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JPS60140199A - 放射性金属廃棄物の電解除染方法 - Google Patents

放射性金属廃棄物の電解除染方法

Info

Publication number
JPS60140199A
JPS60140199A JP24839883A JP24839883A JPS60140199A JP S60140199 A JPS60140199 A JP S60140199A JP 24839883 A JP24839883 A JP 24839883A JP 24839883 A JP24839883 A JP 24839883A JP S60140199 A JPS60140199 A JP S60140199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolysis
electrolytic
metal
radioactive
waste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP24839883A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS647359B2 (ja
Inventor
明雄 田中
四方 信夫
大沼 務
浩二 加藤
山寺 利夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Plant Construction Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Plant Construction Co Ltd
Hitachi Plant Engineering and Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Plant Construction Co Ltd, Hitachi Plant Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Hitachi Plant Construction Co Ltd
Priority to JP24839883A priority Critical patent/JPS60140199A/ja
Publication of JPS60140199A publication Critical patent/JPS60140199A/ja
Publication of JPS647359B2 publication Critical patent/JPS647359B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

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、放射性物質を含む酸化皮膜層及び放射性物質
を含む地金部を有する放射性金属廃棄物を電解除染する
方法に関する。
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、細かく切断する等して
ドラム解結めにし、サイト内に保管、貯蔵されている。
しかし、貯蔵中のドラム罐の数は年々増加し、その保管
場所の確保が大きな問題になると考えられている。この
種の廃棄物においては、その表面の酸化皮膜層に大半の
放射性クラッドが存在しているが、地金部分にも放射性
物質が拡散、浸透していたり、放射化されているので、
表面に堆積している酸化皮膜層を除去するだりでは完全
な除染ではなく、従って地金部をも迅速に溶解除去する
必要がある。
そのため、表面及び地金部の汚染を迅速に除去し、一般
廃棄物として廃棄できる電解除染法が注目を集めている
。電解除染法としては、電解液としてリン酸を主成分と
する強酸性電解lelを用いる方法と、中性塩系の電解
液を用いる方法が知られている。前者の方法は、濃厚な
強酸水溶液を使用するため、電解液中の放射能濃度が一
定値に達した時点で中和処理し、その後固化するので、
その都度電解液を更新する必要が生じ、二次廃棄物量が
増加するという欠点がある。また、後者の方法では、電
解除染時に溶解した金属イオンが電解液中で金属水酸化
物になるので、その水酸化物フロックを固液分離し、電
解液を再利用することができる。これらの電解液には、
硝酸ナトリウムや塩化ナトリウム等が電解質として使用
されている。
これらの中性塩電解液は、液を容易に再利用できるとい
う利点を有するが、その反面、硝酸ナトリウムにあって
は硝酸根の陽極酸化により酸化皮膜層に対しては除去性
能が悪いという欠点を有する。
また、塩化ナトリウムにあっては、塩素イオンの還元力
により酸化皮膜の除去性能が優れ、その腐食性により地
金の熔解能力が優れているが、その腐食性故に、孔食が
発生しやすく、金属表面が荒れ、効率の良い除染を行う
ことができず、更には溶解した金属地金が被除染面に水
酸化物又は酸化物スラッジとして付着、残留するという
問題がある。また、塩素イオンに起因するステンレス鋼
に対する応力腐食割れへの考慮から、洗浄液への多大な
配慮が必要になるという欠点もある。
本発明の目的は、前記の従来技術の欠点を解消し、二次
廃棄物量が少なく、放射性物質を含む酸化皮膜層及び地
金部を迅速かつ完全に除去でき、しかも電解液の取り扱
い上の問題のない放射性金属廃棄物の除染方法を提供す
ることを目的とする。
この目的は本発明によれば、温度及び電流密度を適切に
選択して交番電解と陽極電解を順次行うごとによって達
成される。
即ち、本発明方法は、電解液の温度と金属に印加する電
流密度を活性熔解域になるように保持して交番電解する
第一電解工程と、電解液の温度と金属に印加する電流密
度を過不動態域になるように保持して陽極電解する第二
電解工程とから成ることを特徴とする。
本発明は、中性塩電解液で電解除染を行う場合に、活性
溶解域での熔解反応(電流効率100%)と過不動態域
での酸素ガス発生及び溶解反応(電流9J>率約5%)
とを利用し、迅速でがっ効果的な電解除染を行うもので
ある。
本発明には中性塩電解液を使用するが、硫酸ナトリウム
溶液が有利である。
以下、説明を簡明にするため、中性塩とし゛(硫酸ナト
リウムを使用した場合を例にとって、図面を参照して記
載する。
20重量%硫酸ナトリウム水溶液中で配管等の材料であ
る炭素鋼の分極状態を調べ、その分極曲線を第1図に示
す。分極曲線は電解液中での金属の陽極溶解特性を表す
もので、鉄の活性溶解域(電流効率100%)、鉄の不
動態皮膜生成域及び水の電気分解による酸素発生と若干
の鉄の熔解の起こる過不動態域(電流効率的5%)に分
けられろ。本発明は、活性f4解域での鉄の溶解速度が
大きいこと、過不動態域で酸素ガス発生と鉄の熔解が起
き、表面付着物の除去効果が大きいことを利用し、放射
性金属廃棄物の汚染を効率良く除染しようとするもので
ある。
前記のように、除染対象廃棄物の汚染は表面の酸化皮膜
層に大半が取り込まれているが、本発明は、その酸化皮
膜層の除去に交番電解を応用するものである。第2図に
は、酸化皮膜除去曲線を示すが、曲線aとして電流密度
0.3 A / aR1電解温度60℃で陰極30秒、
