(57)【要約】      （修正有）【課題】構造物に損傷を与えることなく、構造物の表面に付着又は内部に浸透した放射能汚染物を効率的に除染する方法を提供する。【解決手段】コンクリート又はモルタルを主成分とする構造物１に付着又は浸透した放射能汚染物９の除染方法において、前記構造物１の表面に有機酸を主成分とする除染剤１０、特に、シュウ酸を主成分とする除染剤１０を散布することで、構造物１を損傷することなく、分解可能な有機酸を用いることで二次廃棄物発生量を低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート又はモルタルを主成分とする構造物に付着又は浸透した放射能汚染物の除染方法において、
前記構造物の表面に有機酸を主成分とする除染剤を散布することを特徴とする放射能汚染物の除染方法。
【請求項２】
前記有機酸を主成分とする除染剤は、前記構造物の表面に難溶性カルシウム塩からなる表面保護層を形成することを特徴とする請求項１記載の放射能汚染物の除染方法。
【請求項３】
前記有機酸は、シュウ酸を主成分とすることを特徴とする請求項２記載の汚染除去方法。
【請求項４】
前記有機酸を主成分とする除染剤は、前記構造物の表面を溶解することにより放射能汚染物を除去することを特徴とする請求項１記載の放射能汚染物の除染方法。
【請求項５】
前記有機酸は、ギ酸、クエン酸又はアスコルビン酸あるいはこれらの混合物を主成分とすることを特徴とする請求項４記載の放射能汚染物の除染方法。
【請求項６】
前記放射能汚染物を除去した後、前記溶解された構造物の表面を水により洗浄することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の放射能汚染物の除染方法。
【請求項７】
前記放射能汚染物を除去した後、又は前記水による洗浄後に、前記溶解された構造物の表面を物理的に除去することを特徴とする請求項４乃至６いずれか１項に記載の放射能汚染物の除染方法。
【請求項８】
コンクリート又はモルタルを主成分とする構造物に付着又は浸透した放射能汚染物の除染装置において、
有機酸を主成分とする除染剤を収容する除染剤供給装置と、前記構造物の表面を覆うように設けられたカバーと、前記カバーに設置された散布ノズルと、前記除染剤を前記散布ノズルに供給する除染剤供給配管と、前記カバーに接続され前記散布された除染剤を除染剤回収配管に導く除染剤回収配管と、を有することを特徴とする放射能汚染物の除染装置。
【請求項９】
前記除染剤回収装置に回収された除染剤を、放射性物質除去装置を介して前記除染剤供給装置に循環させる循環配管を設けたことを特徴とする請求項８記載の放射能汚染物の除染装置。
【請求項１０】
前記有機酸は、シュウ酸、又はギ酸、クエン酸、アスコルビン酸の少なくとも１種あるいはこれらの混合物を主成分とすることを特徴とする請求項８又は９記載の放射能汚染物の除染装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、コンクリートやモルタル等を主成分とする構造物に付着した放射能汚染物の除染方法及び除染装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線取り扱い施設の解体時や、原子力関係施設の苛酷事故時に放射性物質が建屋内や環境中に広範に放出された場合、コンクリートやモルタル等を主成分とする建造物表面の放射能汚染が大量に発生する。したがって、これらの放射能汚染物に近接して作業する作業員や、環境に放出された放射性物質によって汚染された構造物の近隣生活者の被ばくを低減するため、これら構造物の放射能汚染を除去する必要がある。
【０００３】
従来のコンクリート等からなる構造物に対する除染技術としては、物理的技術が主体である。例えば、ブレードによる切削（特許文献１）、砥石による研削（特許文献２）、サンドブラストによる研削（特許文献３）、ウォータージェットによる研削（特許文献４）、レーザー溶融処理後の高圧ガス噴射による研削（特許文献５）、等によって、放射能汚染物ごと構造物の表面を物理的に削りとる技術が知られている。これにより、構造物表面や内部に浸透した放射能汚染物を除去する。
【０００４】
一方、構造物表面の放射能汚染物を除去する手段として、ドライアイスブラストによる除染手段（特許文献６）や、拭き取り又は散水手段によって放射能汚染物を除去することも知られている。さらに、構造物の表面に樹脂皮膜を形成させそれを剥離することで汚染を除去する方法も提案されている（特許文献７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０５３６号公報
【特許文献２】特開昭６１−２２９０７２号公報
【特許文献３】特開平８−５０６４２２号公報
【特許文献４】特開２００４−２９９０４２号公報
【特許文献５】特開２００１−１１６８９２号公報
【特許文献６】特開２００２−１９６９０７号公報
【特許文献７】特開２００２−４５８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の物理的手段による除染技術は、コンクリート等の構造物表面を削るため反力が大きく、除染装置を固定するための固定装置や、研削力を高めるための媒体噴射用の大型のコンプレッサー等が必要となり、必然的に装置が大型化するという課題がある。また、電力等のエネルギー消費が大きく、除染コストが高くなるという課題がある。さらに、ブレードや研削砥石による研削は狭隘部への適用が困難であり、一方狭隘部へも適用可能なブラストやウォータージェットはブラスト材や水等の多量の二次廃棄物が発生する。さらに、これらの除染手段は研削力が高いため、構造物の非汚染部も除去してしまい、建造物に損傷を与える可能性がある。
