(57)【要約】【課題】シュウ酸以外の有機酸や、過酸化水素等の酸化剤を用いないで、鋼の表面に形成されるシュウ酸鉄（ＩＩ）を分解除去し、放射性物質の除去率を向上させる化学除染方法を提供する。【解決手段】シュウ酸とヒドラジンとを含む還元除染液に、白金を含む水溶液を添加することにより、シュウ酸、ヒドラジン及び白金を含む含白金還元除染液とし、この含白金還元除染液を鋼の表面に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュウ酸とヒドラジンとを含む還元除染液に、白金を含む水溶液を添加することにより、シュウ酸、ヒドラジン及び白金を含む含白金還元除染液とし、この含白金還元除染液を鋼の表面に供給する白金供給工程を含む、化学除染方法。
【請求項２】
さらに、前記鋼の表面に前記還元除染液を供給する還元除染工程を含み、
前記還元除染工程は、前記白金供給工程の前に行う、請求項１記載の化学除染方法。
【請求項３】
前記還元除染工程にて前記鋼の線量率を検出し、前記線量率の低下が収束した後、前記白金供給工程を開始する、請求項２記載の化学除染方法。
【請求項４】
前記白金供給工程の後、前記含白金還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンを分解する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の化学除染方法。
【請求項５】
前記鋼で形成された除染対象は、再循環系配管、浄化系配管又は給水配管である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化学除染方法。
【請求項６】
前記還元除染工程にて前記還元除染液を陽イオン交換樹脂に接触させることにより、前記還元除染液に含まれる陽イオンを除去し、
前記還元除染工程の後、前記陽イオン交換樹脂と前記還元除染液との接触を停止し、その後、前記白金供給工程を行う、請求項２記載の化学除染方法。
【請求項７】
前記還元除染工程を所定時間継続した後、前記白金供給工程を開始する、請求項２記載の化学除染方法。
【請求項８】
前記白金を含む水溶液は、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水溶液又は白金コロイド分散液である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の化学除染方法。
【請求項９】
さらに、前記鋼の表面に酸化剤水溶液を供給する酸化除染工程を含み、
前記酸化除染工程は、前記還元除染工程の前に行う、請求項２記載の化学除染方法。
【請求項１０】
前記酸化剤水溶液は、過マンガン酸水溶液である、請求項９記載の化学除染方法。
【請求項１１】
前記鋼は、炭素鋼又はステンレス鋼である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の化学除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に係り、特に、沸騰水型原子力プラントの炭素鋼部材に適用するのに好適な原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、沸騰水型原子力プラント（以下「ＢＷＲプラント」という。）は、原子炉圧力容器（以下「ＲＰＶ」と称する。）内に炉心を内蔵した原子炉を有する。再循環ポンプ（またはインターナルポンプ）によって炉心に供給された炉水は、炉心内に装荷された燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶからタービンに導かれ、タービンを回転させる。タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮され、水になる。この水は、給水として原子炉に供給される。給水は、ＲＰＶ内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で主として金属不純物が除去される。ここで、炉水とは、ＲＰＶ内に存在する冷却水をいう。
【０００３】
また、放射性腐食生成物の元となる腐食生成物は、ＲＰＶ及び再循環系配管等のＢＷＲプラントの構成部材の炉水と接する表面で発生するため、主要な一次系の構成部材には、腐食の少ないステンレス鋼及び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ＲＰＶは、内面にステンレス鋼の肉盛りが施され、低合金鋼が、直接、炉水と接触することを防いでいる。さらには、炉水の一部を原子炉浄化系のろ過脱塩装置によって浄化し、炉水中に僅かに存在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、炉水中における極僅かな金属不純物の存在が避けられないため、一部の金属不純物が、金属酸化物として、燃料集合体に含まれる燃料棒の表面に付着する。燃料棒表面に付着した不純物（例えば、金属元素）は、燃料棒内の核燃料物質の核分裂により放出される中性子の照射によっ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等の放射性核種になる。
【０００５】
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。しかしながら、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応じて炉水中にイオンとして溶出したり、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たりする。炉水に含まれる放射性物質は、ＲＰＶに連絡された原子炉浄化系によって取り除かれる。原子炉浄化系で除去されなかった放射性物質は炉水とともに再循環系などを循環している間に、原子力プラントの構成部材（例えば、配管）の炉水と接触する表面に蓄積される。その結果、構成部材の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ばくの原因となる。
【０００６】
その従事者の被ばく線量は、各人毎に規定値を超えないように管理されている。近年、この規定値が引き下げられ、各人の被ばく線量を可能な限り低くする必要が生じている。
【０００７】
そこで、定検作業での被ばく線量が高いことが予想される場合は、配管に付着した放射性核種を溶解して除去する化学除染が実施される場合がある。
【０００８】
例えば、特許文献１には、シュウ酸及びヒドラジンを含む還元除染液による還元溶解、この還元溶解に用いた還元除染剤（シュウ酸）の分解、及び過マンガン酸イオンによる酸化溶解を組み合わせた原子力発電プラントの化学除染方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、ギ酸とシュウ酸からなる除染液におけるギ酸のモル分率を０．９以上として、除染対象物の電位を腐食領域まで下げて、除染対象物の表面を溶解する化学除染方法が開示されている。
【００１０】
