(57)【要約】      （修正有）【課題】原子力関連設備の構造物を除染するためにブラストを行う際に、一回のブラストによってより多くの放射性物質を回収することができる放射性物質除染用の研磨材を提供する。【解決手段】放射性物質除染用研磨材は、除染装置５のタンク６に貯留したブラスト材２０であり、このブラスト材２０は、ゼオライトと、放射性物質を吸着する材料としてイオン選択性が異なる性状の粒状体または高分子材料の粒状体を、所定の割合で混合させたもので、ゼオライト材２０が吸着しにくい放射性物質を高分子材料で吸着し、除染効率が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力関連設備の構造物をブラスト処理する際に用いる放射性物質除染用の研磨材であって、
ゼオライトと、放射性物質を吸着する材料とを備えたことを特徴とする放射性物質除染用研磨材。
【請求項２】
請求項１に記載の放射性物質除染用研磨材において、
前記放射性物質を吸着する材料は、前記ゼオライトとはイオン選択性が異なる性状の粒状体であることを特徴とする放射性物質除染用研磨材。
【請求項３】
請求項１に記載の放射性物質除染用研磨材において、
前記放射性物質を吸着する材料は、高分子材料の粒状体であることを特徴とする放射性物質除染用研磨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力関連設備の構造物における放射性物質の除染としてブラストを行う際に、ブラスト材として好適に使用される研磨材に関する。
【背景技術】
【０００２】
チェルノブイリ事故後、同様の緊急事態に備えるために、ＥＵＲＡＮＯＳプロジェクトが実施され、その成果として、居住エリア管理のための包括的が報告され、その中にサンドブラストにより居住区内の建物内屋根を除染する旨の記載がある（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
また、原子力関連設備等で発生する放射性物質付着体の表面の除染を実施する除染方法及び装置として、放射性物質付着表面に対して、ゼオライト粒子と加圧空気との混合流体を吹き付けて放射性物質を研削し、研削した放射性物質をゼオライト粒子に付着させながら回収し、回収したゼオライト粒子を放射性物質の吸着材として再利用するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８７９８３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】、クリーンアップ分科会、“ＥＵＲＡＮＯＳ除染技術データシート翻訳Ｖ１．０”、「online」、平成２３年８月１２日、日本原子力学会「原子力安全」調査専門委員会、[平成２４年２月２８日検索]、インターネット＜URL:http://www.aesj.or.jp/information/fnpp201103/chousacom/cu/euranos_datasheets_v1.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
原子力関連設備の一つである原子力発電設備の構造物は、建設期間短縮のために、モジュール化されている場合が多い。このようにモジュール化された原子力発電設備の構造物内の各室には、配管類や機器等が配置されていて、煩雑な内部空間を形成している。
【０００７】
ところで、原子力発電設備においては、何らかの要因により、原子炉格納容器の熱除去機能を喪失した場合、原子炉格納容器の除熱ができないために、原子炉格納容器内の温度と圧力が上昇し、原子炉格納容器が破損することもあり得る。
【０００８】
このような原子炉格納容器の破損が生じると、原子力発電設備の構造物内の全体が放射性物質に汚染される。原子力発電設備の復旧のためには、原子力発電設備の構造物内の除染が重要な道標になる。
【０００９】
居住区内の建物の屋根の汚染による外部ガンマ線及びベータ線の線量、及びこれらの表面から再浮遊物質からの吸入被曝による線量を低減することを目的として、サンドブラストを実施することが記載されている。またその有効性として表面の汚染物質の低減とともに、沈着後の時間とともに効果が低減すること、およびサンドブラストの反復的な適用は特段の除染係数の増加をもたらさない旨が記載されている。したがって、汚染面に対するブラストを複数回行ったとしても、特段の効果を得ることは難しい。
一方、原子力発電設備のブラストによる除染では、除染効率を最大限に発揮させるために、より多く、様々な種類の放射性物質を一度に除染し回収することが必要になる。
【００１０】
