(57)【要約】【課題】  原子力プラント構成部材への放射性核種の付着を効果的に抑制する。【解決手段】  原子力プラントを構成する金属部材の表面に形成された汚染物を除去する除染工程の終了段階から前記原子力プラントの起動前までの期間に、鉄（II）イオンを含む第１の薬剤と、前記鉄（II）イオンを鉄（III）イオンに酸化する第２の薬剤と、前記第１と第２の薬剤の混合した処理液のｐＨを５．５乃至９．０に調整する第３の薬剤とを、前記金属部材の表面に接触させてフェライト皮膜を成膜し、該フェライト皮膜により前記金属部材の表面に放射性核種が付着するのを抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力プラントを構成する金属部材の表面に鉄（II）イオンを吸着させ、常温乃至２００℃の温度条件下で、前記吸着した鉄（II）イオンを酸化してフェライト皮膜を成膜し、該フェライト皮膜により前記金属部材に放射性核種が付着するのを抑制する原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項２】
前記金属部材の表面に付着している酸化皮膜を含む汚染物を除去した後、前記フェライト皮膜の成膜処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項３】
前記汚染物を除去する処理は、酸化除去と還元除去を繰返し行う化学除染であることを特徴とする請求項２に記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項４】
前記フェライト皮膜の成膜処理を６０℃乃至１００℃の温度条件下で実施することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項５】
原子力プラントを構成する金属部材の表面に形成された汚染物を除去する除染工程の終了段階から前記原子力プラントの起動前までの期間に、鉄（II）イオンを含む第１の薬剤と、前記鉄（II）イオンを鉄（III）イオンに酸化する第２の薬剤と、前記第１と第２の薬剤の混合した処理液のｐＨを５．５乃至９．０に調整する第３の薬剤とを、前記金属部材の表面に接触させてフェライト皮膜を成膜し、該フェライト皮膜により前記金属部材の表面に放射性核種が付着するのを抑制する原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項６】
原子力プラントを構成する金属部材の表面に形成された汚染物を除去する除染工程の終了段階から前記原子力プラントの起動前までの期間に、鉄（II）イオンと鉄（III）イオンの少なくとも一方を含む第１の薬剤と、前記鉄（III）イオンを還元する第２の薬剤と、前記第１と第２の薬剤の混合した処理液のｐＨを５．５乃至９．０に調整する第３の薬剤とを、前記金属部材の表面に接触させてフェライト皮膜を成膜し、該フェライト皮膜により前記金属部材の表面に放射性核種が付着するのを抑制する原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項７】
前記処理液中の塩素濃度が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項８】
前記第１の薬剤は、金属鉄を有機酸に溶解させた溶液であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項９】
前記第１の薬剤は、有機酸を含む水溶液に不活性ガスのバブリング処理と真空脱気処理のいずれかの処理を施した後、前記金属鉄を溶解させて前記鉄（II）イオンを生成させてなることを特徴とする請求項８に記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１０】
前記第１の薬剤は、炭酸鉄を炭酸水と有機酸のいずれか一方に溶解させた溶液であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１１】
前記第１の薬剤を貯留するタンクと、前記第３の薬剤を貯留するタンクと、処理液を貯留するサージタンクの少なくとも１つに、不活性ガスをバブリングすることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１２】
前記第２の薬剤は、アスコルビン酸であることを特徴とする請求項６に記載の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法。
【請求項１３】
処理液を貯留するサージタンクと、該サージタンク内の処理液を吸引する循環ポンプと、該循環ポンプにより吸引された前記処理液を成膜対象の配管系に供給する処理液供給管と、該処理液供給管の処理液に注入する鉄（II）イオンを貯留する第１の薬液タンクと、前記処理液供給管の処理液に注入する酸化剤を貯留する第２の薬液タンクと、前記処理液供給管の処理液をｐＨ５．５乃至９．０に調整するｐＨ調整剤を貯留する第３の薬液タンクと、前記成膜対象の配管系から戻される処理液を前記サージタンクに戻す処理液戻り管と、前記処理液の温度を６０℃乃至１００℃に加熱する加熱手段とを備えてなり、原子力プラント構成部材の表面にフェライト膜を成膜する成膜装置。
【請求項１４】
前記成膜対象の配管系を化学除染する酸化剤と還元剤の薬液タンクが、前記処理液供給管に連通して設けられてなることを特徴とする請求項１３に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記処理液戻り管に、前記処理液中の汚染物を除去するイオン交換樹脂塔と混床樹脂塔が切替可能に挿入されてなることを特徴とする請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記処理液供給管と前記処理液戻り管のいずれか一方に、前記処理液中に含まれる固形分を除去するフィルタを設置してなることを特徴とする請求項１５に記載の成膜装置。
【請求項１７】
前記第２の薬液タンクに貯留される酸化剤は、水溶液に酸素を含む気泡を生成させてなることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記前記処理液戻り管の処理液中に含まれる有機物と窒素化合物の少なくとも一部を気体に分解する分解装置を設けてなることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１９】
前記分解装置は、活性炭触媒、過酸化水素、紫外線、オゾンの少なくとも一つを用いた分解装置であることを特徴とする請求項１８に記載の成膜装置。
【請求項２０】
