(57)【要約】【課題】コンパクトな装置で、廃棄する処理水の量を低減することができる除染方法及び除染装置を提供する。【解決手段】除染方法は、除染対象物を浸漬した一次処理水中に、前記除染対象物に付着したクロムを酸化溶出させた二次処理水を生成する酸化工程Ｓ１と、前記二次処理水に有機酸を添加して、前記除染対象物に付着した鉄を還元溶出させた三次処理水を生成する還元工程Ｓ２と、前記クロム及び前記鉄の溶出とともに溶出した放射性核種を前記三次処理水から除去した四次処理水を生成する除去工程Ｓ３と、前記四次処理水にプラズマ処理を施して前記有機酸を分解して五次処理水を生成する分解工程Ｓ５とを備えることを特徴とする。【選択図】図４
2013170844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除染対象物を浸漬した一次処理水中に、前記除染対象物に付着したクロムを酸化溶出させた二次処理水を生成する酸化工程と、
前記二次処理水に有機酸を添加して、前記除染対象物に付着した鉄を還元溶出させた三次処理水を生成する還元工程と、
前記クロム及び前記鉄の溶出とともに溶出した放射性核種を前記三次処理水から除去した四次処理水を生成する除去工程と、
前記四次処理水にプラズマ処理を施して前記有機酸を分解して五次処理水を生成する分解工程とを備えることを特徴とする除染方法。
【請求項２】
請求項１に記載の除染方法において、
前記分解工程は、前記四次処理水に気泡を送入する気泡送入工程を有することを特徴とする除染方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の除染方法において、
前記分解工程は、前記四次処理水に純水を導入する純水導入工程を有することを特徴とする除染方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の除染方法において、
前記分解工程は、前記四次処理水に過酸化水素水及び鉄イオンを導入する促進剤導入工程を有することを特徴とする除染方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の除染方法において、
前記分解工程において発生したオゾンが含まれる前記五次処理水を前記四次処理水に導入するオゾン導入工程を備えることを特徴とする除染方法。
【請求項６】
内部に除染対象物を配設可能とする除染槽と、
該除染槽に対して一次処理水を供給して、前記除染対象物に付着したクロムを酸化溶出させ、該クロムが酸化溶出した二次処理水を生成する酸化装置と、
前記二次処理水に有機酸を添加して、前記除染対象物に付着した鉄を還元溶出させ、該鉄が還元溶出した三次処理水を生成する還元装置と、
前記クロム及び前記鉄の溶出とともに溶出した放射性核種を含む三次処理水から該放射性核種を除去して、該放射性核種が除去された四次処理水を生成する除去装置と、
前記四次処理水にプラズマ処理を施して、前記有機酸を分解して五次処理水を生成する分解装置とを備えることを特徴とする除染装置。
【請求項７】
請求項６に記載の除染装置において、
前記分解装置は、前記四次処理水に気泡を送入する気泡送入装置を有することを特徴とする除染装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の除染装置において、
前記分解装置は、前記四次処理水に純水を導入する純水導入装置を有することを特徴とする除染装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の除染装置において、
前記分解装置は、前記四次処理水に過酸化水素水及び鉄イオンを導入する促進剤導入装置を有することを特徴とする除染装置。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の除染装置において、
前記分解装置において発生したオゾンが含まれる前記五次処理水を前記四次処理水に導入するオゾン導入装置を備えることを特徴とする除染装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除染方法及び除染装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子炉等の原子力プラントは、多数の機器や配管等の部材により構成されている。ここで、これらの部材を長期にわたって使用していると、例えば該部材を構成する金属の腐食等の要因により、該部材の表面にコバルト等の放射性核種を含む酸化被膜が付着することがある。このため、これらの部材の周囲では放射線量が高まる場合がある。そこで、定期点検時等において、当該部材の表面から酸化皮膜を除去する必要があり、例えば、部材の化学洗浄が実施されている。
【０００３】
