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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-17
(45)【発行日】2024-12-25
(54)【発明の名称】化学除染方法及び化学除染装置
(51)【国際特許分類】
G21F 9/28 20060101AFI20241218BHJP
【ＦＩ】
G21F9/28 525D
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2021101778
(22)【出願日】2021-06-18
(65)【公開番号】P2023000771
(43)【公開日】2023-01-04
【審査請求日】2024-02-07
(73)【特許権者】
【識別番号】507250427
【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】細川 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】柳澤 慎太郎
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 剛
【審査官】坂上 大貴
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／０７６４３１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１５９６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９１０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１２４８９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１０５２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０５９８５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】松原茂雄他，酸化還元電位法による鉄めっき浴のＦｅ２＋とＦｅ３＋の濃度比の定量，鉄と鋼，1989年
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｆ ９／００－ ９／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
還元除染剤の水溶液を、原子力プラントの構成部材の、炉水と接触する表面に接触させて前記構成部材の還元除染を実施し、前記水溶液に含まれる還元除染剤を分解する工程において、
前記水溶液に紫外線を照射し、前記紫外線が照射された前記水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、測定された前記酸化還元電位及び前記腐食電位のいずれかに基づいて、前記紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流における前記水溶液及び前記紫外線照射装置内の前記水溶液の少なくとも一つの前記水溶液への酸化剤の供給量を調節し、
前記水溶液への前記酸化剤の供給量の調節が、測定された前記酸化還元電位及び前記腐食電位のいずれかに基づいて、前記紫外線が照射された前記水溶液における、Ｆｅ ２＋ に対するＦｅ ３＋ の濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかを求め、求められた前記濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかに基づいて、前記紫外線照射装置よりも上流における前記水溶液、及び前記紫外線照射装置内の前記水溶液のうちの少なくとも一つの前記水溶液への前記酸化剤の供給量を調節することによって行われ、
前記濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかに基づいて、前記紫外線が照射された前記水溶液に前記酸化剤が含まれているかを判定する、化学除染方法。
【請求項2】
求められた前記濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかを表示する、請求項１に記載の化学除染方法。
【請求項3】
前記濃度比の対数が１よりも大きいとき及び前記濃度比が１０よりも大きいときのいずれかにおいて、前記紫外線が照射された前記水溶液に前記酸化剤が含まれていると判定する、請求項１に記載の化学除染方法。
【請求項4】
前記紫外線が照射された前記水溶液に前記酸化剤が含まれているとき、前記水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給を停止し、前記水溶液への前記酸化剤の供給量を減少させる、請求項１に記載の化学除染方法。
【請求項5】
前記水溶液に前記酸化剤が含まれていないと判定され、且つ前記濃度比の対数が１以下である第１設定値よりも小さいと判定されたとき、前記濃度比の対数が前記第１設定値になる、及び前記濃度比が１０以下である第２設定値よりも小さいと判定されたとき、前記濃度比が前記第２設定値になる、のいずれかになるように、前記水溶液への前記酸化剤の供給量を増加させる、請求項１に記載の化学除染方法。
【請求項6】
前記水溶液への紫外線照射によって前記水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、前記触媒及び前記触媒塔に供給される前記酸化剤によって前記還元除染剤が分解される、請求項１に記載の化学除染方法。
【請求項7】
前記水溶液に前記酸化剤が含まれていないと判定されたとき、前記水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給し、前記水溶液に含まれる金属陽イオンをカチオン交換樹脂塔で除去し、前記金属陽イオンが除去された前記水溶液に前記酸化剤を供給し、前記酸化剤及び前記還元除染剤を含む前記水溶液を前記触媒塔に供給する、請求項６に記載の化学除染方法。
【請求項8】
原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の第１配管に、この第１配管とは別の第２配管を接続して前記第１配管及び前記第２配管を含む閉ループを形成し、前記第２配管から前記第１配管に還元除染剤を含む水溶液を供給して、前記第１配管の内面に対する還元除染を実施し、
前記水溶液に含まれる前記還元除染剤を分解する工程において、
前記第２配管に連絡され、前記第１配管から前記第２配管に戻される前記水溶液に紫外線を照射し、前記紫外線が照射された前記水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、
測定された前記酸化還元電位及び前記腐食電位のいずれかに基づいて、紫外線照射装置よりも上流における前記水溶液、及び前記紫外線照射装置内の前記水溶液のうちの少なくとも一つの前記水溶液への酸化剤の供給量を調節し、
前記水溶液への前記酸化剤の供給量の調節が、測定された前記酸化還元電位及び前記腐食電位のいずれかに基づいて、前記紫外線が照射された前記水溶液における、Ｆｅ ２＋ に対するＦｅ ３＋ の濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかを求め、求められた前記濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかに基づいて、前記紫外線照射装置よりも上流における前記水溶液、及び前記紫外線照射装置内の前記水溶液のうちの少なくとも一つの前記水溶液への前記酸化剤の供給量を調節することによって行われ、
前記濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかに基づいて、前記紫外線が照射された前記水溶液に前記酸化剤が含まれているかを判定する、化学除染方法。
【請求項9】
前記水溶液への紫外線照射によって前記水溶液に含まれる前記還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、前記触媒及び前記触媒塔に供給される前記酸化剤によって前記還元除染剤が分解される、請求項８に記載の化学除染方法。
【請求項10】
原子力プラントの構成部材である化学除染対象の配管系に還元除染剤を含む水溶液を供給する循環配管と、紫外線が照射される、前記循環配管内の前記水溶液の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定装置及び紫外線が照射される、前記循環配管内の前記水溶液の腐食電位を測定する腐食電位測定装置のいずれかと、
前記酸化還元電位測定装置で測定される前記酸化還元電位、及び前記腐食電位測定装置で測定される前記腐食電位のいずれかに基づいて、前記水溶液への酸化剤の供給量を制御する制御装置と、
測定される前記酸化還元電位及び測定される前記腐食電位のいずれかに基づいて、前記水溶液の、Ｆｅ ２＋ に対するＦｅ ３＋ の濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかを求める濃度比把握装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記水溶液への前記酸化剤の供給量の調節を、前記濃度比把握装置で求められる前記濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかに基づいて、前記水溶液への前記酸化剤の供給量を制御することによって行い、
前記濃度比の対数及び前記濃度比のいずれかに基づいて、前記紫外線が照射された前記水溶液に前記酸化剤が含まれているかを判定する、化学除染装置。
【請求項11】
前記水溶液に紫外線を照射する紫外線照射装置を更に備えた、請求項１０に記載の化学除染装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、化学除染方法及び化学除染装置に係り、特に、沸騰水型原子力プラントの放射性核種で汚染された構造部材の除染に適用するのに好適な化学除染方法及び化学除染装置に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力プラントにおいて、定期検査作業及びプラント廃止措置における原子力プラントの解体時等の作業者の被ばく線量を低減するために、また、原子力プラント解体時に発生する放射性廃棄物の量を低減するために、従来、放射性核種を、放射性核種に汚染された原子力プラントの構成部材（機器及び配管等）の表面から化学薬品により除去する作業（以下、化学除染と称する。）が行われている。
【0003】
化学除染は、一般に、酸化除染剤を使用する除染（酸化除染）と還元除染剤を使用する除染（還元除染）を交互に複数回繰り返して実施される。酸化除染は、酸化除染剤（例えば、過マンガン酸カリウム）によって、主に、原子力プラントの構成部材の表面のクロム（Ｃｒ）酸化皮膜を除去する。還元除染は、還元除染剤（例えば、シュウ酸等を含む有機酸）によって、主にその構成部材の表面の鉄（Ｆｅ）酸化皮膜を除去する。このとき、この構成部材への影響を考慮して、ヒドラジンの添加によって還元除染剤のｐＨが調整されることもある。
【0004】
化学除染剤（酸化除染剤及び還元除染剤）によって構成部材の表面から溶解された金属イオン及び放射性核種等の金属陽イオンは、化学除染水溶液を還元除染においてカチオン交換樹脂を充填したカチオン交換樹脂塔に供給することにより、カチオン交換樹脂に吸着されて除去される。酸化除染に使用された過マンガン酸カリウムは、酸化除染後に還元剤であるシュウ酸と反応してマンガンイオンに還元分解され、イオン交換樹脂塔に吸着されて除去される。還元除染に使用されたシュウ酸及びヒドラジンは、イオン交換樹脂塔の下流に配置された触媒塔（分解装置）において分解される。
【0005】
従来の化学除染方法に関する技術として、例えば、特開２０００－１０５２９５号公報がある。特開２０００－１０５２９５号公報には、放射性核種に汚染された、炉水と接触するその構成部材の表面に付着した放射性核種を化学的に除去する化学除染法において、少なくとも２種類以上の成分を含有する還元除染剤を用いて還元除染する工程、この工程の後に還元除染剤に含まれる少なくとも２種類以上の化学物質を分解する触媒塔を用いて還元除染剤の分解を行う工程を含む化学除染方法が開示されている。
【0006】
還元除染によって還元剤に溶解したＦｅイオンが、Ｆｅ酸化物として、触媒塔内の触媒に付着するため、触媒の寿命が低下する。また、触媒にＦｅ酸化物が触媒に付着すると、シュウ酸及びヒドラジンの分解率が低下することが報告されている（Ｋ．Ｉｓｈｉｄａ ｅｔ ａｌ，「Ｌｏｗ Ｃｏｒｒｏｓｉｖｅ Ｃｈｅｍｉａｌ Ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｕｓｉｎｇ ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌ，（ＩＩ）Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ａｇｅｎｔ ｂｙ Ｕｓｉｎｇ ｃａｔａｌｙｓｔ ｗｉｔｈ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ」，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．９，ｐ．９４１－９４９（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００２））。
【0007】
したがって、還元除染後、カチオン交換樹脂における、還元除染水溶液に溶解されたＦｅイオンの除去効率を、より一層高めることが望まれていた。
【0008】
還元水溶液に紫外線を照射する化学除染方法が、特開２０００－１０５２９５号公報
及び特開２０１８－１５９６４７号公報等に記載されている。
及び特開２０１８－１５９６４７号公報等に記載されている。
【0009】
特開２０００－１０５２９５号公報は、原子力プラントの化学除染対象物（例えば、配管）の表面に対する、シュウ酸（還元除染剤）及びヒドラジンを含む還元除染液による還元除染を実施し、この還元除染に用いた還元除染液に含まれる還元除染剤を分解し、その表面に対して、酸化除染剤、例えば、過マンガン酸カリウムを含む酸化除染液を用いた酸化除染を実施することを記載する。還元除染剤の分解工程では、還元除染剤であるシュウ酸は、過酸化水素が供給される、触媒を有する分解装置で分解され、さらに、分解装置と並列に配置された紫外線照射装置における還元除染液への紫外線照射によっても分解されている。還元除染液への紫外線照射は、シュウ酸の分解と共に、還元除染液による還元除染で生じた３価の鉄錯体をＦｅ２＋に還元する。この還元により生じたＦｅ２＋はカチオン交換樹脂塔で除去されるため、分解装置内に達した、陽イオンである３価の鉄錯体が分解装置内の触媒の表面に析出し、触媒の寿命が短くなることが防止される。
