(57)【要約】      （修正有）【課題】放射性物質で汚染された金属から再利用可能な金属を回収すると同時に、その金属回収後に残る放射性廃棄物の処理量の低減を図れる方法を提供する。【解決手段】（ａ）放射性物質で汚染された放射性汚染金属を準備するステップＳ１と、（ｂ）放射性汚染金属から放射性物質を所定量の低レベル放射性廃棄物として回収するステップＳ２と、（ｃ）所定量の低レベル放射性廃棄物の回収後の放射性汚染金属から金属を回収するステップＳ３と、（ｄ）回収された所定量の低レベル放射性廃棄物を所定量の高レベル放射性廃棄物と等価交換するステップＳ４と、（ｅ）交換された所定量の高レベル放射性廃棄物に相当する高レベル放射性廃棄物を輸送可能な密封固化体として準備するステップＳ５と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質で汚染された金属を処理するための方法であって、
放射性物質で汚染された放射性汚染金属を準備するステップと、
前記放射性汚染金属から前記放射性物質を所定量の低レベル放射性廃棄物として回収するステップと、
前記所定量の低レベル放射性廃棄物の回収後の前記放射性汚染金属から金属を回収するステップと、
回収された前記所定量の低レベル放射性廃棄物を所定量の高レベル放射性廃棄物と等価交換するステップと、
交換された前記所定量の高レベル放射性廃棄物に相当する高レベル放射性廃棄物を輸送可能な密封固化体として準備するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記等価交換は、累積影響度指数（ＩＴＰ）を用いて、前記所定量の低レベル放射性廃棄物全体のＩＴＰを前記高レベル放射性廃棄物の前記密封固化体１本当たりのＩＴＰで除算して得られる前記密封固化体の本数として決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放射性汚染金属から前記放射性物質を所定量の低レベル放射性廃棄物として回収するステップは、
前記放射性汚染金属を溶融するステップと、
溶融後の前記放射性汚染金属の溶液において凝縮した前記放射性物質を含むスラグとして前記低レベル放射性廃棄物を回収するステップと、を含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記放射性汚染金属から金属を回収するステップは、前記放射性物質を含むスラグが回収された後の前記放射性汚染金属の溶液から前記金属を除染された金属として回収するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記密封固化体は、前記高レベル放射性廃棄物がステンレス容器中にガラス原料と共に密封固化されたガラス固化体からなる。請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記放射性汚染金属は、原子力発電所またはこれの関連施設において発生する放射性金属廃棄物を含む、請求項１〜５のいずれか１項の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質で汚染された金属の処理に関し、特に放射性物質で汚染された金属から除染された金属を回収すること、及び金属回収後の放射性廃棄物を処理することに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所及びその関連施設等において放射性物質を含む、言い換えれば放射性物質で汚染された金属（以下、「放射性汚染金属」とも呼ぶ）が発生する。その放射性汚染金属には、例えば原子力発電所の定期点検時あるいは解体時に発生する配管、弁、その他の金属構造物が含まれる。放射性汚染金属は、その放射能レベルに対応した適切な方法で処理／処分する必要がある。
【０００３】
放射性汚染金属の処分として、例えば放射能レベルが比較的低い放射性汚染金属を所定の密封容器に封印して地中に埋設処分する方法がある。また、放射性汚染金属の処理として、例えば放射性汚染金属を溶融除染して金属を回収する方法がある。この金属回収後の溶液には放射性物質が残っており、その放射能レベルに応じた放射性廃棄物としてさらに処理する必要がある。
【０００４】
公開特許公報平9-197094号公報は、原子力発電所から発生する放射性金属廃棄物を溶融除染する方法を開示する。この方法では、放射性物質を溶融スラグ中に抽出して汚染金属から分離回収する。
【０００５】