化学洗浄の方法としては、以下に示す技術が知られている。すなわち、部材を過マンガン酸水溶液中に浸漬して、該部材の表面に付着した酸化被膜に含まれるクロム系酸化物中のクロムをＣｒ３＋からＣｒ６＋として酸化溶出する。次に、シュウ酸等の有機酸を添加して、酸化被膜の主要成分である鉄系酸化物中の鉄をＦｅ２＋として還元溶出する。このとき、放射性核種も同時に溶出される。そして、イオンを含むイオン交換樹脂に接触させて、上記の水溶液から放射性物質を処理水の中に溶出して、放射性物質を除去することが可能である。
【０００４】
ここで、上記の処理水は大量に生成されるため、処理の問題上、該処理水の低減化が望まれている。
【０００５】
そこで、処理水の分解方法として、有機酸を含む水溶液に紫外線を照射することで、該水溶液を水と二酸化炭素に分解して処理する方法が採用されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９４１４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の方法では、紫外線を照射する装置が大型であるため、化学洗浄装置自が全体として大型になってしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、コンパクトな装置で、廃棄する処理水の量を低減することができる除染方法及び除染装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る除染方法は、除染対象物を浸漬した一次処理水中に、前記除染対象物に付着したクロムを酸化溶出させた二次処理水を生成する酸化工程と、前記二次処理水に有機酸を添加して、前記除染対象物に付着した鉄を還元溶出させた三次処理水を生成する還元工程と、前記クロム及び前記鉄の溶出とともに溶出した放射性核種を前記三次処理水から除去した四次処理水を生成する除去工程と、前記四次処理水にプラズマ処理を施して前記有機酸を分解して五次処理水を生成する分解工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような除染方法では、酸化工程、還元工程及び除去工程において、四次処理水中に除染対象物に付着していたクロム及び鉄を溶出させるとともに、該クロム及び鉄とともに溶出した放射性核種を除去することができる。そして、分解工程にて、プラズマ処理により四次処理水中の有機酸を分解することができるため、廃棄する処理水の量を低減することができる。
また、プラズマ処理でプラズマを発生させることはコンパクトな装置でできるため、全体としてコンパクトな装置とすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る除染方法は、前記分解工程は、前記四次処理水に気泡を送入する気泡送入工程を有することが好ましい。
【００１２】
このような除染方法では、四次処理水に対して気泡を送入することで、四次処理水中に効率的にプラズマを発生させることができる。よって、有機酸を効率的に分解することができるため、廃棄する処理水の量をより低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る除染方法は、前記分解工程は、前記四次処理水に純水を導入する純水導入工程を有していてもよい。
【００１４】
このような除染方法では、四次処理水に純水を導入することで、四次処理水中の有機酸の濃度を低減することができる。一般に、有機酸は電気伝導率が高いため、有機酸の濃度の低下により四次処理水の電気伝導率を低減させてプラズマ処理における電極の消耗を抑えることができ、有機酸を効率的に分解することができる。
【００１５】
また、本発明に係る除染方法は、前記分解工程は、前記四次処理水に過酸化水素水及び鉄イオンを導入する促進剤導入工程を有していてもよい。
【００１６】
このような除染方法では、過酸化水素水を導入することで、四次処理水からＯＨラジカルの発生を促進することができる。また、鉄イオンを導入することで、該鉄イオンとＯＨラジカルとのフェントン反応により、有機酸を効率的に分解することができるため、廃棄する処理水の量をより低減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る除染方法は、前記分解工程において発生したオゾンが含まれる前記五次処理水を前記四次処理水に導入するオゾン導入工程を備えていてもよい。
【００１８】
このような除染方法では、分解工程において発生したオゾンをオゾン導入工程で四次処理水に導入することにで、プラズマ処理による有機酸の分解のみならず、オゾンによる有機酸の分解が可能となる。よって、有機酸をより一層効率的に分解することができるため、廃棄する処理水の量をより一層低減することができる。
【００１９】
