(57)【要約】      （修正有）【課題】汚染された鉛や鉛を主成分とする遮蔽材の放射能濃度を電解琢磨することにより低下させる。【解決手段】硝酸のナトリウム塩、カリウム塩若しくはアンモニウム塩一種又は二種以上を主剤とし、必要の応じて硝酸を添加した中性乃至は弱酸性の水溶液を電解液とし、直流電源に交流電源を併用した交直重乗回路機能を有する電源器の陽極に接続した処理すべき鉛遮蔽材と、同電源の陰極に接続した電導性物質との間に直流電源として４．５Ｖ好ましくは５Ｖ以上、交流電源として１０Ｖ以上の電圧条件でコテ式電極を用い、電解琢磨することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝酸のナトリウム塩、カリウム塩若しくはアンモニウム塩の一種又は二種以上を主剤とし、必要に応じて硝酸を添加した中性乃至は弱酸性の水溶液を電解液とし、直流に交流を併用した交直重乗回路機能を有する電源器の陽極側に接続した処理すべき鉛又は鉛を主成分とする遮蔽用鉛材と、同電源の陰極側に接続した電導性物質よりなる対極との間に滞水性物質を介在させ、該電解液を含浸させた状態で接触させて電解琢磨することを特徴とする遮蔽用鉛材の電解除染方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本発明は、原子力発電や再処理施設あるいは原子力関連研究施設などの分野における各種放射線の遮蔽に使用して汚染した鉛又は鉛を主成分とする遮蔽材（以下鉛）を電気分解法に依って除去清浄化する方法に係る。
【背景技術】
【０００２】  鉛は原子力発電や再処理施設などの原子力関連施設で放射線遮蔽材として使用されるが、時間経過と共に除々に汚染され、放射能濃度が高くなって来ることは衆知である。これは作業環境中の放射能を含んだ核種が内部に浸透することや、放射性物質が表面に付着・堆積することに依る。
従来、このような放射性物質により汚染された鉛遮蔽材の除染方法としては、１．拭き取り又はナイフ等で削り取る物理除染法。２．酸又はアルカリ液に浸漬する化学除染法。３．電解液中に浸して行う浸漬電解除染法。４．コテ式電解除染法などがあった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、上記１．の手法では除染効率が極めて低く、手間労力を要する割に作業効率が甚だ悪い。上記２．の手法に依れば、使用する薬品の濃度が高いため、その取り扱いや装置などに特別の配慮を必要とする。３．の手法は除染する材料の寸法、形状が制限されると同時に比較的大容量の電源装置を必要とするなどの欠点がある。又、４．の手法にも直流電解法と交流電解法とがあり、前者は研磨能力（除染能力）が優れているものの、陰極表面に対し研磨した鉛が析出付着し易く継続して作業が出来ない欠点がまた後者の交流電解法は陰極表面に鉛が付着し難い利点はあるが、研磨（除染）能力が劣る欠点があった。
原子力産業では放射性廃棄物の低減・減溶化が命題となっている。この為、汚染された、鉛遮蔽材の放射能がある基準値以上になると除染して放射能レベルを下げて再使用するか、放射能レベルが下がらない場合は廃棄処分される。しかし乍ら廃棄処分といえども可能な限り放射能レベルを下げる事が強く望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上述の諸々の課題に鑑み、これらを解決するための手段として、次の如く提案する。即ちその要旨とするところは、硝酸のナトリウム塩、カリウム塩若しくはアンモニウム塩の一種又は二種以上を主剤とし、必要に応じて硝酸を添加した中性乃至弱酸性の水溶液を電解液とし、直流に交流を併用した交直重乗回路機能を有する電源器の陽極側に接続した処理すべき汚染された鉛遮蔽材と、同電源の陰極側に接続した電導性物質よりなる対極との間に滞水性物質を介在させて、該電解液を含浸させた状態で接触させ、逐次汚染個所を電解琢磨することを特徴とする鉛のコテ式電解除染方法。
【作用】
【０００５】  上記組成の電解液中において、汚染された鉛遮蔽材を陽極とし、一方の陰極との間で交直重乗回路機能による電解処理を行うと、硝酸のナトリウム塩、カリウム塩又はアンモニウム塩を使用した場合、陽極側では発生期の硝酸と酸素ガスが発生する。この際、鉛遮蔽材表面に堆積・付着した粉末状放射性粒子や内部に浸透した核種は電気分解作用により、次式で示すように
【０００６】
【化１】
2005140761.tif 000002
溶解反応により鉛遮蔽材はイオン化して電解液中に、表面に露出した核種あるいは表面に付着していた粉末状放射性粒子は溶解してイオン化又は発生酸素ガス更にはコテ式電極に被せたモップの摺動効果によって、鉛遮蔽材表面より剥離し、電解液中に脱落するものと思考される。
このように本願発明方法による鉛遮蔽材の除染方法は電解時に生じた発生期の硝酸とガスによって汚染された鉛遮蔽材や粉末状放射性粒子等を溶解反応によりイオン化し、さらに物理作用も加わって除染するものであるから、従来の拭き取りやナイフを用いた単なる物理的除染法と相違し、極めて早く、しかも高い除染効率を得る事が出来る。