また、公開特許公報2012-229942号公報は、原子力発電所から発生する放射性金属廃棄物の処理方法を開示する。この方法では、放射性物質を硫酸塩水和物として汚染金属から分離回収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平9-197094号公報
【特許文献２】特開2012-229942号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の２つの文献に記載の方法は、汚染金属から分離回収された放射性廃棄物の量をスラグあるいは硫酸塩水和物としてそれなりに低減することが可能である。しかし、原子力発電所から定期的にあるいは不定期に発生する大量の放射性汚染金属の処理量に対してその低減効果は十分ではない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、放射性物質を含む金属から再利用可能な金属を回収すると同時に、その金属回収後に残る放射性廃棄物の処理量の低減を促進することが可能な放射性物質を含む金属の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、放射性物質で汚染された金属を処理するための方法を提供する。その方法は、（ａ）放射性物質で汚染された放射性汚染金属を準備するステップと、（ｂ）放射性汚染金属から放射性物質を所定量の低レベル放射性廃棄物として回収するステップと、（ｃ）所定量の低レベル放射性廃棄物の回収後の放射性汚染金属から金属を回収するステップと、（ｄ）回収された所定量の低レベル放射性廃棄物を所定量の高レベル放射性廃棄物と等価交換するステップと、（ｅ）交換された所定量の高レベル放射性廃棄物に相当する高レベル放射性廃棄物を輸送可能な密封固化体として準備するステップと、を含む。
【００１０】
本発明によれば、放射性汚染金属から金属を回収する際に発生する所定量の低レベル放射性廃棄物を所定量の高レベル放射性廃棄物と等価交換することにより、その最終的な処理量（特に体積）を大幅に低減することが可能となる。さらに、交換された所定量の高レベル放射性廃棄物に相当する高レベル放射性廃棄物を輸送可能な密封固化体とすることにより、その輸送量および貯蔵保管量を低減することができる。
【００１１】
本発明の一態様では、等価交換は、累積影響度指数（ＩＴＰ）を用いて、所定量の低レベル放射性廃棄物全体のＩＴＰを高レベル放射性廃棄物の密封固化体１本当たりのＩＴＰで除算して得られる密封固化体の本数として決定される。
【００１２】
本発明の一態様によれば、発生した低レベル放射性廃棄物に対して、人／環境への影響が同程度となるように、高レベル放射性廃棄物の密封固化体の本数を定めることができるので、その等価交換を合理的かつ受容しやすい形態として実行することが可能となる。
【００１３】
本発明の一態様では、（ｂ）放射性汚染金属から放射性物質を所定量の低レベル放射性廃棄物として回収するステップは、（ｂ１）放射性汚染金属を溶融するステップと、（ｂ２）溶融後の放射性汚染金属の溶液において凝縮した放射性物質を含むスラグとして低レベル放射性廃棄物を回収するステップと、を含む。
【００１４】
本発明の一態様によれば、低レベル放射性廃棄物を凝縮した放射性物質を含むスラグとして回収することにより、その量の低減を図ることができる。
【００１５】
本発明の一態様では、（ｃ）放射性汚染金属から金属を回収するステップは、（ｃ１）放射性物質を含むスラグが回収された後の放射性汚染金属の溶液から金属を除染された金属として回収するステップを含む。
【００１６】
本発明の一態様によれば、放射性物質を含むスラグが回収された後の残りの放射性汚染金属の溶液から除染された状態として金属を回収することができる。
【００１７】
本発明の一態様では、密封固化体は、高レベル放射性廃棄物がステンレス容器中にガラス原料と共に密封固化されたガラス固化体からなる。
【００１８】
本発明の一態様によれば、高レベル放射性廃棄物をガラス固化体とすることにより、輸送上及び貯蔵保管上の操作性、保全性、あるいは耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の放射性汚染金属の処理方法の工程を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の等価交換を説明するためのイメージ図である。