また、本発明に係る除染装置は、内部に除染対象物を配設可能とする除染槽と、該除染槽に対して一次処理水を供給して、前記除染対象物に付着したクロムを酸化溶出させ、該クロムが酸化溶出した二次処理水を生成する酸化装置と、前記二次処理水に有機酸を添加して、前記除染対象物に付着した鉄を還元溶出させ、該鉄が還元溶出した三次処理水を生成する還元装置と、前記クロム及び前記鉄の溶出とともに溶出した放射性核種を含む三次処理水から該放射性核種を除去して、該放射性核種が除去された四次処理水を生成する除去装置と、前記四次処理水にプラズマ処理を施して、前記有機酸を分解して五次処理水を生成する分解装置とを備えることを特徴とする。
【００２０】
このような除染装置では、酸化装置、還元装置及び除去装置において、四次処理水中に除染対象物に付着していたクロム及び鉄を溶出させるとともに、該クロム及び鉄とともに溶出した放射性核種を除去することができる。そして、分解装置にて、プラズマ処理を施して四次処理水中の有機酸を分解することができるため、廃棄する処理水の量を低減することができる。
また、分解装置はコンパクトな形状でプラズマを発生させることができるため、除染装置全体としてコンパクトな装置とすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る除染装置は、前記分解装置は、前記四次処理水に気泡を送入する気泡送入装置を有しているのが好ましい。
【００２２】
このような除染装置では、気泡送入装置にて四次処理水に対して気泡を送入することで、四次処理水中に効率的にプラズマを発生させることができる。よって、有機酸を効率的に分解することができるため、廃棄する処理水の量をより低減することができる。
【００２３】
また、本発明に係る除染装置は、前記分解装置は、前記四次処理水に純水を導入する純水導入装置を有していてもよい。
【００２４】
このような除染装置では、純水導入装置にて四次処理水に純水を導入することで、四次処理水中の有機酸の濃度を低減することができる。一般に、有機酸は電気伝導率が高いため、有機酸の濃度の低下により四次処理水の電気伝導率を低減させてプラズマ処理における電極の消耗を抑えることができ、有機酸を効率的に分解することができる。
【００２５】
また、本発明に係る除染装置は、前記分解装置は、前記四次処理水に過酸化水素水及び鉄イオンを導入する促進剤導入装置を有していてもよい。
【００２６】
このような除染装置では、促進剤導入装置にて過酸化水素水を導入することで、四次処理水からＯＨラジカルの発生を促進することができる。また、鉄イオンを導入することで、該鉄イオンとＯＨラジカルとのフェントン反応により、有機酸を効率的に分解することができるため、廃棄する処理水の量をより低減することができる。
【００２７】
また、本発明に係る除染装置は、前記分解装置において発生したオゾンが含まれる前記五次処理水を前記四次処理水に導入するオゾン導入装置を備えていてもよい。
【００２８】
このような除染装置では、分解装置において発生したオゾンをオゾン導入装置で四次処理水に導入することにで、プラズマ処理による有機酸の分解のみならず、オゾンによる有機酸の分解が可能となる。よって、有機酸をより一層効率的に分解することができるため、廃棄する処理水の量をより一層低減することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る除染方法及び除染装置によれば、分解工程及び分解装置にて、プラズマ処理により四次処理水中の有機酸を分解することができるため、コンパクトな装置で、廃棄する処理水の量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る除染方法の対象となる除染対象物の使用例を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る除染装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る分解装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る除染方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第二実施形態に係る除染装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る除染方法のフローチャートである。
【図７】本発明の第三実施形態に係る除染装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る除染方法のフローチャートである。
【図９】本発明の第四実施形態に係る除染装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係る除染方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第一実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る除染装置を用いた除染方法について説明する。
