
酸素濃度を約５０ｐｐｍ程度にし、約５０時間保持して
Ｆｅ３Ｏ４の表面をより化学的に安定なＦｅ２Ｏ３にし
、放射性物質を含む液体中にさらされた時の放射性物質
の取り込み量が少なくなるようにする。

次に、酸化皮膜生成による効果を確かめるため、前記の
化学除染処理したままの試験片と、化学除染処理した後
に前のように酸化皮膜を生成した試験片を、放射性コバ
ルトを含む水を満たしたオートクレーブに入れ、原子炉
の炉水温度である約２８０′Ｃまで昇温し保持した。

約５ケ月後の試験片の放射能汚染度は下記の表２に示す
通りとなつた。このように、本発明に基づいて酸化皮膜
を表面に生成させたものは、従来のように生成させない
ものに比べ、放射能汚染度が著しく低下する。

この理由は次のように考えられる。酸化皮膜を生成しな
かつたものは、炉水条件で酸化する過程でＦｅ（０Ｈ）
２，Ｆｅ（０Ｈ）３を生じるが、これがコバルトをよく
吸着して化合物を生成し、放射化する一方、本発明によ
り第４図のように酸化皮膜６を金属表面に形成するもの
は、放射性コバルトが存在しない状態でＦｅ（０Ｈ）２
，Ｆｅ（０Ｈ）３をへてＦｅ３Ｏ４を生成させるもので
あり、この酸化皮膜（Ｆｅ３Ｏ４）はＦｅ面への付着力
が強く、結晶化などの凝集力が大きく、緻密な皮膜を作
つて試験片を被うため、炉水条件で浸漬しても腐食速度
が律速され、腐食量が少なくなると共に、酸化皮膜が内
部から生成するため、表層３の生成量が少なくなるとい
う理由によると考えられる。なお、前記した実施例は一
例にすぎず、化学除染処理に用いる処理液や処理方法は
種々に選択可能である。

またこの除染処理は、化学除染以外に、高圧ジェット水
によつて機械的除染を行う方法も採用でき、さらに化学
除染と機械的除染を共に行うことにより、効率のよい除
染が行える。また、被除染体表面の強制的酸化は、上記
例以外に、例えは過酸化水素等の酸化剤を含む溶液に被
除染体を浸漬する方法、もしくは酸素や清浄な空気中に
おける低温（例えば１００゜Ｃ）加熱方法や、酸化剤を
含む溶液中における陽極分極による方法など、予め酸化
皮膜を形成しうる方法であればよい。以上述べたように
、本発明の除染方法は、除染後に強制的に酸化皮膜を生
成させることを要旨とするものであり、酸化皮膜を生成
させない従来方法に比べ、再汚染を大幅に低減しうる。

従つて本発明によれば、原子炉のように放射性物質を取
扱う施設における保守点検時の被曝線量が低減され、保
全性が高まり、施設の維持が容易となる。また、除染の
間隔を長くすることができるため、施設の維持コストを
低減しうる。・図面の簡単な説明 第１図は原子炉一次冷却系の放射線線量率の経時変化を
示す図、第２図は配管等に生じた酸化物層を示す断面図
、第３図は従来の除染法を用いて除染した後運転により
生じる酸化物層を示す断面フ図、第４図は本発明によつ
て除染した後の酸化物層の生成状況を示す断面図である
。

１・・・・・・被除染体、２・・・・・・深層、３・・
・・・・表層、４・・・放射性物質、６・・・・・・酸
化皮膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射性物質を取扱う設備の鉄鋼製の部材を、化学的
   手段、及び高圧ジェット水を用いた機械的手段の少なく
   とも何れか一方によつて除染してその表面の放射性物質
   を除去した後、該部材の表面に、放射性物質が実質的に
   無い状態にて強制的に酸化皮膜を形成させることを特徴
   とする放射性物質取扱設備の除染方法。 ２ 前記の酸化皮膜を強制的に形成させる操作は、前記
   の鉄鋼製部材の表面に四三酸化鉄でなる酸化皮膜を形し
   た後、該酸化皮膜の表面をより安定な三二酸化鉄に酸化
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の放
   射性物質設備の除染方法。