前記処理液供給管に、貴金属元素又は貴金属元素を含む化合物を貯留する薬液タンクが連結されてなることを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントなどの原子力プラントの構成部材への放射性核種の付着を抑制する方法およびその方法を実施する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、沸騰水型（以下、ＢＷＲと略記する。）の原子力発電プラントでは、圧力容器内に燃料棒を収容してなる原子炉内に、再循環ポンプやインターナルポンプによって冷却水を強制循環することにより、燃料で発生した熱を効率的に冷却水に移動させるようにしている。このようにして原子炉内で発生した冷却水の蒸気は、大部分が蒸気タービン発電機の駆動に利用され、蒸気タービンから排出される蒸気は復水器で凝縮されるとともに、復水器内で凝縮された復水はほぼ完全に脱気されて、再び原子炉の冷却水として給水される。その際、腹水器内では、炉心で水の放射線分解によって発生した酸素及び水素もほぼ完全に除去される。また、原子炉に戻される復水は、原子炉における放射性腐食生成物の発生を抑制するため、脱塩器などのイオン交換樹脂濾過装置で主として金属不純物が除去され、２００℃近くまで加熱して原子炉に給水される。
【０００３】
また、放射性腐食生成物は、圧力容器内や再循環系等の接水部からも発生することから、主要な一次系の構成部材は腐食の少ないステンレス鋼、ニッケル基合金などの不銹鋼が使用されている。また、低合金鋼製の原子炉圧力容器には、ステンレス鋼の内面肉盛りがなされ、低合金鋼が直接炉水と接触することを防いでいる。この様な材料上の配慮に加えて、炉水の一部を炉水浄化装置によって浄化し、炉水中に僅かに生成する金属不純物を積極的に除去している。
【０００４】
しかし、上述のような腐食対策を講じても、炉水中の極僅かな金属不純物の存在は避けられないため、一部の金属不純物が金属酸化物として燃料棒の表面に付着する。燃料棒表面に付着した金属元素は、燃料から放射される中性子の照射を受けて原子核反応を起こし、コバルト６０、コバルト５８、クロム５１、マンガン５４等の放射性核種が生成される。これらの放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒表面に付着したままであるが、一部の放射性核種は取り込まれている酸化物の溶解度に従って冷却水に溶出したり、クラッドと呼ばれる不溶性固体として炉水中に再放出される。炉水中の放射性物質は、炉水浄化系によって取り除かれるが、除去できなかったものは炉水とともに再循環系などを循環している間に構成部材の接水部表面に蓄積される。その結果、構成部材表面から放射線が放射され、定検作業時の従事者の放射線被曝の原因となる。作業被曝の線量は、各人毎に規定値を超えないように管理されているが、近年この規定値が引き下げられ、各人の被曝線量を経済的に可能な限り低くする必要が生じている。
【０００５】
そこで、配管への放射性核種の付着を低減する方法や、炉水中の放射性核種の濃度を低減する方法が様々検討されている。例えば、亜鉛などの金属イオンを炉水中に注入して、炉水と接触する再循環系配管表面に亜鉛を含む緻密な酸化皮膜を形成させることにより、酸化皮膜中へのコバルト６０やコバルト５８等の放射性核種の取り込みを抑制する方法が提案されている（特許文献１）。また、冷却水中に放射性核種が溶出ないし放出される状態になる前に、運転中に炉水が通流する再循環系配管及び炉水浄化系配管の内面に、予め一定条件で酸化皮膜を形成させることが提案されている（特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭58-79196号公報
【特許文献２】特開昭62-95498号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のように、亜鉛などの金属イオンを炉水中に注入する方法の場合は、運転中に常に亜鉛イオンを注入し続けなければならないという問題の他、亜鉛自体の放射能化を避けるため、同位体分離した亜鉛を使用しなければならないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の酸化皮膜を形成させる方法の場合は、例えばＢＷＲの運転温度域（２５０〜３００℃）において酸化皮膜を形成させていることから、次のような問題があることが判明した。すなわち、本発明者らの研究によると、酸化皮膜を生成する対象の構成部材がステンレス鋼の場合、構成部材の表面にまずクロム成分の多い内層酸化皮膜が形成され、その内層酸化皮膜の表面にクロム成分の少ない外層酸化皮膜が形成されることが判った。特に、このような２層構造の酸化皮膜の場合、内層酸化皮膜に放射性のＣｏ−６０やＣｏ−５８が取込まれ易いという性質があり、放射性核種の付着抑制効果があまり大きくないということが判明した。
【０００９】
本発明は、原子力プラント構成部材への放射性核種の付着を効果的に抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、種々の検討を行った結果、次の知見を得た。
【００１１】
第１に、供用運転時の炉水温度域（例えば、２５０〜３００℃）のように高温の雰囲気で酸化皮膜を形成すると、成膜対象の構成部材の金属母材中への水の放射線分解によって生じる酸素の拡散速度が速く、母材の酸化が速いことから、初期に生成される酸化皮膜（内層）は母材であるステンレス鋼に含まれるクロム成分が多くなる。
【００１２】
第２に、内層酸化皮膜上に形成される酸化皮膜（外層）は、母材から溶出した鉄イオンが高温水中で溶解度を超えて析出するため、鉄が主成分となる。
【００１３】
第３に、供用運転時の温度域のような高温の雰囲気で酸化皮膜を形成すると、内層酸化皮膜の上に形成される外層酸化皮膜の結晶などの膜構造が必ずしも緻密に形成されない。したがって、炉水中のコバルトなどの放射性核種が外層酸化皮膜を透過し、内層酸化皮膜中の鉄成分と置き換わる形で、放射性核種が内層酸化皮膜中に取り込まれる。
【００１４】
これらの知見を得た発明者らが行った実験について、図２〜図４を用いて説明する。図２は、予め酸化皮膜を形成していないステンレス鋼について、ＢＷＲ供用運転条件下の冷却水中に試料を浸漬し、その試料に付着したＣｏ−５８の付着量の経時変化を求めた実験結果を示す。図において、横軸は浸漬時間を示し、縦軸はＣｏ−５８付着量の相対値を示している。図示のように、浸漬時間の経過とともにＣｏ−５８付着量が上昇し、やがて付着量が飽和する傾向を示している。このＣｏ−５８付着量の変化は、酸化皮膜の成長と同様の傾向を示している。つまり、浸漬初期には腐食速度が速く、皮膜成長速度も速いため、Ｃｏ−５８の付着速度も速くなっている。しかし、５００時間程度経過すると、成長した酸化皮膜による高温水中酸化剤の拡散抵抗によって皮膜成長速度が遅くなってくるに従い、Ｃｏ−５８の付着速度も遅くなってくることを示している。