【0010】
特開２０１８－１５９６４７号公報に記載された原子力プラントの化学除染方法では、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋をＦｅ２＋に還元するため、紫外線照射装置においてシュウ酸水溶液に紫外線が照射され、紫外線を照射されたシュウ酸水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給することにより、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋がカチオン交換樹脂塔で除去される。Ｆｅ２＋を除去したシュウ酸水溶液を、過酸化水素が供給される分解装置に供給して分解装置内でシュウ酸を分解する。紫外線の照射によりＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元されるため、カチオン交換樹脂塔内で陽イオン交換樹脂に吸着される鉄イオン（Ｆｅ２＋）が増加する。なお、Ｆｅ３＋は陽イオン交換樹脂に吸着されない。紫外線が照射されてカチオン交換樹脂塔を通過したシュウ酸水溶液は、内部に触媒が存在し過酸化水素が供給される分解装置に供給され、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が分解装置内で触媒及び過酸化水素の作用により分解される。
【0011】
特開２００８－３６５９１号公報に記載された廃液中の有機酸の分解方法では、過酸化水素供給部及び紫外線照射装置を有する分解装置が用いられる。廃液である、シュウ酸を含む水溶液に過酸化水素供給部から過酸化水素を供給し、シュウ酸及び過酸化水素を含む水溶液に、紫外線照射装置によって紫外線が照射される。過酸化水素がＦｅ２＋を含むシュウ酸水溶液に供給されると、Ｆｅ３＋及び・ＯＨ（ヒドロキシルラジカル）がシュウ酸水溶液内に生成される。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸は、・ＯＨによって分解され、また、紫外線の照射によっても分解される。さらに、シュウ酸水溶液に紫外線を照射することによって、Ｆｅ３＋がＦｅ２＋に還元されることも記載されている。
【0012】
特開２００９－１０９４２７号公報は、特開２００８－３６５９１号公報と同じことを記載している。特開２００９－１０９４２７号公報は、さらに、紫外線照射装置の出口側で過酸化水素濃度が０になるように、紫外線照射装置の上流側での過酸化水素の供給量を調節することを記載する。
【0013】
特開２０１９－１９１０７５号公報は、図８に、化学除染装置の循環配管の一端部を除染容器の底部に接続し、その循環配管の他端部を除染容器の上端に接続することを示している。廃止措置の対象である原子力プラントの解体によって発生した、例えば、配管系の複数の切断片（化学除染対象物）を、除染容器内に収納した後、除染容器が密封される。除染容器及び循環配管を含む閉ループ内で、化学除染水溶液を循環させ、除染容器内の複数の切断片に対する化学除染を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【文献】特開２０００－１０５２９５号公報
【文献】特開２０１８－１５９６４７号公報
【文献】特開２００８－３６５９１号公報
【文献】特開２００９－１０９４２７号公報
【文献】特開２０１９－１９１０７５号公報
【非特許文献】
【0015】
【文献】Ｋ．Ｉｓｈｉｄａ ｅｔ ａｌ，「Ｌｏｗ Ｃｏｒｒｏｓｉｖｅ Ｃｈｅｍｉａｌ Ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｕｓｉｎｇ ｐＨ Ｃｏｎｔｒｏｌ，（ＩＩ）Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ａｇｅｎｔ ｂｙ Ｕｓｉｎｇ Ｃａｔａｌｙｓｔ ｗｉｔｈ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．９，ｐ．９４１－９４９（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
Ｆｅイオンの除去は、触媒の活性低下を抑制し、シュウ酸の分解を速やかに行うことにある。一方で、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅイオンの価数を調整する紫外線照射には、過酸化水素などの酸化剤を併用することにより、フェントン反応を生じさせてシュウ酸を分解する能力がある。このため、この反応を利用できれば、シュウ酸の分解を速やかに行うという当初の目的に寄与できる。しかしながら、単に、紫外線照射前に過酸化水素を添加したのでは未反応の過酸化水素がカチオン交換樹脂塔に到達し、カチオン交換樹脂を酸化分解して還元除染廃液をイオン交換樹脂の分解成分で汚染し、排水できなくなる恐れがある。このため、酸化剤を含む還元除染水溶液に紫外線を照射したとき、紫外線照射後の還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを短時間に確認できる手法を、確立することが望まれる。
【0017】
本発明の目的は、紫外線照射後の還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを短時間に確認できる化学除染方法及び化学除染装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記した目的を達成する本発明の化学除染方法の特徴は、還元除染剤の水溶液を、原子力プラントの構成部材の、炉水と接触する表面に接触させてその構成部材の還元除染を実施し、
その水溶液に含まれる還元除染剤を分解する工程において、
その水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、測定されたその酸化還元電位及び腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその記水溶液及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節することにある。
その水溶液に含まれる還元除染剤を分解する工程において、
その水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、測定されたその酸化還元電位及び腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその記水溶液及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節することにある。
【0019】
上記の特徴を有する化学除染方法によれば、紫外線が照射された還元除染水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかが測定されるため、この測定された酸化還元電位及び腐食電位のいずれかに基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを短時間に確認することができる。
【0020】
上記した目的を達成する本発明の化学除染装置の特徴は、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の配管系に還元除染剤を含む水溶液を供給する循環配管と、
紫外線が照射される、その循環配管内のその水溶液の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定装置及び紫外線が照射される、循環配管内のその水溶液の腐食電位を測定する腐食電位測定装置のいずれかと、
その酸化還元電位測定装置で測定されるその酸化還元電位及びその腐食電位測定装置で測定されるその腐食電位のいずれかに基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を制御する制御装置とを備えたことにある。
紫外線が照射される、その循環配管内のその水溶液の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定装置及び紫外線が照射される、循環配管内のその水溶液の腐食電位を測定する腐食電位測定装置のいずれかと、
その酸化還元電位測定装置で測定されるその酸化還元電位及びその腐食電位測定装置で測定されるその腐食電位のいずれかに基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を制御する制御装置とを備えたことにある。
【0021】
（Ａ１）還元除染剤の水溶液を、原子力プラントの構成部材の、炉水と接触する表面に接触させて前記構成部材の還元除染を実施し、
その水溶液に含まれる還元除染剤を分解する工程において、
その水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
その水溶液に含まれる還元除染剤を分解する工程において、
その水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
【0022】
なお、上記の（Ａ１）の構成である、「還元除染剤の水溶液を、原子力プラントの構成部材の、炉水と接触する表面に接触させて前記構成部材の還元除染を実施し」から「少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節する化学除染方法」までの記載は、請求項１に記載された構成に対応する。
【0023】
（Ａ２）好ましくは、上記の（Ａ１）において、制御装置によって、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液、及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量が調節されることが望ましい。
【0024】
（Ａ３）好ましくは、上記の（Ａ１）または（Ａ２）において、その水溶液へのその酸化剤の供給量の調節が、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線が照射されたその水溶液における、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求め、その制御装置が、求められた濃度比の対数及び求められたその濃度比のいずれかに基づいて、紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液、及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液へのその酸化剤の供給量を調節することが望ましい。
【0025】
（Ａ４）好ましくは、上記の（Ａ１）ないし（Ａ３）のいずれかにおいて、その制御装置が、求められた濃度比の対数及び求められたその濃度比のいずれかに基づいて、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているかを判定することが望ましい。
【0026】
（Ａ５）好ましくは、上記の（Ａ４）において、その制御装置が、求められた濃度比の対数が１よりも大きいとき及び求められたその濃度比が１０よりも大きいときのいずれかにおいて、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれていると判定することが望ましい。
【0027】
（Ａ６）好ましくは、上記の（Ａ４）または（Ａ５）において、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているとき、その制御装置が、その水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給を停止し、その水溶液へのその酸化剤の供給量を減少させることが望ましい。
【0028】
（Ａ７）好ましくは、上記の（Ａ４）または（Ａ５）において、その制御装置によって、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定され、且つ求められたその濃度比の対数が１以下である第１設定値よりも小さいと判定されたとき、その濃度比の対数がその第１設定値になるように、及び求められた濃度比が１０以下である第２設定値よりも小さいと判定されたとき、その濃度比がその第２設定値になるように、のいずれかで、その水溶液へのその酸化剤の供給量が増加されることが望ましい。
【0029】
（Ａ８）好ましくは、上記の（Ａ１）ないし（Ａ７）のいずれか１つにおいて、その水溶液への紫外線照射によってその水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、その触媒及びその触媒塔に供給されるその酸化剤によってその還元除染剤が分解されることが望ましい。
（Ｂ１）原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の第１配管に、この第１配管とは別の第２配管を接続してその第１配管及びその第２配管を含む閉ループを形成し、
その第２配管からその第１配管に還元除染剤を含む水溶液を供給して、その第２配管の内面に対する還元除染を実施し、
その水溶液に含まれるその還元除染剤を分解する工程において、
その第２配管に連絡され、その第１配管からその第２配管に戻されるその水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、
測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法であって、
その水溶液へのその酸化剤の供給量の調節が、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線が照射されたその水溶液における、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求め、求められた濃度比の対数及び求められたその濃度比のいずれかに基づいて、その紫外線が照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液、及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
（Ｂ１）原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の第１配管に、この第１配管とは別の第２配管を接続してその第１配管及びその第２配管を含む閉ループを形成し、
その第２配管からその第１配管に還元除染剤を含む水溶液を供給して、その第２配管の内面に対する還元除染を実施し、