上述した特許文献１に記載された除染方法では、研磨材として使用するゼオライトが吸着する放射性物質については除染回収することはできる。しかし、ゼオライトが吸着しにくい放射性物質についてはさほど回収できずにブラストによって発生した粉塵中に残留してしまい、除染効率が低下し、取扱いが困難な放射性廃棄物を発生させてしまうという恐れがある。
【００１１】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、原子力関連設備の構造物を除染するためにブラストを行う際に、一回のブラストによってより多くの放射性物質を除染回収することができる放射性物質除染用の研磨材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、第１の発明は、原子力関連設備の構造物をブラスト処理する際に用いる放射性物質除染用の研磨材であって、ゼオライトと、放射性物質を吸着する材料とを備えた。
【００１３】
また第２の発明は、第１の発明において、前記放射性物質を吸着する材料は、前記ゼオライトとはイオン選択性が異なる性状の粒状体である。
【００１４】
また第３の発明は、第１の発明において、前記放射性物質を吸着する材料は、高分子材料の粒状体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の放射性物質除染用研磨材によれば、原子力関連設備の構造物を除染するためにブラストを行う際に、一回のブラストによってより多くの放射性物質を回収することができ、除染効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】放射性物質の除染を行う原子力関連設備の構造物内の各室の一例を示す斜視図である。
【図２】放射性物質の除染方法の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の放射性物質除染用研磨材の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の放射性物質除染用研磨材によって除染する原子力関連設備の構造物内の各室の一例を示す斜視図である。なお、以下では原子力関連設備の一つである原子力発電設備の構造物への適用を例に用いて説明する。
【００１８】
図１において、原子力発電設備の構造物内の各室１は、天井部１Ａと、床部１Ｂと、側壁部１Ｃとを備えている。天井部１Ａと床部１Ｂと側壁部１Ｃとには、後述する配管類やケーブルコンジットが貫通する孔等が穿設されている。また、床部１Ｂには、図示しない廃水ピットに連通する排水孔１Ｂａが設けられている。
【００１９】
各室１において、左側の側壁部１Ｃの前方には、床部１Ｂと天井部１Ａとを貫通する原子力発電設備の大口径配管２ａ，２ｂが配設されている。また、正面側の側壁部１Ｃの前方には、左側の側壁部１Ｃから導入されて、床部１Ｂから各室１の外側へ導出される原子力発電設備の小口径配管３ａ〜３ｄが配設されている。
【００２０】
更に、右側の側壁部１Ｃの前方には、原子力発電設備の制御盤４ａ〜４ｃが配設されていて、各制御盤４ａ〜４ｃの上部からは、天井部１Ａに向けてケーブルコンジットが配設されている。また、左側の側壁部１Ｃには、電源盤４ｄが固設されていて、電源盤４ｄの上部からは、天井部１Ａに向けてケーブルコンジットが配設されている。
【００２１】
次に除染装置５について説明する。
図１において、除染装置５は、ブラスト材２０を各室１の汚染面に吹き付け、放射性物質を剥離して洗浄するいわゆるブラスト装置で構成している。除染装置５は、ブラスト材供給部５Ａと加圧空気供給部５Ｂと噴出ノズル支持部５Ｃとを備えている。
【００２２】
ブラスト材供給部５Ａは、タンク６とタンク６の下部に設けたブラスト材供給装置７とを備えている。ブラスト材供給部５Ａは、ブラスト材供給装置７の下部に設けた４つの車輪８ａにより、移動可能となっている。
【００２３】
タンク６には、ブラスト材２０が貯留されている。タンク６の下部には、ブラスト材２０をブラスト材供給装置７へ移送するホッパ形状の供給口（図示せず）が設けられている。
【００２４】
ブラスト材供給装置７は、加圧空気供給部５Ｂからの圧縮空気配管３０が接続される圧縮空気供給口７ａと、ブラスト材２０を噴出ノズル支持部５Ｃに供給するホース９が接続されるブラスト材噴出口７ｂと、圧縮空気供給口７ａとブラスト材噴出口７ｂとの間に設けられ、ブラスト材２０を圧送するブラスト材圧送部７ｃとを備えている。
【００２５】
加圧空気供給部５Ｂは、例えば、台車に載置されたエアコンプレッサ１１であって、台車に設けた４つの車輪８ｂにより、移動可能となっている。エアコンプレッサ１１は、吐出口に圧縮空気配管３０が接続されていて、この圧縮空気配管３０を介してブラスト材供給装置７に圧縮空気を供給する。
【００２６】
