JPH04372897A - 放射性金属廃棄物の電解除染方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放射性金属廃棄物の電解
除染方法に係り、特に、金属廃棄物の汚染が金属母材内
部に浸透拡散している放射性金属廃棄物の電解除染方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射性金属廃棄物は、主として配管、バ
ルブ等の廃材であり、従来、この種の廃棄物は細かく切
断する等の方法でドラム缶等の容器に入れ、サイト内に
保管貯蔵されている。しかし、その数は年々増加し、そ
の保管場所の確保が大きな問題になっている。この種の
廃棄物においては、表面の酸化皮膜層（クラッド）に大
半の放射性物質が存在しているが、金属母材の表層部分
にも放射性物質が拡散、浸透していることが多い。

【０００３】したがって、完全な除染を行い、放射能を
一般廃棄物と同等のバックグラウンドレベルにするには
、表面の酸化皮膜を除去するだけでなく、金属母材の表
層部分も除去する必要がある。このため、各種の除染方
法が開発されているが、そのうち表面の酸化皮膜層につ
いてはブラスト除染方法や交番電解除染方法（特開昭５
９−１５４４００号公報）が提案されており、酸化皮膜
を効率よく除去できる。また、金属母材の表層部分に拡
散浸透している除染に対しては陽極電解除染方法が好適
である。

【０００４】電解除染方法は、リン酸、硫酸などの強酸
電解液を用いる方法及び硫酸ナトリウムなどの中性塩電
解液を用いる方法とに大別されるが、これらのうち強酸
を用いる方法では電解液中に金属イオンが蓄積してくる
と、液が劣化し、その都度液を更新しなくてはならず、
液全体が二次廃棄物となり、除染減容効果が小さいとい
う欠点がある。これに対し、中性塩電解液を用いる方法
では電解液中に生成する金属水酸化物スラッジを固液分
離することで容易に電解液を再使用でき、二次廃棄物量
を少なくできるという特長がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、中性塩電解液
での電解除染方法では溶解速度が遅いという欠点があっ
た。また、溶解速度を速めるために温度等の電解条件を
変えると付着物の残留が認められ、除染対象の放射能レ
ベルが高いものほどバックグラウンドレベルまでの除染
が困難な場合があった。

【０００６】本発明の目的は、上記した従来の課題を解
決し、金属母材内部の浸透汚染に起因する放射性金属廃
棄物に対して、不用な電解操作を極力低減でき、しかも
、二次廃棄物を増加させることなく、一つの電解槽内で
金属廃棄物を効率良く除染することが可能な放射性金属
廃棄物の電解除染方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属の電解液
中での陽極溶解特性を利用し、即ち、活性溶解域では溶
解速度が大きいこと、過不働態域では酸化ガスの発生も
同時に起き、付着物の除去効果が大きいことを利用し、
まず、電解液の温度と電流密度を活性溶解域になるよう
に保持して、陽極電解を行った後、金属廃棄物を過不働
態域での反応に変化させ、その後の電解反応を過不働態
域に維持し、表面付着物を除去するように構成したもの
である。

【０００８】

【作用】活性溶解域では、金属の溶解速度が大きく効率
的に金属の溶解反応が進行する。しかし、この溶解反応
の際、金属廃棄物の表面に付着物が形成されやすい。活
性溶解域での反応後、金属廃棄物を過不働態域での反応
に変化させると、金属の溶解反応は低下するが、金属廃
棄物からＯ２　ガスが発生する。このＯ２　ガスは、金
属廃棄物表面の付着物を金属廃棄物表面から離脱させ、
金属廃棄物の表面が洗浄される。したがって、金属廃棄
物の表面及びその付近の汚染物は効率的に除去される。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を図面を基に説明する。図１は
炭素鋼母材の硫酸ナトリウム電解液中での陽極溶解特性
を示すグラフである。図１において、例えば、０．３Ａ
／ｃｍ２　の電流密度の場合、活性溶解域での反応（ａ
点）と過不働態域での反応（ｂ点）の２種類がある。

【００１０】活性溶解域での反応（ａ点）では酸素ガス
の発生がなく、ほぼ１００％の電流効率で金属の溶解反
応が進行する。また、過不働態域での反応（ｂ点）では
金属の溶解反応は１０％以下の電流効率であるが、酸素
ガスの発生が多くなる。このため、金属表面で溶解し金
属の表面付近に付着している付着物は、このＯ２　ガス
の発生によって、金属の表面及びその付近から離脱し、
ａ点での反応時に生じる付着物がなくなる。したがって
、過不働態域での反応（ｂ点）は、除染の最終段階での
電解反応としては好適である。