まず、本実施形態の対象となる除染対象物について説明する。
本実施形態の対象となる除染対象物は、原子力プラントを構成する配管、容器、各種機器等の部品であって、炉水が接触する部品である。
【００３２】
ここで、原子力プラントとしては、例えば、図１に示すように、加圧水型原子炉５０を備えている原子力発電プラントＰがある。
【００３３】
この原子力発電プラントＰは、燃料棒５１等が収納される加圧水型原子炉５０と、該加圧水型原子炉５０内の一次冷却水（軽水）の沸騰を抑えるために一次冷却水を加圧する加圧器５２と、一次冷却水の熱により二次冷却水を蒸気にする蒸気発生器５３と、該蒸気発生器５３からの一次冷却水を加圧水型原子炉５０に戻す冷却材ポンプ５４と、蒸気発生器５３で発生した蒸気で駆動する蒸気タービン５６と、該蒸気タービン５６の駆動で発電する発電機５７と、蒸気タービン５６からの蒸気を水に戻す復水器５８と、該復水器５８からの水を蒸気発生器５３に戻す給水ポンプ５９とを備えている。
【００３４】
この加圧水型原子炉５０と蒸気発生器５３とは一次冷却水配管５５ａ，５５ｂで接続され、蒸気発生器５３と蒸気タービン５６とは蒸気配管５５ｃで接続され、復水器５８と蒸気タービン５６とは給水配管５５ｄで接続されている。
【００３５】
このように構成された原子力発電プラントＰにおいて、炉水、すなわち一次冷却水に接する部材である一次冷却系部材（以下、「除染対象物Ｚ」と称する。）としては、加圧水型原子炉５０、加圧器５２、蒸気発生器５３、冷却材ポンプ５４、これらを接続する一次冷却水配管５５ａ，５５ｂ、この一次冷却水配管５５ａ，５５ｂ等に設けられている各種弁等がある。これら除染対象物Ｚは、鉄を主成分としてクロムやニッケルを含むステンレス鋼や、ニッケル基合金、コバルト基合金等で形成されている。
【００３６】
この除染対象物Ｚを構成する金属元素は、わずかに炉水に溶出して、一部が加圧水型原子炉５０内の燃料棒５１表面に付着する。該燃料棒５１の表面に付着した金属元素は、燃料から中性子線が照射させることにより、原子核反応を起こして、クロム、ニッケル、コバルト等の放射性核種となる。これら放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒５１表面に付着したままであるが、その一部が炉水中に溶出したり、不溶性固体として放出される。炉水中に溶出又は放出された放射性核種は、除染対象物Ｚの炉水接触面に付着し、この炉水接触面に鉄を主成分とする酸化皮膜を形成する。このため、除染対象物Ｚ近傍で作業する作業員は、部品に形成された酸化皮膜中の放射性核種からの放射線に晒されることになる。
【００３７】
本実施形態は、上記で説明した除染対象物Ｚに付着している酸化皮膜を処理水を用いて除去して、除去後の処理水を分解する除染方法である。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る除染装置の概略構成図である。
図２に示すとおり、除染装置１は、内部に処理水を満たして該処理水中に除染対象物Ｚを浸漬させる除染槽１０と、該除染対象物Ｚを酸化する酸化装置２０と、該除染対象物Ｚを還元する還元装置３０と、除染槽１０に対して処理水を循環させる第一循環ライン４０及び第二循環ライン６０と、処理水中に溶出した放射性核種を除去する除去装置７０と、処理水を分解する分解装置８０とを備えている。
【００３９】
除染槽１０には、その内部に除染対象物Ｚを配設されている。
【００４０】
酸化装置２０は、例えば過マンガン酸水溶液（一次処理水）が貯水された酸化性液槽２１と、該酸化性液槽２１に接続された酸化性液ライン２２と、該酸化性液ライン２２に設けられた酸化性液ポンプ２３及び酸化性液弁２４とを有している。
【００４１】
また、酸化性液ライン２２の下流側は合流ライン２５に接続されている。この合流ライン２５には合流ライン弁２６が設けられており、該合流ライン２５の下流側は第一循環ライン４０に接続されている。
【００４２】
この酸化装置２０は、酸化性液槽２１に貯水された過マンガン酸水溶液を酸化性液ライン２２、合流ライン２５及び第一循環ライン４０を経由して除染槽１０に供給することで、除染対象物Ｚに付着したクロムを酸化溶出させて、該クロムが酸化溶出した二次処理水を生成する。
【００４３】
還元装置３０は、有機酸であるシュウ酸水溶液が貯水された還元性液槽３１と、該還元性液槽３１に接続された還元性液ライン３２と、該還元性液ライン３２に設けられた還元性液ポンプ３３及び還元性液弁３４とを有している。
なお、有機酸としては、シュウ酸水溶液の他にクエン酸等が挙げられる。
【００４４】
この還元装置３０は、除染槽１０に満たされた二次処理水に、還元性液槽３１に貯水されたシュウ酸水溶液を還元性液ライン３２、合流ライン２５及び第一循環ライン４０を経由して供給（添加）することで、除染対象物Ｚに付着した鉄を還元溶出させて、該鉄が還元溶出した三次処理水を生成する。
