(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封されたＢＦ３ガス計数管を密閉管内で開封し、内部のＢＦ３ガスを密閉管を介して清水中に吹き込み、ａＢＦ３＋ｂＨ２Ｏ→ｃＨＦ＋ｄＨＢＦｘ(ＯＨ)ｙの反応によってフッ化水素酸及びフルオロヒドロキソホウ酸類を生成させ、この溶液中にナトリウム塩水溶液を加えて中和させ、フッ化ナトリウムとオルトホウ酸として安定化した後、除湿空気をＢＦ３ガス計数管内に送入して、計数管内に残留するＢＦ３ガスを稀釈し、該稀釈ガスを清水中に吹き込み、稀釈操作を繰り返すことを可能にすることを特徴とするＢＦ３計数管内にあるＢＦ３ガスの安定化処理方法。
【請求項２】
密封されたＢＦ３ガス計数管と、該計数管の一端に設けられ計数管と同軸方向に進入可能なドリル刃を備えたＢＦ３ガス抜きアダプタと、ＢＦ３ガス抜きアダプタとバルブを介し管路で接続された真空ポンプと、真空ポンプの排気側にあって清水を貯えたガス吸収槽とからなり、ＢＦ３ガス抜きアダプタと真空ポンプとを結ぶ管路に開閉可能なバルブを備えた除湿器を分岐配管し、除湿空気をＢＦ３ガス計数管内に送入し、計数管内に残留するＢＦ３ガスを稀釈し、該稀釈ガスを清水を貯えたガス吸収槽に送り出し、稀釈操作を繰り返し可能にしたことを特徴とするＢＦ３計数管内にあるＢＦ３ガスの安定化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力発電所や高エネルギー粒子線取扱施設等の中性子線を取扱う施設における放射性廃棄物処理に関し、特に使用済ＢＦ３計数管を放射性廃棄物処理する際のＢＦ３計数管内にあるＢＦ３ガスの安全化処理方法及びこの方法を実施する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線管理区域内で使用されたＢＦ３計数管は放射化されている場合が多い。したがってこれの使用終了後、直ちに処理・処分することはできなかった。そこでＢＦ３計数管が持っている放射能をできるだけ減衰させるため、内部に充填されているＢＦ３ガスを安定化処理することなく、長年にわたって放射線管理区域内に保管する方法が従来採られていた。しかし、ＢＦ３計数管内部に充填されているＢＦ３ガスは毒性が強く腐食性をも有している。したがってＢＦ３計数管を、ＢＦ３ガスの充填状態で処理・処分すると、ガスの漏洩及び放射性廃棄物容器の腐食等の原因になることが考えられ、安全管理及び法規等に関連し種々の問題が発生する恐れがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＢＦ３計数管からＢＦ３ガスを安全に抜き取り、かつ安全化処理することによって、ガスの漏洩及び放射性廃棄物容器の腐食等の問題を発生させることなく、ＢＦ３計数管を処理及び処分する方法及びこの方法を実施する装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、密封されたＢＦ３ガス計数管を密閉管内で開封し、内部のＢＦ３ガスを密閉管を介して清水中に吹き込み、ａＢＦ３＋ｂＨ２Ｏ→ｃＨＦ＋ｄＨＢＦｘ(ＯＨ)ｙの反応によってフッ化水素酸及びフルオロヒドロキソホウ酸類を生成させ、この溶液中にナトリウム塩水溶液を加えて中和させ、フッ化ナトリウムとオルトホウ酸として安定化した後、除湿空気をＢＦ３ガス計数管内に送入して、計数管内に残留するＢＦ３ガスを稀釈し、該稀釈ガスを清水中に吹き込み、稀釈操作を繰り返すことを可能にする。
本発明の装置は、密封されたＢＦ３ガス計数管と、該計数管の一端に設けられ、前記計数管と同軸方向に進入可能なドリル刃を備えたＢＦ３ガス抜きアダプタと、このＢＦ３ガス抜きアダプタとバルブを介し管路で接続された真空ポンプと、真空ポンプの排気側にあって清水を貯えたガス吸収槽とからなり、ＢＦ３ガス抜きアダプタと真空ポンプとを結ぶ管路に開閉可能なバルブを備えた除湿器を分岐配管し、除湿空気をＢＦ３ガス計数管内に送入し、計数管内に残留するＢＦ３ガスを稀釈し、該稀釈ガスを清水を貯えたガス吸収槽に送り出し、稀釈操作を繰り返し可能にした。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明方法に関するＢＦ３ガス処理ユニット原理のフローを示す。