陽極30秒の交番条件で交番電解した場合を示し、曲線
すとして電解温度を25℃とした以外はaと同様に交番
電解を行った場合を示し、曲線Cとして温度60℃で陽
極電解を行った場合を示す。この第2図から判るように
、陽極電解を行った場合に比べて、交番電解を行った場
合の酸化皮膜除去効果は極めて大きく、厚さ40μm、
組成Pe404の酸化皮膜を15〜20分で除去するこ
とができた。
しかし、放射能除染効果はスプレー水による水洗後にも
第3図に示すように、aの60℃及びbの25℃のいず
れの交番電解の場合でも、放射能汚染のない通常の状態
(バンクグラウンド)にまで放射能の除染はなされてい
なかった。aの60℃における交番電解の場合は、皮膜
除去終了後の表面を観察すると、11着物が沈着してお
り、これが放射能除染’JJ果を妨げている。一方、b
の25°Cにおける交番電解の場合は、皮膜は完全に除
去され、付着物も観察されなかったことから、地金部分
の放射能がまだ残留しているためと考えられる。そこで
、a及びbo)酸化皮膜除去後の試料を更に、陽極電解
する。
この陽極電解の結果、第4図に示すように、aを25℃
で陽極電解した場合(図中、a−25で示す)には、1
分間にハックグラウンドまで除染でき、イ」着物の存在
も認められなかった。また、aを60゛Cで陽極電解し
た場合(図中、a−60で示す)では、付着物は除去さ
れず、5分後にもほとんど放射能除染が行われていなか
った6bを60°Cで陽極電解した場合(図中、b−6
0で示す)には、新たに付着物が生じ、放射能除染効果
も少なかった。また、bを25℃で陽極電解した場合(
図中、b−25で示す)には、付着物は生じなかったが
、除染効果は少なかった。
このような現象は、単に前記の条件下でのみ起こる現象
ではなく、電解温度及び電流密度を適切に設定すること
により効果的な除染を行うことができることが判った。
即ち、一定電流密度では、第5図に示すように、ある電
解温度をしきい値として急激に鉄溶解量が増加する。こ
の鉄/8解量の増加した範囲は、第1図で述べた活性熔
解域であり、溶解速度が早いという特徴を有する。しか
しながら、鉄溶解量が大きく、被除染面近傍に鉄水酸化
物が多量に存在し、更に酸素ガス発生による撹乱作用が
ないことから、陽極溶解にあっても、アノード沈着現象
によりイ」着物を生じる。この付着物は通常の攪拌程度
では除去できない。一方、逆に、温度を下げると、過不
動態域の反応により酸素ガス発生と若干の鉄溶解反応が
起きて、イ」着物は生じず、付着物を除去する効果が大
である。
電流密度及び電解411度を種々に変化さゼ、活性溶解
域及び過不動懸域をめ、結果を第6図に示す。第6図に
基づいて、活性溶解域で交番電解を行い、大部分の酸化
皮膜を除去すると共に、地金を迅速に溶解することによ
り大部分の除染を行うことができ、その(&過不動態域
で陽極電解を行うと、交番電解中に生じた付着物を容易
に除去することができ、放射能を完全に除染することが
できる。
gA7図は本発明方法を実施するため好適な装置の系統
図である。この装置は、主として直流電源1、交番制御
装置2、第一電解槽3、対極4、第二電閘槽5、洗浄槽
6、遠心脱水機7及びセメント固化装置8から成る。放
射性金属廃棄物9はヒータ11により所定の温度に保持
された硫酸ナトリウム電解液12の充填された第一電解
槽3に浸漬され、対極4と共に交番電解される。電解液
の温度は、始めに所定の温度に加熱すれば、その後の定
富運転時には電解時の発熱によって保持されるので、加
熱を続ける必要はない。電解時間は酸化間膜厚によって
左右され、40μm程度の皮膜に対しては15〜20分
が好適である。
交番電解によって除去された汚染物は水酸化物又は酸化
物となって沈毅し、遠心脱水機7に送られ、スラツジと
して配管10によりセメント固化装置8へ送られ、ドラ
ム解結めされる。一方、脱水後の脱水液は再び電解液と
して再使用される。
放射性金属廃棄物9ば交番電解によって大部分除染され
ているが、若干の伺着物を有し、次に、第二電解槽5で
陽極電解される。
陽極電解によって除染された廃棄物13は洗浄槽6にお
いてスプレー洗浄機14によって水洗することによって
除染され、放射能強度GJハックグラウンド領域になる
このように構成することによって、本発明によれば、極
めて効果的に除染することができ、交番電解中に生しる
付着物も完全に除去することができ、また電解液として
中性塩の硫酸すI・リウムを用いることにより、構成機
器、周辺機器への腐食の心配がなく、特にBWR発電所
にあっては通常発生している廃液、例えばイオン交換樹
脂の再生廃液の主成分と同一であるので、この再生廃液
を電解液として利用できる。また、洗浄液は放射能レヘ
ルを低下して通常の廃液処理系で処理することができる
次に、実施例に糸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 原子力発電所で放射能で汚染された鋼製配管を第7図に
示した装置を用い、20重量%硫酸ナトリウム水溶液を
電解液とし、SUSを対極として電解温度70℃、電流
密度0.4A/c+d、陽極電解30秒、陰極電解30
秒で交番電解を約10分行った。これにより酸化皮膜層
を完全に除去でき、除染係数102を達成することがで
きた。交番電解後の配管を次に第二電解槽で電解温度2
5℃、電流密度0.3 A / ctKで1分間陽極電
解し、更に洗浄を行ったところ、除染係数(汚染除去の
前後の放射能レベル又は濃度の比)103が得られ、バ
ンクグラウンドまで除染できた。
実施例2 原子力発電所で放射能で汚染されたwI製製管管第7図
に示した装置を用い、20重量%硫酸ナトリウム水溶液
を電解液とし、SUSを対極として電解温度50°C1
電流密度0.2A/cれ陽極電解30秒、陰極電解30
秒で交番電解を約10分行った。これにより酸化皮膜層
を完全に除去でき、除染係数5X102を達成すること
ができた。交番電解後の配管を次に第二電解槽で電1η
″温度25℃、電流密度0.2A/CJAで1分間陽極
電解し、更に洗浄を行ったところ、除染係数104が得
られ、バックグラウンドまで除染できた。
なお、前記実施例において硫酸すl・リウム溶液を20
重量%とじて説明したが、飽和溶解度以下の濃度であれ
ば任意の濃度であってよく、使用電力量を考慮すると、
活性溶解域と過不動態域の電解条件を守れば、できるだ
け高濃度とし1、液抵抗を低くする方が望ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図は20重量%硫酸すトリウム−炭素鋼系の分極曲
線図、第2図は酸化皮映除去率の経時変化図、第3図は
電解による放射能強度変化図、第4図は陽極電解による
放射能強度変化図、第5図は電解温度に対する熔解型変
化図、第6図は反応種の状態図、第7図は本発明方法を
実施する装置の系統図である。 2・・・交番制御装置、3・・・第一電解槽、4・・・
対極、5・・・第二電解槽、9・・・放射性金属廃棄物
。 特許出願人 日立プラント建設株式会社 第1図 電 竹(VvsSCE ) 第2図 電解時間(min ) 第3図 電 解時間(min ) 第4図 隔稙電帥峙瞥(min) 第5図 @ M 温 庖(0C) 第6図 電 l!l! 温 度(0C) 第71

