JPH0361900A

JPH0361900A - ステンレス鋼の化学除染方法

Info

Publication number: JPH0361900A
Application number: JP16510889A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yomo; 四方　信夫; Tsutomu Onuma; 大沼　務; Hidetoshi Akimoto; 秋元　秀敏
Original assignee: Hitachi Plant Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1991-03-18

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、放射性物質取り扱い施設から発生する、表面
が放射性物質で汚染された放射性金属廃棄物の化学除染
方法に係り、特に、液の流通が困難な狭小部分を有する
ステンレス鋼製の放射性金属廃棄物の化学除染方法に関
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
除染法等が知られているが、これらの方法では、除染対
象物に電極あるいはノズルを挿入する必要があり、パル
プ、ポンプ等の複雑な形状物への対応は困難である。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、金属廃棄物の表面に強固に付着し、放射性物質の
大部分を取り込んでいるクラッドの溶解を目的としてい
る。

しかしながら、このクラッドが付着している金属母材の
表層には、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、母材の表層も汚染していると言
われている。したがって、表面のクラッドだけの化学溶
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、本出願人は、特願昭６
２−２１６０８号明細書において、放射性金属廃棄物を
硫酸溶液中に浸漬して大部分の放射性物質を溶解又は剥
離除去する第一工程と、硫酸単独液中では溶解しに（い
銅やクロムの酸化物など、被除染物表面に沈着している
物質を溶解する目的で硫酸に酸化性の金属塩を添加した
溶液中に浸漬する第二工程とからなる放射性金属廃棄物
の除染方法を提案した。

さらに、本出願人は、上記の方法で、不働態化したステ
ンレス鋼製の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去する方法として、特願昭６
３−１７２２７１号明細書において、被除染物であるス
テンレス鋼表面の一部をグラインダーやブラスト研削機
などを用いて機械的に研削して、不働態皮膜の一部を除
去することを提案した。

これらの方法によれば、バルブ、ポンプ等の複雑な形状
物を一般廃棄物並みの放射能レベルまで除染でき、かつ
、ステンレス鋼等の不１＊Ｍ皮膜に対応することができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、除染対象物が液の流通が困難な狭小部分
を有する場合には、上記方法を用いても内面の除染に際
して除染液の混合性が悪く、除染に極めて長時間を要す
る。すなわち、上記の方法では、除染対象物を除染液中
に浸漬して化学反応によって金属表面の溶解を行うので
、液が入り込めばどのような形状でも除染可能であるが
、液の流通が困難な狭小部分では、液の流動性が悪く、
僅かに表面での気泡発生や温度差によって対流が生じ、
液が混合されるのみであり、反応生成物である溶解金属
イオンの拡散や反応物質である水素イオン等の更新が遅
く、除染にかなり時間がかかるという問題点がある。

したがって、本発明の課題は、前記従来技術の欠点を解
消し、液の流通が困難な狭小部分の除染を短時間で容易
に行うことのできる除染方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、液の流通が困難な狭小部分に外側から貫通孔
をあけることによって上記の課題を解決したものである
。すなわち、本発明によるステンレス鋼の化学除染方法
は、表面が放射性物質で汚染された、液の流通が困難な
狭小部分を有するステンレス鋼製の金属廃棄物を硫酸溶
液中に浸漬する第一工程と、硫酸に酸化性の金属塩を添
加した水溶液中に浸漬する第二工程とからなるステンレ
ス鋼の化学除染方法において、液の流通が困難な狭小部
分に機械的手段により貫通孔をあけた後、前記の第一及
び第二工程から成る除染工程を実施することを特徴とす
る。

このように狭小部分に外側から貫通孔をあけると、その
孔が細い孔であっても、孔の側面において母材の露出部
分が生じ、酸化皮膜との間に局部電池が形成され、酸化
皮膜の還元による溶解が起こり易く、また、溶解時に発
生する気泡等は細い孔でも抜くことが可能であるため、
効率よく除染を行うことができる。さらに、細い孔であ
れば、機械的手段により貫通させるのは容易であり、例
えばドリル等を用いて貫通孔をあけることができる。

次に、本発明の方法おける各工程を説明する。

本発明の方法においては、上記のようにまず、前処理工
程として、液の流通が困難な被除染物の狭小部分に貫通
孔をあける。貫通孔をあける部位は、液の流通が困難な
狭小部分で最も深い部分が望ましい。

孔をあける方法としては、特に制限はなく、例えばドリ
ル等が考えられる。孔の数は、多い方が効果は大きくな
るが、狭小部分１箇所に対して少なくとも１個あればよ
い。また、孔の径は、大きい方が効果は大きくなるが、
孔の径が大きくなると、貫通の操作に多大な労力を要す
る。また、逆に細すぎても、ドリルが折れる等の問題が
ある。