【図３】本発明の一実施形態の２以上の国内での処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、一実施形態の放射性汚染金属の処理方法の工程を示す図である。図１の処理方法のステップＳ１〜Ｓ５までの各ステップは、１つの国内あるいは２以上の国内における対応する各施設において実施可能である。なお、２以上の国内における処理についてはさらに後述する。
【００２１】
図１のステップＳ１において、放射性汚染金属を準備する。ここで言う放射性汚染金属は、既に背景技術において述べたように、原子力発電所及びその関連施設等において発生する放射性物質を含む金属である。その放射性汚染金属には、例えば原子力発電所の定期点検時あるいは解体時に発生する配管、弁、その他の金属構造物が含まれる。
【００２２】
放射性汚染金属は、原子力発電所等において、所定の大きさ以下に裁断された後に、所定の密封容器（ドラム缶等）に封印されて回収される。その回収は、適切な放射線防護管理の下で、車両（トラック等）による陸上輸送及び/または船（コンテナ船等）による海上輸送を用いて行われる。その際の密封容器の本数は、原子力発電所等からの発生量に応じて増減する。なお、海上輸送の場合、１つの国内での輸送のみならず２以上の国間（例えばＡ国からＢ国）での輸送をも含むことができる。
【００２３】
ステップＳ２において、準備された放射性汚染金属から放射性物質を所定量の低レベル放射性廃棄物として回収する。その回収は、例えばいわゆる溶融除染法を用いて以下のように行われる。最初に所定サイズの加熱炉（高炉）において放射性汚染金属を溶融させる。その際に予め所定のスラグ剤を混入させる。スラグ剤は分離回収する放射性物質の種類に応じて対応する適切な酸性あるいは塩基性のスラグ剤が選択される。溶融後の溶液の上澄みにできる溶融スラグ中には放射性物質が凝縮する。その溶融スラグを分離回収して凝固させると放射性物質が含まれるスラグを得ることができる。
【００２４】
この放射性物質が含まれるスラグは、放射能レベルが低いので、低レベル放射性廃棄物として処理可能なものである。回収するスラグ中の放射性物質の所定量は、任意に設定することができるが、例えば元の放射性汚染金属全体（１００ｗｔ％）に対して数ｗｔ％（例えば５ｗｔ％等）〜十数ｗｔ％の範囲で設定することができる。このように、低レベル放射性廃棄物を凝縮した放射性物質を含むスラグとして回収することにより、その量の低減を図ることができる。
【００２５】
ステップＳ３において、放射性物質を含むスラグが回収された後の放射性汚染金属の溶液から金属を回収する。既に放射性物質がスラグとして分離回収されているので、金属は放射性物質が除染された金属として回収することができる。ただし、放射性汚染金属には元々鉄等の複数の任意の種類の金属が含まれているので、いわゆる金属のスクラップとして回収することになる。その金属のスクラップは必要となる用途に応じてリサイクルされる。リサイクルされる金属スクラップの量は、例えば元の放射性汚染金属全体（１００ｗｔ％）に対して約９５ｗｔ％程度まで増やすことが可能である。
【００２６】
ステップＳ４において、ステップＳ２において回収された所定量の低レベル放射性廃棄物を所定量の高レベル放射性廃棄物と等価交換する。ここで言う等価交換は、例えば以下のように行うことができる。すなわち、等価交換は、累積影響度指数（ＩＴＰ：Integrated Toxic Potential）を用いて、所定量の低レベル放射性廃棄物全体のＩＴＰを高レベル放射性廃棄物の密封固化体１本当たりのＩＴＰで除算して得られる密封固化体の本数として決定される。
【００２７】
図２は、その等価交換を説明するためのイメージ図である。なお、図２の例では、密封固化体としてガラス固化体を用いる場合を示しているが、これに限定されず他の形態（セメント固化体等）の密封固化体を用いて計算することも可能である。最初にＩＴＰ＿１で示される低レベル放射性廃棄物全体の累積影響度指数（ＩＴＰ）を算出する。次にＩＴＰ＿２で示される高レベル放射性廃棄物の密封固化体１本当たりのＩＴＰを算出する。そして、図２においてイメージされるように、ＩＴＰ＿１をＩＴＰ＿２で除算してガラス固化体の本数Ｎを算出する。
【００２８】
累積影響度指数（ＩＴＰ）は、放射性物質による人への潜在的な影響を評価するための指標であり、放射性廃棄物中の放射性物質が水に溶けて希釈され、飲用に際して安全であると考えられるのに必要な希釈水の量（時間積分値）で示される。ＩＴＰは、例えば下記の式（１）及び（２）を用いて求めることができる。  
【００２９】
【数１】
