JP2013033011A - 放射線汚染物除去ユニットおよび除染方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取り扱いが簡便な放射線汚染物除去ユニットおよび運用が容易な除染方法を提供すること。
【解決手段】放射性物質を含有する処理液から固形物を除去する放射線汚染物除去ユニット１であって、ドラム缶２と、ドラム缶２の内面に沿って設けられているとともに液体を収容可能な空間４が形成され放射線を遮蔽可能な放射線遮蔽壁３と、処理液を空間４内に流入させるための管路Ｙを着脱可能な入口部５と、空間４内に流入した処理液を回収する管路Ｚを着脱可能な出口部７と、入口部５と出口部７とを接続するように空間４内に形成された流路の途中に設けられ、流路を流通する処理液内の固形物をろ過するろ過部９と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、放射線汚染物除去ユニットおよび除染方法に関する。

原子炉などの原子力施設は、その運用時に、機器や配管などに放射性物質が付着することがある。このため、原子力施設の各設備を解体する場合には、これらの設備を解体する前後に、機器や配管などに付着した放射性物質を除去する除染作業が必要となる。
例えば特許文献１には、研磨剤を用いてサンドブラストにより機器や配管などに付着した放射性物質を除去する除染装置が開示されている。特許文献１に記載の除染装置は、サンドブラストにより発生したダストと研磨剤との混合物から研磨剤を分離する分離機を備え、分離された研磨剤を用いて再度サンドブラストをすることができるようになっている。

また、原子力施設における各設備の解体前に行われる除染作業の例として、除染すべき各設備の管路に、各設備を除染するための薬品を含有する処理液を循環させ、管路の系統ごとに除染をする化学除染による解体前系統除染が知られている。

特表平８−５０６４２２号公報

原子力施設の設備に対する化学除染による解体前系統除染では、管路などの母材を侵食するような薬品を含む処理液による除染が行われる場合がある。この場合、侵食された母材は粒子状となり、処理液とともに管路内を流れる。解体前系統除染において使用された処理液は、イオン交換樹脂を用いて化学成分を分離するための樹脂塔が配備されたエリアへ送られ、化学成分が除去された後に液体廃棄物として廃棄される。
樹脂塔において化学成分を除去する際に、処理液中に固形物が混入していると、樹脂塔内でこれらの固形物による目詰まりが発生するおそれがある。このため、解体前系統除染を行う装置に、樹脂塔に処理液を送る前に処理液中の固形物を分離するろ過部を備えることが考えられる。

ここで、解体前系統除染を行う場合には、多量の固形物が処理液中に含まれていることが予測され、複数のろ過部を適宜交換しながら固形物を分離する必要が生じうる。このとき、固形物を捕捉したろ過部は固形物とともに放射性固体廃棄物として廃棄される。
しかしながら、系統除染に使用されたろ過部には放射性物質が捕捉されているので、その後のろ過部の取り扱いが煩雑となるおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、取り扱いが簡便な放射線汚染物除去ユニットおよび運用が容易な除染方法を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の放射線汚染物除去ユニットは、放射性物質を含有する処理液から固形物を除去する放射線汚染物除去ユニットであって、廃棄用容器と、前記廃棄用容器の内面に沿って設けられているとともに液体を収容可能な空間が形成され放射線を遮蔽可能な放射線遮蔽壁と、前記処理液を前記空間内に流入させるための流入管を着脱可能な入口部と、前記空間内に流入した前記処理液を回収する回収管を着脱可能な出口部と、前記入口部と前記出口部とを接続するように前記空間内に形成された流路の途中に設けられ、前記流路を流通する前記処理液内の前記固形物をろ過するろ過部と、を備えることを特徴とする放射線汚染物除去ユニットである。

この発明によれば、ろ過部に捕捉された放射性物質が放射線遮蔽壁により遮蔽されるので、放射性物質を捕捉したろ過部の取り扱いが簡便な放射線汚染物除去ユニットとすることができる。

また、前記ろ過部は、前記空間の底との間に隙間を空けて配置されていることが好ましい。
この場合、ろ過部内の液体が重力によって底へ移動することによりろ過部から離れるので、廃棄用容器の内部から液体を除去しやすい。

