JPS613095A - 原子炉の冷却系における金属表面の汚染物除去方法 - Google Patents

原子炉の冷却系における金属表面の汚染物除去方法

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JPS613095A
JPS613095A JP60113327A JP11332785A JPS613095A JP S613095 A JPS613095 A JP S613095A JP 60113327 A JP60113327 A JP 60113327A JP 11332785 A JP11332785 A JP 11332785A JP S613095 A JPS613095 A JP S613095A
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
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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】 本発明は原子炉の冷却系における金属表面の汚染物除去
方法に関する。
原子炉の冷却系において、放射性元素を含有する沈着物
がしばしば形成される。原子炉の冷却系を安定に維持、
補修するためにはこれらの放射性沈着物を除去する必要
がある。この除去は例えばアルカリ過マンガン酸塩の酸
化溶液を使用し、次いでシュウ酸、クエン酸、及びエチ
レンジアミン四酢酸(EDTA)の汚染物除去溶液を使
用することにより行われていた。この溶液は沈着物中の
放射性金属イオンや他のイオンを可溶化する。この溶液
は冷却系及びイオン交換樹脂間を循環し、イオン交換樹
脂で溶液からイオンが除去される。
米国特許第4,162,229号明細書は、原子炉の金
属表面の汚染物除去にセリウム(IV)塩を使用するこ
とを開示している。この時酸例えば硫酸または硝酸が存
在してもよい。
多くの有効な汚染物除去溶液や酸化溶液が見出されてい
るが、改良された溶液即ち沈着物をより容易に除去し、
高価でなく、イオン交換樹脂の消費がより少ない溶液が
常に必要とされている。さらに、沈着物を除去するため
の原子炉の停止時間は極めて高価につくので、冷却系を
より迅速に清浄することができる溶液は高額の金銭の節
約となる。
原子力産業における他の問題は、有効な寿命の終期にお
ける蒸気発生器の廃棄である。蒸気発生器は高い放射能
を有するので、放射線が蒸気発生器の周囲に放出するの
を防ぐために高価な収納建築物を建設する必要がある。
従来の汚染物除去溶液は収納建築物を必要としないレベ
ルまで蒸気発生器の放射能を有効に減少させなかった。
従って本発明は、テトラスルファトセリウム酸、ヘキサ
スルファメートセリウム酸、へキサパークロラトセリウ
ム酸、又はこれらの混合物0.5ないし3%と、これら
のセリウム酸と錯体を形成する無機酸Iないし約5%と
を含有する水溶液を原子炉の冷却系における金属表面に
接触させることを含む原子炉の冷却系における金属表面
の汚染物を除去する方法に存する。
本発明者らはセリウム酸及び無機酸の錯体溶液が所定臨
界濃度範囲において、原子炉の冷却系から沈着物を極め
て有効に除去することを見出した。
この溶液は非常に有効てあり、この溶液単独で冷却系の
放射能を約97%除去し、別途な酸化溶液及び汚染物除
去溶液を必要としない。さらに本発明らは、この溶液は
使用済蒸気発生器を特別に建築された放射能収容建築物
中に貯蔵する必要がない程度に使用済蒸気発生器の沈着
物から放射能を除去することができることを見出し、さ
らに使用済蒸気発生器はそれらの開口部を溶接により閉
鎖することにより安全に貯蔵することができる。
本発明の原理は種々の原子炉の冷却系に適用することが
でき、これらの原子炉には加圧水型原子炉、沸騰水型原
子炉、及びガス冷却式原子炉が含まれる。もし原子炉全
体を汚染物除去する場合は、最初に原子炉の運転を停止
する。これは原子炉中の冷却材の温度を21ないし93
9C(70ないし200°F)に低下させることを意味
する。次にセリウム酸及び無機酸を直接水性冷却材に添
加する。
また、もし冷却系の一部例えば蒸気発生器を汚染物除去
する場合は、冷却系の一部を排水し水溶液を造ってこの
水溶液を冷却系の一部を通して循環させる。
本発明によるセリウム酸溶液は、前記した三種のセリウ