図１で、１はＢＦ３計数管で、このＢＦ３計数管１の内部には高濃度のＢＦ３ガスが封入されており、封入部は通常溶封されている。このため、安定化処理に当って内部のＢＦ３ガスを抜き取るにはＢＦ３計数管１を機械的に開孔する必要がある。
【０００６】
ＢＦ３計数管１の端にはＢＦ３ガス抜きアダプタ２が設けられ、ドリル刃３をアダプタ２を貫通させてガス抜きする。
【０００７】
１３は真空ポンプで、前記アダプタ２と真空ポンプ１３を結ぶ密封された管路ａには、トラップ４、フィルタ５、バルブ１９と２０が直列に設置されている。バルブ１９と２０との間には、ＨＦ濃度計９、圧力計６が、又バルブ１８、除湿器１２が分岐して設けられている。
【０００８】
真空ポンプ１３の排気側には、２つのＢＦ３ガス吸収槽１４と１５がバルブ２２を介し直列に配設されている。真空ポンプ１３とＢＦ３ガス吸収槽１４との間には、バルブ２１を介して圧力計７が設けられている。２つのＢＦ３ガス吸収槽１４と１５との間にもバルブ２２を介して圧力計８が設けられている。
【０００９】
ガス吸収槽１４と１５内には清水が貯溜されており、この中に向ってＢＦ３ガスをバブラ１６又は１７を介し吹き込む構造となっている。
【００１０】
ＢＦ３ガス吸収槽１５を出たガスはＨＦ濃度計１０、流量計１１及びバルブ２３を介し排出される。
【００１１】
さて、ＢＦ３ガスは有毒であり、(１)式に示すように空気中の水分と反応し、フッ化水素ガス（ＨＦ）及びフルオロヒドロキソホウ酸類（ＨＢＦｘ(ＯＨ)ｙ）を生成する。特にフッ化水素ガスは有毒で腐食性が高いので、安全性確保の観点から密閉系内でＢＦ３計数管１の開孔操作をする必要がある。
ａＢＦ３＋ｂＨ２Ｏ  →  ｃＨＦ＋ｄＨＢＦｘ(ＯＨ)ｙ  …（１）
【００１２】
一方、ＢＦ３ガスは水に容易に溶ける。そこでＢＦ３計数管１をドリル刃３で開孔後に放出されるＢＦ３ガスをＢＦ３吸収槽１４又は１５内の清水中にバブラを介し吹き込むと、液相に移行させることができる。処理後の清水はフッ化水素酸及びフルオロヒドロキソホウ酸類の生成により液性は酸性になる。液性が酸性のとき、フッ化水素酸は清水中に遊離している状態にあり、この状態ではまだ有毒かつ腐食性を有している。そこでこの清水中に炭酸ナトリウムなどのナトリウム塩水溶液を加えて中和すると、フッ化水素酸はフッ化ナトリウム、フルオロヒドロキソホウ酸類はオルトホウ酸にそれぞれ変化し化学的に安定化される。
（安定化処理装置）
【００１３】
このようなＢＦ３の安定化方法を実施する装置について以下、図２〜図４を参照して説明する。
図２でＢＦ３ガス抜きの対象である直立したＢＦ３計数管１の上端にＢＦ３ガス抜きアダプタ２が設置されている。ＢＦ３ガス抜きアダプタ２の内部は特に図示しないがドリル刃３のシャンク部を真空シールできるシール構造となっており、ドリル刃３はこのシール構造を介してＢＦ３ガス抜きアダプタ２の内部に向って下向きに進入可能である。
【００１４】
真空ポンプ１３は、この真空ポンプ１３の吸気圧力を監視するために、アダプタ２と真空ポンプ１３を接続する配管ａに圧力計６（図４）を設け、又真空ポンプ１３の排気圧を監視するために圧力計７及び８を設置している。さらに真空ポンプ１３の排気速度を調整するために、バルブ１９，２０，２１，２２，２３、流量計１１を設置している。真空ポンプ１３を作動すると、真空ポンプ１３の吸気側の配管ａの内部は真空となり、主にＢＦ３吸収槽１４又は１５内のバブラ１６又は１７の圧力損失によって真空ポンプ１３の排気側の管路ｂは加圧される。
【００１５】
ドリル刃３でＢＦ３計数管１を削孔すると、ＢＦ３計数管１の内部に充填されているＢＦ３ガスは圧力差に従って真空ポンプ１３まで移送され、さらに真空ポンプ１３の排気側に移送される。ドリル刃３での切削に伴って発生する切削粉を回収するため、トラップ４及びフィルタ５が設置されている。圧力計７及び８で真空ポンプ１３の排気圧を監視しながら、ＢＦ３ガス吸収槽内のバブラ１６及び１７の圧力損失以上に真空ポンプ１３の排気圧を上昇させると、ＢＦ３ガスはバブラ１６を通過し、まずＢＦ３ガス吸収槽１４内に満たしてある清水にほとんど吸収される。