本発明の除染方法は、原子力施設における設備を除染する除染方法であって、除染対象設備を除染する除染工程と、前記除染対象設備と連通する管路、および前記除染対象設備の除染に用いた処理液を処理する処理施設と連通する管路に、廃棄可能な容器内に固形状の放射性物質を捕捉可能なろ過部を前記容器内に有する放射線汚染物除去ユニットを接続する接続工程と、前記除染対象設備から前記処理施設へ、前記ろ過部を介して前記処理液を排出する排出工程と、前記放射線汚染物除去ユニットの使用状況に応じて前記放射線汚染物除去ユニットを交換する交換工程と、前記除染対象設備と連通する管路および前記処理施設と連通する管路から前記交換工程により取り外された前記放射線汚染物除去ユニットの内部に固化剤を注入し固化させる固化工程と、を備える除染方法である。

この発明によれば、放射線汚染物除去ユニットを交換しつつ系統除染後の処理液を処理施設へ排出することができるので、固形状の放射性物質を処理液から効率よく分離することができ、原子力施設における設備を除染する運用を容易とすることができる。

また、前記交換工程の後、前記固化工程の前に、前記放射線汚染物除去ユニット内の処理液を除去する除去工程を行うことが好ましい。
この場合、放射線汚染物除去ユニット内の液体成分が取り除かれるので、固体廃棄物と液体廃棄物を確実に分別することができる。

本発明の放射線汚染物除去ユニットによれば、ろ過部に捕捉された放射性物質が放射線遮蔽壁により遮蔽されるので、放射性物質を捕捉したろ過部の取り扱いが簡便な放射線汚染物除去ユニットとすることができる。
また、本発明の除染方法は、取り扱いが簡便な放射線汚染物除去ユニットを適宜交換して除染を行うことができるので、運用が容易である。

（Ａ）は本発明の一実施形態の放射線汚染物除去ユニットの側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ矢視図である。 図１（Ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 同放射線汚染物除去ユニットの接続状態を示す模式図である。 同放射線汚染物除去ユニットの使用後の状態を示す図で、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 同実施形態の除染方法を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態の放射線汚染物除去ユニット１および除染方法について説明する。
まず、放射線汚染物除去ユニット１の構成について説明する。図１（Ａ）は、放射線汚染物除去ユニット１の側面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ矢視図である。図２は、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
放射線汚染物除去ユニット１は、放射性物質を含有する処理液から固形物を除去するためのものである。
放射性物質を含有する処理液とは、例えば原子力施設において管路などの除染を行った後に発生する液体であって、除染を行うために管路に供給される薬品と、薬品により侵食され管路から剥離した固形物とを含む混合物である。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、および図２に示すように、放射線汚染物除去ユニット１は、ドラム缶２（廃棄用容器）と、放射線遮蔽壁３と、放射線遮蔽壁３の内外を連通させる入口部５および出口部７と、放射線遮蔽壁３内に配置されたろ過部９とを備える。

ドラム缶２は、両端が蓋２ａ、２ｂにより封止された円筒状部材であり、入口部５および出口部７が形成された側が上側、上側と反対側が下側となるように載置されて使用されるようになっている。すなわち、本実施形態では、ドラム缶２において蓋２ｂ側が、床面に載置される載置部となっている。

放射線遮蔽壁３は、ドラム缶２の外部に放射線が漏れないように遮蔽する目的で設けられたものである。
図２に示すように、放射線遮蔽壁３は、ドラム缶２の内面に沿って設けられている。さらに、放射線遮蔽壁３には、ろ過部９が内部に収容され入口部５と連通された第一空間４ａと、出口部７と連通された第二空間４ｂと、第一空間４ａと第二空間４ｂとを連通する連通路４ｃとを有する空間４が形成されている。放射線遮蔽壁３に形成された空間４には液体を収容可能である。ドラム缶２の蓋２ｂ側を下にしてドラム缶２を載置したときに、空間４を規定する放射線遮蔽壁３の内壁面は、ドラム缶２の蓋２ａに近い位置にある面が天井、蓋２ｂに近い位置にある面が底になっている。放射線遮蔽壁３の材質は、放射線を遮蔽可能な材質であれば適宜の材質とすることができる。本実施形態では、放射線遮蔽壁３はコンクリートによって一体に形成されている。

入口部５は、ドラム缶２の上側の蓋２ａに形成された筒状部材であり、一端が第一空間４ａ内に開口され、他端がドラム缶２の外部に開口されている。入口部５の他端には、処理液を空間４内に流入させるための流入管（後述する管路Ｙ）を着脱するための入口側取付部６が形成されている。また、入口側取付部６には、入口部５を封止するためのキャップ１０ａを取り付けることもできるようになっている。

