JPS6020720B2 - 放射能で汚染された金属材料の除染方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射能で汚染された鉄系の金属材料の除梁方法
に関し、特に放射性金属材料廃棄物量を低減しうる放射
能で汚染された金属材料の除梁方法に関する。

原子力発電所では、機器及び配管の取換えの際に大量の
放射能で汚染された鉄系の金属材料の廃棄物が発生する
。

これらは適当な大きさに切断され、ドラム缶に詰めて保
管される。今後、原子力発電所の数が増加し、又、運転
年数が増加すると共に、このような廃棄物が益々増加す
る傾向にあり、そのため、これを低減する方法の開発が
望まれている。その代表的な方法として、濃厚な酸液中
で電解研摩することによる除梁法がある。

この方法は、大部分の放射能金属廃棄物は汚染されてい
るのが表面だけであり、又、汚染は主として金属酸化物
として付着しているので、電解研摩により、母村の表面
層の金属酸化物の一部を溶解し残部を表面から剥離して
除去し、非放射性の金属廃棄物として処分しようとする
方法である。この方法は、放射能汚梁を除去するという
面からは優れた方法であるが、汚染された母村の表面層
が電解液に溶解するため、電解液が消耗すると共に、電
解液中に放射能の金属イオンが畜頚してくる。したがっ
て電解液を次々に更新する必要があり、その廃液量夕が
多くなるのが難点である。本発明はこのような現状に鑑
みてなされたものであり、その目的は、放射性液体廃棄
物量を少なくしうる放射能で汚染された鉄系の金属材料
の除梁方法を提供することである。

Ｚ本発明につき概説すれば、本発明の放
射能で汚染された金属材料の除梁方法（第１番目の発明
）は放射能で汚染された鉄系の金属材料のアルカリ金属
の塩化物水溶液中でアノード電解して金属素地の一部を
熔解することにより該金属材料の表面Ｚの放射性汚染物
を分離して除去することを特徴とし、本発明の放射能で
汚染された金属材料の除梁方法（第２番目の発明）は放
射能で汚染された鉄系の金属材料をアルカリ金属の塩化
物水溶液中でアノード電解して金属素地の一部を溶解す
ること２により、該金属材料表面の放射性汚染物を分離
して除去し、次に該水溶液中よりスランジを除去し、か
つ重金属イオンを選択的に吸着する吸着剤により該水溶
液中の重金属イオンを除去することを特徴とするもので
ある。 ２従来の前記電解研摩法では
、濃厚なリン酸又は硫酸等を用いるため、主としてＣｏ
−６０からなる放射性物質の大武分を含む表面の酸化物
層はもとより母材も同時に溶解するため、電解液は消耗
し、電解液中にＣｏ−６０等の放射性物質が蓄積し ３
てくる。そしてこのような能厚な酸に溶解した金属イオ
ンを取除いて酸を再生することは困難であるため、電解
廃液は放射性液体廃棄物として処理せざるを得ない。本
発明においては、上記の問題を解決するため３に、中性
あるいは弱アルカリ性とした塩化ナトリウムのようなア
ルカリ金属の塩化物水溶液（通常濃度約３重量％以上）
中で汚染された鉄系の金属材料をアノード電解する。

このように、中性あるいは弱アルカリ性の塩素４イオン
を含む溶液中で被処理材をアノードとして電解する場合
には、表面の酸化物は溶解せず、酸化物の鉄系の金属素
地が次式〔１｝Ｍ→Ｍｎ＋＋ｎｅ
ｍにより溶解することにより、表面酸化物が
脱落する。

一方、対極であるカソードでは、次式■岬２０冊一宇２
十のＨ− 【２１の反応により水酸イオンが生ずる
ため、これとアノードで生じた金属イオンが結合して金
属酸化物となって沈殿する。