【００１５】
図３は、ステンレス鋼に予め酸化皮膜を形成していない試料Ａと、ステンレス鋼に予め酸化皮膜を形成した試料Ｂについて、ＢＷＲ供用運転条件下の冷却水中に試料を浸漬し、試料Ａ、Ｂに付着したＣｏ−５８の付着量の相対値を比較した実験結果を示す。それら試料Ａ、Ｂにおいて、Ａ１、Ｂ１はクロムが主成分の内層酸化皮膜、Ａ２、Ｂ２は鉄が主成分の外層酸化皮膜の部分を示している。この結果より、試料Ｂに示すように、ＢＷＲ供用運転条件下の高温水中で予め形成した酸化皮膜の場合は、クロム主成分の内層酸化皮膜Ｂ１中に放射性のコバルトが取り込まれることが分かる。つまり、ＢＷＲ供用運転条件下の高温水中で予め酸化皮膜を形成して、供用運転中に生成される酸化皮膜の成長速度を遅くしてコバルトの取り込みを抑制しようとしても、放射性核種の付着抑制効果が小さいことが分かる。これに対して、予め酸化皮膜を施していない試料Ａの場合は、鉄が主成分の外層酸化皮膜Ａ２が成長して行く過程で、コバルトの取り込みが起こり易いことが表れている。しかし、試料Ｂに示すように、予め酸化皮膜を施しておくことにより、成長が遅くなった外層酸化皮膜Ｂ２へのコバルトの取り込みが起こり難くなることが分かる。この鉄が主成分の外層酸化皮膜Ａ２、Ｂ２は、レーザーラマンスペクトルによる分析から、マグネタイトを主成分とするフェライト皮膜（以下、適宜、マグネタイト皮膜という。）であることが分かった。これらのことから、酸化皮膜としてマグネタイト皮膜を生成することができれば、コバルトの付着を抑制できることが期待できる。
【００１６】
しかし、ＢＷＲの供用運転に近い高温水中で酸化皮膜を形成させると、冷却水中の溶存酸素が金属母材中へ拡散してクロムを主成分とする内層酸化皮膜Ｂ１が形成されてしまうのを抑制できないから、その内層酸化皮膜Ｂ１が放射性コバルトの取り込み源となり、放射性核種の付着を抑制できないという問題が残る。
【００１７】
そこで、溶存酸素の金属母材中への拡散速度が遅い温度条件（例えば、１００℃以下）で、外層酸化皮膜Ａ２、Ｂ２のようなマグネタイト皮膜のみを形成させることができれば、放射性核種のコバルトの取り込みを抑制できることを考察した。
【００１８】
この考察に基づき、ステンレス鋼表面にマグネタイト皮膜を形成した後、ＢＷＲ供用運転条件の高温水中に浸漬してＣｏ−６０の付着量を調べた結果、図４に示すようにＣｏ付着量を大きく抑制できることが分かった。図４において、縦軸は試料Ｃ、Ｄ、ＥのＣｏ−６０付着量の相対値を示している。試料Ｃはステンレス鋼の表面を機械的に研磨した試料、試料Ｄはステンレス鋼の表面にＢＷＲ供用運転条件下で予め酸化皮膜を形成した試料、試料Ｅはステンレス鋼の表面に１００℃以下によりマグネタイト皮膜を形成した試料である。図４から明らかなように、試料Ｃ、Ｄに比べて、マグネタイト皮膜を形成した試料ＥのＣｏ付着量は大きく抑制されていることが分かる。なお、マグネタイト皮膜を形成する方法としては、原子炉発電プラントの構成部材の腐食を抑制する技術ではなく、磁気記録媒体のフェライト膜を形成する技術ではあるが、例えば、特公昭６３−１５９９０号公報に記載の方法を適用することができる。ただし、同公報に記載の方法は塩素を用いているが、原子力プラントの構成部材の健全性を確保する観点から、塩素を用いることができないので、同公報に記載の方法と異なる方法を採用する必要がある。
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するため、図２〜図４の知見に基づき、原子力プラントを構成する金属部材の表面に鉄（II）イオンを吸着させ、常温乃至２００℃、好ましくは常温乃至１００℃、さらに好ましくは６０乃至１００℃の温度条件下で、前記吸着した鉄（II）イオンを酸化してフェライト皮膜を成膜し、該フェライト皮膜により前記金属部材に放射性核種が付着するのを抑制することを特徴とする。
【００２０】
これによれば、原子力プラントを構成する部材の表面に形成されるフェライト皮膜は、生成時の温度が炉心運用時の温度よりも低いことから、図４の試料Ｅに相当するマグネタイトを主成分とするフェライト皮膜が形成されることになる。すなわち、フェライト皮膜生成時の温度が炉心運用時の温度域の場合、酸化剤の拡散速度が速いことからクロムを主成分とする従来の内層酸化皮膜が形成され、そこへコバルトが取り込まれてしまう。これに対して、フェライト皮膜生成時の温度が６０℃乃至１００℃と低い場合、酸化剤の拡散速度が遅いことからクロムを主成分とする従来の内層酸化皮膜が形成されず、放射性核種の取り込みが少ない図４の試料Ｅに相当する鉄を主成分とするマグネタイト皮膜が形成されることから、構成部材への放射性核種の付着を抑制することができる。
【００２１】
また、鉄を有機酸又は炭酸などに溶解させて２価の鉄イオン（鉄（II）イオン）含む溶液を構成部材の表面に作用させた後、その溶液に酸素などの酸化剤を注入して酸化皮膜を形成することができる。
【００２２】
本発明の放射性核種の付着抑制方法を適用する際、炉水と接する対象構成部材の表面は、金属部材の裸の表面であることが好ましい。特に、既に供用運転された構成部材の表面には、冷却水中での水の放射線分解によって発生する酸化剤の酸素により腐食防止用の酸化皮膜が形成されている。この酸化皮膜は、供用運転下の高温の温度域で形成されていることから、図３に示した試料Ｂの内層酸化皮膜Ｂ１と同様、クロムを主成分とする酸化皮膜が形成され、放射性核種が既に取り込まれていることなになる。したがって、その酸化皮膜の上に本発明に係るマグネタイト皮膜を形成しても、十分な線量低減効果が得られない。
【００２３】
そこで、本発明の放射性核種の付着抑制方法は、原子力プラントにおいて一般に行われている化学除染等の除染工程の終了後に実施することが好ましい。具体的には、除染工程の終了段階から炉心起動前までの間に実施することが好ましい。つまり、化学除染等の除染は、原子力プラントの炉水と接する構成部材の表面に付着した放射性核種を酸化皮膜と共に除去するために行われる処理である。したがって、化学除染等の除染によって対象の構成部材の金属母材の表面が露出し、自然酸化膜もほとんど無い状態で、本発明の放射性核種の付着抑制方法を適用する。その結果、構成部材の表面に直接、本発明に係るフェライト皮膜の一種であるマグネタイト皮膜が形成されるから、放射性核種の付着を効果的に抑制することができる。これにより、定検作業時の被曝線量を低減することができる。
【００２４】
本発明の放射性核種の付着抑制方法を適用する構成部材は、ＢＷＲプラントの炉水再循環系又は炉水浄化系を構成する部材が好適であるが、これに限るものではない。また、本発明はＢＷＲプラントに限らず、加圧水型（ＰＷＲ）原子力プラントにおける炉水と接触する構成部材への放射性核種の付着抑制技術に適用できる。