出口部７は、ドラム缶２の下側の蓋２ｂに形成された筒状部材であり、一端が第二空間４ｂ内に開口され、他端がドラム缶２の外部に開口されている。出口部７の他端には、空間４内に流入した処理液を回収する回収管（後述する管路Ｚ）を着脱するための出口側取付部８が形成されている。また、出口側取付部８には、出口部７を封止するためのキャップ１０ｂを取り付けることもできるようになっている。

ろ過部９は、処理液中に含まれる固形物を捕捉するためのものである。ろ過部９は網目状に形成されたろ材を有し、後述する処理施設における処理液の処理を妨げる大きさの固形物を捕捉するようになっている。ろ過部９は、第一空間４ａの内面に接して設けられており、入口部５と出口部７とを接続する流路に介在された状態で固定されている。これにより、入口部５と出口部７との間を流れる処理液はろ過部９の網目を通るようになっている。また、ろ過部９は、空間４の底との間に隙間を空けて配置されている。すなわち、ろ過部９は、放射線遮蔽壁３の内壁面のうち、放射線汚染物除去ユニット１の使用時に最も下に位置する面よりも上に下端が位置するように配置されている。
ろ過部９の網目を構成する部材としては、金属や樹脂などを採用することができる。また、ろ過部９は、処理液が流れる方向に向かって順次網目の大きさが小さくなるように複数のろ材を重ねて構成することもできる。

次に、本実施形態の除染方法について、上述の放射線汚染物除去ユニット１を用いた例で説明する。
図３は、放射線汚染物除去ユニット１の接続状態を示す模式図である。図４は、放射線汚染物除去ユニット１の使用後の状態を示す図で、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図５は、本実施形態の除染方法を示すフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートは、複数の放射線汚染物除去ユニット１を用いた除染方法において１つの放射線汚染物除去ユニット１に着目して流れを示したフローチャートになっている。

原子炉などの原子力施設は、その運用時に、機器や配管などに放射性物質が付着することがある。このため、原子力施設の廃棄時には、その解体前後に除染を行う必要がある。本実施形態では、このような原子力施設を解体する前に、除染を行う対象となる設備（以下「除染対象設備」と称する。）をその系統ごとに除染する系統除染を行う場合の除染方法について例示する。

除染対象設備を系統除染する場合には、除染を行うための準備をする。
まず、除染対象設備の除染に用いた処理液を処理するための処理施設を例えば原子力施設内に設ける。処理施設としては、処理液中に含まれる放射性物質を樹脂に吸着させて分離する施設などを挙げることができる。
さらに、図３に示すように、除染対象設備の管路Ｘに、処理液を抜き取って放射線汚染物除去ユニット１へ送るための管路Ｙを設ける。管路Ｙには、処理液を管路Ｘから抜き取って圧送するためのポンプＰと、ポンプＰの下流側において処理液にかかる圧力を検知する圧力計ＰＧとが設けられている。
処理施設へは、放射線汚染物除去ユニット１の出口部７と接続するための管路Ｚを介して接続される。
本実施形態では、管路Ｙおよび管路Ｚは複数設けられており、それぞれバルブＢによって個別に開閉できるようになっている。
さらに、系統除染を開始する前に、上述の放射線汚染物除去ユニット１は原子力施設内に複数搬入して用意される。
これで除染を行うための準備は終了する。

除染を行うための準備ができたら、除染対象設備を除染する（図５に示す除染工程Ｓ１）。
除染工程Ｓ１では、除染対象設備内を循環する管路Ｘ（図３参照）の内部に、除染をするための薬品を含有する薬品を循環させ、管路Ｘ内に付着した放射性物質を薬品により洗い流す。薬品が管路Ｘ内を循環することにより、除染対象設備の管路Ｘ内に付着した放射性物質は薬品中へ移行する。
このとき、管路Ｘ内で管路から剥離した固形物が薬品中に移行することがある。また、管路Ｘ内に付着した放射性物質を確実に取り除く目的で、管路Ｘの内壁を侵食する薬品が用いられる場合もあり、この場合には管路Ｘの内壁が粒子状となって薬品に混ざることがある。
これで除染工程Ｓ１は終了し、接続工程Ｓ２へ進む。