【００１６】
配管ｂの内部のフッ化水素ガスを監視するためにＨＦ濃度計１０が設置されている。ＢＦ３ガス吸収槽１４内に満たしてある清水に吸収されなかった微量のＢＦ３ガスは、第２のバブラ１７を通過しＢＦ３ガス吸収槽１５内に満たしてある清水にほとんど吸収され、ＨＦガス濃度計１０で検出されるＨＦガスは極めて低い濃度となる。
【００１７】
ここまでの操作において、ＢＦ３計数管１の内部に残留するＢＦ３ガス圧力は、長時間運転後の真空ポンプ１３の到達圧力に等しくなる。ＢＦ３計数管１の内部に残留するＢＦ３の量をさらに減少させる方法を次に述べる。
【００１８】
真空ポンプ１３の吸入側圧力が真空であることを圧力計６で監視し、真空ポンプ１３直前にあるバルブ２０を閉止する。密閉管内に湿分が混入すると、配管ａ内部でＢＦ３ガスが（１）式に示す通り反応し、生成したフッ化水素酸によりＢＦ３計数管内部に好ましくない腐食が発生するおそれがある。そこで大気中の湿分を除去するための除湿器１２が設置されている。除湿器１２に付属するバルブ１８を開放すると、除湿器１２によって除湿された大気が圧力差によってＢＦ３計数管１の内部に逆流して満たされ、残留しているＢＦ３ガスを希釈する。そこでバルブ１８を閉止し、バルブ２０を開放すると、ＢＦ３計数管１の内部で希釈されたＢＦ３ガスは、真空ポンプ１３まで圧力差によって移送され、さらに真空ポンプ１３の排気側に移送される。以下、前述と同様にＢＦ３ガス吸収槽１４及びＢＦ３ガス吸収槽１５でほとんど吸収され、ＨＦガス濃度計１０で検出されるＨＦガスは極めて低い濃度となる。
【００１９】
ＢＦ３計数管１内部のＨＦ濃度を監視するために、ＨＦガス濃度計９を設置している。同様の希釈操作を繰り返すことにより、ＢＦ３計数管１内部のＢＦ３ガスを必要とする濃度まで希釈することができる。
【００２０】
ＢＦ３計数管１内部のＢＦ３ガスを必要とする濃度まで希釈したのち、ＢＦ３ガス抜きアダプタ２からＢＦ３計数管１を取り外す。
【００２１】
ＢＦ３ガス吸収槽１４及び１５内に満たしてある清水中にはフッ化水素酸及びフルオロヒドロキソホウ酸類が生成している。これらを炭酸ナトリウムなどのナトリウム塩水溶液で中和することにより、フッ化ナトリウム及びオルトホウ酸を生成させ化学的に安定化処理される。
【００２２】
【発明の効果】
（１）ＢＦ３ガス計数管にドリル刃を密封状態で進入させることのできるアダプタを備え、ドリル刃で開封されたＢＦ３ガス計数管からＢＦ３ガスを真空ポンプで引出してこれを清水中に吹き込んで清水と反応させて安定化するようにしたので、有毒なＢＦ３ガスの漏洩や、放射性廃棄物容器の腐食の問題を解決することができるようになった。
（２）真空ポンプとアダプタを結ぶ管路に、除湿器を備えた送気管を分岐配設したので、一旦除去したのちに残留するＢＦ３ガスを必要とする濃度まで精度よく処理できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＦ３ガス処理ユニットのフローを示す。
【図２】ＢＦ３ガス処理装置を示す。
【図３】図２の側面図、上面図である。
【図４】図２の左側面図である。
【符号の説明】
１  ＢＦ３計数管                 ２  ＢＦ３ガス抜きアダプタ
３  ドリル刃                    ４  トラップ
５  フィルタ                    6〜8  圧力計
９〜10  ＨＦ濃度計               11  流量計
12  除湿器                      13  真空ポンプ
14〜15  ＢＦ３ガス吸収槽          16〜17  バブラ
18〜23  バルブ
【図１】
0004115708.tif 000002
【図２】
0004115708.tif 000003
【図３】
0004115708.tif 000004
【図４】
0004115708.tif 000005