その水溶液に含まれるその還元除染剤を分解する工程において、
その第２配管に連絡され、その第１配管からその第２配管に戻されるその水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、
測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法であって、
その水溶液へのその酸化剤の供給量の調節が、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線が照射されたその水溶液における、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求め、求められた濃度比の対数及び求められたその濃度比のいずれかに基づいて、その紫外線が照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液、及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
【0030】
なお、上記の（Ｂ１）の構成のうち、「原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の第１配管に、この第１配管とは別の第２配管を接続してその第１配管及びその第２配管を含む閉ループを形成し」から「測定された酸化還元電位に基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法」までの記載は、請求項１０に記載された構成に対応する。また、上記の（Ｂ１）の構成のうち、「その水溶液へのその酸化剤の供給量の調節が、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて」から「上流におけるその水溶液、及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法」までの記載は、請求項１１に記載された構成に対応する。
【0031】
（Ｂ２）好ましくは、上記の（Ｂ１）において、求められた濃度比の対数及び求められたその濃度比のいずれかに基づいて、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているかを判定することが望ましい。
【0032】
（Ｂ３）好ましくは、上記の（Ｂ２）において、求められた濃度比の対数が１よりも大きいとき及び求められた濃度比が１０よりも大きいときのいずれかで、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれていると判定することが望ましい。
【0033】
（Ｂ４）好ましくは、上記の（Ｂ２）または（Ｂ３）において、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているとき、その水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給を停止し、その水溶液へのその酸化剤の供給量を減少させることが望ましい。
【0034】
（Ｂ５）好ましくは、上記の（Ｂ２）または（Ｂ３）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定され、且つ求められたその濃度比の対数が１以下である第１設定値よりも小さいと判定されたとき、その濃度比の対数がその第１設定値にするように、及び求められた濃度比が１０以下である第２設定値よりも小さいと判定されたとき、その濃度比がその第２設定値にするように、のいずれかによって、その水溶液へのその酸化剤の供給量を増加させることが望ましい。
（Ｂ６）好ましくは、上記の（Ｂ２）ないし（Ｂ５）のいずれか１つにおいて、その水溶液への紫外線照射によってその水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、その触媒及びその触媒塔に供給されるその酸化剤によってその還元除染剤が分解されることが望ましい。
（Ｂ７）好ましくは、上記の（Ｂ６）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定されたとき、その水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給し、その水溶液に含まれる金属陽イオンをカチオン交換樹脂塔で除去し、その金属陽イオンが除去されたその水溶液にその酸化剤を供給し、その酸化剤及びその還元除染剤を含むその水溶液をその触媒塔に供給することが望ましい。
（Ｂ６）好ましくは、上記の（Ｂ２）ないし（Ｂ５）のいずれか１つにおいて、その水溶液への紫外線照射によってその水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、その触媒及びその触媒塔に供給されるその酸化剤によってその還元除染剤が分解されることが望ましい。
（Ｂ７）好ましくは、上記の（Ｂ６）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定されたとき、その水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給し、その水溶液に含まれる金属陽イオンをカチオン交換樹脂塔で除去し、その金属陽イオンが除去されたその水溶液にその酸化剤を供給し、その酸化剤及びその還元除染剤を含むその水溶液をその触媒塔に供給することが望ましい。
【0035】
（Ｃ１）還元除染剤の水溶液を、原子力プラントの構成部材の、炉水と接触する表面に接触させて前記構成部材の還元除染を実施し、
その水溶液に含まれる還元除染剤を分解する工程において、
その水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
その水溶液に含まれる還元除染剤を分解する工程において、
その水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液及びその紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
【0036】
なお、上記の（Ｃ１）の構成である、「還元除染剤の水溶液を、原子力プラントの構成部材の、炉水と接触する表面に接触させて前記構成部材の還元除染を実施し」から「少なくとも一つのその水溶液への酸化剤の供給量を調節する化学除染方法」までの記載は、請求項１に記載された構成に対応する。
（Ｃ２）好ましくは、上記の（Ｃ１）において、測定されたその酸化還元電位及び測定されたその腐食電位のいずれかに基づいて、紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているかを判定することが望ましい。
（Ｃ３）好ましくは、上記の（Ｃ２）において、測定されたその酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きいとき及び測定されたその腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きいときのいずれかにおいて、紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれていると判定することが望ましい。
（Ｃ４）好ましくは、上記の（Ｃ２）または（Ｃ３）において、紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているとき、その水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給を停止し、その水溶液へのその酸化剤の供給量を減少させることが望ましい。
（Ｃ５）好ましくは、上記の（Ｃ２）または（Ｃ３）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定され、且つ測定されたその酸化還元電位が酸化還元電位の第３設定値よりも小さいと判定されたとき、その酸化還元電位がその第３設定値になるように、及び測定されたその腐食電位が腐食電位の第４設定値よりも小さいと判定されたとき、その腐食電位がその第４設定値になるように、のいずれかで、その水溶液へのその酸化剤の供給量を増加させることが望ましい。
（Ｃ６）好ましくは、上記の（Ｃ２）ないし（Ｃ４）のいずれか１つにおいて、その水溶液への紫外線照射によってその水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、その触媒及びその触媒塔に供給されるその酸化剤によってその還元除染剤が分解されることが望ましい。
（Ｃ７）好ましくは、上記の（Ｃ６）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定されたとき、その水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給し、その水溶液に含まれる金属陽イオンをカチオン交換樹脂塔で除去し、その金属陽イオンが除去されたその水溶液にその酸化剤を供給し、その酸化剤及びその還元除染剤を含むその水溶液をその触媒塔に供給することが望ましい。
（Ｄ１）原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の第１配管に、この第１配管とは別の第２配管を接続してその第１配管及びその第２配管を含む閉ループを形成し、
その第２配管からその第１配管に還元除染剤を含む水溶液を供給して、その第２配管の内面に対する還元除染を実施し、
その水溶液に含まれるその還元除染剤を分解する工程において、
その第２配管に連絡され、その第１配管からその第２配管に戻されるその水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、
測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
（Ｃ２）好ましくは、上記の（Ｃ１）において、測定されたその酸化還元電位及び測定されたその腐食電位のいずれかに基づいて、紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているかを判定することが望ましい。
（Ｃ３）好ましくは、上記の（Ｃ２）において、測定されたその酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きいとき及び測定されたその腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きいときのいずれかにおいて、紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれていると判定することが望ましい。
（Ｃ４）好ましくは、上記の（Ｃ２）または（Ｃ３）において、紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているとき、その水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給を停止し、その水溶液へのその酸化剤の供給量を減少させることが望ましい。
（Ｃ５）好ましくは、上記の（Ｃ２）または（Ｃ３）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定され、且つ測定されたその酸化還元電位が酸化還元電位の第３設定値よりも小さいと判定されたとき、その酸化還元電位がその第３設定値になるように、及び測定されたその腐食電位が腐食電位の第４設定値よりも小さいと判定されたとき、その腐食電位がその第４設定値になるように、のいずれかで、その水溶液へのその酸化剤の供給量を増加させることが望ましい。
（Ｃ６）好ましくは、上記の（Ｃ２）ないし（Ｃ４）のいずれか１つにおいて、その水溶液への紫外線照射によってその水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、その触媒及びその触媒塔に供給されるその酸化剤によってその還元除染剤が分解されることが望ましい。
（Ｃ７）好ましくは、上記の（Ｃ６）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定されたとき、その水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給し、その水溶液に含まれる金属陽イオンをカチオン交換樹脂塔で除去し、その金属陽イオンが除去されたその水溶液にその酸化剤を供給し、その酸化剤及びその還元除染剤を含むその水溶液をその触媒塔に供給することが望ましい。
（Ｄ１）原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の第１配管に、この第１配管とは別の第２配管を接続してその第１配管及びその第２配管を含む閉ループを形成し、
その第２配管からその第１配管に還元除染剤を含む水溶液を供給して、その第２配管の内面に対する還元除染を実施し、
その水溶液に含まれるその還元除染剤を分解する工程において、
その第２配管に連絡され、その第１配管からその第２配管に戻されるその水溶液に紫外線を照射し、その紫外線が照射されたその水溶液の酸化還元電位及び腐食電位のいずれかを測定し、
測定されたその酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法において、さらに好ましい構成を以下に説明する。
【0037】
なお、上記の（Ｄ１）の構成のうち、「原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの構成部材である化学除染対象の第１配管に、この第１配管とは別の第２配管を接続してその第１配管及びその第２配管を含む閉ループを形成し」から「測定された酸化還元電位及びその腐食電位のいずれかに基づいて、その水溶液へのその酸化剤の供給量を調節する化学除染方法」までの記載は、請求項１０に記載された構成に対応する。
【0038】
（Ｄ２）好ましくは、上記の（Ｄ１）において、測定された酸化還元電位及び測定された腐食電位のいずれかに基づいて、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているかを判定することが望ましい。
【0039】
（Ｄ３）好ましくは、上記の（Ｄ２）において、測定されたその酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きいとき及び測定されたその腐食電位が腐食電位の４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きいときのいずれかにおいて、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれていると判定することが望ましい。
【0040】