ム酸のうち一種またはそれ以上と、セリウム酸と錯体を
形成する無機酸との水溶液である。
この溶液で使用するセリウム酸はテトラスルファトセリ
ウム酸(H4Ce(So、)い一般に硫酸セリウムと呼
ばれる)、ヘキサスルファメートセリウム酸(Hzc 
e(S O3N Hz)al一般にスルファミン酸セリ
ウムと呼ばれる)、へキサパークロラトセリウム酸(H
*Ce(ClO2)s、一般に過塩素酸セリウムと呼ば
れる)、又はこれらの混合物が使用できる。三種のセリ
ウム酸のうちテトラスルファトセリウム酸が腐食性が低
いために好適である。へキサパークロラトセリウム酸の
使用は酸溶液中の塩素の存在のため使用済冷却系装置の
処理に制限が課される。へキサパークロラトセリウム酸
で処理すると、これは塩化物か生ずることがあり、この
塩化物はステンレススチールの応力腐食亀裂を生じる場
合かある。
溶液中においてセリウム酸と錯体を形成する種々の無機
酸又は無機酸の混合物が使用できる。酸は無機酸でなけ
ればならず、これはセリウム酸は有機酸を酸化するので
セリウム酸の浪費となり、処理すべき廃棄生成物の量を
増加させるためである。セリウム酸と錯体を形成しない
無機酸は適当ではなく、これは錯体を形成しない化合物
は非常に反応性に乏しいためである。好適には使用する
無機酸は溶液のセリウム酸に対応すべきである。
例えばセリウム酸がテトラスルファトセリウム酸の場合
には硫酸が使用で、き、セリウム酸がヘキサスルファメ
ートセリウム酸の場合にはスルファミン酸か使用でき、
セリウム酸がへキサパークロラドセリウム酸の場合には
過塩素酸が使用できる。
以上のような無機酸を使用することにより、非常に容易
に錯体を形成し、この錯体の形成は成分イオンより少な
い別のイオンを監視しなければならないこと、及び該よ
り少数の別のイオンが溶液の廃棄処理を決定することを
意味する。上記のような対応する酸の使用が好適である
が、セリウム酸と錯体を形成する他の無機酸例えば硝酸
も使用可能である。
本発明らは最少量の無機酸とセリウム酸とが存在しない
ときは錯体は形成しないことを見出した。
従って、溶液中のセリウ、ム酸及び無機酸の濃度が、冷
却系中の金属表面の汚染物除去を行う際の溶液の有効性
に対して重要であると考えられる。溶液中のセリウム酸
濃度は05ないし3%(ここで%は溶液重量に基づく重
量%である)とすべきである。セリウム酸濃度が05%
未満であると実質的に汚染物除去の効果がなく、3%を
越えることは不要であり付加的な汚染物除去を行うこと
なく廃棄液の体積を増加させる。さらに、より多量のセ
リウム酸は無機酸もより多量に存在させなければならな
いから、冷却系における金属表面をより腐食させること
になる。溶液中における無機酸濃度は1ないし5%であ
る。無機酸濃度が1%未満であると、セリウム酸濃度を
大きくしても金属表面の汚染物除去に実質的に効果がな
い。無機酸濃度を5%を越えて添加すると、金属表面に
対し非常に腐食性となり、不必要な廃棄液体積を増大さ
せることになる。
本発明による溶液の温度は70ないし200℃とすべき
である。本発明らは、この温度より低温度例えば室温(
即ち20ないし25℃)において汚染物除去は実質的に
起こらないことを見出した。
しかし200℃以上の温度では、この溶液は金属表面に
対し非常に腐食性となる。
セリウム酸溶液は溶液中の放射能レベルが安定化するま
で冷却系を通じて循環させる。即ち、冷却系から出る溶
液の放射能が冷却系に入る溶液の放射能より実質上大き
くなくなるまでセリウム酸溶液を循環させる。次いで冷
却系を排水し好適には70ないし200℃において脱イ
オン水ですすぐ。
セリウム酸溶液自体によって放射能の約97%を除去す
るが、残った放射能の一部はセリウム酸使用後の慣用の
汚染物除去溶液の使用により除去することができる。慣
用の汚染物除去溶液はキレート化合物例えばエチレンジ
アミン四酢酸又はニトリロ三酢酸、!:存機酸例えばク
エン酸又はンユウ酸との混合物である。慣用の汚染物除
去溶液は、冷却系を出る溶液の放射能が冷却系に入る溶
液の放射能より実質上大きくなくなるまで、70ないし
200℃において冷却系及び陽イオン交換樹脂カラムを
循環させる。次いで冷却系を脱イオン水ですすぎ、汚染
物除去を完全にする。使用済セリウム酸溶液は混合陰イ
オン−陽イオン交換樹脂を使用して清浄にすることがで
