報告書番号

H08001

タイトル（和文）

プラズマを用いた放射性廃棄物の表面除染技術の開発(その7) -減圧アーク乾式表面除染技術における除染能力の総合評価-

タイトル（英文）

Development of Surface Decontamination Technology for Radioactive Waste Using Plasma -Summary of decontamination performance in dry surface decontamination technology with low-pressure arc plasma-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

原子力発電所を始めとする核取扱施設では、作業者の被曝低減、廃棄物の放射能レベル低減などを目的として、配管などを対象とし様々な除染が行われている。しかし、既存の化学除染やブラスト除染では、除染時に発生する放射性二次廃棄物の低減が課題となっている。一方、減圧アークは、金属基板上に金属酸化皮膜を持つ処理対象を陰極として減圧下で形成すると、その酸化皮膜を選択的に除去することができる。これを利用した乾式表面除染技術は、除染液などが不要のため、放射性二次廃棄物を低減できる。また、処理速度も速いことから、スポット除染技術等として既存の除染技術を補完できる。
本報告では、これまで当所で開発した減圧アーク乾式表面除染技術において、除染性能の雰囲気ガス種やCoの汚染形態に対する依存性を明らかにし、これらも含め除染能力を総合的に取りまとめ、評価した。
除染性能の減圧アーク雰囲気としては、アルゴンもしくは水素を用いると、より効率良く60Coを除去できることを明らかにした。また、酸化皮膜内のCoが深さ方向に母材金属表層の境界付近まで分布していると、酸化皮膜除去時の母材金属表層へのCoの移行が顕著になることがわかった。しかし、酸化皮膜内だけではなく母材金属表層のCoも除去できるため、Coの深さ方向分布が深くても処理可能であることが明らかとなった。
これらの結果も考慮し、60Coを含む腐食生成物皮膜を対象として、減圧アーク乾式表面除染技術における推奨処理条件とその除染性能を総合的に明らかにした。

概要 （英文）

Various kinds of decontaminations are carried out in atomic power plant. Here current decontamination technologies such as chemical decontamination with chemical solution or blast decontamination have a problem of reduction of secondary radioactive waste generated in the decontamination process.
On the other hand, a low pressure arc plasma can remove metal oxide film on the metal substrate without heavy damage on the metal substrate when the object to be treated was set as a cathode. Dry surface decontamination technology with using low-pressure arc plasma can decrease secondary radioactive waste because low-pressure arc plasma does not need any chemical solution. In addition, the time required for treatment can be shorter, so it is possible for the low-pressure arc plasma decontamination technology to interpolate the current decontamination technologies such as spot decontamination technology etc.
Therefore we have been investigating the dependence of removal of metal oxide film on treatment conditions and so on for corrosion product film. In this report, we summarized and evaluated the decontamination performance under optimized conditions including the latest fruits such as the dependence of decontamination performance on the kinds of plasma source gas etc.
As a result, we can achieve higher cobalt-60 removal ratio at lower coulomb quantities when argon or hydrogen gas was used. Considering handling of gas in addition to decontamination performance, argon was selected as a plasma source gas.
We also investigated the dependence of decontamination performance on distribution of cobalt-60 in the direction of depth inside the metal oxide film. When cobalt-60 is deeply distributed throughout the metal oxide film, lower cobalt-60 removal ratio was achieved. However low-pressure arc plasma can treat cobalt-60 inside the metal substrate. So, finally more than 90% of cobalt-60 removal ratio was achieved.
We revealed decontamination performance for corrosion product film under optimized treatment conditions in low-pressure arc plasma decontamination technology.

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