然も、本発明方法では、中性乃至弱酸性の水溶液を用いるので、取り扱いが安全で電解時に生じる強力な発生期の硝酸により溶解させるため溶解速度が極めて早く処理でき、又電解条件を変えることにより電解研磨速度を適宜調節できることなどの数々の優れた特徴を有する。
このように本発明方法実施のための電源装置としては直流電源に交流電源を併用した交直重乗電源が必要であり、又、供給電圧と電解液の濃度及び液の酸性度などは鉛の溶出速度に関係するが、必ずしも範囲の限度を必要としないが液中への溶解速度の関係から、実質的には、直流電源の電圧５Ｖ以上、交流電源の電圧１０Ｖ以上が、また電解液の塩濃度としは約２％以上で液性は弱酸性側が好ましい。又、温度は常温でも実用上差し支えないが、加温した状態の方がより溶解速度を速めて有効である。但し被処理材は電解琢磨することにより温度が上昇するので、実用的には加温は必要としない。尚、陰極材としてはステンレス、黒鉛などの不溶性材質の物が使用できる。
【実施例】
【０００７】実施例１
一般に除染効果は被処理剤の減量程度に概ね比例すると言われている事から、実験室的テスト（コールドテスト）として電解液として硝酸のナトリウム塩、カリウ厶塩及びアンモニウム塩、硫酸のナトリウム塩及びリン酸のナトリウム塩の各１０乃至２０％溶液、電源として直流電源を用い、鉛遮蔽材を陽極とし、ステンレスの陰極との間に隔膜として厚手（約２ｍｍ）の綿布を挟み込んで１０Ｖの直流電流を流して面積１５ｃｍ２（３ｃｍｘ５ｃｍ）鉛板を１分間陽極電解し、電解前後の質量を秤量した。電解前後の溶解減量測定結果を表１に示す。
【表１】
2005140761.tif 000003
その結果硝酸塩を用いた電解液が鉛の溶解減量が最も多く、実用的な電解研磨効果が認められたが、硫酸塩及びリン酸塩を用いた電解液では鉛の減量が殆どなく、電解効果は殆んど認められなかった。
実施例２
実施例１．の結果から明らかなように、硝酸のナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩を用いた直流電解では鉛の電解研磨効果が大きいことが分ったが、本実施例では硝酸ナトリウムの１０％溶液を電解液とし、電源器として、交流電源、直流電源及び直流電源に交流電源を併用したものを用い、実施例１と同様な要領でテスト比較した結果、何れの電源方式でも電解研磨効果は認められるが、溶解減量の程度は交流電源器を１とした場合、直流電源器は３、交直重乗電源器３．５であった。また電解琢磨時の対極に使用する滞水性物質（モップ）への表面に付着する溶出鉛の付着状況は、交流電解の場合は付着無し、直流電解の場合は付着する、交直重乗電解の場合は僅か付着した。これらの事から、交直重乗電源器による電解研磨方法が最も優れていることを見出した。
実施例３
実施例２．と同様な電解条件で、電解液として硝酸ナトリウム１０％溶液に硝酸濃度を０〜１５％添加して、硝酸溶液の添加効果についてテストした。結果を図１に示す。
その結果、添加した硝酸濃度が高い程、電解研磨効果が認められた。
また硝酸単独に依る電解も効果はあるが、激しく反応して溶出した鉛がモップ表面へ付着する。或いは硝酸が分解してＮＯｘガスを発生する等実用上の不具合を生じることが確認された。
電解研磨により溶出した鉛イオンは電解液のｐＨが約６以上になると水酸化物として析出するが、硝酸を添加することにより鉛を含んだ電解廃液中の水酸化物沈殿の生成を抑制する事ができ、溶出した鉛が被処理材に再付着し、再汚染する事を防ぐ効果が期待できるので、硝酸濃度は好ましくは劇物該当外濃度となる１０％以下が好ましいが濃度の上限は特に規定されない。
2005140761.tif 000004
実施例４
実施例２．と同様な電解研磨要領で、電解液として硝酸ナトリウム１０％溶液に硝酸を添加して弱酸性にした液を用い、電源器として交直重乗電源器を用い、直流の出力電圧のみ変えてテストした結果電圧４．５Ｖで電解研磨効果は認められるものの実用性は無く、５Ｖ付近より効果が増大、更に６Ｖ、１０Ｖと電圧を上げるに伴って電解研磨効果が大幅に向上するが、１０Ｖ以上になると、ステンレス製の−極との間に隔膜として挟み込んだ綿布の焼けと、溶出した鉛イオンが金属鉛として析出し易い事などの欠点が確認された。
【発明の効果】
【０００８】  本発明に依れば、硝酸のナトリウム塩、カリウム塩若しくはアンモニウム塩の一種又は二種以上を主剤とし、必要に応じて硝酸を添加した中性乃至弱酸性の水溶液を電解液とし、外部に設けた
直流に交流を併用した交直重乗電源から一定電圧以上の電流を供給して電解除染処理するものであるから、次のような卓越した効果が期待できる。
１．硝酸のナトリウム塩やカリウム塩のような中性物質に少量の硝酸を添加した弱酸性電解液なので、取り扱いが容易である。
２．寸法、形状に制限されることなく、必要に応じて局部的に除染できる。
３．表層から内部にまで浸透した放射能までも電解研磨により除染出来るので、除染効率が高い。
４．電気分解で生じた発生期の硝酸による電気化学溶解作用と、同じく電気分解で発生した酸素ガスによる剥離作用と、コテ式電極の摺動による物理作用との複合効果で、除染速度が極めて早く、且つ除染効率が高い。
５．除染設備がコンパクトであり、持ち運びが簡便なので、容易に現場作業が出来る。
６．除染後、鉛遮蔽材表面の肌荒れ（粗度）が少なく、再利用した場合、粒子状汚染物が付着し難く汚染されにくい。