特許文献３に記載された炭素鋼部材の化学除染方法では、シュウ酸水溶液及びギ酸水溶液が用いられる。特許文献３には、ギ酸水溶液の代わりに、ギ酸及び過酸化水素（またはオゾン）を含む水溶液を用いることも記載されている。この化学除染方法では、シュウ酸水溶液により、炭素鋼部材の内面に存在する放射性核種を含む酸化皮膜を除去し、その後、シュウ酸を分解する。さらに、シュウ酸分解後に、ギ酸水溶液またはギ酸及び過酸化水素（またはオゾン）を含む水溶液を、酸化膜を除去した炭素鋼部材に接触させ、炭素鋼部材の表面に残留するシュウ酸鉄を除去する。
【００１１】
特許文献４には、有機酸水溶液に過酸化水素を添加した除染剤を使用して放射性物質で汚染された金属を溶解し除染する除染方法が開示されている。
【００１２】
特許文献５には、シュウ酸水溶液で炭素鋼製の部材を除染する第１の工程と、第１の工程後に、シュウ酸とギ酸の混合水溶液により炭素鋼製の部材を除染する第２の工程と、を含む化学除染方法が開示されている。特許文献５には、第２工程終了後に、ギ酸を分解し、ギ酸の分解後にシュウ酸を分解することも記載されている。
【００１３】
特許文献６には、酸素ガスをバブリングしたシュウ酸水溶液で炭素鋼の除染を行う化学除染方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１０５２９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６４７１号公報
【特許文献３】特開２００３−９０８９７号公報
【特許文献４】特開２００２−３３３４９８号公報
【特許文献５】特開２００９−１０９４２７号公報
【特許文献６】特開２０１５−２８４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１及び特許文献２に記載の化学除染方法では、ステンレス鋼製の構造部材が除染対象であり、還元除染液でこの構造部材の還元除染を行った場合には、還元除染液中の鉄濃度は、シュウ酸鉄（ＩＩ）が析出するほどには上昇しない。
【００１６】
しかし、除染対象が炭素鋼部材である場合には、除染により還元除染液中の鉄濃度が上昇し、炭素鋼部材の母材、及び炭素鋼部材表面の酸化皮膜であるマグネタイトの溶解によって供給されるＦｅ２＋イオンが還元除染液に含まれるシュウ酸と錯体を形成し、シュウ酸鉄（ＩＩ）として析出してくる可能性がある。このシュウ酸鉄（ＩＩ）は溶解度が低いため、Ｆｅ２＋イオンの主な発生源である炭素鋼部材表面で析出し、これが酸化皮膜上に析出すると酸化皮膜の溶解が阻害され、酸化皮膜に含まれる放射性核種の溶解も抑制されるため、化学除染の効率が低下するという問題がある。
【００１７】
特許文献３に記載の化学除染方法では、シュウ酸水溶液により炭素鋼部材の表面を還元除染している。この還元除染により、シュウ酸鉄（ＩＩ）が生成され、このシュウ酸鉄（ＩＩ）が炭素鋼部材の表面に存在する未溶解の酸化皮膜の上に析出する可能性がある。この場合には、その酸化皮膜の還元除染に要する時間が長くなる。炭素鋼部材の表面に析出したシュウ酸鉄（ＩＩ）は、ギ酸水溶液を用いて除去される。しかしながら、還元除染時において炭素鋼部材の表面に析出するシュウ酸鉄（ＩＩ）の量が多くなるため、ギ酸水溶液によるシュウ酸鉄（ＩＩ）の除去に長時間を要することになる。
【００１８】
特許文献４に記載の化学除染方法は、有機酸に過酸化水素を添加することで、酸化皮膜の溶解力を向上させている。しかしながら、過酸化水素は陽イオン交換樹脂を劣化させるため、還元除染時において、過酸化水素を含む還元除染液を陽イオン交換樹脂塔へ供給することができない。このため、還元除染により発生して還元除染液に含まれる放射性の溶解成分及び非放射性の溶解成分が除去できなくなる。それらの溶解成分を陽イオン交換樹脂塔で除去する前に、還元除染液に含まれる過酸化水素の分解が必要になる。この結果、化学除染に要する時間が長くなる。また、過酸化水素の分解には、鉄（ＩＩ）イオンまたはカタラーゼなどの分解試薬を還元除染液に添加する必要があるため、還元除染終了後の廃液の浄化にとっては不利になる。過酸化水素を含んだ還元除染液を用いた場合には、還元除染時において、還元除染液の放射性物質濃度及び金属濃度を低下させることができず、炭素鋼部材の化学除染の効率を低下させることになる。
【００１９】
特許文献５では、第１工程でシュウ酸水溶液を用いて炭素鋼部材の還元除染を行うので、シュウ酸鉄（ＩＩ）が生成され、このシュウ酸鉄（ＩＩ）が炭素鋼部材の表面に析出する。このため、炭素鋼部材の表面の酸化皮膜の溶解が阻害され、化学除染の効率が低下する。第２工程では、ギ酸を含むシュウ酸水溶液で還元除染が行われるので、ギ酸によりシュウ酸鉄（ＩＩ）が溶解されるが、シュウ酸が存在するためにシュウ酸鉄（ＩＩ）が新たに生成される。さらに、第２工程終了後に、まず、ギ酸が分解され、その後、シュウ酸が分解されるために、ギ酸の分解終了後においてもシュウ酸鉄が生成される。
【００２０】
特許文献６では、シュウ酸鉄（ＩＩ）分解のため、シュウ酸水溶液に酸素ガスをバブリングし、溶存酸素によってシュウ酸鉄（ＩＩ）のＦｅ（ＩＩ）をＦｅ（ＩＩＩ）に酸化している。シュウ酸鉄（ＩＩ）の量によっては系統の下流側では溶存酸素がそれまでに消費されてしまい、シュウ酸鉄（ＩＩ）の分解が進まなくなる可能性がある。また、系統に大気開放部があると酸素が抜けてしまい、それより下流側で酸素濃度が低下し、シュウ酸鉄（ＩＩ）の分解が進まなくなる可能性がある。
【００２１】
本発明の目的は、シュウ酸以外の有機酸や、過酸化水素等の酸化剤を用いないで、鋼の表面に形成されるシュウ酸鉄（ＩＩ）を分解除去し、放射性物質の除去率を向上させる化学除染方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の化学除染方法は、シュウ酸とヒドラジンとを含む還元除染液に、白金を含む水溶液を添加することにより、シュウ酸、ヒドラジン及び白金を含む含白金還元除染液とし、この含白金還元除染液を鋼の表面に供給する白金供給工程を含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、シュウ酸以外の有機酸や、過酸化水素等の酸化剤を用いないで、鋼の表面に形成されるシュウ酸鉄（ＩＩ）を分解除去し、放射性物質の除去率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１の炭素鋼部材の化学除染方法を示すフローチャートである。
【図２】シュウ酸鉄（ＩＩ）が付着した炭素鋼試験片を、白金を含む溶液に浸漬した場合の溶液中の鉄濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例１の炭素鋼部材の化学除染装置が接続された沸騰水型原子力プラントを示す概略構成図である。
【図４】図３の化学除染装置の詳細を示す構成図である。
【図５】実施例２の炭素鋼部材の化学除染装置の沸騰水型原子力プラントへの接続状態を示す構成図である。
【図６】実施例３の炭素鋼部材の化学除染方法を示すフローチャートである。
【図７】実施例４の炭素鋼部材の化学除染方法を示すフローチャートである。