【００４５】
第一循環ライン４０は、その両端が除染槽１０に接続され、該除染槽１０中の処理水（過マンガン酸水溶液、二次処理水又は三次処理水）を循環させている。この第一循環ライン４０には、上流側から第一弁４１と、第二弁４２と、第一ヒーター４３と、第一ポンプ４４とが設けられている。
【００４６】
第一ヒーター４３は、第一循環ライン４０を循環する処理水を加熱して、該処理水を高温状態にすることができる。
第一ポンプ４４は、第一循環ライン４０内に処理水を循環させるとともに、除染槽１０に対して該処理水を供給可能としている。
また、第一循環ライン４０には、第一ポンプ４４と除染槽１０との間に合流ライン２５が接続されている。
【００４７】
また、第一循環ライン４０の第一弁４１の下流側には、浄化受け槽ライン４５が接続されている。該浄化受け槽ライン４５には、浄化受け槽弁４６と、浄化受け槽４７とが設けられている。
【００４８】
第二循環ライン６０は、一端が第一循環ライン４０に接続され、他端が除染槽１０に接続されており、該除染槽１０中の処理水（例えば、三次処理水）を循環させている。この第一循環ライン４０には、上流側から第三弁６１と、第二ヒーター６２と、第二ポンプ６３とが設けられている。
【００４９】
また、第一循環ライン４０は、第二ポンプ６３の下流側において第一分岐ライン６４と第二分岐ライン６５とに分岐し、下流側において第一分岐ライン６４と第二分岐ライン６５とが合流して除染槽１０に接続されている。
【００５０】
第一分岐ライン６４には第四弁６６が設けられ、第二分岐ライン６５には第五弁６７と分解装置８０が設けられている。
ここで、第一分岐ライン６４及び第二分岐ライン６５の分岐・合流箇所のうち上流側を第一分岐点Ａとすると、第二ポンプ６３と第一分岐点Ａとの間には、除去装置７０が接続されている。
【００５１】
除去装置７０は、例えばカチオン樹脂塔で構成されており、第一除去装置弁７１及び第二除去装置弁７２を介して第二循環ライン６０に接続されている。
【００５２】
この除去装置７０は、第一循環ライン４０を経由して第二循環ライン６０中を流れる三次処理水から、上記のクロムや鉄の溶出とともに溶出した放射性核種を除去して、該放射性核種が除去された四次処理水を生成する。
【００５３】
図３に示すように、分解装置８０は、第四処理水が満たされた分解槽８１と、該分解槽８１の内部に気泡を送入する気泡送入装置８２と、電源８３と、該電源８３に接続された陽極板８４及び陰極８５とを有している。
【００５４】
気泡送入装置８２は、例えば、アルゴン、工業用乾燥空気、酸素等の気体が貯蔵された気泡貯蔵容器８６と、該気泡貯蔵容器８６と気泡送入ライン８７で接続された複数の気泡送入管８８とを有している。
気泡送入管８８は分解槽８１の内部に配設され、該気泡送入管８８の外面には送入孔部８９が複数形成されている。
【００５５】
この気泡送入装置８２は、気泡貯蔵容器８６に貯蔵された気体を気泡送入ライン８７を経由して気泡送入管８８の内部に気泡として送入する。該気泡送入管８８の内部に送入された気泡は、外面に形成された送入孔部８９から分解槽８１に貯水された四次処理水に送入される。
【００５６】
また、電源８３から電力が供給されると、分解槽８１の内部に配設された陽極板８４と陰極８５との間で電流が流れて、プラズマを発生させるプラズマ処理を施して、四次処理水中のシュウ酸を分解して五次処理水を生成する。
ここで、分解装置８０本体の電圧を数ｋＶ、パルスを５０〜６０Ｈｚとする。
【００５７】
次に、上記のように構成された除染装置１を用いた除染方法について説明する。
図４に示すように、除染方法は、酸化工程Ｓ１と、還元工程Ｓ２と、除去工程Ｓ３と、気泡送入工程Ｓ４と、分解工程Ｓ５とを備えている。
まず、前準備として、除染槽１０に除染対象物Ｚを配設する。
【００５８】
次に、酸化工程Ｓ１を実行する。
すなわち、酸化性液槽２１に過マンガン酸水溶液を貯水し、酸化性液弁２４を開き、酸化性液ポンプ２３を駆動することで該過マンガン酸水溶液を酸化性液ライン２２に導入する。そして、合流ライン弁２６を開いて、該酸化性液ライン２２に導入された過マンガン酸水溶液を合流ライン２５を介して第一循環ライン４０に導入する。次に、第一循環ライン４０における第一弁４１及び第二弁４２を開いて、該第一循環ライン４０に設けられた第一ポンプ４４を駆動することで過マンガン酸水溶液を該第一循環ライン４０と除染槽１０との間で循環させる。また、第一ヒーター４３で過マンガン酸水溶液を加熱して、該過マンガン酸水溶液を高温状態として循環させる。
【００５９】
ここで、除染槽１０では、除染対象物Ｚを浸漬した過マンガン酸水溶液に、該除染対象物Ｚに付着した酸化被膜中Ｃｒ２Ｏ３やＦｅＣｒ２Ｏ４等として存在するＣｒ３＋が、Ｃｒ６＋となって水溶液中に溶出する。つまり、酸化皮膜中のクロムＣｒが酸化溶出して、該クロムＣｒが酸化溶出した過マンガン酸水溶液である二次処理水が生成される。
【００６０】