（Ｄ４）好ましくは、上記の（Ｄ２）または（Ｄ３）において、その紫外線が照射されたその水溶液にその酸化剤が含まれているとき、その水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給を停止し、その水溶液へのその酸化剤の供給量を減少させることが望ましい。
【0041】
（Ｄ５）好ましくは、上記の（Ｄ２）または（Ｄ３）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定され、且つ測定されたその酸化還元電位が酸化還元電位の第３設定値よりも小さいと判定されたとき、その酸化還元電位がその第３設定値になるように、及び測定されたその腐食電位が腐食電位の第４設定値よりも小さいと判定されたとき、その腐食電位がその第４設定値になるように、のいずれかで、その水溶液へのその酸化剤の供給量を増加させることが望ましい。
（Ｄ６）好ましくは、上記の（Ｄ２）ないし（Ｄ４）のいずれか１つにおいて、その水溶液への紫外線照射によってその水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、その触媒及びその触媒塔に供給されるその酸化剤によってその還元除染剤が分解されることが望ましい。
（Ｄ７）好ましくは、上記の（Ｄ６）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定されたとき、その水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給し、その水溶液に含まれる金属陽イオンをカチオン交換樹脂塔で除去し、その金属陽イオンが除去されたその水溶液にその酸化剤を供給し、その酸化剤及びその還元除染剤を含むその水溶液をその触媒塔に供給することが望ましい。
（Ｄ６）好ましくは、上記の（Ｄ２）ないし（Ｄ４）のいずれか１つにおいて、その水溶液への紫外線照射によってその水溶液に含まれる還元除染剤を分解し、触媒が存在する触媒塔内で、その触媒及びその触媒塔に供給されるその酸化剤によってその還元除染剤が分解されることが望ましい。
（Ｄ７）好ましくは、上記の（Ｄ６）において、その水溶液にその酸化剤が含まれていないと判定されたとき、その水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給し、その水溶液に含まれる金属陽イオンをカチオン交換樹脂塔で除去し、その金属陽イオンが除去されたその水溶液にその酸化剤を供給し、その酸化剤及びその還元除染剤を含むその水溶液をその触媒塔に供給することが望ましい。
【発明の効果】
【0042】
本発明によれば、還元除染剤の分解に要する時間を、さらに短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の好適な一実施例である、沸騰水型原子力プラＳ１３ントに適用される実施例１の化学除染方法の手順を示すフローチャートである。
【図6】還元除染水溶液における、Ｆｅ２＋の濃度に対するＦｅ３＋の濃度の比の対数と還元除染水溶液の酸化還元電位の関係を示す特性図であり、過酸化水素の否検出領域及び過酸化水素の検出領域のそれぞれを示す説明図である。
【図7】還元除染液におけるＦｅ２＋の濃度に対するＦｅ３＋の濃度の比の対数と還元除染液の腐食電位の関係を示す特性図であり、過酸化水素の否検出領域及び過酸化水素の検出領域のそれぞれを示す説明図である。
【図8】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例２の化学除染方法に用いられる化学除染装置の詳細構成図である。
【図9】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例３の化学除染方法に用いられる化学除染装置を、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に接続した状態を示す説明図である。
【図10】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例４の化学除染方法の手順に含まれる還元除染剤の分解工程の詳細フローチャートである。
【図11】実施例４の化学除染方法の実施に用いられる化学除染装置の詳細構成図である。
【図12】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例５の化学除染方法の実施に用いられる化学除染装置の詳細構成図である。
【図13】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例６の化学除染方法の手順に含まれる還元除染剤の分解工程の詳細フローチャートである。
【図14】実施例６の化学除染方法の実施に用いられる化学除染装置の詳細構成図である。
【図15】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例７の化学除染方法の実施に用いられる化学除染装置の詳細構成図である。
【図16】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例８の化学除染方法の手順に含まれる還元除染剤の分解工程の詳細フローチャートである。
【図17】実施例８の化学除染方法の実施に用いられる化学除染装置の詳細構成図である。
【図18】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例９の化学除染方法の実施に用いられる化学除染装置の詳細構成図である。
【図19】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例１０の化学除染方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0044】
発明者らは、原子力プラントに適用される化学除染方法における還元除染剤の分解工程に要する時間を、さらに短縮できる、原子力プラントに適用される化学除染方法に関して、種々の検討を行った。
【0045】
これらの検討において、発明者らは、還元除染水溶液に含まれるＦｅイオン除去のために行う紫外線照射による３価のＦｅイオン（Ｆe３＋）の２価のＦｅイオン（Ｆe２＋）への還元の際に、酸化剤（例えば、過酸化水素）を還元除染水溶液に注入し、酸化剤を含む還元除染水溶液への紫外線照射により還元除染剤（例えば、シュウ酸）の分解を行い、さらに、紫外線照射の下流側で、触媒及び酸化剤の利用による還元除染剤の分解を行うことを考えた。すなわち、発明者らは、酸化剤を含む還元除染水溶液への紫外線照射による還元除染剤の分解、及び触媒及び酸化剤の利用による還元除染剤の分解の併用により、還元除染剤の分解に要する時間が、さらに短縮できると考えた。
【0046】
その際、触媒塔の上流に配置された、２価のＦｅイオン及び放射性核種の陽イオンを除去するカチオン交換樹脂塔に流入する還元除染水溶液に酸化剤（例えば、過酸化水素）が含まれている場合には、この酸化剤によって、カチオン交換樹脂塔内のカチオン交換樹脂が酸化されて劣化する。これにより、カチオン交換樹脂の寿命が短くなる。さらには、カチオン交換樹脂の劣化によって生じるカチオン交換樹脂の分解生成物が、還元除染水溶液に混入することになる。したがって、カチオン交換樹脂塔への酸化剤の流入を防止しなければならない。
【0047】
この課題について、発明者らは鋭意検討を行った。その検討の結果、発明者らは、還元除染水溶液への紫外線照射の位置よりも下流側での、還元除染水溶液の酸化還元電位と還元除染水溶液における過酸化水素の有無に相関関係があることを見出した。還元除染水溶液にはＦｅイオンが含まれており、還元除染水溶液の酸化還元電位（Ｅ）は、２価のＦｅイオン濃度［Ｆｅ２＋］に対する３価のＦｅイオン濃度［Ｆｅ３＋］の比を含む式（１）で表されるネルンストの式で表すことができる。
【0048】
Ｅ＝Ｅ０＋(ＲＴ／ｎＦ)・ｌｏｇ(［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］) …（１）
ここで、Ｅ０は標準電極電位、Ｒは気体定数、Ｔは還元除染水溶液の温度、ｎは価数、及びＦはファラデー定数である。
ここで、Ｅ０は標準電極電位、Ｒは気体定数、Ｔは還元除染水溶液の温度、ｎは価数、及びＦはファラデー定数である。
【0049】
なお、式（１）の右辺におけるｌｏｇ内の［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］は、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比（以下、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比という）であり、ｌｏｇ(［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］)は、その濃度比の対数である。その濃度比の対数であるｌｏｇ(［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］)及びその濃度比は、値は異なるが、どちらも［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］によって定まる実質的に同じ概念である。
【0050】
還元除染水溶液である、例えば、シュウ酸水溶液を用いた、原子力プラントの化学除染対象物の表面に対する還元除染によって、化学除染対象物（原子力プラントの構成部材）の表面に形成された、鉄及び放射性核種を含む酸化皮膜が溶解される。この酸化皮膜の溶解により、Ｆｅ３＋及び放射性核種のイオンがシュウ酸水溶液に溶出される。シュウ酸（(ＣＯＯＨ)２）及びＦｅ３＋を含むシュウ酸水溶液に、前述したように、紫外線を照射すると、下記の式（２）に示す反応が生じ、Ｆｅ３＋がＦｅ２＋に変化する。さらに、シュウ酸水溶液に注入された酸化剤である過酸化水素は、２価のＦｅイオンと鋭敏に反応して以下の式（３）によりヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成する。
【0051】
Ｆｅ３＋ ＋ (ＣＯＯＨ)２ →
Ｆｅ２＋ ＋ ＣＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ（紫外線照射環境） …（２）
Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２ → Ｆｅ３＋＋ＯＨ－＋・ＯＨ …（３）
式（３）の反応式から分かるように、シュウ酸水溶液内に２価のＦｅイオンが存在すると、この２価のＦｅイオンが還元除染水溶液内の過酸化水素と反応することにより、その過酸化水素が消費されるため、２価のＦｅイオンが多量に存在する還元除染水溶液内には、過酸化水素がほとんど存在しないと考えられる。このよう状態では、前述のＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が小さくなる。逆に、２価のＦｅイオンがほとんど存在しない状態では、過酸化水素が還元除染水溶液内に存在できるようになる。この場合には、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が大きくなる。
Ｆｅ２＋ ＋ ＣＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ（紫外線照射環境） …（２）
Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２ → Ｆｅ３＋＋ＯＨ－＋・ＯＨ …（３）
式（３）の反応式から分かるように、シュウ酸水溶液内に２価のＦｅイオンが存在すると、この２価のＦｅイオンが還元除染水溶液内の過酸化水素と反応することにより、その過酸化水素が消費されるため、２価のＦｅイオンが多量に存在する還元除染水溶液内には、過酸化水素がほとんど存在しないと考えられる。このよう状態では、前述のＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が小さくなる。逆に、２価のＦｅイオンがほとんど存在しない状態では、過酸化水素が還元除染水溶液内に存在できるようになる。この場合には、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が大きくなる。
【0052】
このような思考を巡らせた発明者らは、シュウ酸水溶液におけるＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比、シュウ酸水溶液の酸化還元電位、及びシュウ酸水溶液における過酸化水素の有無の関係を実験によって調べた。
【0053】
この実験では、原子力プラント、例えば、沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）における還元除染の実施に用いられる還元除染水溶液と同様な条件である、９０℃の水１０００ｇにシュウ酸二水和物２．７ｇ及びシュウ酸鉄（II）二水和物０．１６ｇをそれぞれ添加して生成された模擬シュウ酸水溶液を用いた。この模擬シュウ酸水溶液は、容器、例えばビーカー内に充填される。シュウ酸鉄（II）二水和物は、模擬シュウ酸水溶液内のＦｅ３＋及びＦｅ２＋の生成源となる。模擬シュウ酸水溶液内でシュウ酸鉄（II）二水和物が溶解され、Ｆｅ３＋及びＦｅ２＋が生成される。標準水素電極を用いた酸化還元電位計をその模擬シュウ酸水溶液に浸漬させて、模擬シュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定した。ビーカー内から一部の模擬シュウ酸水溶液を採取し、採取した模擬シュウ酸水溶液をフィルターでろ過する。ろ過した模擬シュウ酸水溶液におけるＦｅ２＋及びＦｅ３＋のそれぞれの濃度を測定した。続いて、模擬シュウ酸水溶液の過酸化水素濃度が１２ｐｐｍになるように、過酸化水素を模擬シュウ酸水溶液に注入する。過酸化水素を含む模擬シュウ酸水溶液の酸化還元電位の測定、過酸化水素を含む模擬シュウ酸水溶液のＦｅ２＋及びＦｅ３＋のそれぞれの濃度の測定、及びその模擬シュウ酸水溶液の過酸化水素濃度の分析を行った。その過酸化水素の注入、酸化還元電位の測定、及びＦｅ２＋濃度、Ｆｅ３＋濃度及び過酸化水素濃度のそれぞれの測定を繰り返し行った。
【0054】