【図８】シュウ酸及びヒドラジンを含む混合水溶液に浸漬した炭素鋼試験片の質量変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明者は、シュウ酸を含む水溶液（還元除染液）を用いた炭素鋼の化学除染において、シュウ酸鉄（ＩＩ）が析出することによる除染効率（ＤＦ：Ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｆａｃｔｏｒ）の低下を防ぐ方法を検討した。
【００２６】
ジカルボン酸であるシュウ酸は、錯体を作り易い性質を持っており、酸のプロトンによって炭素鋼の表面に形成されたＦｅ３Ｏ４が溶解されて生じた鉄（ＩＩ）イオン（Ｆｅ２＋）とも錯体を形成する。その際、シュウ酸からプロトンが２つ解離した（ＣＯＯ）２２−とＦｅ２＋では電荷がちょうど中和されるため、低い濃度で析出が生じる。析出したシュウ酸鉄（ＩＩ）が除染対象の炭素鋼表面の放射性核種を含む酸化皮膜を覆うと、この酸化皮膜の溶解が抑制されるので、ＤＦ低下の原因となる。
【００２７】
そこで、線量率の低下傾向が収まったところで、このシュウ酸鉄（ＩＩ）皮膜を除去する必要がある。シュウ酸鉄（ＩＩ）を分解する方法としては、過酸化水素を作用させて、Ｆｅ（ＩＩ）をＦｅ（ＩＩＩ）に酸化させる方法がある。しかし、過酸化水素は、イオン交換樹脂を劣化させるため、液がイオン交換樹脂塔に流入する前に、過酸化水素を分解除去する工程が必要になる。
【００２８】
そこで、分解工程を必要としないシュウ酸鉄（ＩＩ）の分解方法について検討したところ、Ｐｔがシュウ酸鉄（ＩＩ）の分解に作用して、溶液中の鉄濃度が上昇する現象を見出した。
【００２９】
図２は、研磨した炭素鋼をシュウ酸溶液に浸漬して表面にシュウ酸鉄（ＩＩ）を析出させた炭素鋼試験片を、白金（Ｐｔ）を含む溶液に浸漬したときの溶液中の鉄濃度の経時変化を測定した結果を示したものである。
【００３０】
炭素鋼表面に形成されたシュウ酸鉄（ＩＩ）が徐々に溶解し、鉄濃度が上昇していることが確認された。具体的には、試験片を溶液に浸漬してから３〜４時間経過後に溶液中の鉄濃度が飽和する。これは、下記反応式（１）で表される反応が生じたためと考えられる。
【００３１】
【化１】
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【００３２】
これにより、電荷を持たないシュウ酸鉄（ＩＩ）がシュウ酸鉄（ＩＩＩ）のカチオンとなり、溶解し易くなったことで、溶液中の鉄濃度が上昇したものと考えられる。シュウ酸鉄（ＩＩ）の被覆を溶解して除去できるので、シュウ酸が放射性核種を含む酸化皮膜を溶解できるようになり、ＤＦが向上する。
【００３３】
本発明の特徴は、シュウ酸を用いた還元除染中に還元除染液にＰｔを共存させることで、シュウ酸鉄（ＩＩ）の形成を抑制するとともに、すでに形成されているシュウ酸鉄（ＩＩ）を分解除去することにある。なお、本明細書においては、シュウ酸とヒドラジンとを含む還元除染液に、白金を含む水溶液を添加することにより作製した水溶液を「含白金還元除染液」と呼ぶ。
【００３４】
除染対象の炭素鋼配管では、表面に形成されたＦｅ２Ｏ３やＦｅ３Ｏ４がシュウ酸により溶解され、Ｆｅ３Ｏ４に含まれるＦｅ２＋によって還元除染液中のＦｅ２＋濃度が増加する。シュウ酸鉄（ＩＩ）の飽和溶解度を越えたところで、シュウ酸鉄（ＩＩ）が炭素鋼表面に析出して、放射性核種を含む酸化皮膜を覆い、放射性核種の溶解が抑制され、除染の効率が低下する。この時、Ｐｔが除染溶液中に存在すると、シュウ酸鉄（ＩＩ）が分解されるため、炭素鋼表面がシュウ酸鉄（ＩＩ）で被覆されることを防ぐことができる。
【００３５】
本発明の化学除染方法は、含白金還元除染液を用いる白金供給工程のほか、次の工程を行うことが望ましい。
【００３６】
白金供給工程の前に、鋼の表面に還元除染液を供給する還元除染工程を行う。
【００３７】
還元除染工程にて鋼の線量率を検出し、線量率の低下が収束した後、白金供給工程を開始する。
【００３８】
白金供給工程の後、含白金還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンを分解する。
【００３９】
還元除染工程にて還元除染液を陽イオン交換樹脂に接触させることにより、還元除染液に含まれる陽イオンを除去し、還元除染工程の後、陽イオン交換樹脂と還元除染液との接触を停止し、その後、白金供給工程を行う。
【００４０】
還元除染工程を所定時間継続した後、白金供給工程を開始する。
【００４１】
さらに、還元除染工程の前に、鋼の表面に酸化剤水溶液を供給する酸化除染工程を行う。
【００４２】
酸化剤水溶液は、過マンガン酸水溶液が望ましい。
【００４３】
なお、鋼で形成された除染対象は、再循環系配管、浄化系配管、給水配管等である。
【００４４】
以上の検討結果を反映した本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００４５】
本発明に好適な一実施例である実施例１の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図１、図３及び図４を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷＲプラント）に適用した例である。
【００４６】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法が適用されるＢＷＲプラントの概略構成を、図３を用いて説明する。
【００４７】
図３において、ＢＷＲプラントは、原子炉格納容器１１、タービン５６、復水器５７、再循環系、原子炉浄化系、給水系等を備えている。原子炉格納容器１１の内部には、原子炉４９が設置されている。原子炉４９は、炉心５１を内蔵する原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという。）５０を有する。ＲＰＶ５０内には、ジェットポンプ５２が設置されている。炉心５１には、複数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。各燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒を含んでいる。
【００４８】
再循環系は、再循環ポンプ５３及びステンレス鋼製の再循環系配管５４を有し、再循環ポンプ５３が再循環系配管５４に設置されている。
【００４９】
給水系は、復水器５７とＲＰＶ５０とを連絡する給水配管５８に、復水ポンプ５９、復水浄化装置６０、低圧給水加熱器６１、給水ポンプ６３及び高圧給水加熱器６２を、復水器５７からＲＰＶ５０に向かってこの順に設置して構成される。復水器５７と復水ポンプ５９との間の給水配管５８には、水素注入装置６６が接続されている。給水配管５８には、復水浄化装置６０をバイパスするバイパス配管６５が設けられている。
【００５０】
原子炉水浄化系は、再循環系配管５４と給水配管５８とを連絡する浄化系配管６７に、浄化系ポンプ６８、再生熱交換器６９、非再生熱交換器７０及び炉水浄化装置７１を設置して構成される。浄化系配管６７は、再循環ポンプ５３より上流で再循環系配管５４に接続されている。