【０００７】
また、ドライアイスブラストやその他の散水や拭き取りによる除染手段は、構造物の表面汚染を除去することは可能であるか、内部まで浸透した汚染を除去することができない。
【０００８】
一方、特許文献７に示された極浅い浸透汚染に対応可能な膜形成・剥離除染手段は、膜形成と剥離の作業が煩雑であり作業時間を要するため除染作業員の被ばくが増大する可能性があるという課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、構造物の表面に付着又は内部に浸透した放射能汚染物を効率的に除染することができる簡便な放射能汚染物の除染方法及び除染装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る放射能汚染物の除染方法は、コンクリート又はモルタルを主成分とする構造物に付着又は浸透した放射能汚染物の除染方法において、前記構造物の表面に有機酸を主成分とする除染剤を散布することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る放射能汚染物の除染装置は、コンクリート又はモルタルを主成分とする構造物に付着又は浸透した放射能汚染物の除染装置において、有機酸を主成分とする除染剤を収容する除染剤供給装置と、前記構造物の表面を覆うように設けられたカバーと、前記カバーに設置された散布ノズルと、前記除染剤を前記散布ノズルに供給する除染剤供給配管と、前記カバーに接続され前記散布された除染剤を除染剤回収配管に導く除染剤回収配管と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構造物に損傷を与えることなく、構造物の表面に付着又は内部に浸透した放射能汚染物を効率的に除染することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る除染装置の構成図。
【図２】第１の実施形態に係る除染剤の作用を示す模式図。
【図３】シュウ酸、ギ酸によるコンクリート試験体の溶解量を示す図。
【図４】第２の実施形態に係る除染剤の作用を示す模式図。
【図５】第３の実施形態に係る除染装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る放射能汚染物の除染方法及び除染装置の実施形態について、図面を参照して説明する。  
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る放射能汚染物の除染方法及び除染装置を、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１５】
(構成)
本実施形態に係る除染装置は、除染剤供給装置２、除染剤供給配管３、散布ノズル４、カバー５、除染剤回収配管６、除染剤回収装置７、有機酸を主成分とする除染剤１０から構成される。この除染装置は、放射能汚染物９が付着又は浸透したコンクリート又はモルタルを主成分とする構造物１の表面に取り付けられる。本実施形態では、除染剤１０としてシュウ酸を主成分とする有機酸が用いられる。
【００１６】
(作用)
このように構成された除染装置において、構造物１の表面に付着又は浸透した放射能汚染物９に対し、有機酸を主成分とする除染剤１０を、除染剤供給装置２から、除染剤供給配管３を介し、散布ノズル４より散布する。構造物１の表面はカバー５で覆われ、除染剤１０の飛散を防止するとともに、除染剤１０をカバー５内部に貯溜する。また、カバー５の下部より使用済みの除染剤１０が除染剤回収配管６を介し除染剤回収装置７に回収される。回収後の除染剤１０は、分解処理により有機酸成分が分解される。
【００１７】
（除染剤の作用）
除染対象のコンクリート又はモルタルを主成分とする構造物１に対し、除染剤１０としてシュウ酸を主成分とする有機酸を用いた場合の除染作用を図２、図３により説明する。
【００１８】
除染剤１０を構造物１の表面に散布すると、散布された構造物１の最表面が溶解するが、シュウ酸はコンクリートやモルタルの主成分のカルシウムと難溶解性塩であるシュウ酸カルシウムを生成するため、構造物１の表面にはシュウ酸カルシウムの析出による表面保護層８が生成され、構造物１の表面の浸食が防止される。
【００１９】
そして、構造物１の表面に付着又は浸透した放射能汚染物９は、表面保護層８を通じて浸入したシュウ酸溶液により溶解、イオン化し、除染剤１０中に溶出する。これにより構造物１の表面に付着又は浸透した放射能汚染物９が除去される。  
１ｗｔ％のシュウ酸溶液とギ酸溶液に、各々コンクリート試験体を常温で１時間浸漬した際の、単位面積当たりのコンクリート溶解量を測定した結果を図３に示す。
【００２０】
シュウ酸の場合、ギ酸と比較して数１００分の１の溶解量であった。これは、ギ酸カルシウムの溶解度が１６．６ｇ／１００ｍＬ（２５℃）と大きいのに対し、シュウ酸カルシウムの溶解度が０．７ｍｇ／１００ｍＬ（２５℃）と非常に小さいため、コンクリート表面のカルシウム成分とシュウ酸との反応により生成したシュウ酸カルシウムが保護皮膜として作用するためである。
【００２１】
一方、原子力関係施設より放出される放射能汚染物９はセシウムなどの可溶性核種が主体であるため、表面に表面保護層８が生成しても、この表面保護層８を通じて浸入した溶液により可溶性の放射能汚染物９はイオン化し、除染剤１０へ移行することで放射能汚染物９を効率的に除去することができる。