上記の実験によって得られた、酸化還元電位の測定値、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比のｌｏｇ値（ｌｏｇ(［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］)の値）、すなわち、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数、及び過酸化水素の検出の有無に基づいて、図６の特性図を作成した。図６において、縦軸はＦｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数を、横軸は酸化還元電位を示している。横軸の酸化還元電位は、標準水素電極を用いた酸化還元電位計で測定した値である。過酸化水素の検出の有無については、図６において、過酸化水素が検出される、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比）の対数の領域、過酸化水素が検出されない、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の領域のそれぞれが示されている。図６において、過酸化水素が検出される、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の領域は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」を超えている領域であり、過酸化水素が検出されないＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の領域は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」以下の領域である。
【0055】
過酸化水素が検出される、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の領域は、式（１）の右辺におけるｌｏｇ内の［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］、すなわち、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比で表すと、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」を超えている領域となる。また、過酸化水素が検出されないＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の領域は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比で表すと、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」以下の領域となる。
【0056】
図６に示された特性に基づいて、測定された、シュウ酸水溶液の酸化還元電位に基づいて求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」を超えている場合には、発明者らは、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が残留していると判定することができると考えた。なお、測定されたその酸化還元電位に基づいて求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」を超えている場合においても、発明者らは、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が残留していると判定することができると考えた。
【0057】
上記したように、紫外線照射後における還元除染水溶液の酸化還元電位を測定することによって、還元除染水溶液における過酸化水素の有無を判定することができるのである。この結果、酸化剤である過酸化水素が、紫外線が照射された還元除染水溶液に存在しないとき、すなわち、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」以下であるとき及びＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」以下であるときのいずれかにおいて、その還元除染水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給することができる。そして、カチオン交換樹脂塔から排出された還元除染水溶液に過酸化水素を注入し、過酸化水素を含む還元除染水溶液を、内部に触媒が存在する触媒塔に供給することができる。
【0058】
この結果、測定された酸化還元電位に基づいて、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求め、求められたその濃度比の対数及び求められた濃度比のいずれかに基づいて、還元除染水溶液に紫外線を照射する紫外線照射装置よりも上流におけるその水溶液、及び紫外線照射装置内のその水溶液のうちの少なくとも一つの水溶液への酸化剤の供給量を調節することができる。測定された酸化還元電位に基づいて求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及び求められた濃度比のいずれかに基づいて、還元除染水溶液への酸化剤の供給量を調節することは、測定された酸化還元電位に基づいて還元除染水溶液への酸化剤の供給量を調節することを意味する。
【0059】
測定された酸化還元電位に基づいて求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」を超えているときまたは求められたその濃度比が「１０」を超えているときには、例えば、紫外線照射装置よりも上流において、還元除染水溶液に注入する酸化剤、例えば、過酸化水素の量を減少させることにより、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数を１以下にする、または求められたその濃度比を１０以下にすることができ、紫外線照射装置から排出された還元除染水溶液の過酸化水素濃度を「０」にすることができる。このため、紫外線照射装置から排出された還元除染水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給することができる。
【0060】
紫外線が照射された、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」以下の還元除染水溶液、またはその濃度比の対数が「１０」以下の還元除染水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給するため、カチオン交換樹脂塔内のカチオン交換樹脂の劣化を抑制することができる。また、カチオン交換樹脂塔から排出された、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」以下である還元除染水溶液及びその濃度比が「１０」以下である還元除染水溶液のいずれかに、酸化剤（例えば、過酸化水素）を注入して、この還元除染水溶液を触媒塔に供給することにより、触媒塔に流入するＦｅイオンの量が減少するため、触媒塔内の触媒の活性低下を抑制しながら、触媒塔内で還元除染剤（例えば、シュウ酸）の分解を行うことができる。このような方法によって、還元除染剤は、還元除染水溶液への紫外線照射、及び触媒と酸化剤の作用により、分解されるので、還元除染剤の分解効率を向上させることができる。
【0061】
以上に、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかに基づいた、酸化剤（例えば、過酸化水素）が存在する領域、及び酸化剤が存在しない領域について説明した。しかしながら、図６の特性図に示すように、酸化還元電位によっても、還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）における酸化剤の有無を特定することができる。酸化還元電位による、還元除染水溶液における酸化剤の有無の特定について、図６を用いて説明する。図６において、過酸化水素が検出される酸化還元電位の領域は、酸化還元電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」を超えている領域であり、過酸化水素が検出されない酸化還元電位の領域は、酸化還元電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」以下の領域である。
【0062】
酸化還元電位が酸化還元電位の設定値である「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」を超えているときには、紫外線照射装置よりも上流における還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）及び紫外線照射装置内のシュウ酸水溶液の少なくとも一つのシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させることにより、そのシュウ酸水溶液の酸化還元電位を「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」以下に減少させることができる。このため、紫外線照射装置から排出されたシュウ酸水溶液には過酸化水素が含まれていなく、このシュウ酸水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給することができる。
【0063】
後述の実施例におけるシュウ酸の分解工程を明確にするため、紫外線照射、カチオン交換樹脂塔及び触媒塔のそれぞれにおけるＦｅイオン、過酸化水素及びシュウ酸の反応について説明する。
【0064】
還元除染水溶液、例えば、シュウ酸水溶液内で、３価のＦｅイオンは、下記の式（４）で表されるシュウ酸との反応により、Ｆｅ(III)シュウ酸錯体（ＦｅIII(Ｃ２Ｏ４)３
３－）を形成する。
【0065】
Ｆｅ３＋＋３(ＣＯＯＨ)２ → ＦｅIII(Ｃ２Ｏ４)３
３－＋６Ｈ＋ …（４）
Ｆｅ(III)シュウ酸錯体（ＦｅIII(Ｃ２Ｏ４)３ ３－）は、紫外線照射により、Ｆｅイオンの価数が３価から２価に還元され、Ｆｅ(II)シュウ酸錯体（ＦｅII(Ｃ２Ｏ４)２ ２－）及びシュウ酸アニオンラジカル（・Ｃ２Ｏ４ －）を生成する（下記の式（５）の反応参照）。さらに、式（６）に示すように、このシュウ酸アニオンラジカルはＦｅ(III)シュウ酸錯体と反応する。なお、この式（６）の反応は公知である。式（６）の反応により、シュウ酸アニオンラジカルの電子がＦｅ（III）シュウ酸錯体のＦｅ（III）に引き抜かれるため、シュウ酸イオン一分子が二酸化炭素に分解される。そして、電子を引き抜いたＦｅ（III）がＦｅ（II）に還元されるため、式（６）の右辺に示すように、Ｆｅ(III)シュウ酸錯体がＦｅ(II)シュウ酸錯体となり、余分なシュウ酸一個が外れてシュウ酸イオン（Ｃ２Ｏ４ ２－）が生成される。
Ｆｅ(III)シュウ酸錯体（ＦｅIII(Ｃ２Ｏ４)３ ３－）は、紫外線照射により、Ｆｅイオンの価数が３価から２価に還元され、Ｆｅ(II)シュウ酸錯体（ＦｅII(Ｃ２Ｏ４)２ ２－）及びシュウ酸アニオンラジカル（・Ｃ２Ｏ４ －）を生成する（下記の式（５）の反応参照）。さらに、式（６）に示すように、このシュウ酸アニオンラジカルはＦｅ(III)シュウ酸錯体と反応する。なお、この式（６）の反応は公知である。式（６）の反応により、シュウ酸アニオンラジカルの電子がＦｅ（III）シュウ酸錯体のＦｅ（III）に引き抜かれるため、シュウ酸イオン一分子が二酸化炭素に分解される。そして、電子を引き抜いたＦｅ（III）がＦｅ（II）に還元されるため、式（６）の右辺に示すように、Ｆｅ(III)シュウ酸錯体がＦｅ(II)シュウ酸錯体となり、余分なシュウ酸一個が外れてシュウ酸イオン（Ｃ２Ｏ４ ２－）が生成される。
【0066】
ＦｅIII(Ｃ２Ｏ４)３
３－ → ＦｅII(Ｃ２Ｏ４)２
２－＋・Ｃ２Ｏ４
－…（５）
・Ｃ２Ｏ４ －＋ＦｅIII(Ｃ２Ｏ４)３ ３－ →
２ＣＯ２＋ＦｅII(Ｃ２Ｏ４)２ ２－＋Ｃ２Ｏ４ ２－ …（６）
２価の鉄イオンとのシュウ酸錯体からは飽和溶解度分の２価のＦｅイオンがシュウ酸水溶液に供給され、これがシュウ酸水溶液に添加した過酸化水素と前述の式（２）で示したフェントン反応を起こす。
・Ｃ２Ｏ４ －＋ＦｅIII(Ｃ２Ｏ４)３ ３－ →
２ＣＯ２＋ＦｅII(Ｃ２Ｏ４)２ ２－＋Ｃ２Ｏ４ ２－ …（６）
２価の鉄イオンとのシュウ酸錯体からは飽和溶解度分の２価のＦｅイオンがシュウ酸水溶液に供給され、これがシュウ酸水溶液に添加した過酸化水素と前述の式（２）で示したフェントン反応を起こす。
【0067】
式（２）に示された反応により生成されたヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）がシュウ酸イオンと反応することにより、式（７）に示すように、シュウ酸アニオンラジカル（・Ｃ２Ｏ４
２－）が形成され、式（６）に示す反応によりシュウ酸が二酸化炭素に分解される。
【0068】
・ＯＨ＋Ｃ２Ｏ４
２－ → ・Ｃ２Ｏ４
２－＋ＯＨ－ …（７）
これらの反応を通して紫外線照射によりシュウ酸の分解が進み、過酸化水素が完全に消費されると２価の鉄イオンの形成が進むので、紫外線照射装置出口の酸化還元電位は＋４００ｍＶ以下となり、イオン交換樹脂に通水しても過酸化水素が無いので樹脂は劣化せず、式（８）に示す反応によって、２価のＦｅイオンがイオン交換によって陽イオン交換樹脂に吸着される。そして、代わりに、プロトンまたはヒドラジンが陽イオン交換樹脂から放出される。
これらの反応を通して紫外線照射によりシュウ酸の分解が進み、過酸化水素が完全に消費されると２価の鉄イオンの形成が進むので、紫外線照射装置出口の酸化還元電位は＋４００ｍＶ以下となり、イオン交換樹脂に通水しても過酸化水素が無いので樹脂は劣化せず、式（８）に示す反応によって、２価のＦｅイオンがイオン交換によって陽イオン交換樹脂に吸着される。そして、代わりに、プロトンまたはヒドラジンが陽イオン交換樹脂から放出される。
【0069】
Ｆｅ２＋＋(Ｒ－ＳＯ３
－Ｈ＋)ｎ →
(Ｒ－ＳＯ３ －Ｈ＋)ｎ－２(ＳＯ３ －)２Ｆｅ２＋＋２Ｈ＋ …（８）
このため、シュウ酸水溶液の鉄濃度が低下し、カチオン交換樹脂塔の下流に配置された触媒塔内の触媒表面における鉄酸化物の析出が抑制され、触媒の分解活性の低下が抑制される。触媒塔の直前でシュウ酸水溶液に注入された過酸化水素が、触媒塔内の触媒の作用で分解される。その際に、生成されたヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）が、式（７）に示す反応により、シュウ酸アニオンラジカル（・Ｃ２Ｏ４ ２－）を生成する。そして、式（６）に示す反応よって、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が二酸化炭素に分解される。
(Ｒ－ＳＯ３ －Ｈ＋)ｎ－２(ＳＯ３ －)２Ｆｅ２＋＋２Ｈ＋ …（８）