【００２５】
本発明の放射性核種の付着抑制方法を実施するフェライト皮膜の成膜装置は、処理液を貯留するサージタンクと、該サージタンク内の処理液を吸引する循環ポンプと、該循環ポンプにより吸引された前記処理液を成膜対象の配管系に供給する処理液供給管と、該処理液供給管の処理液に注入する鉄（II）イオンを貯留する第１の薬液タンクと、前記処理液供給管の処理液に注入する酸化剤を貯留する第２の薬液タンクと、前記処理液供給管の処理液をｐＨ５．５乃至９．０に調整するｐＨ調整剤を貯留する第３の薬液タンクと、前記成膜対象の配管系から戻される処理液を前記サージタンクに戻す処理液戻り管と、前記処理液の温度を６０℃乃至１００℃に加熱する加熱手段とを備えて構成することができる。
【００２６】
また、化学除染と兼用する場合は、成膜対象の配管系を化学除染する酸化剤と還元剤の薬液タンクを、前記処理液供給管に連通して設けて構成することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、原子力プラント構成部材への放射性核種の付着を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の原子力プラント構成部材の放射性核種の付着抑制方法について、実施の形態に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１に、本発明の放射性核種の付着抑制方法の一実施の形態をフローチャートにして示し、図５に原子力発電プラントの再循環配管に本発明を適用してなる全体系統構成図を示し、図６に本発明の放射性核種の付着抑制方法を実施する成膜装置の詳細系統構成図を示す。
【００２９】
図５に示すように、原子力発電プラントは、燃料棒を圧力容器に収容してなる原子炉１と、原子炉１の頂部に連結された主蒸気配管２と、主蒸気配管２に連結された蒸気タービン発電機３と、蒸気タービン発電機３の蒸気排出口に連結された腹水器４とを備えて構成される。腹水器４で凝縮された復水は、復水ポンプ５によって抜き出され、復水浄化装置６と、給水ポンプ７と、低圧給水加熱器８と、高圧給水加熱器９とを有してなる給水配管系１０を介して原子炉１の給水として戻されるようになっている。低圧給水加熱器８と高圧給水加熱器９の熱源は、蒸気タービン発電機３の抽気により賄われるようになっている。
【００３０】
また、原子炉１内の冷却水を循環する炉水再循環系は複数設けられ、原子炉１の底部に連結された複数の再循環ポンプ２１により抜き出された炉水を、それぞれの再循環ポンプ２１に連結された炉水再循環配管２２を介して原子炉１の上部に戻して循環するように構成されている。また、原子炉１の炉水を浄化する炉水浄化系は、原子炉１の底部に連結された浄化系ポンプ２４により抜き出された炉水を再生熱交換器２５及び非再生熱交換器２６を介して冷却し、冷却された炉水を炉水浄化装置２６により浄化し、浄化された炉水を再生熱交換器２５で昇温した後、給水系の高圧給水加熱器９の下流側から原子炉１に戻すように構成されている。なお、図５では、本発明を炉水再循環系に適用する場合を示しており、本発明の放射性核種の付着抑制方法を実施するフェライト皮膜の成膜装置３０を、炉水再循環系に仮設配管で連結した状態を示している。すなわち、原子炉１の供用運転が停止されたとき、原子炉１と炉水再循環配管２２との連結を切り離し、その切り離された炉水再循環系に処理液を循環可能に仮設配管を介して成膜装置３０が連結される。
【００３１】
成膜装置３０の一実施の形態は、図６に示すように構成されている。本実施形態の成膜装置３０は、化学除染処理に兼用できるように構成されている。すなわち、処理に用いる水が充填されるサージタンク３１と、サージタンク３１の水を抜き出してバルブ３３、３４を介して炉水再循環配管２２の一端に供給する循環ポンプ３２を備えて構成されている。バルブ３３、３４を結ぶ処理液配管３５には、バルブ３６、３７、３８及び注入ポンプ３９、４０、４１を介して、それぞれ化学除染に用いられる薬液タンク４２、４３、４４が連結されている。薬液タンク４２には、配管内の汚染物を酸化溶解するための過マンガン酸イオンが貯留されている。薬液タンク４３には、配管内の汚染物を還元溶解するためのシュウ酸が貯留されている。薬液タンク４４には、ｐＨ調整のためのヒドラジンが貯留されている。また、処理液配管３５には、バルブ４５、４６及び注入ポンプ４７、４８を介して、それぞれフェライト皮膜生成に用いられる薬液タンク４９、５０が連結されている。薬液タンク４９には、鉄をギ酸で溶解して調製した２価の鉄（II）イオンを含む薬剤が保管されている。なお、鉄を溶解させる薬剤としては、ギ酸に限らず、鉄（II）イオンの対アニオンとなる有機酸又は炭酸を用いることができる。薬液タンク５０には、酸化剤としての酸素を溶存する水が貯蔵されている。なお、フェライト皮膜生成時のｐＨ調整に、薬液タンク４４に貯留されているヒドラジンが用いられる。
【００３２】
一方、循環ポンプ３２によって炉水再循環配管２２の一端に供給された処理液は、炉水再循環配管２２内を通って他端からバルブ５１に戻される。バルブ５１を介して戻された処理液は、循環ポンプ５２と加熱器５３とバルブ５５、５６、５７を介してサージタンク３１に戻されるようになっている。加熱器５３とバルブ５５には、冷却器５８とバルブ５９が並列に連結されている。バルブ５６には、カチオン交換樹脂塔６０がバルブ６１を介して、また、混床樹脂塔６２がバルブ６３を介して、それぞれ並列に連結されている。バルブ５７には、分解装置６４がバルブ６５を介して並列に接続されている。分解装置６４には、バルブ６６と注入ポンプ６７を介して薬液タンク６８が連結され、薬液タンク６８に貯留された過酸化水素水を分解装置６４に注入可能になっている。
【００３３】
また、酸化剤を注入するバルブ４６の位置は、鉄（II）イオンを注入するバルブ４５及びｐＨを調整する薬剤を注入するバルブ３８の下流側であって、かつ処理対象部位にできるだけ近い位置に設定することが好ましい。また、サージタンク３１の出口側にフィルタを設置することが好ましい。さらに、鉄（II）イオンを含む薬剤を貯蔵する薬液タンク４９、ｐＨを調整する薬剤を貯蔵する薬液タンク４４、及びサージタンク３１には、水溶液中の酸素を除去するために、窒素又はアルゴンなどの不活性ガスをバブリングすることが好ましい。また、分解装置６４は、鉄（II）イオンの対アニオンとして使用する有機酸、及びｐＨ調整剤のヒドラジンを分解できるようになっている。つまり、鉄（II）イオンの対アニオンとしては、廃棄物量の低減を考慮して水や二酸化炭素に分解できる有機酸、又は気体として放出可能で廃棄物量を増やさない炭酸を用いている。なお、薬剤の使用量を抑えるには、余分な反応生成物を分離除去して未反応薬剤を回収し、再利用することが好ましい。