したがって、孔の数や径は、狭小部分の長さ等を考慮し
て適宜決定すればよい。

次いで、第一工程において硫酸による熔解を行うが、硫
酸溶液としては、５重量％以上の濃度、好ましくは５〜
３０重景％の濃度の硫酸溶液を用い、この溶液を６０°
Ｃ以上の温度に加熱して被除染物を浸漬する。硫酸濃度
があまり低濃度では効果がなく、また、あまり低い温度
でも効果がない。

また、１００°Ｃ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１５重量％前後、温度８０　’Ｃ付近であるのが好ま
しい。

さらに、第二工程においては、硫酸に酸化性の金属塩を
添加した水溶液を用いて除染を行う。ここで用いる硫酸
は、第一工程に用いたものと同様の濃度のものでよい。

また、酸化性の金属塩としては、６価のクロム酸塩、例
えばクロム酸カリウムなど、重クロム酸塩、例えば重ク
ロム酸カリウムなど、４価のセリウム塩、例えば硫酸第
二セリウムなど又は過マンガン酸塩、例えば過マンガン
酸カリウムなどを用いることができる。これらの酸化性
の金属塩は、１〜６重景％、好ましくは２〜４重量％の
濃度に添加する。第二工程において用いる溶液は３０°
Ｃ以上に加熱して用いるのが好ましい。

次に、図面に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明の方法を示す系統図である。

第１図において、第一除染槽ｌには第１液として硫酸を
使用する。第１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２液として前記の
ような酸化性の金属塩を添加した液を使用し、この第２
液もヒータ４によって所定温度に加温される。

第１図において、放射性金属廃棄物５はまず、ドリル６
を用いて液の流通が困難な狭小部分に外側から貫通孔７
をあける。なお、貫通孔をあける機械的手段は、ドリル
に限定されるものではなく、他の用具であってもよい。

その後、第一除染槽１中において第１液である硫酸溶液
中に浸漬する。このとき、第一除染槽１内では、露出し
た母材の溶解及びこれに伴って表面に固着したクラッド
の剥離により、放射性物質の９０％以上が除去される。

しかし、ステンレス鋼と硫酸溶液との化学反応による溶
解では、ステンレス鋼に不純物として含まれる銅や、剥
離されずに残ったクラッドの一部が、被除染物の表面に
沈着しており、これに−旦溶出した放射性物質の一部が
取り込まれるため、被除染物表面の沈着物を溶解する操
作として、次に第二液として硫酸に酸化性の金属塩を添
加した液が入っている第二除染槽３に浸漬する。このよ
うにし−て、不働態化したステンレス鋼の放射性廃棄物
は、一般廃棄物並みの放射能レベルまで除染され、水洗
後、廃棄することができる。

〔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、不働態化している５ＵＳ３０４
製のバルブに対し、ドリルで液の流通が困難な狭小部分
に外側から貫通孔を１個あけた。

さらに第１図に示した系統図に従って、第−除染液及び
第二除染液で除染を行った。

第１図に示した系統図により除染した場合（本発明の方
法）と、貫通孔をあけないで除染した場合（従来法）に
ついて、放射能が検出限界（１×１０−５μＣｉ／ｃｎ
ｌ）以下になるまでの除染時間を比較した。除染条件を
第１表に示し、除染結果を第２表に示す。

第１表第２表除染時間上記の結果から明らかなとおり、従来の方法では第二工
程において、第二液中での溶解速度が遅いため、除染時
間が長くなる。これに対して、本発明の方法では、貫通
孔の孔壁面において母材が露出するために、母材と被除
染物の内表面の汚染酸化皮膜との間で局部電池が発生し
、第１液中で反応が促進され、その結果、第２液への負
荷が減少し、第２液での反応時間が著しく短くなる。

また、貫通孔によって液の流通や気泡の拡散などが促進
されるため、反応が迅速に進行し、全体の反応時間が速
くなる。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、不働態化したステンレス鋼製で
、液の流通が困難な狭小部分を有する放射性金属廃棄物
を一般廃棄物並みの放射能レベルにまで容易に化学除染
でき、それに要する除染時間も著しく短縮することがで
き、複雑な形状の放射性金属廃棄物に対しても効率のよ
い除染が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法の一実施態様を示す系統図であ
る。符号の説明 ■・・・第一除染槽、２及び４・・・ヒータ、３・・・
第二除染槽、５・・・・放射性金属廃棄物、６・・・ド
リル、７・・・貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面が放射性物質で汚染された、液の流通が困難
な狭小部分を有するステンレス鋼製の金属廃棄物を硫酸
溶液中に浸漬する第一工程と、硫酸に酸化性の金属塩を
添加した水溶液中に浸漬する第二工程とからなるステン
レス鋼の化学除染方法において、液の流通が困難な狭小
部分に機械的手段により貫通孔をあけた後、前記の第一
及び第二工程から成る除染工程を実施することを特徴と
するステンレス鋼の化学除染方法。
（２）狭小部分の最も深い部位に貫通孔をあける請求項
１記載のステンレス鋼の化学除染方法。