このため、シュウ酸水溶液の鉄濃度が低下し、カチオン交換樹脂塔の下流に配置された触媒塔内の触媒表面における鉄酸化物の析出が抑制され、触媒の分解活性の低下が抑制される。触媒塔の直前でシュウ酸水溶液に注入された過酸化水素が、触媒塔内の触媒の作用で分解される。その際に、生成されたヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）が、式（７）に示す反応により、シュウ酸アニオンラジカル（・Ｃ２Ｏ４ ２－）を生成する。そして、式（６）に示す反応よって、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が二酸化炭素に分解される。
【0070】
以上に説明したように、シュウ酸水溶液への紫外線照射、及び触媒と酸化剤（例えば、過酸化水素）の作用によって、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸を分解できるので、そのシュウ酸の分解効率を向上できる。
【0071】
さらに、酸化還元電位の替りに、測定された、還元除染水溶液（シュウ酸水溶液）の腐食電位を測定し、この測定された腐食電位に基づいてシュウ酸水溶液への酸化剤の供給量を調節してもよい。図７を用いて具体的に説明する。
【0072】
過酸化水素（酸化剤）が検出される、腐食電位に基づいて求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の領域は、前述の図６に示された酸化還元電位に基づいて求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比）の対数と同様に、図７に示すように、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」を超えている領域であり、過酸化水素が検出されないＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の領域は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」以下の領域である。紫外線照射装置において紫外線が照射されたシュウ酸水溶液の、測定された腐食電位に基づいて求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」を超えたとき、紫外線照射装置よりも上流におけるシュウ酸水溶液、及び紫外線取捨装置内のシュウ酸水溶液のうち、少なくとも一つのシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を、求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数に基づいて調節する。
【0073】
なお、過酸化水素（酸化剤）が検出される、腐食電位に基づいて求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の領域は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」を超えている領域であり、過酸化水素が検出されないＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の領域は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１」以下の領域である。
【0074】
以上のことから、測定された腐食電位に基づいて求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数、及びその濃度比のいずれかに基づいて、還元除染水溶液への酸化剤の供給量を調節することは、測定された腐食電位に基づいて還元除染水溶液への酸化剤の供給量を調節することを意味する。
【0075】
測定された腐食電位に基づいて求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」を超えているとき、または測定された腐食電位に基づいて求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比が「１０」を超えているときには、例えば、紫外線照射装置よりも上流において、還元除染水溶液に注入する酸化剤、例えば、過酸化水素の量を減少させることにより、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数を１以下に、またはその濃度比を「１０」以下にすることができる。これにより、紫外線照射装置から排出された還元除染水溶液の過酸化水素濃度を「０」にすることができ、紫外線照射装置から排出された還元除染水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給することができる。
【0076】
腐食電位に基づいて求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及び濃度比のいずれかに基づいた、酸化剤（例えば、過酸化水素）が存在する領域、及び酸化剤が存在しない領域について説明した。しかしながら、図７の特性図に示すように、腐食電位によっても、還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）における酸化剤の有無を特定することができる。腐食電位による、還元除染水溶液における酸化剤の有無の特定について、図７を用いて説明する。図７において、過酸化水素が検出される腐食電位の領域は、腐食電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」を超えている領域であり、過酸化水素が検出されない腐食電位の領域は、腐食電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」以下の領域である。
【0077】
以上の検討結果を反映した、本発明の実施例を、以下に詳細に説明する。
【実施例1】
【0078】
【0079】
このＢＷＲプラントの概略構成を、図３を用いて説明する。原子力プラントであるＢＷＲプラント１は、原子炉２、タービン９、復水器１０、再循環系、原子炉浄化系及び給水系等を備えている。原子炉２は、蒸気発生装置であり、炉心４を内蔵する原子炉圧力容器(以下、ＲＰＶという)３を有し、ＲＰＶ３内で炉心４を取り囲む炉心シュラウド（図示せず）の外面とＲＰＶ３の内面との間に形成される環状のダウンカマ内に複数のジェットポンプ５を設置している。炉心４には多数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。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が充填された複数の燃料棒を含んでいる。
【0080】
再循環系は、ステンレス鋼製の再循環系配管６、及び再循環系配管６に設置された再循環ポンプ７を有する。給水系は、復水器１０とＲＰＶ３を連絡する給水配管１１に、復水ポンプ１２、復水浄化装置（例えば、復水脱塩器）１３、低圧給水加熱器１４、給水ポンプ１５及び高圧給水加熱器１６を、復水器１０からＲＰＶ３に向って、この順に設置して構成されている。原子炉浄化系は、再循環系配管６と給水配管１１を連絡する浄化系配管２０に、浄化系ポンプ２１、再生熱交換器２２、非再生熱交換器２３及び炉水浄化装置２４をこの順に設置している。浄化系配管２０は、再循環ポンプ７の上流で再循環系配管６に接続される。原子炉２は、原子炉建屋（図示せず）内に配置された原子炉格納容器１９内に設置される。
【0081】
ＲＰＶ３内の冷却水（以下、炉水という）は、再循環ポンプ７で昇圧され、再循環系配管６を通ってジェットポンプ５内に噴射される。ダウンカマ内でジェットポンプ５のノズルの周囲に存在する炉水も、ジェットポンプ５内に吸引され、ジェットポンプ５内に噴射された前述の炉水と共に炉心４に供給される。炉心４に供給された炉水は、燃料集合体内の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、その一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶ３内に設置された気水分離器（図示せず）及び蒸気乾燥器（図示せず）で水分が除去された後、主蒸気配管８を通ってタービン９に導かれ、タービン９を回転させる。タービン９に連結された発電機（図示せず）が回転し、電力が発生する。
【0082】
タービン９から排出された蒸気は、復水器１０で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管１１を通りＲＰＶ３内に供給される。給水配管１１を流れる給水は、復水ポンプ１２で昇圧され、復水浄化装置１３で不純物が除去され、給水ポンプ１５でさらに昇圧される。この給水は、低圧給水加熱器１４及び高圧給水加熱器１６で抽気配管１７によりタービン９から抽気された抽気蒸気によって加熱されてＲＰＶ３内に導かれる。高圧給水加熱器１６及び低圧給水加熱器１４に接続されドレン水回収配管１８が、復水器１０に接続される。
【0083】
再循環系配管６内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ２１の駆動によって浄化系配管２０内に流入し、再生熱交換器２２及び非再生熱交換器２３で冷却された後、炉水浄化装置２４で浄化される。浄化された炉水は、再生熱交換器２２で加熱されて浄化系配管２０及び給水配管１１を経てＲＰＶ３内に戻される。
【0084】
本実施例の化学除染方法では、化学除染装置２８が用いられ、この化学除染装置２８が、図３に示すように、再循環系配管６に接続される。
【0085】
化学除染装置２８の詳細な構成を、図４を用いて説明する。本実施例で用いられる化学除染装置２８は、循環配管２９、循環ポンプ３０及び３８、加熱器３１、カチオン交換樹脂塔３４、混床樹脂塔３５、水位調整タンク３７、化学除染剤供給装置４７、ｐＨ調整剤注入装置５７、冷却器３２、紫外線照射装置３３、触媒塔３６、酸化剤供給装置３９、酸化還元電位計６１、濃度比把握装置６２、及び表示装置６３を備える。
【0086】
開閉弁６４、循環ポンプ３０、弁６５，加熱器３１、弁６６、流量調節弁６７、紫外線照射装置３３、流量調節弁６８、カチオン交換樹脂塔３４、流量調節弁７０、触媒塔３６、水位調整タンク３７、循環ポンプ３８及び開閉弁７１が、上流よりこの順番で循環配管２９に設けられている。紫外線照射装置３３の紫外線源としては、例えば、低圧水銀ランプが用いられる。触媒塔３６は、内部に、例えば、０．５％の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。弁６５、加熱器３１及び弁６６をバイパスする配管７２の一端が、循環ポンプ３０と弁６５との間で循環配管２９に接続される。配管７２の他端が、弁６６と流量調節弁６７との間で循環配管２９に接続される。弁７３、冷却器３２及び弁７４が配管７２に設置される。カチオン交換樹脂塔３４をバイパスする配管６９Ａの一端が、配管７８と循環配管２９との接続点と流量調節弁６８との間で循環配管２９に接続される。配管６９Ａの他端が、配管８０と循環配管２９との接続点とカチオン交換樹脂塔３４との間で循環配管２９に接続される。流量調節弁６９及び混床樹脂塔３５が配管６９Ａに設置されている。カチオン交換樹脂塔３４は陽イオン交換樹脂を充填している。この陽イオン交換樹脂はＨ型陽イオン交換樹脂である。混床樹脂塔３５は陽イオン交換樹脂であるＨ型陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂であるＯＨ型陰イオン交換樹脂を混合して充填している。
【0087】
酸化剤供給装置３９は、図５に示すように、薬液タンク４０、供給ポンプ４１及び４４、及び供給配管４２及び４５を有する。供給配管４２の一端が薬液タンク４０に接続され、供給配管４２の他端が流量調節弁６７と紫外線照射装置３３との間で循環配管２９に接続される。供給ポンプ４１及び弁４３が供給配管４２に設置される。供給配管４５の一端が薬液タンク４０に接続され、供給配管４５の他端が流量調節弁７０と触媒塔３６との間で循環配管２９に接続される。供給配管４５の他端は、流量調節弁７０と触媒塔３６との間で循環配管２９に接続されるのではなく、紫外線照射装置３３に、直接、接続されてもよい。薬液タンク４０には、酸化剤である過酸化水素が充填される。酸化剤としては、過酸化水素以外に、オゾン、または酸素を溶解した水を用いてもよい。供給ポンプ４４及び弁４６が供給配管４２に設置される。酸化還元電位計６１が、配管７８と循環配管２９との接続点と紫外線照射装置３３との間で循環配管２９に接続される。
【0088】
流量調節弁６７、紫外線照射装置３３、流量調節弁６８、カチオン交換樹脂塔３４、流量調節弁７０及び触媒塔３６をバイパスする配管７５の一端が、配管７２の、弁７４側の一端と循環配管２９との接続点と、流量調節弁６７との間で循環配管２９に接続される。配管７５の他端が、循環配管２９と供給配管５５との接続点と、触媒塔３６との間で循環配管２９に接続される。流量調節弁７６，７７Ａ及び７７が、上流よりこの順番で配管７５に設置される。配管７８の一端が流量調節弁７６と流量調節弁７７Ａとの間で配管７５に接続される。配管７８の他端が紫外線照射装置３３と流量調節弁６８との間で循環配管２９に接続される。その配管７８の他端が流量調節弁７６と流量調節弁７７Ａとの間で配管７５に接続される。流量調節弁８１を有する配管８０の一端がカチオン交換樹脂塔３４と流量調節弁７０との間で循環配管２９に接続される。その配管８０の他端が流量調節弁７７Ａと流量調節弁７７との間で配管７５に接続される。
【0089】
化学除染剤供給装置４７が、酸化除染剤タンク４８、酸化除染剤供給配管４９、還元除染剤タンク５１、還元除染剤供給配管５２、タンク５４及び供給配管５５を有する。酸化除染剤タンク４８に接続された酸化除染剤供給配管４９が、タンク５４に接続される。弁５０が酸化除染剤供給配管４９に設けられる。還元除染剤タンク５１に接続された還元除染剤供給配管５２が、タンク５４に接続される。弁５３が還元除染剤供給配管５２に設けられる。弁５６を有してタンク５４に接続された供給配管５５が、触媒塔３６と水位調整タンク３７との間で循環配管２９に接続される。
【0090】
酸化除染剤としては、過マンガン酸または過マンガン酸カリウムが用いられる。還元除染剤としては、シュウ酸、マロン酸、ギ酸、アスコルビン酸のうちの少なくとも一種が用いられる。酸化除染剤タンク４８には、酸化除染剤である、例えば、過マンガン酸カリウムの水溶液が充填される。還元除染剤タンク５１には、還元除染剤である、例えば、シュウ酸の水溶液が充填される。
【0091】
ｐＨ調整剤注入装置５７が、薬液タンク５８及び注入配管５９を有する。薬液タンク５８は、弁６０を有する注入配管５９によって、供給配管５５と循環配管２９との接続点と水位調整タンク３７との間で循環配管２９に接続される。ｐＨ調整剤であるヒドラジンの水溶液が、薬液タンク５８内に充填される。
【0092】
ｐＨ計９５が、水位調整タンク３７と循環ポンプ３８との間で循環配管２９に設置されている。
【0093】