【００５１】
ＲＰＶ５０内の冷却水は、再循環ポンプ５３で昇圧され、再循環系配管５４を通ってジェットポンプ５２のノズル（図示せず）からジェットポンプ５２のベルマウス（図示せず）内に噴出される。このノズルの周囲に存在する炉水も、ノズルから噴出される噴出流の作用により、ベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ５２から吐出された炉水は、炉心５１に供給され、燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された炉水の一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶ５０から主蒸気配管５５を通ってタービン５６に導かれ、タービン５６を回転させる。タービン５６に連結された発電機（図示せず）が回転し、電力が発生する。タービン５６から排出された蒸気は、復水器５７で凝縮し、水になる。
【００５２】
この水は、給水配管５８を通り、ＲＰＶ５０内に給水として供給される。給水配管５８を流れる給水は、復水ポンプ５９で昇圧され、復水浄化装置６０で不純物が除去され、給水ポンプ６３で更に昇圧され、低圧給水加熱器６１及び高圧給水加熱器６２で加熱される。主蒸気配管５５及びタービン５６からは、抽気配管６４で抽気された抽気蒸気が低圧給水加熱器６１及び高圧給水加熱器６２にそれぞれ供給される。この抽気蒸気は、給水の加熱源となる。
【００５３】
化学除染装置１は、循環配管２を介して弁１７１及び弁７４に接続されている。
【００５４】
図４は、化学除染装置１の詳細な構成を示したものである。
【００５５】
図４において、化学除染装置１は、ｐＨ調整剤注入装置１２、過酸化水素注入装置７、内部に加熱器１９を設置したサージタンク１７、循環ポンプ２０、２６、フィルタ２１、分解装置２５、陽イオン交換樹脂塔２３、混床樹脂塔２４及びホッパ５を備えている。化学除染装置１は、再循環系配管５４と給水配管５８とを連絡する浄化系配管６７に接続されている。なお、浄化系配管６７の外側には、放射線検出器７６が配置されている。
【００５６】
開閉弁２７、循環ポンプ２０、弁２８、弁２９、３０、３１、サージタンク１７、循環ポンプ２６、弁３２及び開閉弁３３が、上流よりこの順に循環配管２に設けられている。フィルタ２１は、弁２８をバイパスするために循環配管２に接続された配管３４に、弁３５とともに設置されている。弁２９をバイパスする配管３６が循環配管２に接続され、冷却器２２及び弁３７が配管３６に設置されている。両端が循環配管２に接続されて弁３０をバイパスする配管３８には、陽イオン交換樹脂塔２３及び弁４０が設置されている。両端が配管３８に接続されて陽イオン交換樹脂塔２３及び弁４０をバイパスする配管３９には、混床樹脂塔２４及び弁４１が設置されている。陽イオン交換樹脂塔２３は、内部に、陽イオン交換樹脂を充填した樹脂層を有している。混床樹脂塔２４は、内部に、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填した樹脂層を有している。
【００５７】
循環配管２には、弁３１をバイパスする配管４２が接続されている。配管４２には、弁４３及び分解装置２５が設置されている。分解装置２５は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。サージタンク１７は、弁３１と循環ポンプ２６との間で循環配管２に設置される。
【００５８】
ｐＨ調整剤注入装置１２は、薬液タンク１３、注入ポンプ１４、弁１５及び注入配管１６を有する。薬液タンク１３は、ｐＨ調整剤であるヒドラジンを充填している。ｐＨ調整剤は、薬液タンク１３から、注入ポンプ１４及び弁１５を有する注入配管１６によって循環配管２に注入される。循環配管２における注入配管１６の接続点と開閉弁３３との間には、ｐＨ計８３が設置されている。
【００５９】
過酸化水素注入装置７は、薬液タンク８、注入ポンプ９及び注入配管４４を有する。薬液タンク９は、酸化剤（例えば、過酸化水素またはオゾン）を充填している。酸化剤は、薬液タンク８から、注入ポンプ９及び弁４５を有する注入配管４４によって分解装置２５の上流において配管４２に注入される。
【００６０】
循環配管２において循環ポンプ２６と弁３２との間からは、サージタンク１７の上端部に向かって、配管７５が接続されている。配管７５には、弁３及びエゼクタ４が設置されている。エゼクタ４には、ホッパ５が接続されている。
【００６１】
設けた配管４７の両端部が、ｐＨ計８３と開閉弁３３との間の循環配管２と、開閉弁２７と循環ポンプ２０との間の循環配管２とは、弁４６を有する配管４７により接続されている。
【００６２】
分解装置２５は、シュウ酸、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、化学除染に使用する薬剤としては、廃棄物量の低減化を考慮して水及び二酸化炭素に分解できる有機酸または無害な気体として放出可能で廃棄物を増やさないヒドラジンを用いている。
【００６３】
以下、図３を用いて更に説明する。
【００６４】
ＲＰＶ５０内の冷却水は、炉心５１に装荷された燃料集合体に含まれる核燃料物質の核分裂に伴って発生する放射線の照射を受けて放射線分解を起こし、過酸化水素及び酸素などの酸化性化学種を生ずる。この酸化性化学種によって冷却水と接触する原子力プラントの構成部材の腐食電位が上昇する。このため、ＢＷＲプラントでは、応力腐食割れに対する環境緩和対策として水素注入装置６６から給水に水素を注入し、この水素と冷却水に含まれる過酸化水素及び酸素などの酸化性化学種とを反応させることにより、冷却水の酸化性化学種濃度を低減させ、原子力プラントの構成部材の腐食電位を低下させる運転が行われている。
【００６５】
ＢＷＲプラントにおいて、この給水に水素を注入しながら行う運転を、水素注入水質（ＨＷＣ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｗａｔｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）運転といい、ＢＷＲプラントにおいて水素注入を行わない運転を、通常水質（ＮＷＣ：Ｎｏｒｍａｌ  Ｗａｔｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）運転という。水素注入により腐食電位を低下させるＢＷＲプラントの運転は、水素注入を運転中継続することが望ましいが、水素注入が中断される場合があり、この水素注入が中断されている場合におけるＢＷＲプラントの運転は、ＮＷＣ運転であり、原子力プラント構成部材の腐食電位は高い状態になる。
【００６６】
再循環系配管５４内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ６８の駆動によって浄化系配管６７内に流入し、再生熱交換器６９、非再生熱交換器７０を通って冷却され、炉水浄化装置７１によって不純物を取り除かれる。浄化された炉水は、再生熱交換器６９で加熱されて浄化系配管６７及び給水配管５８を経てＲＰＶ５０内に戻される。