き、又は水酸化物により中和し蒸発して固体廃棄物とし
て廃棄することができる。使用済汚染物除去溶液は陰イ
オン交換樹脂又は混合イオン交換樹脂により清浄にする
ことができる。
以下本発明を実施例により説明する。
実施例1 加圧水型原子炉における蒸気発生器からの長さ約38m
m(1,5インチ)、直径19 mm(3/ 4インヂ
)の配管試料を縦方向半分に切断した。この試料を種々
の汚染物除去溶液(2ないし3の実験においてビーカー
中の試料上に溶液を循環させたものを除く)を含むビー
カー中に置いた。各試料を汚染物除去溶液で処理した後
、汚染物除去係数を決定した。ここに汚染物除去係数(
DF)は処理前の放射能値(マイクロキュリー)を処理
後の放射能値(マイクロキュリー)で割った値である。
以下の第1表は11個の異なる試料について、異なる時
間及び温度で種々の汚染物除去溶液により処理した場合
の処理操作を示す。表中、“CML”はクエン酸 70
%、ソユウ酸30%、エチレンジアミン四酢酸40%、
及びチオ尿素と考えられる抑制剤を含む市販の汚染物除
去溶液である。“CAS”は硫酸セリウムアンモニウム
、“CAN”は硝酸セリウムアンモニウム、及びTSC
A”はテトラスルファトセリウム酸である。
上記表から、硝酸セリウムアンモニウムは試料の汚染物
除去に有効ではないことがわかる。さらに、テトラスル
ファトセリウム酸は高濃度において非常に有効であるが
、025%又はそれ以下の濃度においては有効でないこ
とがわかる。
実施例2 実施例1と同様な操作を繰り返した。結果を第2表に示
す。
上記表から、1%硫酸それ自体は有効ではなく、また、
5%硫酸は22℃においては有効ではないが、100℃
においてはかなり腐食が起こったとしても有効であるこ
とがわかる。(100℃という温度は、溶液を沸騰させ
ることなく得られる実質的な最高温度である。)さらに
第2表は、硝酸セリウムアノモニウムー硝酸溶液は試料
を有効に汚染物除去しないことかわかる。テトラスルフ
ァトセリウム酸と硫酸とを組合わせた溶液もまた20℃
においては有効てないが、100℃においては極めて有
効であり、濃度5゛ないし6%の硫酸は硫酸単独のもの
に比べ非常に有効であることがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. テトラスルファトセリウム酸、ヘキサスルファメートセ
    リウム酸、へキサパークロラトセリウム酸、又はこれら
    の混合物0.5ないし3%と、前記セリウム酸と錯体を
    形成する無機酸1ないし約5%とを含有する水溶液を原
    子炉の冷却系における金属表面に接触させることを特徴
    とする原子炉の冷却系における金属表面の汚染物除去方
    法。
JP60113327A 1984-05-29 1985-05-28 原子炉の冷却系における金属表面の汚染物除去方法 Granted JPS613095A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61501884A 1984-05-29 1984-05-29
US615018 1984-05-29

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Publication Number Publication Date
JPS613095A true JPS613095A (ja) 1986-01-09
JPH0310920B2 JPH0310920B2 (ja) 1991-02-14

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EP (1) EP0164937A1 (ja)
JP (1) JPS613095A (ja)
KR (1) KR850008506A (ja)
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ES (1) ES8700786A1 (ja)
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EP0164937A1 (en) 1985-12-18
ZA853531B (en) 1985-12-24
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