接続工程Ｓ２は、除染対象設備と連通する管路Ｙ（図３参照）に放射線汚染物除去ユニット１の入口部５を接続し、処理施設と連通する管路Ｚに放射線汚染物除去ユニット１の出口部７を接続する工程である。
接続工程Ｓ２では、入口部５の入口側取付部６に管路Ｙを水密状態で固定し、出口部７の出口側取付部８に管路Ｚを水密状態で固定する。
なお、接続工程Ｓ２は、除染工程Ｓ１が終了する前に開始されてもよい。
これで接続工程Ｓ２は終了し、排出工程Ｓ３へ進む。

排出工程Ｓ３は、除染対象設備から処理施設へ、ろ過部９を介して処理液を排出する工程である。
排出工程Ｓ３では、まず、図３に示す管路Ｙに設けられたポンプＰを駆動させ、管路Ｘ内を循環する処理液を放射線汚染物除去ユニット１の第一空間４ａ内へ流入させる。すると、第一空間４ａ内に流入した処理液は、ろ過部９の網目を通って第二空間４ｂへ移動する。このとき、処理液中に含まれる固形物はろ過部９の網目に捕捉され、ろ過部９を通過することができない。これにより、処理液が第二空間４ｂへ移動したときには、ろ過部９の網目の大きさよりも大きな固形物は処理液から分離されている。
第二空間４ｂへ移動した処理液は、さらに出口部７から排出され、処理施設へと送られる。このように、ろ過部９を通ってから処理施設へと送られた処理液は、ろ過部９の網目よりも大きな固形物を含んでいない。
ろ過部９に固形物が捕捉されると、ろ過部９は徐々に目詰まりする。これにより、ポンプＰによって放射線汚染物除去ユニット１に送り込まれる処理液の圧力は徐々に高くなる。管路Ｙに設けられた圧力計ＰＧでは、処理液の圧力が検知される。
これで、排出工程Ｓ３は終了し、交換判断工程Ｓ４へ進む。

交換判断工程Ｓ４は、第一空間４ａへ供給される処理液の圧力を適宜検知し、放射線汚染物除去ユニット１の交換の要否を判断する工程である。
交換判断工程Ｓ４では、圧力計ＰＧが示す圧力に基づいて以下の判断を行う。すなわち、ろ過部９によって固形物を保持可能な最大圧力に処理液の圧力が達した場合には、交換工程Ｓ５へ進む。また、圧力計ＰＧが略ゼロ（略大気圧）を示している場合には、管路Ｘ内から全ての処理液が抜き取られたと判断され、放射線汚染物除去ユニット１は管路Ｙおよび管路Ｚから取り外される。
処理液が空間４内に流されたこれらの放射線汚染物除去ユニット１は、使用済みユニット１Ａ（図４参照）となる。

交換工程Ｓ５は、ろ過部９の性能に応じて放射線汚染物除去ユニット１を交換する工程である。
交換工程Ｓ５では、上記交換判断工程Ｓ４における使用済みユニット１Ａを管路Ｙおよび管路Ｚから取り外し、新たな放射線汚染物除去ユニット１に置き換える。
これで交換工程Ｓ５は終了し、新たな放射線汚染物除去ユニット１に対して上述の接続工程Ｓ２、排出工程Ｓ３、交換判断工程Ｓ４、および交換工程Ｓ５が、管路Ｘから全ての処理液が抜き取られるまでこの順に行われる。

使用済みユニット１Ａは、管路Ｙおよび管路Ｚから取り外されたあと、空間４の底に残った処理液が除去される（除去工程）。具体的には、出口部７からホース等の筒状部材を挿入し、この筒状部材を通じて処理液を図示しないタンクに回収する。
さらに、処理済みユニットの空間４の内部に出口部７および入口部５から固化剤を注入し固化させる（固化工程Ｓ６）。固化剤としては、例えば放射線を遮蔽する作用を有するモルタルなどを採用することができる。
固化剤が固化した後、使用済みユニット１Ａは固体廃棄物として適宜処理される。

以上説明したように、本実施形態の放射線汚染物除去ユニット１によれば、ろ過部９に捕捉された固形状の放射性物質が放射線遮蔽壁３により遮蔽されるので、放射性物質を捕捉したろ過部９の取り扱いが簡便な放射線汚染物除去ユニット１とすることができる。

また、廃棄用容器内の空間４の底との間に隙間を空けてろ過部９が配置されているので、ろ過部９内の液体成分が重力によって底へ移動することによりろ過部９から離れる。これにより、廃棄用容器の内部から液体を除去しやすい。