なお、第一ヒーター４３で過マンガン酸水溶液を加熱することにより過マンガン酸水溶液を高温状態にすることができるため、該過マンガン酸水溶液に除染対象物Ｚを浸漬する時間を通常よりも短縮することが可能である。
【００６１】
次に、還元工程Ｓ２を実行する。
すなわち、還元性液槽３１にシュウ酸水溶液と貯水してから、還元性液弁３４を開き、還元性液ポンプ３３を駆動することで該シュウ酸水溶液を還元性液ライン３２に導入する。該還元性液ライン３２に導入されたシュウ酸水溶液を合流ライン２５を介して第一循環ライン４０に導入する。そして、第一ポンプ４４を駆動することで該シュウ酸水溶液と過マンガン酸水溶液と混合された水溶液（以下、「混合水溶液」と称する。）を、第一循環ライン４０と除染槽１０との間で循環させる。また、第一ヒーター４３で混合水溶液を加熱して、該混合水溶液を高温状態として循環させる。
【００６２】
なお、混合水溶液中のシュウ酸濃度を例えば２０００ｐｐｍになる程度に設定する。また、このシュウ酸水溶液の温度は常温（２０℃）〜１００℃未満（水溶液が沸騰しない温度限界）が好ましく、ここでは例えば９０℃に設定する。
【００６３】
ここで、除染槽１０では、除染対象物Ｚを浸漬した混合水溶液に、該除染対象物Ｚに付着した酸化皮膜中のＦｅ３Ｏ４等として存在するＦｅ２＋が、Ｆｅ３＋となって水溶液中に溶出する。つまり、酸化皮膜中の鉄Ｆｅが還元溶出して、該鉄が還元溶出した混合水溶液である三次処理水が生成される。
また、三次処理水中には、酸化工程Ｓ１におけるクロムの酸化溶出及び還元工程Ｓ２における鉄の還元溶出とともに、放射性核種が溶出されている。
【００６４】
なお、酸化工程Ｓ１と同様に、第一ヒーター４３で混合水溶液を加熱することにより混合水溶液を高温状態にすることができるため、該混合水溶液に除染対象物Ｚを浸漬する時間を通常よりも短縮することができる。
【００６５】
ここで、還元工程Ｓ２において除染対象物Ｚに付着した酸化被膜が十分に除去されているかを判断する。除去が不十分であれば酸化工程Ｓ１と還元工程Ｓ２とを１除染工程として、該１除染工程を複数回実行する。そして、酸化被膜が十分に除去されれば、次の除去工程Ｓ３を実行する。
【００６６】
除去工程Ｓ３では、まず、合流ライン２５の合流ライン弁２６及び第一循環ライン４０の第二弁４２を閉じて、第二循環ライン６０の第三弁６１、第一除去装置弁７１、第二除去装置弁７２及び第四弁６６を開く。そして、第二ポンプ６３を駆動することで、除染槽１０から導出した三次処理水を、第一循環ライン４０の第一弁４１を経由して第二循環ライン６０に導入し、除去装置７０及び第一分岐ライン６４を経由して再び除染槽１０に戻して、該除染槽１０と第二循環ライン６０との間を循環可能とすることができる。
【００６７】
ここで、除去装置７０では、第一除去装置弁７１から導入された三次処理水に溶出している放射性核種を除去して四次処理水を生成する。そして、該四次処理水は、第二除去装置弁７２から第二循環ライン６０に戻され、第一分岐ライン６４を経由して除染槽１０に戻される。よって、除去装置７０を所望の時間稼動することで、第二循環ライン６０と除染槽１０との間を循環する処理水は、四次処理水となる。
【００６８】
次に、気泡送入工程Ｓ４を実行する。
すなわち、第四弁６６を閉じて、第五弁６７を開くことで、第二循環ライン６０中を流れる四次処理水を第二分岐ライン６５及び分解槽８１に導入する。
ここで、気泡送入装置８２では、気泡貯蔵容器８６に貯蔵された気体を気泡送入ライン８７経由で気泡送入管８８に導入する。そして、該気泡送入管８８の送入孔部８９から気泡を分解槽８１に貯水された四次処理水に送入する。
【００６９】
次に、分解工程Ｓ５を実行する。
すなわち、電源８３から電力を供給して、分解槽８１の内部に配設された陽極板８４と陰極８５との間で電流を流して、プラズマを発生させるプラズマ処理を施す。このプラズマ処理により、四次処理水ではＯＨラジカルが発生して、シュウ酸が分解されて五次処理水が生成される。
この際の化学反応式は、以下の式（１）で表すことができる。
【００７０】
【数１】
2013170844.tif 000003
【００７１】
上記に示すとおり、四次処理水中のシュウ酸は、二酸化炭素と水に分解される。
ここで、上記の分解工程Ｓ５を継続して行い、シュウ酸が所望の量の二酸化炭素及び水に分解されれば、該分解工程Ｓ５を終了する。
【００７２】
このように構成された除染装置１を用いた除染方法では、四次処理水中に含まれるシュウ酸を二酸化炭素と水とに分解することができるため、廃棄する処理水である五次処理水の量を低減することができる。
【００７３】
気泡送入装置８２により四次処理水に気泡を送入することで、四次処理水中に効率的にプラズマを発生させることができる。よって、有機酸を効率的に分解することができるため、廃棄する処理水の量をより低減することができる。
【００７４】