【００３４】
このように構成される成膜装置３０を用いて、本発明の放射性核種の付着抑制方法を炉水再循環系に実施する処理手順を、図１に示したフローチャートに沿って説明する。まず、本発明方法を実施するに際しては、成膜装置３０を処理対象の構成部材を含む配管系に連結することから始まる（Ｓ１）。例えば、図５のように、炉水再循環系を処理対象とする場合は、原子炉１が停止されたときに原子炉１と炉水再循環配管２２との連結を切り離し、その切り離された炉水再循環系に仮設配管を介して成膜装置３０を連結する。
【００３５】
次に、本実施形態の場合は、成膜装置３０を用いて炉水と接する金属部材の表面に形成された放射性核種を取り込んだ酸化皮膜などの汚染物を、化学的な処理により除染する（Ｓ２）。なお、本発明の放射性核種の付着抑制方法を実施するに当たって、化学除染をすることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。要は、本発明の放射性核種の付着抑制方法を実施する前に、フェライト膜の生成対象である金属部材の表面が露出されていれば、研磨などのような機械的な除染処理を適用することができる。
【００３６】
ステップＳ２の化学除染は、周知の方法であるが、ここで、簡単に説明しておく。まず、バルブ３３、３４、５１、５５、５６、５７を開き、他のバルブを閉じた状態で、循環ポンプ３２、循環ポンプ５１を起動して、化学除染の対象の炉水再循環系２２内にサージタンク３１内の処理液を循環させる。そして、加熱器５３により処理液の温度を約９０℃まで昇温する。次いで、バルブ３６を開いて注入ポンプ３９を起動し、薬液タンク４２内の過マンガン酸イオンを処理液中に注入する。これにより、除染対象部に形成されている酸化皮膜などの汚染物が酸化溶解される。
【００３７】
このようにして汚染物の酸化溶解が終了したら、処理液中に残っている過マンガン酸イオンを分解するため、バルブ３７を開いて、注入ポンプ４０を起動し、薬液タンク４３内のシュウ酸を処理液中に注入する。続いて、汚染物の還元溶解を行うため、薬液タンク４３内のシュウ酸を更に処理液中に注入するとともに、処理液のｐＨを調整するため、バルブ３８を開いて、注入ポンプ４１を起動し、薬液タンク４４からヒドラジンを処理液中に注入する。このようにして、シュウ酸とヒドラジンを注入した後、バルブ６１を開くと共に、バルブ５６を閉じて、処理液をカチオン交換樹脂塔６０に通し、処理液中に溶出してきた金属陽イオンをカチオン交換樹脂に吸着させて処理液中から除去する。
【００３８】
還元溶解が終了した後、処理液中のシュウ酸を分解するため、分解装置６４の出口側のバルブ６５と分解装置６４をバイパスさせるバルブ５７の開度を調整して、処理液の一部を分解装置６４に通流させる。このとき、バルブ６６を開けて、注入ポンプ６７を起動して、薬液タンク６８の過酸化水素を分解装置６４に流入する処理液中に注入し、分解装置６４にてシュウ酸を分解する。シュウ酸が分解された後、処理液中の不純物を除去するため、加熱器５３をオフにすると共に、バルブ５５を閉じる。これと同時に、冷却器５８のバルブ５９を開けて、処理液を冷却器５８に通して処理液の温度を下げる。これにより処理液の温度が混床樹脂塔６２に通水できる温度（例えば、６０℃）まで下げた後、カチオン樹脂塔６０のバルブ６１を閉じ、混床樹脂塔６２側のバルブ６３を開いて、処理液を混床樹脂塔６２に通流させて処理液中の不純物を除去する。
【００３９】
これら一連の昇温から酸化溶解、酸化剤分解、還元溶解、還元剤分解、浄化運転を、２〜３回程度繰り返すことにより、除染対象部位である金属部材の酸化皮膜を含む汚染物を溶解して除去する。
【００４０】
このようにして、金属部材の酸化皮膜を含む汚染物を除去した後、本発明に係るフェライト皮膜の生成処理に切り換える。まず、最後の浄化運転終了後、加熱器５３を使って処理液を所定温度に調整する（Ｓ３）。このときの所定温度は、１００℃程度が好ましいが、これに限られない。要は、生成されるフェライト皮膜に、原子炉の供用運転時の炉水中の放射性核種が取り込まれ難い程度に、結晶等の膜構造が緻密に形成できればよい。したがって、少なくとも２００℃以下が好ましく、下限は常温でもよいが、膜の生成速度が実用範囲になる６０℃以上が好ましい。
【００４１】
また、薬剤の使用量を抑える点からも、フェライト皮膜生成の処理液の温度は、６０〜１００℃にすることが好ましい。その理由について説明する。図７に、炭酸鉄（II）の２５℃の大気飽和水における飽和溶解度０．０６５ｇ／１００ｇ−水の鉄濃度５．６×１０−３ｍｏｌ／Ｌで計算した鉄−水系の電位ｖ.ｓ.ｐＨ図を示す。図７から、フェライトの一種であるマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の安定領域が、２５℃から６０℃、６０℃から１００℃へと上昇するごとに、低ｐＨ側へ広がって行っていることが分かる。したがって、温度を上げることによって反応溶液のｐＨを調整するための薬剤の量を減らすことができる。フェライト皮膜を形成させるためには、鉄（II）イオンが成膜対象部の表面に吸着する必要がある。しかし、溶液中の鉄（II）イオンは溶存酸素によって化学式１に従って鉄（III）イオンに酸化され、鉄（III）イオンは鉄（II）イオンに比べて溶解度が低いため、化学式２に従って水酸化鉄として析出してしまうから、フェライト皮膜形成に寄与しなくなってしまう。そこで、処理液中の溶存酸素を除去するため、不活性ガスのバブリング又は真空脱気を行うことが好ましい。
【００４２】
（化１）
４Ｆｅ２＋＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ→４Ｆｅ３＋＋４ＯＨ−
【００４３】
（化２）
Ｆｅ３＋＋３ＯＨ−→Ｆｅ（ＯＨ）３
【００４４】
このようにして循環される処理液の温度が所定温度に達したら、バルブ４５を開いて注入ポンプ４７を起動し、薬液タンク４９から鉄をギ酸で溶解して調製した鉄（II）イオンを含む薬剤を処理液中に注入する（Ｓ４）。続いて、処理液のｐＨを５．５乃至９．０に調整するため、バルブ３８を開け、注入ポンプ４１を起動して、薬液タンク４４からヒドラジンを処理液中に注入する（Ｓ５）。これにより、処理対象の金属部材表面に鉄（II）イオンが吸着される。続いて、処理対象の金属部材表面に吸着した鉄（II）イオンを、鉄（III）イオンに酸化してフェライト化させるため、バルブ４６を開き、注入ポンプ４８を起動して、薬液タンク５０に貯留されている酸化剤の酸素が溶存する水を処理液中に注入する（Ｓ６）。これにより、処理対象部位にマグネタイトを主成分とするフェライト皮膜の酸化皮膜（以下、マグネタイト皮膜という。）が形成される。