したがって、実質的には、電解液中には金属イオンの溶
け込みは殆んどなく、電解質の消耗もない。したがって
、アノード電解後の金属材料を水洗し、又汚染物の酸化
物と金属材料に基づく上記金属水酸化物よりなるスラン
ジをフィルター又は遠心分離機等既知の手段を用いて除
去することにより、電解液は再生され繰り返し使用する
ことができる。このためには、電解液は中性あるいは弱
アルカリ性であることが必要であるが、特にアルカリ金
属塩化物を選んだのは、電解液が塩素イオンのような腐
食性のイオンを含んでいることが必要であるからである
。

硫酸塩又は硝酸塩の水溶液のように腐食性が弱い場合に
は、前記‘１）式に示すように母材の溶解が起らず、被
処理材表面から酸素が発生するだけである。一方、電解
液中で沈殿する上記金属水酸化物も僅かではあるが溶解
性を有している。

したがつ夕て、徴量しか含まれていないコバルトイオン
は沈殿し難く、したがって、放射能汚染の主原因となっ
ている。Ｃｏ−６０が僅かづつなからアルカリ性中に蓄
積してくる。そこで、これをなんらかの方法で除去する
ことが必要である。このためにィオ０ン交換樹脂を用い
ることが考えられるが、電解液中の塩化ナトリウム特を
も同時に除くことになり、電解液の再生ができなくなり
いばかりか、大量のイオン交換樹脂を必要とする。この
ため、本発明においては、重金属イオンをタ選択的に吸
着する吸着剤を用いて重金属イオンを除去し、その液を
電解槽に裾して再使用することができる。

このような吸着剤としては、具体的に１０％程度のオキ
シンを添着させた活性炭が適している。オキシンは次の
ような分子構造を有してお０り、ナトリウムイオンのよ
うなアルカリ金属イオンは吸着しないが、重金属イオン
に対しては水素イオンを放出して重金属イオンを吸着す
る。

本発明によれば、上記の構成及び作用により、すなわち
、中性あるいは弱アルカリ性としたアルＺカリ金属の塩
化物水溶液中で汚染された鉄系の金属材料をアノード電
解し、電解液中に生ずるスランジを分離除去した後、更
にオキシンを添着させた活性炭のような重金属イオンを
選択的に吸着する吸着剤により重金属イオンを吸着除去
し、必要Ｚに応じて、この液を電解槽に戻して再使用す
ることにより、従来の電解研摩法と同等な除染効果が得
られると共に、除梁によって発生する放射性廃棄物量を
著しく減少させることができる。因に、本発明の方法と
従来の方法に対して放射能廃棄物量の面から比較した計
算例を下記第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように、本発明によれば、放射能廃
棄物量を著しく低減させることができる。

次に、本発明における電解液の再生は、回分式すなわち
、一定量の被処理材を電解する毎に電解液を再生する方
法を用いることができ、あるいは又、電解しながら、一
部の電解液を抜き取り、連続的に液を再生循環させるこ
ともできる。

図面は本発明の一具体例を示した連続循環方式のフロー
トシートであり、１は電解槽、２は被処理材、３は対極
、４は電解液、５は直流電源、６はポンプ、７は炉過機
、８はスランジ、９はポン、１０は吸着塔を示す。図面
参照して、電解槽１を塩化ナトリウム水溶液のような電
解液４で満たし、被処理材２及び対極３を浸潰し、被処
理材２をアノードとして直流電源５により電流を流す。
電解液４の一部をポンプ６により連続的に抜き取り、炉
過機７によりスランジ８を分離する。炉液を、ポンプ９
によりオキシン添着活性炭等の吸着剤を充填した吸着塔
１０に送り、ここで重金属イオンを吸着除去した後、こ
の液を電解槽１に戻して再使用する。次に、本発明を実
施例により説明するが、本発明はこれらによりなんら限
定されるものではない。

実施例 １ 原子力発電所における炭素鋼の敵背より２他の×２仇奴
のテストピースを採取し、これを各種濃度の塩化ナトリ
ウム溶液及び比較のため８０％の濃度のＩＪン酸溶液中
でアノード電解を行なった。

各条件及び電解、水洗後のテストピース、スランジ及び
炉液の放射能量を測定した結果を下記第２表に示す。第
２表 第２表から明らかなよに、リン酸では勿論塩化ナトリウ
ムでも十分に放射性汚染物を除去することができる。