また、四次処理水に存在する鉄イオンと分解工程Ｓ５によって発生したＯＨラジカルとのフェントン反応により、有機酸をより効率的に分解することが可能となる。
【００７５】
また、五次処理水を生成する分解装置８０は、分解槽８１、気泡送入装置８２、電源８３及び陽極板８４並びに陰極８５を備えるものである。これら分解槽８１等の装置はコンパクトな形状で微小な気泡を発生させることが可能であるため、分解装置８０全体としてコンパクトな装置とすることができる。よって、除染装置１全体としてコンパクトな装置とすることができる。
【００７６】
また、既設の第二循環ライン６０等に分解装置８０を設ければ、四次処理水の分解が可能であるため、即時実施することができる。
【００７７】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係る除染装置２０１を用いた除染方法について、図５及び図６を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態における除染装置２０１では、分解装置２８０として更に純水導入装置２９０を備えている。
【００７８】
すなわち、図５に示すように、純水導入装置２９０は、純水を貯水する純水槽２９１と、該純水槽２９１から純水を分解装置２８０に導入する純水ライン２９２とを有している。
純水ライン２９２は、一端が純水槽２９１に接続され、他端が分解装置８０の分解槽８１（図３参照）に接続されている。また、純水ライン２９２には、純水ポンプ２９３と純水弁２９４とが設けられている。
【００７９】
次に、上記のように構成された除染装置２０１を用いた除染方法について説明する。
図６に示すように、第一実施形態と同様に、酸化工程Ｓ１１（第一実施形態のＳ１に相当）、還元工程Ｓ１２（第一実施形態のＳ２に相当）、除去工程Ｓ１３（第一実施形態のＳ３に相当）を実行する。ここで、除去工程Ｓ１３が完了した時点で、浄化受け槽弁４６を開いて浄化受け槽ライン４５に四次処理水を導入して、浄化受け槽４７に該四次処理水を貯水する。ここで、第二循環ライン６０に所望（例えば、１．４ｍ３）の四次処理水を残して、残りの四次処理水は浄化受け槽４７に貯水する。
【００８０】
次に、純水導入工程Ｓ１４を実行する。
すなわち、純水弁２９４を開いて、純水ポンプ２９３を駆動して、純水槽２９１に貯水された純水を分解装置２８０本体に導入する。
続いて、第一実施形態と同様に気泡送入工程Ｓ１５（第一実施形態のＳ４に相当）、分解工程Ｓ１６（第一実施形態のＳ５に相当）を実行する。
【００８１】
このように構成された除染装置２０１を用いた除染方法では、四次処理水に純水を導入することで、四次処理水中の有機酸の濃度を低減することができる。一般に、有機酸は電気伝導率が高いため、有機酸の濃度の低下により四次処理水の電気伝導率を低減させてプラズマ処理における電極の消耗を抑えることができ、有機酸を効率的に分解することができる。
【００８２】
（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態に係る除染装置３０１を用いた除染方法について、図７及び図８を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態における除染装置３０１では、分解装置３８０として、第一実施形態の分解装置８０に加えて過酸化水素水及び鉄イオンを導入する促進剤導入装置３９０を備えている。
【００８３】
すなわち、図７に示すように、促進剤導入装置３９０は、促進剤を貯水する促進剤槽３９１と、該促進剤槽３９１から促進剤を分解装置８０に導入する促進剤ライン３９２とを有している。
促進剤ライン３９２は、一端が促進剤槽３９１に接続され、他端が分解装置８０に接続されている。また、促進剤ライン３９２には、促進剤ポンプ３９３と促進剤弁３９４とが設けられている。
なお、促進剤としては、過酸化水素水と鉄イオンとの混合した水溶液が挙げられる。
【００８４】
次に、上記のように構成された除染装置３０１を用いた除染方法について説明する。
図８に示すように、第一実施形態と同様に、酸化工程Ｓ２１（第一実施形態のＳ１に相当）、還元工程Ｓ２２（第一実施形態のＳ２に相当）、除去工程Ｓ２３（第一実施形態のＳ３に相当）を実行する。
【００８５】
次に、促進剤純水導入工程Ｓ２４を実行する。
すなわち、促進剤弁３９４を開いて、促進剤ポンプ３９３を駆動して、促進剤槽３９１に貯水された過酸化水素水と鉄イオンとを分解装置８０に導入する。
なお、鉄イオンは、例えば１００ｐｐｍ程度導入する。
続いて、第一実施形態と同様に気泡送入工程Ｓ２５（第一実施形態のＳ４に相当）、分解工程Ｓ２６（第一実施形態のＳ５に相当）を実行する。
【００８６】