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放射性物質を含む酸化皮膜層及び放射性物質を含
    む地金部を有する放射性金属廃棄物の電解除染方法にお
    いて、電解液の温度と金属に印加する電流密度を活性溶
    解域になるように保持して交番電解する第一電解工程と
    、電解液の温度と金属に印加する電流襟度を過不動態域
    になるように保持して陽極電解する第二電解工程とから
    成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. (2)金属廃棄物が炭素鋼であり、電解液が10〜20
    重量%硫酸ナトリウム溶液であり、第一電解工程を40
    〜80℃で電流密度0.1〜0.4A/cmlで実施し
    、第二電解工程を20〜60℃で電流密度0.2〜0.
    5 A / cnlで実施する特許請求の範囲第1項記
    載の電解除染方法。
JP24839883A 1983-12-28 1983-12-28 放射性金属廃棄物の電解除染方法 Granted JPS60140199A (ja)

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JP24839883A JPS60140199A (ja) 1983-12-28 1983-12-28 放射性金属廃棄物の電解除染方法

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JPS647359B2 JPS647359B2 (ja) 1989-02-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0657564A1 (en) * 1993-12-09 1995-06-14 Dario Felisari Process for cleaning and conditioning the surface of an electrolytically oxidizable metal alloy by hyperanodizing said surface

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EP0657564A1 (en) * 1993-12-09 1995-06-14 Dario Felisari Process for cleaning and conditioning the surface of an electrolytically oxidizable metal alloy by hyperanodizing said surface

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