【００６７】
ＢＷＲプラントは、１つの運転サイクルの運転が終了した後に停止される。この運転停止後に、ＢＷＲプラントに対して定期検査が実施される。この定期検査が終了した後、ＢＷＲプラントが再度起動される。この定期検査の期間中において、炉心５１内の一部の燃料集合体が新燃料集合体と交換される。すなわち、炉心５１内の一部の燃料集合体が、使用済燃料集合体としてＲＰＶ５０から取り出され、燃焼度０ＧＷｄ／ｔの新燃料集合体が炉心５１に装荷される。ＢＷＲプラントの運転停止後で定期検査での各機器の点検を実施する前に、ＢＷＲプラントの配管等に対する化学除染が実施される。
【００６８】
図１は、本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を示したものである。以下、図１を用いて具体的に説明する。
【００６９】
例えば、炭素鋼製の配管である原子炉浄化系の浄化系配管６７に設けられた、浄化系ポンプ６８、再生熱交換器６９、非再生熱交換器７０等の点検、保守作業が計画されている定期検査において、点検作業員または保守作業員の放射線被ばく低減のため、浄化系配管６７に対して化学除染を実施する場合を考える。このとき、浄化系配管６７に対して図１に示すステップＳ１〜Ｓ１２の各工程が実施される。
【００７０】
運転を経験したＢＷＲプラントでは、ＲＰＶ５０内の冷却水が流れる再循環系配管５４及び浄化系配管６７等の内面に、放射性核種を含む酸化皮膜が形成されており、この酸化皮膜が化学除染により除去される。本実施例の化学除染方法は、ＢＷＲプラントの炭素鋼部材を対象に行うものであり、このため、炭素鋼製の配管である例えば浄化系配管６７の内面から酸化皮膜を除去する処理である。浄化系配管６７に対する化学除染では、図３に示す化学除染装置１が用いられる。
【００７１】
図１において、初めに、化学除染装置１を、化学除染対象物である、運転が停止された原子力プラントの配管系に接続する（ステップＳ１）。すなわち、仮設設備である化学除染装置１の循環配管２の両端を、化学除染対象物である炭素鋼製の浄化系配管６７に接続する。
【００７２】
ここで、この循環配管２を浄化系配管６７に接続する作業を具体的に説明する。
【００７３】
図３又は図４において、ＢＷＲプラントの運転停止後に、例えば、再循環系配管５４に接続されている浄化系配管６７に設置されている弁１７１のボンネットを開放して、再循環系配管５４側を封鎖する。化学除染装置１の循環配管２の一端を弁１７１のフランジに接続する。これにより、循環配管２の一端が浄化系ポンプ６８の上流で浄化系配管６７に接続される。
【００７４】
他方、浄化系ポンプ６８の下流側で浄化系配管６７に設置された弁７４のボンネットを開放して、再生熱交換器６９側を封鎖する。化学除染装置１の循環配管２の他端を弁７４のフランジに接続する。これにより、循環配管２の一端が浄化系ポンプ６８の下流で浄化系配管６７に接続される。浄化系配管６７及び循環配管２を含む閉ループが形成される。
【００７５】
化学除染装置１が浄化系配管６７に接続された後でステップＳ２において循環ポンプ２０、２６を駆動する前に、循環配管２、サージタンク１７及び弁１７１と弁７４との間の浄化系配管６７内に水を充填する。この水は、例えば、サージタンク１７から注入される。
【００７６】
つぎに、循環水の温度を調節する（ステップＳ２）。
【００７７】
まず、開閉弁２７、３３を閉じて、弁２８、２９、３０、３１、３２、４６を開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ２０、２６を起動して、サージタンク１３内の水を循環配管２内で循環させる。つづいて、開閉弁２７、３３以外の弁の開閉を操作して循環配管につながる各配管のエア抜きを行う。エア抜き終了後、弁２８、２９、３０、３１、３２、４６以外の弁は閉じて開閉弁２７、３３を開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ２０、２６を運転したまましておき、弁４６を閉じて、サージタンク１７内の水を循環配管２及び浄化系配管６７内で循環させる。そして、サージタンク１７内に設置された加熱器１９によって、循環配管２及び浄化系配管６７内を循環する循環水を加熱し、循環水の温度を約９０℃に調節する。
【００７８】
配管系の酸化除染を実施する（ステップＳ３）。
【００７９】
弁３を開くことにより、ホッパ５内に投入された過マンガン酸（酸化除染剤）がエゼクタ４を通して配管７５内に供給される。さらに、過マンガン酸は、配管７５内を流れる水によりサージタンク１７内に導かれる。過マンガン酸は、サージタンク１７内で９０℃の水に混合し、酸化除染液（過マンガン酸水溶液）となる。この酸化除染液は、循環ポンプ２６で昇圧され、サージタンク１７から循環配管２を経て浄化系配管６７内に供給される。酸化除染液は、浄化系配管６７の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物（放射性核種を含む。）を酸化して溶解する（酸化除染工程）。
【００８０】
シュウ酸を添加する（ステップＳ４）。
【００８１】
酸化除染が終了した後、ホッパ５内に投入されたシュウ酸が、エゼクタ４から配管７５内を流れる酸化除染液に供給され、サージタンク１７内に導かれる。このシュウ酸によって酸化除染液に含まれている過マンガン酸が分解される（酸化除染剤分解工程）。
【００８２】
酸化除染剤分解工程の終了後に、還元除染液を用いて、配管系、例えば、酸化除染を行った浄化系配管６７の内面に対する還元除染が実施される。
【００８３】
本実施例の化学除染方法における還元除染を以下に詳細に説明する。還元除染液を生成するためのシュウ酸の添加（ステップＳ５）、及びステップＳ６〜Ｓ１２の各工程は、還元除染工程である。
【００８４】
ステップＳ５において、ホッパ５内のシュウ酸の配管４７内への供給を継続すると、やがて過マンガン酸の赤色が消失し、サージタンク１７内でシュウ酸水溶液（還元除染液）が生成される。その後、ｐＨ調整剤を注入する。９０℃のシュウ酸水溶液は、サージタンク１７から循環配管２を通して浄化系配管６７に供給される。
【００８５】
循環配管２を流れている９０℃のシュウ酸水溶液に、ｐＨ調整剤であるヒドラジンがｐＨ調整剤注入装置１２により注入される。具体的には、弁１５を開いて注入ポンプ１４を駆動する。この結果、薬液タンク１３内のヒドラジンが注入配管１６を通って循環配管２内に注入される。ヒドラジンの注入によって９０℃のシュウ酸水溶液のｐＨが、２から３の範囲内、例えば、２．５に調節される。シュウ酸水溶液のｐＨを２から３の範囲内に調節することによって、炭素鋼製の浄化系配管６７の過度の溶解が抑制される。ヒドラジンの循環配管２への注入量は、ｐＨ計８３で測定された循環配管２内を流れるシュウ酸水容器のｐＨ測定値に基づいて、このｐＨ測定値が、２．５になるように、注入ポンプ１４の回転速度（または弁１５の開度）を制御することにより調節される。
【００８６】