このように構成された除染装置３０１を用いた除染方法では、促進剤導入装置３９０により過酸化水素水を導入することで、四次処理水からＯＨラジカルの発生を促進することができる。また、該四次処理水には、還元工程Ｓ２２により溶出した鉄イオンに加えて促進剤導入装置３９０から導入された鉄イオンが存在する。よって、該鉄イオンとＯＨラジカルとのフェントン反応により、有機酸をより効率的に分解することができるため、廃棄する五次処理水の量をより低減することができる。
【００８７】
（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態に係る除染装置４０１を用いた除染方法について、図９及び図１０を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態における除染装置４０１では、分解装置８０において発生したオゾンが含まれ五次処理水を四次処理水に導入するオゾン導入装置４９０を備えている。
【００８８】
すなわち、図９に示すように、オゾン導入装置４９０は、一端が第五弁６７の上流側に接続され、他端が分解装置８０の下流側に接続されたオゾン導入ライン４９１と、該オゾン導入ライン４９１に設けられたオゾン導入ポンプ４９２とを有している。
オゾン導入ライン４９１には、第一オゾン弁４９３と第二オゾン弁４９４とが設けられている。また、オゾン導入ポンプ４９２を駆動することで、第二分岐ライン６５中の五次処理水を第一オゾン弁４９３を経由してオゾン導入ライン４９１に導入して第二オゾン弁４９４を経由して再び第二分岐ライン６５に戻すことができる。
【００８９】
次に、上記のように構成された除染装置４０１を用いた除染方法について説明する。
図１０に示すように、第一実施形態と同様に、酸化工程Ｓ３１（第一実施形態のＳ１に相当）、還元工程Ｓ３２（第一実施形態のＳ２に相当）、除去工程Ｓ３３（第一実施形態のＳ３に相当）、気泡導入工程Ｓ３４（第一実施形態のＳ４に相当）、分解工程Ｓ３５を（第一実施形態のＳ５に相当）実行する。
【００９０】
次に、オゾン導入工程Ｓ３６を実行する。
すなわち、第一オゾン弁４９３及び第二オゾン弁４９４を開いて、オゾン導入ポンプ４９２を駆動することで、分解工程Ｓ３５で発生したオゾンをオゾン導入ライン４９１に導入する。そして、該オゾン導入ライン４９１に導入されたオゾンを、第二分岐ライン６５に流れる四次処理水に導入する。オゾンを含んだ四次処理水を分解装置８０に導入して、再び分解工程Ｓ３５を実行する。
ここでは、オゾンが導入されることで、シュウ酸から二酸化炭素と水との分解が促進される。
このようにして、所望量の二酸化炭素及び水に分解されるまで、オゾン導入工程Ｓ３６、気泡導入工程Ｓ３４及び分解工程Ｓ３５を繰り返す。
【００９１】
このように構成された除染装置４０１を用いた除染方法では、オゾン導入装置４９０によりオゾンを導入することで、四次処理水から有機酸をより一層効率的に分解することができるため、廃棄する五次処理水の量をより一層低減することができる。
【００９２】
なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
また、上記に示した数値は一例であり、当該数値に限定されるものではない。
【００９３】
例えば、第三実施形態において、気泡送入工程Ｓ２５を実行した後に、促進剤導入工程Ｓ２４を実行してもよい。この場合でも、四次処理水に気泡が送入され、促進剤が導入されることで、プラズマ処理による有機酸の分解を確実に促進することができる。
【００９４】
なお、還元工程Ｓ２と除去工程Ｓ３とを同時に行う構成としてもよい。すなわち、処理水を第一循環ライン４０と第二循環ライン６０とに同時に循環させて、除染対象物Ｚから鉄を還元溶出させつつ、コバルトを除去することとしてもよい。
【００９５】
また、除染装置１として気泡送入装置８２を備えておらず、除染方法として気泡送入工程Ｓ４を省略してもよい。この場合でも、分解槽８１内に配設された陽極板８４と陰極８５との間に生じる電流によりプラズマを発生させて四次処理水中のシュウ酸を分解することができるため、五次処理水の量を低減することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１，２０１，３０１，４０１，５０１…除染装置  ２０…酸化装置  ３０…還元装置  ７０…除去装置  ８０…分解装置  ８２…気泡送入装置  Ｓ１…酸化工程  Ｓ２…還元工程  Ｓ３…除去工程  Ｓ４…気泡送入工程  Ｓ５…分解工程  Ｚ…除染対象物
【図１】
2013170844.tif 000004
【図２】
2013170844.tif 000005
【図３】
2013170844.tif 000006
【図４】
2013170844.tif 000007
【図５】
2013170844.tif 000008
【図６】
2013170844.tif 000009
【図７】
2013170844.tif 000010
【図８】
2013170844.tif 000011
【図９】
2013170844.tif 000012
【図１０】
2013170844.tif 000013