【００１１】すなわち、金属母材中に拡散、浸透した汚
染物（付着物）を迅速にかつ確実に除染するには、まず
、ａ点での反応により金属の必要溶解深さまで迅速に溶
解し、その後、ｂ点での反応により、金属の表層部の付
着物を除去でき、効率的に洗浄面を得ることができる。 次に、このような原理を実行する例を図２に基づいて説
明する。図２において、まず、金属廃棄物１を電解槽２
中の電解液３中に浸漬し、直流電源４の陽極側に接続し
、陰極に接続した電極５との間で電解を行う。このとき
電圧、電流は徐々に上昇させることによって図１に示し
たａ点での活性溶解反応が進行する。

【００１２】金属廃棄物１の表層部の必要溶解量まで電
解を維持した後、金属廃棄物１を電解液３から所定高さ
まで引き上げて電解時における金属廃棄物１の電解反応
面積を減少させ、一時的に電流密度を増加させると、図
１におけるｃ点での過不働態域での反応すなわち、Ｏ２
　ガスの発生領域での反応が起きる。この後、再度、金
属廃棄物１の全体を電解液２中に浸漬するとｂ点での過
不働態域での反応、すなわち、Ｏ２　ガスの発生する過
不働態域での反応となり、金属廃棄物１の表層部からの
付着物の除去が行われ、清浄な除染面が得られる。

【００１３】

【実施例】放射性金属廃棄物である炭素鋼配管を電解液
として３５℃の２０Ｗｔ％硫酸ナトリウム水溶液を用い
、電流密度０．４Ａ／ｃｍ２　で過不働態域での陽極電
解を行った時の放射能量の経時変化を図３に示した。 ０．４Ａ／ｃｍ２　の場合は、約３０分で放射能量は、
図中、破線で示すバックグラウンドレベルに達した。

【００１４】これに対して、本発明の方法にあっては、
５分間の活性溶解（図における反応ａ）と過不働態域（
図におけるｃ反応）から１分間の過不働態域での電解（
図における反応ｂ）の合計（６分間）でバックグラウン
ドレベルに達し本発明の有効性を確認できた。なお、前
記実施例においては、金属廃棄物を電解液から引き上げ
ることによって電流密度を増加させて過不働態域に変化
させることを説明したが、非導電性の遮蔽体等を電極と
金属廃棄物との間に介在させ、金属廃棄物に対する電流
密度を増加させて、過不働態域に変化させることもでき
る。要は、本発明において、電流密度の増加によって、
反応域を変化させることができ、活性溶解域から過不働
域に変化させる手段は、特に制約がない。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
活性溶解域で金属廃棄物表層部の汚染物を溶解し、次い
で過不働態域でＯ２　ガスを発生させ、このＯ２　ガス
によって金属廃棄物表層部で溶解し、付着している物質
を金属廃棄物から離脱させるので、金属母材中に汚染が
拡散、浸透している放射性金属廃棄物を迅速にかつ効率
良く除染することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための炭素鋼の陽極溶
解特性図である。

【図２】本発明に係る方法の一実施例を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の実施例と従来例とを対比して示すグラ
フである。

【符号の説明】

１…金属廃棄物 ２…電解槽 ３…電解液 ４…直流電源 ５…電極 ６…Ｏ２　ガス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放射能で表面及びその付近が汚染され
   た放射性金属廃棄物を電解液中で陽極電解により溶解し
   、該放射性金属廃棄物表面及びその付近の放射性物質を
   除去する電解除染方法において、金属廃棄物全体に印加
   する電圧電流を除々に上昇させて活性溶解域において所
   定時間保持して電解した後、過不働態域での反応に変化
   させた後、再度、金属廃棄物全体を電解することを特徴
   とする放射性金属廃棄物の電解除染方法。
2. 【請求項２】　　前記活性溶解域において所定時間保持
   して電解した後、前記金属廃棄物の電解時の反応面積を
   減少させて過不働態域とすることを特徴とする請求項１
   の放射性金属廃棄物の電解除染方法。
3. 【請求項３】　　前記活性溶解域において所定時間保持
   して電解した後、前記金属廃棄物の電解時に電極と前記
   金属廃棄物との間に非導電性の遮蔽体を介在させて過不
   働態域とすることを特徴とする請求項１の放射性金属廃
   棄物の電解除染方法。