循環ポンプ２０、２６が駆動されているため、９０℃でｐＨが２．５のシュウ酸ヒドラジン水溶液が、化学除染対象物である浄化系配管６７内に供給される。シュウ酸ヒドラジン水溶液のシュウ酸濃度は２０００ｐｐｍである。このシュウ酸ヒドラジン水溶液が浄化系配管６７の内面に接触すると、浄化系配管６７の内面に付着している酸化皮膜に含まれる放射性核種を含む腐食生成物がシュウ酸によって溶解される。酸化皮膜に含まれるＦｅ（ＩＩ）の溶解または浄化系配管の炭素鋼の溶解によって生じたＦｅ２＋の一部は、シュウ酸イオンと錯塩を形成してシュウ酸鉄（ＩＩ）の沈殿物を形成する。
【００８７】
陽イオン交換樹脂塔２３への通水を行う。酸化除染剤分解工程が終了した後、弁４０を開いて弁３０の開度を調節し、浄化系配管６７から循環配管２に排出された戻されたシュウ酸ヒドラジン水溶液の一部が、陽イオン交換樹脂塔２３に供給され、陽イオン交換樹脂塔２３内の陽イオン交換樹脂と接触する。浄化系配管６７の還元除染によりシュウ酸ヒドラジン水溶液に溶出した放射性核種（例えば、Ｃｏ−６０）及びＦｅ２＋等の金属陽イオンが、陽イオン交換樹脂塔２３内の陽イオン交換樹脂に吸着されて除去される。
【００８８】
陽イオン交換樹脂塔２３で金属陽イオンが除去されたシュウ酸ヒドラジン水溶液は、弁３０を通過したシュウ酸ヒドラジン水溶液と混合され、サージタンク１７内に導かれる。９０℃でｐＨが２．５のシュウ酸ヒドラジン水溶液が、循環配管２から浄化系配管６７に供給される。浄化系配管６７及び循環配管２で形成される閉ループ内を循環しながら浄化系配管６７の内面の還元除染を実施する。還元除染が実施される間、シュウ酸ヒドラジン水溶液の一部が陽イオン交換樹脂塔２３に導かれ、シュウ酸ヒドラジン水溶液に含まれる金属陽イオンが陽イオン交換樹脂塔２３で除去される。
【００８９】
化学除染対象物である浄化系配管６７の外側に配置された放射線検出器７６が、化学除染対象物である浄化系配管６７から放出される放射線を検出し、放射線検出信号を出力する。この放射線検出信号に基づいて浄化系配管６７の線量率を求める（ステップＳ６）。放射性核種の除去によって線量率の低下傾向が継続する間は還元除染を継続する。
【００９０】
低下傾向が収まったところで、次のステップであるＰｔ水溶液の添加に移行する。低下傾向の終了は、例えば線量率の低下速度が前の１ｈに比べて１／１０以下になった時点とする。この線量率低下の下げ止まりは、シュウ酸によって溶解された酸化皮膜、或いは炭素鋼母材金属から溶解したＦｅ２＋がシュウ酸と錯塩を形成し、配管表面を被覆して放射性核種を含む酸化皮膜の溶解が抑制されたことによる。ここで、Ｐｔ水溶液としては、具体的には、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水溶液が好適であり、白金コロイド分散液でもよい。
【００９１】
線量率の低下速度が前の１ｈの低下速度に比べて１／１０になったところで、Ｐｔ水溶液注入の準備として陽イオン交換樹脂塔２３をバイパスする（ステップＳ７）。具体的には、弁３０を開き、弁４０を閉じる。
【００９２】
続いて、ホッパ５にヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウムの水溶液を添加し、弁３を開いてエゼクタ４に通水し、ホッパ５に入れたヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水溶液を吸引させてサージタンク１７に注入する（ステップＳ８）。サージタンク１７に入ったＰｔ水溶液は、サージタンク内１７内の還元除染液と混合し、ポンプ２６によって循環配管２を通して浄化系配管６７へ送られ、さらにポンプ２０によって循環配管２を通してサージタンク１７へ戻される。
【００９３】
この間、添加されたＰｔがシュウ酸鉄（ＩＩ）と接触することで反応し、シュウ酸鉄（ＩＩ）は、シュウ酸鉄（ＩＩＩ）となって除染液中に溶出してくる。これにより、シュウ酸鉄（ＩＩ）の被覆がはずされ、還元除染液が放射性核種を含む酸化皮膜に接触できるようになり、配管線量の低下が始まるので、この様子をモニターする（ステップＳ９）。
【００９４】
Ｐｔ水溶液の注入は、継続しても良いが、線量が低下している間は、中断することもできる。配管線量の低下が継続する間は、還元除染を継続する。
【００９５】
白金溶液を注入しても配管線量の低下傾向が終了したところで、還元除染を終了する（ステップＳ１０）。低下傾向の終了は、例えば、線量率の低下速度が前の１ｈに比べて１／１０以下になった時点とする。
【００９６】
続いて、還元除染剤分解に移る（ステップＳ１１）。
【００９７】
還元除染剤分解にあたっては、弁４０を開き、弁３０を閉じ、還元除染液を陽イオン交換樹脂塔２３に通水する。Ｐｔ溶液は、イオン交換樹脂を分解しないので、過酸化水素と異なり、Ｐｔ除去のための特別な工程は必要ない。
【００９８】
陽イオン交換樹脂塔２３を出た循環水は、分解装置２５へ導かれる。弁４５を開き、注入ポンプ９を起動し、タンク８の過酸化水素を分解装置２５の直前で循環水に注入する。分解装置２５では、循環水に残っているシュウ酸及びヒドラジンが過酸化水素及び触媒の作用で分解される。ヒドラジンは、シュウ酸よりも早く分解される。シュウ酸濃度が１０ｐｐｍに低下したとき、シュウ酸の分解が終了する。シュウ酸の分解が終了した後、注入ポンプ９を停止し、弁４５を閉じ、薬液タンク８から分解装置２５への過酸化水素の供給を停止する。さらに、弁３１を全開にし、弁４３を閉じる。
【００９９】
浄化を実施する（ステップＳ１２）。
【０１００】
シュウ酸及びヒドラジンの分解後、加熱器１９への通電を停止し、加熱器１９によるシュウ酸水溶液の加熱を停止し、弁３５、３７、４１を開き、弁２８、２９、８２、３０を閉じる。循環配管２からポンプ２０に流入したシュウ酸水溶液は、配管３４を通ってフィルタ２１に供給される。フィルタ２１でシュウ酸水溶液に含まれた微細な固形物が除去される。
【０１０１】
フィルタ２１から排出されたシュウ酸水溶液は、冷却器２２で冷却され、シュウ酸水溶液の温度が、例えば、６０℃まで低下する。６０℃になったシュウ酸水溶液が混床樹脂塔２４に供給される。混床樹脂塔２４は、シュウ酸水溶液に含まれる不純物（陰イオン等）、及び残っているシュウ酸を除去する。混床樹脂塔２４から排出された水溶液の導電率が低下する。この水溶液のシュウ酸濃度及びヒドラジン濃度を分析し、それぞれの濃度が所定値より下がったことを確認した後、循環ポンプ２０、２６を停止する。これにより、浄化工程が終了する。
【０１０２】
浄化工程終了後において浄化系配管６７の線量率が目標となる設定線量率よりも高い場合には、ステップＳ２〜Ｓ１２の各工程が、浄化系配管６７の線量率が設定線量率以下になるまで繰り返して実施される。
【０１０３】
浄化系配管６７の線量率が設定線量率以下になったとき、最後の浄化工程終了時において循環配管２及び浄化系配管６７内に残留する水は、廃液となり、これらの配管外に排出される。その後、開閉弁２７、３３を閉じ、弁４６を開いて、循環配管２及び配管４６内に水を充填し、循環ポンプ２０、２６を駆動する。循環配管２及び配管４７で形成される閉ループ内を循環し、循環配管２等の内面を洗浄する。洗浄終了後、循環配管２及び配管４７内に水は、廃液となり、これらの配管外に排出される。