弁８３を有する採水管８２が、弁６６と流量調節弁６７との間で循環配管２９に接続される。弁８５を有する採水管８４が、酸化還元電位計６１の循環配管２９への設置位置と紫外線照射装置３３との間で循環配管２９に接続される。弁８７を有する採水管８６が、循環配管２９と配管８０との接続点とカチオン交換樹脂塔３４との間で循環配管２９に接続される。弁８９を有する採水管８８が、循環配管２９と配管７５との接続点と触媒塔３６との間で循環配管２９に接続される。
【0094】
化学除染装置２８の操作を行う操作盤（図示せず）が設けられる。この操作盤には、化学除染装置２８に設けられた全ての弁及び全てのポンプを個々に操作するレバーまたはボタンが操作盤に設けられる。また、表示装置６３は操作盤に設置される。
【0095】
ＢＷＲプラント１の運転は、１つの運転サイクルでの運転が終了した後に停止される。この運転停止後に、炉心４に装荷されている燃料集合体の一部が使用済燃料集合体として取り出され、燃焼度０ＧＷｄ／ｔの新しい燃料集合体が炉心４に装荷される。このような燃料交換が終了した後、ＢＷＲプラント１が、次の運転サイクルでの運転のために再起動される。燃料交換のためにＢＷＲプラント１が停止されている期間を利用して、ＢＷＲプラント１の保守点検が行われる。
【0096】
上記のようにＢＷＲプラント１の運転が停止されている期間中において、ＢＷＲプラント１におけるステンレス鋼部材の一つである、ＲＰＶ３に連絡されるステンレス鋼製の配管系、例えば、再循環系配管６を対象にした、本実施例の化学除染方法が実施される。この化学方法では、鉄酸化物、クロム酸化物及び放射性核種を含む酸化皮膜が内面に形成された再循環系配管６に対して、酸化除染及び還元除染が実施される。
【0097】
ＢＷＲプラント１における再循環系配管６を対象にした、本実施例の化学除染方法を、図１及び図２に示す手順に基づいて以下に説明する。本実施例の化学除染方法では、化学除染装置２８が用いられ、図１に示されるステップＳ１～Ｓ７及びＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。ステップＳ７の工程は、図２に示されるステップＳ８～Ｓ１０及びＳ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程を含んでいる。さらに、ステップＳ１０の工程は、図２に示すように、ステップＳ１１～Ｓ１５，Ｓ１８及びＳ１９の各工程を含んでいる。
【0098】
まず、化学除染方法が実施される配管系に、化学除染装置を接続する（ステップＳ１）。ＢＷＲプラント１の運転が停止された後のＢＷＲプラント１の運転停止期間内で、仮設設備である化学除染装置２８の循環配管２９の両端が、ステンレス鋼製の再循環系配管（原子力プラントの構成部材）６に接続される。再循環系配管６はＢＷＲプラントの構成部材である。その循環配管２９の再循環系配管６への接続作業を具体的に説明する。ＢＷＲプラント１運転停止後に、例えば、再循環系配管６に接続された浄化系配管２０に設置された弁２５のボンネットを開放してこのボンネットの浄化系ポンプ２１側を封鎖する。化学除染装置２８の循環配管２９の一端部、すなわち、循環配管２９の、開閉弁７１側の端部を弁２５のフランジに接続する。これにより、循環配管２９の一端部が再循環ポンプ７の上流で再循環系配管６に接続される。さらに、再循環ポンプ７の下流側で再循環系配管６に接続された、ドレン配管または計装配管などの枝管２６に設けられた弁２７のボンネットを開放してこのボンネットの、再循環系配管６とは反対側を封鎖する。循環配管２９の他端部、すなわち、循環配管２９の、開閉弁６４側の端部を弁２７のフランジに接続する。これにより、循環配管２９の他端部が再循環ポンプ７の下流で再循環系配管６に接続される。
【0099】
このように、循環配管２９の両端部を再循環系配管６に接続することによって、再循環系配管６及び循環配管２９を含む閉ループが形成される。再循環系配管６の両端部におけるＲＰＶ３の各開口部は、化学除染水溶液がＲＰＶ１２内に流入しないように、プラグ（図示せず）でそれぞれ封鎖される。
【0100】
化学除染対象物の配管系及び化学除染装置に水張し、水張り後に水を昇温する（ステップＳ２）。再循環系配管６、及び化学除染装置２８の循環配管２９内に水張りする。この水張りは、例えば、原子炉補機冷却水系（図示せず）を用いて行う。開閉弁６４，弁６５及び６６，流量調節弁６７，６８及び７０及び開閉弁７１をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、原子炉補機冷却水系から、循環配管２９及び再循環系配管６内に冷却水が供給され、それらの配管内が水で満たされる。そして、循環ポンプ３０及び３８が駆動され、その水が、循環配管２９及び再循環系配管６を含む閉ループ内で循環される。この閉ループ内を循環する水は、加熱器３１により９０℃に加熱される。
【0101】
化学除染装置２８に設けられた全ての弁及び全てのポンプの個々に制御指令を出力する、操作盤に設けられたレバーまたはボタンを、オペレータが手動により操作する。該当するレバーまたはボタンが操作されることによって、操作盤から前述の制御指令が出力され、この制御指令により該当する弁が開閉され、ポンプの駆動または停止が行われる。例えば、前述の流量調節弁６７を開くときには、オペレータが、手動で、流量調節弁６７に対応して操作盤に設けられたレバーを「開」の方向に回すことにより、操作盤から流量調節弁６７を開く制御指令が出力される。この制御指令に基づいて、流量調節弁６７が開く。例えば、循環ポンプ３０の「駆動」及び「停止」も、オペレータによるボタン操作によって、操作盤から出力される制御指令に基づいて行われる。本出願の明細書においては、オペレータによるレバーまたはボタンの手動操作、及び操作盤からの制御指令の出力の説明を省略して、単に、操作対象機器の名称及び操作対象機器の動作、例えば、「弁を開く」、「弁を閉じる」、「ポンプを駆動する」及び「ポンプを停止する」を記述する。
【0102】
酸化除染を実施する（ステップＳ３）。運転を経験したＢＷＲプラント１は、ＲＰＶ３内の炉水と接触する、再循環系配管６の内面に、鉄酸化物、クロム酸化物及び放射性核種を含んでいる酸化皮膜を形成している。この酸化皮膜を溶解する化学除染が実施される。この化学除染は、酸化除染及び還元除染を含む。
【0103】
まず、酸化除染について説明する。弁５０を開くことによって、酸化除染剤タンク４８内の過マンガン酸カリウムの水溶液（酸化除染剤水溶液）が、酸化除染剤供給配管４９を通してタンク５４内に供給される。このとき、弁５３は閉じている。再循環系配管６及び循環配管２９を含む閉ループ内を流れる酸化除染剤水溶液（過マンガン酸カリウム水溶液）の酸化除染剤（過マンガン酸カリウム）濃度ＣＳＭｎ（単位：ｐｐｍ）が２００～５００ｐｐｍとなるように、化学除染剤供給装置４７のタンク５４に酸化除染剤水溶液を充填する。タンク５４内の酸化除染剤水溶液の量をＶＯＭｎ（単位：Ｌ）とすると、タンク５４内の酸化除染剤濃度ＣＯＭｎ（単位：ｐｐｍ）は式（９）によって求められる。
【0104】
ＣＯＭｎ＝ＣＳＭｎ×ＶＳ÷ＶＯＭｎ … （９）
流量調節弁６７，７９及び８１を閉じて流量調節弁７６，７７Ａ及び７７を開いた状態で、弁５６を開くことにより、タンク５４に過マンガン酸カリウム水溶液を、供給配管５５を通して循環配管２９内の水に注入する。過マンガン酸カリウム水溶液の循環配管２９への供給量は、弁５６の開度を調節することにより制御される。タンク５４からの過マンガン酸カリウム水溶液の注入により、循環配管２９及び再循環系配管６内を流れる過マンガン酸カリウム水溶液の過マンガン酸カリウム濃度は、２００～５００ｐｐｍの範囲内で、例えば、３００ｐｐｍとなる。
流量調節弁６７，７９及び８１を閉じて流量調節弁７６，７７Ａ及び７７を開いた状態で、弁５６を開くことにより、タンク５４に過マンガン酸カリウム水溶液を、供給配管５５を通して循環配管２９内の水に注入する。過マンガン酸カリウム水溶液の循環配管２９への供給量は、弁５６の開度を調節することにより制御される。タンク５４からの過マンガン酸カリウム水溶液の注入により、循環配管２９及び再循環系配管６内を流れる過マンガン酸カリウム水溶液の過マンガン酸カリウム濃度は、２００～５００ｐｐｍの範囲内で、例えば、３００ｐｐｍとなる。
【0105】
９０℃で過マンガン酸カリウム濃度が３００ｐｐｍである過マンガン酸カリウム水溶液が、循環配管２９から再循環系配管６に供給される。過マンガン酸カリウム水溶液は、再循環系配管６内で、再循環系配管６の内面に形成された、鉄酸化物、クロム酸化物及び放射性核種を含む酸化皮膜と接触し、酸化除染を実施する。この酸化除染によって、酸化皮膜に含まれたクロム酸化物が過マンガン酸カリウム水溶液に溶出する。ｐＨ計９５は、再循環系配管６から循環配管２９に戻った過マンガン酸カリウム水溶液のｐＨを測定する。このようなｐＨ計９５は、再循環系配管６から循環配管２９に戻された過マンガン酸カリウム水溶液のｐＨを監視するために用いられる。過マンガン酸カリウム水溶液は、循環配管２９及び再循環系配管６を含む閉ループ内を循環し、再循環系配管６の酸化除染を実施する。再循環系配管６に対する酸化除染時間が所定時間を経過したとき、その酸化除染が終了する。具体的には、酸化除染に必要な量の過マンガン酸カリウム水溶液が循環配管２９に供給されてから２時間～６時間が経過したとき、その酸化除染が終了する。
【0106】
酸化除染液に含まれる酸化除染剤を分解する（ステップＳ４）。酸化除染が終了したとき、弁５３を開いて還元除染剤タンク５１内の還元除染剤水溶液であるシュウ酸水溶液が、還元除染剤供給配管５２を通してタンク５４に供給される。このとき、弁５０は閉じている。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸は、ステップＳ４の工程では、酸化除染剤である過マンガン酸カリウムの分解剤として機能する。前述の閉ループ内に存在する過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムを分解するために必要な量のシュウ酸が循環配管２９に供給されるように、弁５６を開くことによって、タンク５４内のシュウ酸水溶液が供給配管５５を通して循環配管２９に供給される。シュウ酸水溶液の循環配管２９への供給量は、弁５６の開度を調節することにより制御される。
【0107】
過マンガン酸カリウム濃度をＣＯＭｎ（単位：ｐｐｍ）及びタンク５４に充填するシュウ酸溶液の容量をＶＲＯＡ２（単位：Ｌ）とすると、過マンガン酸カリウムを分解して水酸化マンガンを生成するために必要なシュウ酸濃度ＣＲＯＡ２（単位：ｐｐｍ）は、下記の式（１０）によって求められる。
【0108】
ＣＲＯＡ２＝（５／２）×（９０／１５８）×ＣＯＭｎ×ＶＳ÷ＶＲＯＡ２…（１０）
タンク５４内に存在する過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムは、還元除染剤タンク５１からタンク５４に供給されたシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸によって分解される。さらに、循環配管２９及び再循環系配管６内のそれぞれに存在する過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムが、循環配管２９に注入されたそのシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸によって分解される。供給配管５５から循環配管２９へのシュウ酸水溶液の供給は、前述の閉ループ内に存在する過マンガン酸カリウム水溶液と均等に混ざるように、過マンガン酸カリウム水溶液を閉ループ内に流しながら行われる。
タンク５４内に存在する過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムは、還元除染剤タンク５１からタンク５４に供給されたシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸によって分解される。さらに、循環配管２９及び再循環系配管６内のそれぞれに存在する過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムが、循環配管２９に注入されたそのシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸によって分解される。供給配管５５から循環配管２９へのシュウ酸水溶液の供給は、前述の閉ループ内に存在する過マンガン酸カリウム水溶液と均等に混ざるように、過マンガン酸カリウム水溶液を閉ループ内に流しながら行われる。
【0109】
酸化除染水溶液である過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムは、注入されたシュウ酸（分解剤）と下記の式（１１）示すように反応して分解され、水酸化マンガン（２Ｍｎ（ＯＨ）２）を生成する。
【0110】
２ＫＭｎＯ４＋５(ＣＯＯＨ)２
＝ ２Ｍｎ（ＯＨ）２＋２ＫＯＨ＋５ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ…（１１）
過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムが分解されると、再循環系配管６から循環配管２９に戻された過マンガン酸カリウム水溶液が紫色から無色透明になる。過マンガン酸カリウム水溶液が無色透明になったことを確認し、酸化除染剤の分解工程を終了する。過マンガン酸カリウム水溶液が無色透明になったことは、例えば、弁８３を開いて採水管８２により、循環配管２９からサンプリングした水溶液の色を見ることによって確認することができる。過マンガン酸カリウムの分解が終了した後、前述の閉ループには、シュウ酸濃度が低いシュウ酸水溶液が循環する。
＝ ２Ｍｎ（ＯＨ）２＋２ＫＯＨ＋５ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ…（１１）
過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムが分解されると、再循環系配管６から循環配管２９に戻された過マンガン酸カリウム水溶液が紫色から無色透明になる。過マンガン酸カリウム水溶液が無色透明になったことを確認し、酸化除染剤の分解工程を終了する。過マンガン酸カリウム水溶液が無色透明になったことは、例えば、弁８３を開いて採水管８２により、循環配管２９からサンプリングした水溶液の色を見ることによって確認することができる。過マンガン酸カリウムの分解が終了した後、前述の閉ループには、シュウ酸濃度が低いシュウ酸水溶液が循環する。
【0111】