【００２２】
また、シュウ酸は有機酸であり酸化分解可能なため、回収後の除染剤１０を分解処理することで、二次廃棄物発生量を低減することができる。  
なお、有機酸又は除染剤の濃度を調整するために適宜溶媒等を混入させてもよい。さらに、有機酸として、シュウ酸以外にカルシウム塩の溶解度が低い他の有機酸を用いることができる。
【００２３】
(効果)
本実施形態によれば、除染剤１０として有機酸の一つであるシュウ酸を用いることにより、構造物１を損傷することなく、簡便な装置で構造物１に付着又は浸透した放射能汚染物９を効率的に除染することができる。また、分解可能な有機酸を用いることで放射性の二次廃棄物発生量を低減することができる。
【００２４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る放射能汚染物の除染方法及び除染装置を、図３及び図４を用いて説明する。
【００２５】
（構成）
本実施形態では、除染剤１０として、ギ酸、クエン酸又はアスコルビン酸、あるいはそれらの混合物を主成分とする有機酸を用いる構成としている。
【００２６】
また、これら除染剤１０によって構造物１を除染した後、水をカバー５内に注入することで、水による洗浄（リンス）を実施してもよい。除染剤１０による除染後、又は水による洗浄後、構造物１の表面を、機械的又は人力によるハツリ（破砕）あるいはブラスト等の物理的手法により除去する（図示せず）。
【００２７】
(作用)
除染対象のコンクリート又はモルタルを主成分とする構造物１に対し、除染剤１０としてギ酸、クエン酸、又はアスコルビン酸あるいはそれらの混合物を主成分とする有機酸を用いた場合の除染作用を図４により説明する。
【００２８】
ギ酸、クエン酸、又はアスコルビン酸あるいはそれらの混合物の除染剤１０を構造物１に散布すると、構造物１の表面は溶解する。例えば、ギ酸によるコンクリートの溶解性は図３に示すとおりであり、シュウ酸の数１００倍の溶解性を示す。
【００２９】
図４に示すように、構造物１の表面が溶解することによる表面に付着した放射能汚染物９はもとより、構造物１の内部に浸透していた放射能汚染物９も周囲のコンクリート等が溶解するため除染液１０中に移行し、除染される。
【００３０】
除染後の構造物１の表面は除染剤１０による溶解により凹凸が生じているため、凹部に放射能汚染物９が残留する可能性がある。そのため、構造物１の表面を清浄な水で洗浄（リンス）することで、除染効果がより向上する。
【００３１】
また、ギ酸等の除染剤１０で散布、浸漬処理を行った構造物１の表面は強度が低下し、表面は簡単に剥離可能な状態となっている。モース硬度で評価すると、健全なコンクリート表面はモース硬度５程度であるが、本実施形態の除染剤１０による除染の後ではモース硬度１程度に低下していることが実験等により確認された。
【００３２】
そのため、除染剤１０による溶解、浸食により強度が低下した構造物１の表層部分を、機械的又は人力によるハツリ（破砕）あるいはブラスト、空気噴射等の物理的手法により除去し（図示せず）、構造物１の強度を回復させるとともに、表面の浸食層を除去することでさらに放射能汚染物９の除去効果を高めることができる。
【００３３】
(効果)
本実施形態によれば、除染剤１０として、ギ酸、クエン酸、又はアスコルビン酸あるいはそれらの混合物等からなる溶解性の高い有機酸を用いることにより、構造物の表面及び内部に浸透した放射能汚染物を除去することが可能となる。また、分解可能な有機酸を用いることで放射性の二次廃棄物発生量を低減することができる。  
なお、ギ酸、クエン酸、又はアスコルビン酸以外に、カルシウム塩の溶解度が高い他の有機酸又はカルシウムに対するキレート力が高い酸を用いることができる。
【００３４】
［第３の実施形態］  
第３の実施形態に係る放射能汚染物の除染装置を、図５を用いて説明する。  
（構成）
本実施形態は、図１に示す第１の実施形態の除染装置に、放射性物質除去装置１３を追加した構成としている。  
本実施形態に係る除染装置は、除染剤回収装置７と除染剤供給装置２との間に循環配管１４を介して放射性物質除去装置１３が設けられている。
【００３５】
(作用)
このように構成された除染装置において、構造物１に散布後回収された除染剤１０中の放射性物質が放射性物質除去装置１３により除去され、除染剤１０は再生される。再生された除染剤１０は循環配管１４を介して除染剤供給装置２へと導入され、再利用される。
放射性物質がセシウムである場合、放射性物質除去装置１３はゼオライトや、フェロシアン化物などの吸着塔が利用可能である。
【００３６】
(効果)
本実施形態によれば、除染後の除染剤１０から放射性物質を除去し、除染剤１０を再利用することで、構造物１を再汚染させることなく、少ない除染剤１０の使用量で除染が可能となり、放射性の二次廃棄物量をさらに低減することができる。
【００３７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１…構造物、２…除染剤供給装置、３…除染剤供給配管、４…散布ノズル、５…カバー、６…除染剤回収配管、７…除染剤回収装置、８…表面保護層、９…放射能汚染物、１０…除染剤、１３…放射性物質除去装置、１４…循環配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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