噴出ノズル支持部５Ｃは、ブラスト材供給部５Ａから供給されたブラスト材２０を各室１の汚染面に吹き付ける噴出ノズル１０と、噴出ノズル１０を支持する伸縮可能な棒状の支持部材１２と、支持部材１２の軸方向長さを可変する支持部材伸縮制御手段１３と、支持部材１２の先端側に回動可能に設けられ、支持部材１２の軸方向に対して噴出ノズル１０の噴出方向の水平／垂直角度を可変する噴出ノズル噴出角制御手段１４と、支持部材１２の基端側に回動可能に設けられ、各室１の床面１Ｂに対する支持部材１２の俯仰角度を可変する支持部材俯仰角制御手段１５と、台車の上部に設けられ、支持部材俯仰角制御手段１５が載置される旋回部材１６と、旋回部材１６を旋回させることで、噴出ノズル１０の噴出方向を水平の全方位に可変する旋回角制御手段１７とを備えている。噴出ノズル支持部５Ｃは、台車に設けた４つの車輪８ｃにより、移動可能となっている。
【００２７】
次に、除染装置５を使用した除染方法の概略を説明する。
除染装置５は、図１に示すように、各室１の略中央に配置された後、タンク６内のブラスト材２０を圧縮空気でホース９中を輸送させ、噴出ノズル１０から各室１に配置される機器と各室１の全汚染面に吹き付ける。したがって、ブラスト材２０が高速でこれらの放射性物質付着面に投射されることで洗浄を行う。
【００２８】
また、除染装置５は、噴出ノズル支持部５Ｃの支持部材伸縮制御手段１３と噴出ノズル噴出角制御手段１４と支持部材俯仰角制御手段１５と旋回角制御手段１７とを備えているので、噴出ノズル１０の噴出方向を全方位に可変制御して、各室１の全汚染面を洗浄する。
【００２９】
次に、放射性物質の除染方法を図２を用いて説明する。図２は、放射性物質の除染方法の手順を示すフローチャート図である。図２において、図１に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
まず、図２に示すように、ステップ（Ｓ１）では、除染装置５を各室１に配置する。具体的には、図１に示すように、各室１の略中央に除染装置５の噴出ノズル支持部５Ｃを配置する。
【００３１】
ステップ（Ｓ２）では、各室１の雰囲気の線量を測定する。この各室１の雰囲気の線量を基に、除染装置５の洗浄時間を設定する。具体的には、各室１の汚染面の表面積が例えば設計図からわかるので、各室１の雰囲気の線量から単位表面積あたりの洗浄時間と全汚染面を洗浄する洗浄時間とが決定できる。また、予め実験等により、時間あたりのブラスト材２０の噴射量を設定しておく。このことにより、各室１の雰囲気の線量と除染したい汚染面の表面積とがわかれば、除染装置５のタンク６に供給するブラスト材２０の量が決定できる。
【００３２】
ステップ（Ｓ３）において、除染装置５による洗浄を開始する。除染装置５は、噴出ノズル１０の噴出方向を全方位に可変制御して、ブラスト材２０を吹き付け各室１の全汚染面を洗浄する。除染装置５による汚染面の洗浄終了直後には、床部１Ｂに研磨材と研削で発生した研磨かすとが滞留する。
【００３３】
ステップ（Ｓ４）において、除染装置５は、洗浄経過時間が設定時間以上か否かの判断を行う。洗浄経過時間が設定時間未満の場合には、ステップ（Ｓ４）に戻り、洗浄経過時間が設定時間以上であれば、ステップ（Ｓ５）へ進む。
【００３４】
ステップ（Ｓ５）において、除染装置５は、設定時間経過後に洗浄を停止する。この後、全汚染面からの放射性物質の剥離落下を確認するために、汚染面の放射線量として各室１の雰囲気の放射線量を測定器で測定する。
【００３５】
ステップ（Ｓ６）において、除染装置５は、汚染面の放射線量としての各室１の雰囲気の放射線量が設定値以下か否かの判断を行う。汚染面の放射線量が設定値超過の場合には、ステップ（Ｓ３）に戻り、汚染面の放射線量が設定値以下の場合には、ステップ（Ｓ７）へ進む。
【００３６】
ステップ（Ｓ７）において、除染装置５は、洗浄を終了とする。
【００３７】
ステップ（Ｓ８）において、研磨材等を回収する。具体的には、床部１Ｂに残留している研磨材や研磨かす等を例えば真空掃除機等で回収して、各室１の外に搬出する。
【００３８】
ステップ（Ｓ９）において、除染装置５を各室１の外に搬出する。
【００３９】
本実施形態の放射性物質除染用研磨材は、除染装置５のタンク６に貯留し、ステップ（Ｓ３）において使用するブラスト材２０であり、このブラスト材２０は、ゼオライトと、放射性物質を吸着する材料としてのイオン選択性が異なる性状の粒状体を所定の割合で混合させたものである。
【００４０】