【０１０４】
これにより、本実施例における浄化系配管６７の化学除染が終了する。循環配管２、浄化系配管６７及び配管４７から排出された上記の各廃液は、放射性廃液として処理される。化学除染終了後、循環配管２が浄化系配管６７から取り外され、浄化系配管６７が元の状態に復旧される。そして、定期検査終了後にＢＷＲプラントが起動される。
【０１０５】
本実施例によれば、還元除染時において炭素鋼部材に形成されるシュウ酸鉄（ＩＩ）皮膜を、Ｐｔ水溶液を注入することで、Ｐｔとシュウ酸鉄（ＩＩ）を反応させて分解除去する。シュウ酸鉄（ＩＩ）が除去されたことで、還元除染液中のシュウ酸が放射性核種を含む炭素鋼部材に形成された酸化皮膜に作用することができ、ＤＦを向上させることができる。
【０１０６】
なお、本実施例においては、陽イオン交換樹脂塔２３をバイパスし（ステップＳ７）、その後、Ｐｔ水溶液を注入するため、液中のＰｔイオンが陽イオン交換樹脂塔２３の陽イオン交換樹脂に吸着されることがなく、Ｐｔ水溶液の供給量を必要量に抑えることができる。
【実施例２】
【０１０７】
本発明の他の好適な実施例である実施例２の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図５を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）に適用した例である。
【０１０８】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、炭素鋼製の浄化系配管６７の化学除染を行うとき、併せて、ステンレス鋼製の再循環系配管（ステンレス鋼部材）５４の化学除染も行う。このため、再循環系配管５４の線量率を測定する線量率モニター７７を設置している。本実施例の化学除染方法では、実施例１で用いた化学除染装置１が用いられる。
【０１０９】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、図１に示すステップＳ１〜Ｓ１２が実施される。
【０１１０】
ＢＷＲプラントの運転停止時において、まず、化学除染装置１の循環配管２の両端部をＲＰＶ５０に連絡される配管系に接続する（ステップＳ１）。
【０１１１】
具体的には、循環配管２の一端部を浄化系配管に接続し、循環配管２の他端部を再循環配管５４に接続する。循環配管２の一端部は、実施例１と同様に、浄化系配管６７に設けられた弁７４のフランジに接続される。循環配管２の他端部は、再循環ポンプ５３の下流側で再循環系配管５４に接続されたドレン配管（または計装配管）などの枝管を切り離し、この切り離された枝管に接続される。そして、弁９１を閉じる。これによって、循環配管２、再循環系配管５４及び浄化系配管６７を含む閉ループが形成される。
【０１１２】
その後、実施例１と同様に、ステップＳ２〜Ｓ１２の各工程が実施される。
【０１１３】
ステップＳ３では、過マンガン酸水溶液により、再循環系配管５４及び浄化系配管６７のそれぞれの内面の酸化除染が行われる。ステップＳ３の終了後のステップＳ４〜Ｓ５の各工程を実施することにより、実施例１と同様に、９０℃でｐＨが２．５のシュウ酸水溶液が生成される。このシュウ酸水溶液が再循環系配管５４及び浄化系配管６７に供給され、これらの配管の内面に対する還元除染が実施される。還元除染の際、浄化系配管６７から循環配管２に排出されたシュウ酸ヒドラジン水溶液が、陽イオン交換樹脂塔２３に供給され、金属陽イオンの除去が行われる。
【０１１４】
再循環系配管５４側には線量率モニター７６が、炉水浄化系配管６７側には線量率モニター７７が設置されており、常時それぞれの配管線量率を測定している。還元除染が進行してくると、炉水浄化系配管６７では、シュウ酸鉄（ＩＩ）の形成が進み、線量率の低下が収まってくる。一方、ステンレス鋼製の再循環系配管５４側の線量率は、低下を続けるが、こちらもやがて線量率の低下が収まってくる。
【０１１５】
両者の線量率の低下が収まったところで、Ｐｔ水溶液注入の準備として陽イオン交換樹脂塔２３をバイパスする（ステップＳ７）。具体的には、弁３０を開き、弁４０を閉じる。
【０１１６】
続いて、ホッパ５にヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウムの水溶液を添加し、弁３を開いてエゼクタ４に通水し、ホッパ５に入れたヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水溶液を吸引させてサージタンク１７に注入する（ステップＳ８）。サージタンク１７に入ったＰｔ水溶液は、サージタンク内１７内の還元除染液と混合され、ポンプ２６によって循環配管２を通して浄化系配管６７へ送られ、さらにポンプ２０によって循環配管２を通してサージタンク１７へ戻される。
【０１１７】
この間、添加されたＰｔが浄化系配管６７の表面に形成されたシュウ酸鉄（ＩＩ）と接触することで反応し、シュウ酸鉄（ＩＩ）がシュウ酸鉄（ＩＩＩ）へ分解されて除染液中に溶出してくる。これにより、シュウ酸鉄（ＩＩ）の被覆がはずされ、還元除染液が浄化系配管６７の表面に形成された放射性核種を含む酸化皮膜に接触できるようになり、配管線量の低下が始まるのでこの様子を線量率モニター７６でモニターする（ステップＳ９）。
【０１１８】
Ｐｔ溶液の注入は、継続しても良いが、線量が低下している間は中断することもできる。配管線量の低下が継続する間は、還元除染を継続する。Ｐｔ溶液を注入しても浄化系配管６７の配管線量が低下しなくなったところで、還元除染を終了する（ステップＳ１０）。浄化系配管６７の配管線量の低下の収束は、例えば、線量率の低下速度が前の１ｈに比べて１／１０以下になった時点とする。以下の工程は、実施例１と同様である。
【０１１９】
浄化工程終了後において、再循環系配管５４及び浄化系配管６７の線量率が、目標となる設定線量率よりも高い場合には、ステップＳ２〜Ｓ１２の各工程は、再循環系配管５４及び浄化系配管６７の線量率が設定線量率以下になるまで、繰り返して実施される。
【０１２０】
本実施例においては、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、炭素鋼製の浄化系配管６７と共にステンレス鋼製の再循環系配管５４に、酸化除染液及び還元除染液を供給できるので、材質の異なる配管の化学除染を併せて行うことができる。
【実施例３】
【０１２１】
本発明の他の好適な実施例である実施例３の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図６を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）に適用した例である。
【０１２２】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、図１に示すステップＳ１〜Ｓ１２の内、ステップＳ７以外が実施される。