また、本実施形態では、廃棄用容器としてドラム缶２が採用されている。このため、ドラム缶２を搬送する機器によって放射線汚染物除去ユニット１の搬送などをすることができる。その結果、放射線汚染物除去ユニット１の搬送などをするために別途マニピュレータなどを設置する必要がなく、設備を簡略化することができるとともに運用が容易となる。

また、本実施形態の除染方法によれば、放射線汚染物除去ユニット１を交換しつつ系統除染後の処理液を処理施設へ排出することができるので、固形状の放射性物質を処理液から効率よく分離することができ、原子力施設における設備を除染する運用を容易とすることができる。

また、交換工程Ｓ５の後固化工程Ｓ６の前に放射線汚染物除去ユニット１内の処理液を除去するので、放射線汚染物除去ユニット１の廃棄前に放射線汚染物除去ユニット１内の液体成分が取り除かれ、固体廃棄物と液体廃棄物を確実に分別することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
たとえば、上述の実施形態では廃棄用容器の例としてドラム缶２を採用したが、ドラム缶２と同様の形状であればドラム缶２でなくても構わない。また、ドラム缶２とは異なる形状の廃棄用容器を採用してもよい。この場合、ろ過部９が内部に配置された本発明の放射線汚染物除去ユニット１を他のドラム缶２と容易に区別することができる。

また、放射線汚染物除去ユニット１の廃棄用容器としてドラム缶２が採用されている場合、ドラム缶２の外面には、処理液の処理のために用いられることを示す文字や記号等を含む標識部が設けられていてもよい。これにより、ろ過部９が内部に配置された本発明の放射線汚染物除去ユニット１を他のドラム缶２と容易に区別することができる。なお、廃棄用容器がドラム缶２以外の容器であった場合にも、上述の標識部が設けられていれば、その廃棄用容器が放射線汚染物除去ユニット１であることが分かりやすくなる。

１、１Ａ 放射線汚染物除去ユニット
２ ドラム缶（廃棄用容器）
３ 放射線遮蔽壁
４ 空間
４ａ 第一空間
４ｂ 第二空間
４ｃ 連通路
５ 入口部
６ 入口側取付部
７ 出口部
８ 出口側取付部
９ ろ過部
Ｂ バルブ
Ｐ ポンプ
ＰＧ 圧力計
Ｘ 管路
Ｙ 管路
Ｚ 管路
Ｓ１ 除染工程
Ｓ２ 接続工程
Ｓ３ 排出工程
Ｓ４ 交換判断工程
Ｓ５ 交換工程
Ｓ６ 固化工程

Claims (4)

1. 放射性物質を含有する処理液から固形物を除去する放射線汚染物除去ユニットであって、
   廃棄用容器と、
   前記廃棄用容器の内面に沿って設けられているとともに液体を収容可能な空間が形成され放射線を遮蔽可能な放射線遮蔽壁と、
   前記処理液を前記空間内に流入させるための流入管を着脱可能な入口部と、
   前記空間内に流入した前記処理液を回収する回収管を着脱可能な出口部と、
   前記入口部と前記出口部とを接続するように前記空間内に形成された流路の途中に設けられ、前記流路を流通する前記処理液内の前記固形物をろ過するろ過部と、
   を備えることを特徴とする放射線汚染物除去ユニット。
2. 請求項１に記載の放射線汚染物除去ユニットであって、
   前記ろ過部は、前記空間の底との間に隙間を空けて配置されている
   ことを特徴とする放射線汚染物除去ユニット。
3. 原子力施設における設備を除染する除染方法であって、
   除染対象設備を除染する除染工程と、
   前記除染対象設備と連通する管路、および前記除染対象設備の除染に用いた処理液を処理する処理施設と連通する管路に、廃棄可能な容器内に固形状の放射性物質を捕捉可能なろ過部を前記容器内に有する放射線汚染物除去ユニットを接続する接続工程と、
   前記除染対象設備から前記処理施設へ、前記ろ過部を介して前記処理液を排出する排出工程と、
   前記放射線汚染物除去ユニットの使用状況に応じて前記放射線汚染物除去ユニットを交換する交換工程と、
   前記除染対象設備と連通する管路および前記処理施設と連通する管路から前記交換工程により取り外された前記放射線汚染物除去ユニットの内部に固化剤を注入し固化させる固化工程と、
   を備える除染方法。
4. 請求項３に記載の除染方法であって、
   前記交換工程の後、前記固化工程の前に、前記放射線汚染物除去ユニット内の処理液を除去する除去工程を行うことを特徴とする除染方法。

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