但し、塩化ナトリウムの濃度が０．５重量％と薄いと母
材の熔解が不均一で十分な除去ができない。一方、電解
液中の放射能量は、塩化ナトリウム溶液の場合にはその
大部分がスランジ中にあり、スランジを分離除去した後
電解液中には僅かしか残存しない。しかし、リン酸溶液
の場合には相当量の放射性物質が電解液中に溶解してい
る。したがって、金属材料を除去した後、電解液を再生
するには、塩化ナトリウム溶液の場合には、スランジを
分離すると共に、液中に僅かに溶解している放射性の核
種を前記吸着処理により除去することができるが、リン
酸溶液の場合には、放射性物質が多量に熔解しているの
で、液の再生は事実上不可能である。このようにして得
られた塩化ナトリウム濃度１０重量％の電解液の炉液５
００叫を、オキシンを１０％添着させた活性炭（２４〜
４６メッシュ）２０の‘を充填した吸着筒中に通過させ
た。

通過した後の溶液中の放射能量は殆んど計量されなかっ
た。又、通過後の液中のＮａＣＩ濃度は１０重量％と変
化はみられなかった。したがって、この液は電解液とし
て十分使用できることが明らかである。この液を電解液
としてァノード電解を繰返したところ、略同様の結果が
得られた。実施例 ２ １の重量％の濃度の塩化ナトリウム溶液及び比較のため
、８の雲量％の濃度のリン酸溶液に、塩化コバルトとし
て１りＣｉのＣｏ−６０を加え、これを、オキシンを１
０％添着させた活性炭（２４〜４６メッシュ）２０の【
を充填した吸着筒中に通過させた。

通過後の溶液中の放射能量は、塩化ナトリウム溶液の場
合にはは２×１０‐３仏Ｃｉであったが、リン酸溶液の
場合には０．９５ムＣｉで袷んど除去できなかった。又
、吸着筒通過後の液中のＮａＣＩ濃度は１０重量％と変
化はみられず、この液は電解液として十分便可能であり
、この液を電解液としてアノード電解を繰返したところ
、略同機の結果が得られた。このように、塩化ナトリウ
ム溶液のような中性あるいは弱アルカリ性の液ならばオ
キシンを添着させた活性炭で重金属イオンを容易に取除
けるが、リン酸のような濃度な強酸性液から重金属イオ
ンを取除くことは困難である。特に、中性あるいは弱ア
ルカリ性の液では重金属イオンの溶解量は極めてわずか
であるから、オキシン添着活性炭の消耗量をわずかで良
い。以上説明したように、本発明によれば、従来の濃厚
な酸液を用いる電解研摩法と、同等な鉄系の金属材料の
汚染効果が得られ、同時に除染によって発生する放射能
廃棄物量を著しく少なくすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一具体例を示た連続循環方式のフロート
シートである。 １・・・・・・電解槽、２・・・・・・被処理材、３・
・・・・・対極、４．・・・・・電解液、５・・・・・
・直流電源、６，９・・・・・・ポンプ、８・・・・・
・スランジ、１０・・・・・・吸着塔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射能で汚染された鉄系の金属材料をアルカリ金属
   の塩化物水溶液中でアノード電解して金属素地の一部を
   溶解することにより該金属材料表面の放射能汚染物を分
   離して除去することを特徴とする放射能で汚染された金
   属材料の除染方法。 ２ 放射能で汚染された鉄系の金属材料をアルカリ金属
   の塩化物水溶液中でアノード電解して金属素地の一部を
   溶解することにより該金属材料表面の放射能汚染物を分
   離して除去し、次に該水溶液中よりスランジを除去し、
   かつ重金属イオンを選択的に吸着する吸着剤により該水
   溶液中の重金属イオンを除去することを特徴とする放射
   能で汚染された金属材料の除染方法。 ３ 吸着剤がオキシンを添着させた活性炭である特許請
   求の範囲第２項記載の放射能で汚染された金属材料の除
   染方法。