【００４５】
このようにして、マグネタイト皮膜の生成が完了した場合は、ステップＳ７において、ステップＳ８の廃液処理工程に進むが、マグネタイト皮膜の生成が完了していない場合は、ステップ９に進んで薬剤の補充を行って、必要な厚みのマグネタイト皮膜を生成する。
【００４６】
マグネタイト皮膜が形成された後の処理液中には、ギ酸やヒドラジンが残存するので、処理液を排水するに当たって、ステップＳ８の廃液処理を実施して、それらの不純物を除去しておく必要がある。ところで、これらの不純物を、イオン交換樹脂塔６０で処理すると、イオン交換樹脂の廃棄物が増えることになる。そこで、ステップＳ８の廃液処理は、除染系統にある分解装置６４を用い、ギ酸は二酸化炭素と水に、ヒドラジンは窒素と水に、それぞれ分解処理することが好ましい。これにより、イオン交換樹脂塔６０の負荷を減らしてイオン交換樹脂の廃棄物量を減らすことができる。なお、分解処理は、シュウ酸の分解と同様に、処理液の一部を分解装置６４に流入させるため、分解装置６４をバイパスするバルブ５７と分解装置６４のバルブ６５の開度を調整し、分解装置６４に流入する処理液中に過酸化水素を注入してギ酸及びヒドラジンの分解を行う。このようにして、イオン交換樹脂の廃棄物や放射性廃棄物の発生量を抑制しながら、対象部位にマグネタイト皮膜を形成して、通常の原子炉供用運転中における対象部位への放射性核種、つまり放射性コバルトイオンの付着を抑制することができる。その結果、炉水再循環系の配管の線量率を抑制して定検作業時の被曝を低減できる。
【００４７】
また、成膜処理に、塩素などの薬剤を用いていないことから、原子炉構成部材の健全性を害することがない。
（第２実施形態）
図８に、図６に示した薬液タンク４９に貯留する鉄（II）イオンを生成する部分の具体的な一実施の形態の系統構成図を示す。図８において、薬液タンク７０にはギ酸水溶液が貯留され、この薬液タンク７０には窒素バブリング装置７１から窒素がバブリングされ、これによって溶存酸素が除去されるようになっている。溶存酸素を除去されたギ酸水溶液は、注入ポンプ７２によって金属鉄溶解タンク７３に移送される。金属鉄溶解タンク７３には金属鉄７４が設置してあり、移送されてきたギ酸水溶液によって鉄（II）イオンが溶出する。このとき、金属鉄溶解タンク７３には窒素バブリング装置７１から窒素がバブリングされる。金属鉄溶解タンク７３のギ酸水溶液は、溶存酸素を実質的に含まないので鉄（II）イオンが鉄（III）イオンに酸化されることはほとんど無い。鉄（II）イオンを溶解したギ酸水溶液は、注入ポンプ７５によって薬液タンク４７に移送されて貯留される。また、薬液タンク４７には、窒素バブリング装置７１から窒素がバブリングされている。貯蔵中も窒素バブリング装置７１から窒素がバブリングされ、空気中の酸素によって鉄（II）イオンが鉄（III）イオンに酸化されるのを防いでいる。
【００４８】
このようにして生成、貯蔵された鉄（II）イオン水溶液を、図６に示した第１実施形態の成膜処理に用いる。したがって、図８の実施形態により調整された鉄（II）イオン水溶液は、成膜装置３０において薬液タンク５０から注入される酸素などの酸化剤と混合するまで酸化剤に接触しないため、鉄（II）イオンのまま成膜対象部位まで達する量が多くなる。そのため、成膜対象部位に吸着される鉄（II）イオンの量が増え、マグネタイト皮膜の生成反応が起こり易くなる。
【００４９】
（第３実施形態）
図９に、図８に示した鉄（II）イオンを生成する他の実施の形態の系統構成図を示す。本実施形態は、図８の実施形態のギ酸に代えて、炭酸水を鉄イオンの溶液として用いた例である。薬液タンク７６には炭酸が貯留され、二酸化炭素バブリング装置７７から供給される二酸化炭素が薬液タンク７６内にバブリングされ、１気圧の飽和炭酸水が生成される。生成された１気圧の飽和炭酸水は、注入ポンプ７２によって金属鉄溶解タンク７３に移送される。金属鉄溶解タンク７３には炭酸鉄（II）７８が収納されており、１気圧の飽和炭酸水に溶解する。また、金属鉄溶解タンク７３には二酸化炭素バブリング装置７１から二酸化炭素がバブリングされている。ところで、文献（化学大辞典５、ｐ７２９(１９９７年)縮刷版）によれば、炭酸鉄（II）の溶解度は、通常、２０℃で０．０６５ｇ／１００ｇ−水であるが、1気圧飽和炭酸水の場合は、０．１ｇ／１００ｇ−水まで溶解度が上昇するとされている。更に、溶存酸素を排出でき、実質的に溶存酸素を含まないので溶解した鉄（II）イオンが鉄（III）イオンに酸化されることはほとんど無い。鉄（II）イオンを溶解した飽和炭酸水溶液は、注入ポンプ７５によって未溶解成分の炭酸鉄（II）を除去するフィルタ７９を介して、薬液タンク４９に移送されて貯留される。貯留中も、薬液タンク４９に二酸化炭素バブリング装置７１から二酸化炭素がバブリングされ、空気中の酸素による鉄（II）イオンの鉄（III）イオンへの酸化を防いでいる。
【００５０】
このようにして生成、貯蔵された鉄（II）イオン水溶液を、図６に示した第１実施形態の成膜処理に用いる。したがって、図９の実施形態により調整された鉄（II）イオン水溶液は、成膜装置３０において薬液タンク５０から注入される酸素などの酸化剤と混合するまで酸化剤に接触しないため、鉄（II）イオンのまま成膜対象部位まで達する量が多くなる。そのため、成膜対象部位に吸着される鉄（II）イオンの量が増え、マグネタイト皮膜の生成反応が起こり易くなる。また、鉄（II）イオンの対アニオンとして炭酸イオンを使っていることから、固体廃棄物の量を減らすことができる。
【００５１】
（第４実施形態）
図１０に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態が、図６の実施形態と相違する点は、サージタンク３１と、ヒドラジンの薬液タンク４４と、鉄（II）イオンの薬液タンク４９に、それぞれ窒素バブリング装置７１を接続して設けたことにある。これによって、それぞれのタンク内の溶液の溶存酸素を排出させて、実質的に酸素を含まない溶液にすることができる。その結果、上述した第２〜第３実施形態と同様に、マグネタイト皮膜の成膜に寄与しなくなる鉄（III）イオンの溶液中における生成を減らし、マグネタイト皮膜の生成反応の低下を抑制することができる。
【００５２】
（第５実施形態）