ブラスト材２０のうち、ゼオライトは、製造方法や原料によって、天然ゼオライト、合成ゼオライト、および人工ゼオライトに分類される。また、構造やＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比の異なる多くの種類のものが知られており、骨格中のイオン種によって、Ｎａ型、Ｈ型のように分けることもできる。構造によってＺＳＭ−５、モルデナイト、Ｌ型、フェリエライト、Ｙ型等に分類される。細孔径は０．４〜１．０ｎｍであり、ゼオライト種により異なるので、回収対象とする放射性物質のサイズにより、最適な構造・材料を選択することになる。
【００４１】
そして、ブラスト材２０のうち、イオン選択性が異なる性状の粒状体とは、ゼオライトが吸着するイオンとは異なるイオン種を吸着する材料のことである。
なお、イオン選択性におけるイオンには、例えば、セシウム、ストロンチウム、ヨウ素などが挙げられる。
【００４２】
上述した本発明の放射性物質除染用研磨材の一実施の形態によれば、各室１をブラストによって除染する際に、ゼオライトによって、このゼオライトが選択して吸着する放射性物質を回収できるとともに、更に、イオン選択性が異なる性状の粒状体によっても、ゼオライトとは異なる種類の放射性物質を回収することができるため、ゼオライトのみでブラストする場合に比べてより多くの種類の放射性物質を回収することができる。よって、複数回の実施の効果が低いブラストによっても、多くの種類の放射性物質を効率良く除染することができ、除染効率の向上を達成することができるようになる。
【００４３】
なお、ゼオライトとイオン選択性が異なる性状の粒状体との混合比は、洗浄開始前に各室１の雰囲気の放射線量を測定器で測定し、この雰囲気の放射線量と予め行っておいた実験や過去の除染等のデータを基に決定することができる。
また、洗浄時間についても、予め測定した放射線量に基づいて決定することが可能である。
更に、洗浄の終了は、各室１に配置される機器と各室１の全汚染面の汚染度を例えばカメラ等によって確認することや、洗浄後の雰囲気の放射線量を計測することで判断しても良い。
【００４４】
次に、本発明の放射性物質除染用研磨材の他の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において一実施の形態と同じ部材には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態においては、放射性物質除去用研磨材としてのブラスト材２０において、イオン選択性が異なる性状の粒状体の代わりに、高分子材料の粒状体をゼオライトと所定の割合で混合させた点が、本発明の一実施の形態と異なり、その他の構成については、同一である。
【００４６】
本実施形態の放射性物質除染用研磨材は、一実施の形態の研磨材と同様、除染方法の手順におけるステップ（Ｓ３）において使用するブラスト材２０であり、ゼオライトと、放射性物質を吸着する材料としての高分子材料の粒状体を所定の割合で混合させたものである。
【００４７】
ブラスト材２０のうち、ゼオライトとは、一実施の形態におけるものと同じである。
【００４８】
ブラスト材２０のうち、高分子材料の粒状体とは、きわめて分子量の大きい分子のことであり、分子量として１００００以上のものが挙げられる。
なお、吸着させたいイオンには、例えば、セシウム、ストロンチウム、ヨウ素などが挙げられる。
【００４９】
本発明の放射性物質除染用研磨材の他の実施の形態によれば、上述した一実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、原子力関連設備では、各種設備を保守点検する際に、ベント管等の各種配管やバルブなどの構造物を分解清掃し、除染を行う。その際、これら構造物には放射性物質を含有する錆や塗膜、油脂、スケールなどの汚染物質が付着していることから、通常は化学除染を行うが、汚染物質が強固に付着しており、化学除染では十分に除去しきれない場合には、ブラスト処理を行っている。本発明の研磨材は、このような保守点検におけるブラストにも適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１…原子力関連設備の構造物内の各室、
１Ａ…天井部、
１Ｂ…床部、
１Ｂａ…排水孔、
１Ｃ…側壁部、
２Ａ…大口径配管、
２Ｂ…大口径配管、
３ａ…小口径配管、
４ａ…制御盤、
４ｄ…電源盤、
５…除染装置、
５Ａ…ブラスト材供給部、
５Ｂ…加圧空気供給部、
５Ｃ…噴出ノズル支持部、
６…タンク、
７…ブラスト材供給装置、
９…ホース、
１０…噴出ノズル、
１１…エアコンプレッサ、
１２…支持部材、
１３…支持部材伸縮制御手段、
１４…噴出ノズル噴出角制御手段、
１５…支持部材俯仰角制御手段、
１６…旋回部材、
１７…旋回角制御手段、
２０…ブラスト材。
【図１】
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【図２】
2014092518.tif 000004