【０１２３】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、ステップＳ１からステップＳ６までを実施例１と同様に行う。還元除染剤による浄化系配管６７の線量率低下が下げ止まったところで、実施例１では、陽イオン交換樹脂塔２３をバイパスしていたが、本実施例３では、陽イオン交換樹脂塔２３のバイパスを行わずに、ステップＳ８のＰｔ添加を実施する。
【０１２４】
すなわち、ホッパ５にヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウムの水溶液を添加し、弁３を開いてエゼクタ４に通水し、ホッパ５に入れたヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水溶液を吸引させ、サージタンク１７に注入する（ステップＳ８）。
【０１２５】
サージタンク１７に入ったＰｔ水溶液は、サージタンク内１７内の還元除染液と混合され、ポンプ２６によって循環配管２を通して浄化系配管６７へ送られる。さらに、ポンプ２０によって循環配管２を通して陽イオン交換樹脂塔２３を通ってから、サージタンク１７へ戻される。この間、添加されたＰｔが浄化系配管６７の表面に形成されたシュウ酸鉄（ＩＩ）と接触することで反応し、シュウ酸鉄（ＩＩ）がシュウ酸鉄（ＩＩＩ）へ分解されて除染液中に溶出してくる。これにより、シュウ酸鉄（ＩＩ）の被覆が除去され、還元除染液が浄化系配管６７の表面に形成された放射性核種を含む酸化皮膜に接触できるようになり、配管線量の低下が始まる。このときの状態の変化を線量率モニター７６でモニターする（ステップＳ９）。
【０１２６】
実施例１では、浄化系配管６７の表面に接触しなかったＰｔは、サージタンク１７へ一旦戻り、そこから更にポンプ２６によって循環配管２を通って浄化系配管６７へと循環していた。これに対し、本実施例３では、陽イオン交換樹脂塔２３が運用されているため、浄化系配管２３の表面に析出しなかったＰｔは、還元除染液から除去される。
【０１２７】
このため、本実施例３では、実施例１と比べて、浄化系配管６７表面に析出するＰｔは少なくなる。これにより、シュウ酸鉄（ＩＩ）の溶解が遅くなり、線量率の低下が遅くなることも考えられるが、その場合は、添加するＰｔを増やすことで、線量率の低下を誘導できる。
【０１２８】
本実施例３では、実施例１と比べて、Ｐｔの使用量は多くなるが、陽イオン交換樹脂塔２３の運用を継続できるので、Ｐｔ添加後も還元除染液中に溶出したＣｏ−６０などの放射性核種を継続して除去できる。このため、還元除染液中の放射性核種濃度を低く維持することができる。
【０１２９】
還元除染液中の飽和濃度と実際の濃度との差が大きいほど、溶解速度が速くなる。このため、陽イオン交換樹脂塔２３を継続して運用する実施例３では、シュウ酸鉄（ＩＩ）除去後の酸化皮膜中の放射性核種の速い溶解速度を維持することができる。Ｐｔの添加を継続しても線量率の低下が見られなくなったところで、還元除染工程を終了する（ステップＳ１０）。これ以降の工程は、実施例１と同様である。
【０１３０】
本実施例３では、実施例１で得られる各効果を得ることができる。また、本実施例３では、還元除染中に陽イオン交換樹脂塔２３を継続して運用できるので、浄化系配管６７の表面に形成されている、放射性核種を含む酸化皮膜の溶解速度を速い状態で維持することができる。このため、還元除染工程を短縮することができる。
【実施例４】
【０１３１】
本発明の他の好適な実施例である実施例４の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図７を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）に適用した例である。
【０１３２】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、図１に示す実施例１の内、線量測定による判断が省略されている。
【０１３３】
本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、ステップＳ１からステップＳ５までを実施例１と同様に行う。実施例１では、線量率低下傾向が見られなくなったところで、陽イオン交換樹脂塔２３をバイパスしていたが、本実施例４では、還元除染開始からの時間によって陽イオン交換樹脂塔２３のバイパス運転を開始する。
【０１３４】
本発明者は、炭素鋼の表面がシュウ酸鉄（ＩＩ）で被覆されて、腐食速度が低下する時間について実験により検討し、約３時間で腐食速度が低下することを見出した。
【０１３５】
図８は、シュウ酸及びヒドラジンを含む混合水溶液に炭素鋼試験片を浸漬して、試験片の質量変化を測定した結果を示したものである。混合水溶液の温度は９０℃である。
【０１３６】
本図に示すように、線量率を測定しなくても、還元除染開始から３時間程度で炭素鋼がシュウ酸鉄（ＩＩ）によって被覆されると考えられるので、その時点からシュウ酸鉄（ＩＩ）を除去する工程として陽イオン交換樹脂２３のバイパス運転を開始する（ステップＳ６）。続いて、シュウ酸鉄（ＩＩ）を溶解するＰｔの注入を開始する（ステップＳ７）。
【０１３７】
Ｐｔによるシュウ酸鉄（ＩＩ）の溶解は、図２より、約２時間程度で飽和傾向が見られることから、Ｐｔ注入開始後２時間で次の陽イオン交換樹脂塔通水（ステップＳ８）を開始する。
【０１３８】
陽イオン交換樹脂塔の運用を開始すると、還元除染液中からＰｔが徐々に除去されていくので、再びシュウ酸鉄（ＩＩ）の皮膜が形成される。この時間は、Ｐｔの除去時間にも依存するが、前回と同様に、３時間と考え、陽イオン交換樹脂塔２３の運用から３時間後に陽イオン交換樹脂塔２３をバイパスする。前回と同様に、Ｐｔの注入を開始し、２時間後に陽イオン交換樹脂塔２３の運用を開始する。繰り返し回数が２回の場合は、これで繰返しを終了し、還元除染を終了する（ステップＳ１０）。
【０１３９】
繰り返し回数は、線量率の目標と、定検中除染にかけられる時間とで決まってくるが、通常は２回から３回である。続いて行う還元除染剤分解（ステップＳ１１）及び浄化（ステップＳ１２）は、実施例１と同様である。
【０１４０】
本実施例４では、実施例１で得られる各効果を得ることができる。実施例４では、線量率低減の停滞を判定する工程を省略し、規定時間でＰｔの注入の開始及び停止をするので、還元除染工程を短縮することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１：化学除染装置、２：循環配管、４：エゼクタ、５：ホッパ、７：過酸化水素注入装置、８、１３：薬液タンク、９、１４：注入ポンプ、１１：原子炉、１２：ｐＨ調整剤注入装置、１６、４４：注入配管、１７：サージタンク、１９：加熱器、２０、２６：循環ポンプ、２１：フィルタ、２２：冷却器、２３：陽イオン交換樹脂塔、２４：混床樹脂塔、２５：分解装置、５０：原子炉圧力容器、５１：炉心、５３：再循環ポンプ、５４：再循環系配管、５８：給水配管、６７：浄化系配管、７６、７７：放射線検出器。
【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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