図１１に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態は、図１０の実施形態に加えて、サージタンク３１の出口側の循環ポンプ３２とバルブ３３との間に、副反応生成物を除去するフィルタ８０を設置している。マグネタイト皮膜は、鉄（II）イオンが成膜対象部位の表面に吸着され、その一部が薬液タンク５０から注入される酸化剤によって鉄（III）イオンに酸化されフェライトを形成し、この吸着、酸化を繰り返すことで皮膜として成長して行く。ところが、移送される溶液中においても、鉄（II）イオンは薬液タンク５０から注入される酸化剤と反応し、その一部が鉄（III）イオンとなり、溶液中でフェライト粒子や水酸化鉄（III）の粒子を形成してしまう。これらの粒子は時間と共に成長するため、滞在時間の長いサージタンク３１内で特に成長し易い。成長したこれらの粒子が再び成膜対象部位に供給されると、成長しているマグネタイト皮膜中に取り込まれてマグネタイト皮膜の均一な成長が阻害されてしまう可能性がある。特に、水酸化鉄（III）が取り込まれると脱水反応によってヘマタイトを生成する際に、放射性コバルトを取り込んでしまうことがある。
【００５３】
そこで、成膜対象部位の表面でマグネタイト皮膜の均一な成長を行わせるためには、これら副反応によって生成した粒子状生成物を取り除いた方がよく、そのためには粒子状生成物が成長し易いサージタンク３１の出口側に副反応生成物を除去するフィルタ８０を設置することが効率的である。これによって、副反応によって生成した粒子状生成物の成膜対象部位への供給量が減り、マグネタイト皮膜の均一な成長がし易くなる。
【００５４】
（第６実施形態）
図１２に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態は、図１１の実施形態に加えて、薬液タンク５０に貯留する酸化剤として酸素飽和水を生成する具体例を示したものである。図示のように、薬液タンク５０の水を張り、この水を循環ポンプ８２で循環させながら、その循環水に酸素含有ガス注入装置８２から酸素含有ガスを注入し、酸素含有ガスの酸素濃度における酸素飽和水を作る。この酸素飽和水を、マグネタイト皮膜生成用の酸化剤として使用する。これにより、酸化剤から発生する廃棄物が無くなり、その分だけ廃棄物量を減らすことができる。
【００５５】
（第７実施形態）
図１３に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態は、図６の酸化剤の薬液タンク５０に代えて、酸素含有ガス注入装置８２からマイクロバブル発生装置８３に酸素含有ガスを供給し、このマイクロバブル発生装置８３から処理液配管３５に酸素含有ガスマイクロバブルを注入するようにしている。マイクロバブル発生装置８３は、成膜対象部位に供給される処理液の一部をマイクロバブル発生のため分岐し、この分岐部において酸素含有ガス注入装置８２から供給される酸素含有ガスを混合して酸素含有マイクロバブルを発生させて処理液配管３５に戻している。マイクロバブル化された気泡は、液層での上昇速度が極めて遅いため、通常の気泡のようにすぐに気液２相分離することなく、流れが存在する場においてはマイクロバブルのまま液相の流れに沿って流動する。このため、本実施形態によれば、酸化剤は酸素含有ガスのマイクロバブルとして成膜対象部位に到達する。
【００５６】
また、本実施形態によれば、第６実施形態に比べて、マイクロバブルの酸化剤を用いていることから、マイクロバブル中に含まれる酸素は直接には液相中の鉄（II）イオンと反応しないため、成膜対象部位に達する前に液相中で鉄（III）イオンに酸化される鉄（II）イオンの量を減らすことができる。
【００５７】
（第８実施形態）
図１４に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態は、図１３の実施形態に加えて、アスコルビン酸注入装置を設けたことを特徴とする。アスコルビン酸注入装置は、アスコルビン酸水溶液が貯留された薬液タンク８４から注入ポンプ８５とバルブ８６を介して、アスコルビン酸水溶液が処理液配管３５に注入されるように構成されている。薬液タンク８４内のアスコルビン酸水溶液は、窒素バブリング装置７１から窒素によってバブリングされ、溶存酸素が取り除かれている。処理液配管３５に注入されたアスコルビン酸は、酸素含有ガスのマイクロバブルを含む処理液と混合され、鉄（II）イオン、ｐＨ調整剤と共に成膜対象部の表面に到達する。この間、酸素含有ガスのマイクロバブルから液中に溶解した溶存酸素の一部によって鉄（II）イオンの一部は鉄（III）イオンへ酸化されてしまうが、本実施形態によればアスコルビン酸が存在するため、鉄（III）イオンが再び鉄（II）イオンへ還元され、鉄（II）イオンの消耗量を減少させることができる。このように、注入された鉄（II）イオンの大部分はそのままの形態で成膜対象部の表面に到達して吸着される。吸着されたた鉄（II）イオンの一部は、マイクロバブル中に含まれる酸素によって酸化され、酸化されずに吸着している鉄（II）イオンと共にフェライト形成反応を起こしてマグネタイト皮膜を形成する。
【００５８】
したがって、本実施形態の鉄（II）イオンに代えて、鉄（II）イオンと鉄（III）イオンの少なくとも一方を含む薬剤を用い、鉄（III）イオンを還元する還元剤としてのアスコルビン酸と、処理液のｐＨを５．５乃至９．０に調整する薬剤とを混合した処理液を金属部材の表面に接触させてマグネタイト皮膜を成膜するようにすることができる。
【００５９】
（第９実施形態）
図１５に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態は、図６の分解装置６４に代えて、紫外線照射装置８７を使用している。第１実施形態と同様、マグネタイト皮膜の成膜を終了した後、処理液中に残存しているギ酸とヒドラジンを分解するため、バルブ５７と紫外線照射装置８７のバルブ６５の開度を調整して、処理液の一部を紫外線照射装置８７に流入するようにする。同時に、バルブ６６を開け、注入ポンプ６７を起動して、薬液タンク６８内の過酸化水素を紫外線照射装置８７に注入する。これによって、紫外線照射を受けた過酸化水素の一部はＯＨラジカルを生成し、このＯＨラジカルによってギ酸は二酸化炭素と水に、ヒドラジンは窒素と水に酸化分解される。その結果、マグネタイト皮膜生成終了後の廃液中に含まれる薬剤を気体と水に分解して廃棄物量の低減できる。
【００６０】
（第１０実施形態）
図１６に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態は、図６の実施形態の分解装置６４に代えて、マイクロバブル発生装置８９を用いることを特徴とする。図示のように、マイクロバブル発生装置８９には、オゾンガス供給装置９０からオゾンガスを吹き込むように構成されている。分解装置６４の場合と同様、バルブ５７とマイクロバブル発生装置８９の出口側のバルブ６５の開度を調整することにより、マイクロバブル発生装置８９の処理液の一部を通流させる。これにより、マイクロバブル発生装置８９に吹き込まれたオゾンガスは、ギ酸やヒドラジンを含む処理液中でオゾンマイクロバブルとなる。これにより処理液中に溶解したオゾンが、直接、ギ酸やヒドラジンを酸化分解するか、若しくはオゾンと水との反応によって生じるＯＨラジカルによってギ酸やヒドラジンが酸化分解され、二酸化炭素と窒素、水になる。これにより、マグネタイト皮膜生成終了後の廃液中に含まれる薬剤を、気体と水に分解して廃棄物量が低減される。