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【００３０】
この本発明の一実施形態によれば、発生した低レベル放射性廃棄物に対して、人／環境への影響が同程度となるように、高レベル放射性廃棄物の密封固化体の本数を定めることができるので、その等価交換を合理的かつ受容しやすい形態として実行することが可能となる。
【００３１】
ステップＳ５において、ステップＳ４の等価交換結果（所定量の高レベル放射性廃棄物（密封固化体の本数））に相当する高レベル放射性廃棄物の密封固化体を輸送可能な密封固化体として準備する。例えば、図２の例では、高レベル放射性廃棄物がステンレス容器中にガラス原料と共に密封固化されたガラス固化体を算出された本数（Ｎ本）だけ用意する。
【００３２】
これにより、放射性廃棄物の最終的な処理量（特に体積）を大幅に低減することが可能となる。同時に、交換された高レベル放射性廃棄物を輸送可能な密封固化体（ガラス固化体等）とすることにより、その輸送量および貯蔵保管量を低減することができる。
【００３３】
ステップＳ６において、準備された密封固化体（ガラス固化体等）を所定の貯蔵保管場所まで輸送する。その輸送先は、１つの国内の貯蔵施設まであるいは他の国の貯蔵施設までのいずれか一方または両方を含むことができる。その輸送に際しては、適切な放射線防護管理の下で、車両（トラック等）による陸上輸送及び/または船（コンテナ船等）による海上輸送を用いて行われる。なお、ステップＳ１の場合と同様に、海上輸送の場合、１つの国内での輸送のみならず２以上の国間（例えばＢ国からＡ国）での輸送をも含むことができる。図２のステップＳ６の後に破線ブロックで示されるように、輸送された密封固化体は、輸送先の貯蔵施設で所定の管理下で保管される。
【００３４】
上述した図１の処理方法のステップＳ１〜Ｓ５までの各ステップは、１つの国内あるいは２以上の国内における対応する各施設において実施可能である。図３は、２以上の国内での処理のフローを例示する図である。図３において、例えば次のような実施形態が可能である。なお、他の実施形態も同様に成り立つことは言うまでもない。
【００３５】
（１）Ａ国からＢ国へ放射性汚染金属が輸送される（矢印１、ステップＳ１）。Ｂ国において、放射性汚染金属から低レベル放射性廃棄物及び金属が回収され、さらに等価交換後の高レベル放射性廃棄物の密封固化体が準備される（ステップＳ２〜Ｓ５）。その密封固化体がＢ国からＡ国へ輸送される（矢印２、ステップＳ６）。
【００３６】
（２）Ａ国からＢ国へ放射性汚染金属が輸送される（矢印１、ステップＳ１）。Ｂ国からＣ国へその放射性汚染金属がさらに輸送される（矢印３、ステップＳ１）。Ｃ国において、放射性汚染金属から低レベル放射性廃棄物及び金属が回収され、その低レベル放射性廃棄物のみがＢ国へ輸送される（矢印４、ステップＳ２、Ｓ３）。Ｂ国において、低レベル放射性廃棄物の等価交換後の高レベル放射性廃棄物の密封固化体が準備される（ステップＳ５）。その密封固化体がＢ国からＡ国へあるいはＤ国へ輸送される（矢印２、５、ステップＳ６）。
【００３７】
上述した本発明の処理方法の一実施形態によれば、以下に示すような効果を得ることが可能となる。
（１）放射性汚染金属から除染された金属を回収し、金属スクラップとしてリサイクルすることができる。
（２）放射性汚染金属の処理において発生する低レベル放射性廃棄物を高レベル放射性廃棄物に等価交換することにより、その処分量（特に体積）を大幅に削減することができる。
（３）その等価交換後の高レベル放射性廃棄物は密封固化体として準備できるので、その輸送及び貯蔵保管の実施／管理の容易化、スペース及びコスト等の低減を図ることができる。特に、２以上の国間での海上輸送を伴う場合にこの効果は甚大である。
（４）放射性廃棄物の処理／処分の体制が異なる国間での放射性汚染金属の処理を円滑かつ合理的に進めることができる。具体的には、図３の例では、例えば低レベル放射性廃棄物の処分体制ができていないＡ国において発生した放射性汚染金属を、その処分体制ができているＢ国に送って処理して、その処理（等価交換）後の高レベル放射性廃棄物をその処分体制ができているＡ国に持ち帰るあるいは他のＤ国に運ぶ、といった運用を図ることができる。
【００３８】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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