【００６１】
（第１１実施形態）
図１７に、本発明の成膜装置３０のさらに他の実施形態の系統構成図を示す。本実施形態は、化学除染の直後には通常行わない貴金属付着処理を、本発明の成膜処理後に行う手順を示すフローチャートである。貴金属付着処理は、原子炉構成部材の応力腐食割れ抑制のために行われるが、通常は原子炉停止または中間停止時の停止操作開始時から原子炉停止までの炉水温度が約１５０℃になったところで、４８時間ほどかけて行われる。化学除染直後に行わないのは、化学除染によって酸化皮膜が除去された原子炉構成部材の表面には、貴金属元素の付着が起こりにくいからであり、酸化皮膜がある程度成長してから貴金属付着処理を行うようにしている。１５０℃で行うのは、いろいろな温度における貴金属付着量を検討した結果、最も効率がよかったからである。
【００６２】
つまり、図１７に示すように、図１の実施形態と同様に、化学除染を行った後（Ｓ１１）、直ちにマグネタイト皮膜の成膜処理を行い（Ｓ１２）、次いで定検終了に合わせて原子炉の昇温を開始し（Ｓ１３，Ｓ１４）、炉水の温度を１５０℃に４８時間保持した後（Ｓ１５）、貴金属を注入し（Ｓ１６）、その後、原子炉の昇温を再開して（Ｓ１７）、定格運転に移行する（Ｓ１８）。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、化学除染後、直ちにマグネタイト皮膜処理によって構成部材の表面に金属酸化物であるマグネタイト皮膜が形成されるから、貴金属付着処理によって貴金属元素が付着し易い。そこで、原子炉起動から炉水の温度が１５０℃となったところで、白金やロジウムを含む貴金属化合物の注入を開始し、その状態を４８時間ほど維持して貴金属着処理を行うことができる。
【００６４】
（第１２実施形態）
図１８に、貴金属処理の手順の他の実施形態のフローチャートを示す。本実施形態は、マグネタイト皮膜処理の終了後、直ちに成膜装置３０をそのまま利用して、貴金属付着処理を行う手順を示したものである。貴金属の注入装置は、図６の例えばシュウ酸注入装置を用いることができる。つまり、薬液タンク４３内に白金やロジウムを含む貴金属化合物の水溶液を入れて、注入ポンプ４０を使って処理液中に注入する。温度は１００℃程度までしか上昇しないが、処理液中には核燃料が無いことから、ジルカロイへの影響を心配する必要がないため、通常の貴金属付着処理よりも貴金属の濃度を上げたり、処理時間を延ばしたりすることができ、これによって所定量の貴金属を付着させることができる。
【００６５】
すなわち、図１８に示すように、化学除染を行った後（Ｓ２１）、直ちにマグネタイト皮膜の成膜処理を行い（Ｓ２２）、続いて貴金属付着処理を行い（Ｓ２３）、次いで定検終了に合わせて原子炉の昇温を開始して（Ｓ２４，Ｓ２５）、定格運転に移行する（Ｓ１８）。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の放射性核種の付着抑制方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
【図２】予め酸化皮膜を形成していないステンレス鋼について、ＢＷＲ供用運転条件下の冷却水中に試料を浸漬し、その試料に付着したＣｏ−５８の付着量の経時変化を求めた実験結果を示す図である。
【図３】ステンレス鋼に予め酸化皮膜を形成していない試料Ａと、ステンレス鋼に予め酸化皮膜を形成した試料Ｂについて、ＢＷＲ供用運転条件下の冷却水中に試料を浸漬し、試料Ａ、Ｂに付着したＣｏ−５８の付着量の相対値を比較した実験結果を示す図である。
【図４】ステンレス鋼表面にマグネタイト皮膜を形成した後、ＢＷＲ供用運転条件の高温水中に浸漬してＣｏ−６０の付着量を調べた実験結果を示す図である。
【図５】原子力発電プラントの再循環配管に本発明を適用してなる一実施の形態の全体系統構成図を示す図である。
【図６】本発明の放射性核種の付着抑制方法を実施する成膜装置の詳細系統構成図を示す図である。
【図７】炭酸鉄（II）の２５℃の大気飽和水における飽和溶解度０．０６５ｇ／１００ｇ−水の鉄濃度５．６×１０−３ｍｏｌ／Ｌで計算した鉄−水系の電位ｖ.ｓ.ｐＨの関係を示す図である。
【図８】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の特徴部の部分系統図である。
【図９】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の特徴部の部分系統図である。
【図１０】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の系統図である。
【図１１】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の系統図である。
【図１２】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の系統図である。
【図１３】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の系統図である。
【図１４】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の系統図である。
【図１５】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の系統図である。
【図１６】本発明に係る成膜装置の他の実施形態の系統図である。
【図１７】本発明のフェライト皮膜の成膜後に貴金属付着処理を行う手順を示したフローチャートである。
【図１８】本発明のフェライト皮膜の成膜後に貴金属付着処理を行う他の手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
３０  成膜装置
３１  サージタンク
３２  循環ポンプ
３５  処理液配管
３９、４０、４１、４７、４８、６７  注入ポンプ
４２、４３、４４、４９、５０、６８  薬液タンク
５２  循環ポンプ
５３  加熱器
５８  冷却器
６０  イオン交換樹脂塔
６２  混床樹脂塔
６４  分解装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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