過マンガン酸カリウム水溶液の替りに過マンガン酸水溶液を用いて再循環系配管６の内面に対する酸化除染を行ってもよい。その酸化除染を実施するとき、過マンガン酸水溶液は、酸化除染剤タンク４８からタンク５４を経て循環配管２９に注入される。注入された過マンガン酸水溶液が、循環配管２９から再循環系配管６に供給され、再循環系配管６の内面の酸化除染を実施する。過マンガン酸水溶液による酸化除染が終了した後、過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸を分解するために、還元除染剤タンク５１内のシュウ酸水溶液が、タンク５４を経て循環配管２９に注入される。
【0112】
過マンガン酸濃度ＣＯＭｎ２（単位：ｐｐｍ）及びタンク５４に充填するシュウ酸溶液の容量をＶＲＯＡ２（単位：Ｌ）とすると、過マンガン酸使用液に含まれる過マンガン酸を分解して水酸化マンガンを生成するために必要なシュウ酸濃度ＣＲＯＡ２（単位：ｐｐｍ）は、下記の式（１２）によって求められる。
【0113】
ＣＲＯＡ２＝（５／２）×（９０／１２０）×ＣＯＭｎ２×ＶＳ÷ＶＲＯＡ２ …（１２）
酸化除染水溶液である過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸は、注入されたシュウ酸（分解剤）と下記の式（１３）示すように反応して分解され、水酸化マンガン（２Ｍｎ（ＯＨ）２）を生成する。
酸化除染水溶液である過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸は、注入されたシュウ酸（分解剤）と下記の式（１３）示すように反応して分解され、水酸化マンガン（２Ｍｎ（ＯＨ）２）を生成する。
【0114】
２ＨＭｎＯ４＋５(ＣＯＯＨ)２
＝ ２Ｍｎ(ＯＨ)２＋５ＣＯ２＋４Ｈ２Ｏ …（１３）
過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸が分解されると、再循環系配管６から循環配管２９に戻された過マンガン酸水溶液が紫色から薄茶色になる。過マンガン酸水溶液が薄茶色になったことを確認し、酸化除染剤、すなわち、過マンガン酸の分解工程を終了する。
＝ ２Ｍｎ(ＯＨ)２＋５ＣＯ２＋４Ｈ２Ｏ …（１３）
過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸が分解されると、再循環系配管６から循環配管２９に戻された過マンガン酸水溶液が紫色から薄茶色になる。過マンガン酸水溶液が薄茶色になったことを確認し、酸化除染剤、すなわち、過マンガン酸の分解工程を終了する。
【0115】
還元除染及び紫外線照射を実施する（ステップＳ５）。流量調節弁７９及び７０を閉じて流量調節弁６８，８１，７７及び７７Ａを開く。弁５３を開くことにより、還元除染剤タンク５１内の還元除染剤水溶液であるシュウ酸水溶液が、還元除染剤供給配管５２を通してタンク５４に供給される。このとき、弁５０は閉じている。タンク５４内のシュウ酸水溶液が、弁５６の開度の調節により、供給量が制御されて供給配管５５を通して循環配管２９に供給される。還元除染のためのシュウ酸水溶液の循環配管２９への供給は、過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムの分解が終了した後に行われる。
【0116】
タンク５４内のシュウ酸水溶液のシュウ酸濃ＣＳＯＡ（単位：ｐｐｍ）が２０００～３０００ｐｐｍとなるように、シュウ酸水溶液がタンク５４内に充填される。なお、タンク５４内に充填されるシュウ酸水溶液の量をＶＲＯＡ（単位：Ｌ）とすると、タンク５４内のシュウ酸案水溶液のシュウ酸濃度ＣＲＯＡ（単位：ｍｇ／Ｌ）は、下記の以下の式（１４）で求められる。
【0117】
ＣＲＯＡ＝ＣＳＯＡ×ＶＳ÷ＶＲＯＡ …（１４）
生成されたシュウ酸水溶液のｐＨ調整のために、弁６０を開いて、ｐＨ調整剤注入装置５７の薬液タンク５８内のｐＨ調整剤であるヒドラジンの水溶液が、注入配管５９を通して循環配管２９内のシュウ酸水溶液に注入される。循環配管２９内を流れるシュウ酸水溶液のｐＨがｐＨ計９５で計測される。この測定されたｐＨ値に基づいて弁６０の開度を制御し、循環配管２９へのヒドラジン水溶液の注入量を調節する。このヒドラジン水溶液の注入量の調節により、シュウ酸水溶液のｐＨが２．５に調節される。
生成されたシュウ酸水溶液のｐＨ調整のために、弁６０を開いて、ｐＨ調整剤注入装置５７の薬液タンク５８内のｐＨ調整剤であるヒドラジンの水溶液が、注入配管５９を通して循環配管２９内のシュウ酸水溶液に注入される。循環配管２９内を流れるシュウ酸水溶液のｐＨがｐＨ計９５で計測される。この測定されたｐＨ値に基づいて弁６０の開度を制御し、循環配管２９へのヒドラジン水溶液の注入量を調節する。このヒドラジン水溶液の注入量の調節により、シュウ酸水溶液のｐＨが２．５に調節される。
【0118】
ｐＨが２．５で９０℃のヒドラジンを含むシュウ酸水溶液が、循環配管２９から再循環系配管６に供給され、再循環系配管６の内面に形成されて酸化除染によりクロム酸化物が溶出された酸化皮膜の表面と接触する。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸によって、再循環系配管６の内面の還元除染が実施され、その酸化皮膜が溶解される。酸化皮膜に含まれる鉄及び放射性核種は、シュウ酸水溶液中に溶出される。再循環系配管６からシュウ酸水溶液に溶出した鉄イオンはＦｅ３＋である。このような再循環系配管６に対する還元除染は、シュウ酸水溶液を循環配管２９及び再循環系配管６を含む閉ループ内で循環させながら実施される。
【0119】
再循環系配管６から循環配管２９に戻されたシュウ酸水溶液は、Ｆｅ３＋及び放射性核種を含んでいる。流量調節弁６７及び７６のそれぞれ開度を調整し、紫外線照射装置３３に供給されるシュウ酸水溶液（ヒドラジンを含む）の流量を調節する。流量調節弁７９及び７０が閉じられて流量調節弁６８，８１及び７７が開いているため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、カチオン交換樹脂塔３４に供給され、配管８０及び７５内を流れ、流量調節弁７７の下流で循環配管２９に戻される。紫外線照射装置３３及びカチオン交換樹脂塔３４に供給されるシュウ酸水溶液の流量は、１時間当たり、カチオン交換樹脂塔３４に充填された陽イオン交換樹脂の容量の３０～６０倍の容量が望ましい。
【0120】
シュウ酸水溶液が紫外線照射装置３３に供給されている間、紫外線照射装置３３によって紫外線がシュウ酸水溶液に照射される。シュウ酸水溶液に含まれているＦｅ３＋は、紫外線の照射によってＦｅ２＋に還元され、シュウ酸水溶液に含まれているシュウ酸が分解される（前述の式（２）参照）。ステップＳ５の工程（還元除染）では、後述の還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）におけるように、例えば、紫外線を照射する前において、循環配管２９内のシュウ酸水溶液に、供給配管４２より酸化剤である過酸化水素が供給されない。このため、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定する酸化還元電位計６１で測定された酸化還元電位に基づいて、濃度比把握装置６２で求められた、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数は、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液が過酸化水素（酸化剤）を含んでいないため、「１」以下である。
【0121】
濃度比把握装置６２は、その濃度比の対数の替りに、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液の、測定された酸化還元電位に基づいて、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を求めることもできる。紫外線が照射されたシュウ酸水溶液が過酸化水素を含んでいないときには、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比は「１０」以下になる。
【0122】
紫外線照射装置３３から排出された、Ｆｅ２＋を含むシュウ酸水溶液は、過酸化水素を含んでいないため、カチオン交換樹脂塔３４に供給される。このＦｅ２＋は、カチオン交換樹脂塔３４内で陽イオン交換樹脂に吸着され、シュウ酸水溶液から除去される。シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋は、マイナスイオンであるシュウ酸鉄(III)錯体としてシュウ酸水溶液中に存在するため、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂に吸着されない。紫外線照射によってＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、Ｆｅ２＋がその陽イオン交換樹脂に吸着されて除去されるため、カチオン交換樹脂塔３４から排出されたシュウ酸水溶液の鉄イオン濃度を低減することができる。このため、シュウ酸水溶液による再循環系配管６の内面に対する還元除染が促進される。
【0123】
シュウ酸水溶液への紫外線照射によってシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が分解され、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が低下する。このシュウ酸濃度の低下を補償するため、シュウ酸水溶液がタンク５４から循環配管２９に供給される。紫外線照射によるシュウ酸濃度の低下は、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液を、弁８５を開いて採水管８４を通してサンプリングし、サンプリングされたシュウ酸水溶液の分析によって知ることができる。シュウ酸水溶液のサンプリング後、弁８５を閉じる。還元除染は、循環配管２９及び再循環系配管６を含む閉ループ内でシュウ酸水溶液を循環させながら実施される。
【0124】
還元除染の終了を判定する（ステップＳ６）。還元除染を実施した配管系、具体的には、再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下したとき、または、還元除染の開始からの経過時間が所定時間に達したときに、還元除染工程を終了してもよい。さらに、放射性核種の金属陽イオンを吸着するカチオン交換樹脂塔３４から放出される放射線を放射線検出器で測定し、この放射線検出器から出力された出力信号に基づいて求められた線量率に基づいて、還元除染工程の終了を判定してもよい。
【0125】
例えば、再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下したとき、ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」となり、再循環系配管６に対する還元除染が終了する。再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下していない場合には、ステップＳ６の判定が「ＮＯ」となり、ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ６の工程が継続して実施される。ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になったときには、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）が実施される。
【0126】
還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）は、紫外線の照射工程（ステップＳ８）、酸化剤の供給工程（ステップＳ９）、酸化剤の供給量制御工程（ステップＳ１０）、還元除染水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給工程（ステップＳ１６）及び触媒及び酸化剤による還元除染剤の分解工程（ステップＳ１７）を含んでいる。還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）の詳細を以下に説明する。
【0127】
還元除染水溶液に紫外線を照射する（ステップＳ８）。ステップＳ５の工程と同様に、紫外線照射装置３３に流入した、Ｆｅ３＋及びヒドラジンを含むシュウ酸水溶液に紫外線を照射する。この紫外線照射によって、式（２）に示されるように、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸の一部が二酸化炭素（ＣＯ２）及び水（Ｈ２Ｏ）に分解される。
【0128】
循環配管２９と供給配管４２の接続点よりも上流で、循環配管２９に接続された採水管８２に設けられた弁８５を開いて、採水管８２によりは紫外線が照射される前のシュウ酸水溶液をサンプリングする。サンプリングしたシュウ酸水溶液を分析し、シュウ酸水溶液の金属イオン濃度、放射能濃度及びシュウ酸濃度を求める。
【0129】
酸化剤を還元除染剤水溶液に供給する（ステップＳ９）。流量調節弁６８及び８１が閉じられて流量調節弁７９，７７Ａ及び７７が開いている。酸化剤、例えば、過酸化水素が酸化剤供給装置３９から流量調節弁６７と紫外線照射装置３３の間で循環配管２９に供給される。この過酸化水素の供給を具体的に説明する。弁４３を開いて供給ポンプ４１を駆動する。このとき、弁４６が閉じている。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４２を通して、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。薬液タンク４０内の過酸化水素は、供給配管４２を通して、紫外線照射装置３３内に供給してもよい。
【0130】
流量調節弁６７よりも上流における循環配管２９内に存在するシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度をＣＳＯＡ（単位：ｐｐｍ）とすると、当量の過酸化水素濃度ＣＳＨＰ（単位：ｐｐｍ）は下記の式（１５）で表される。
【0131】
ＣＳＨＰ ＝ ＣＳＯＡ×（３４／９０） …（１５）
シュウ酸水溶液の過酸化水素濃度が、例えば、０．０５％の濃度となるように、紫外線照射装置３３へのシュウ酸水溶液の流入流速を考慮して、酸化剤供給装置３９から過酸化水素を供給する。酸化剤供給装置３９の薬液タンク４０には、過酸化水素の３０％原液を充填する。弁４３を開いて供給ポンプ４１により過酸化水素の流量を調節し、薬液タンク４０から循環配管２９に過酸化水素を供給する。紫外線照射装置３３へのシュウ酸水溶液の流入速度をＦＵＶ（単位：Ｌ/ｈ）とすると、循環配管２９への過酸化水素の供給速度ＦＨＰＵＶ（単位：Ｌ/ｈ）は下記の式（１６）で表される。
シュウ酸水溶液の過酸化水素濃度が、例えば、０．０５％の濃度となるように、紫外線照射装置３３へのシュウ酸水溶液の流入流速を考慮して、酸化剤供給装置３９から過酸化水素を供給する。酸化剤供給装置３９の薬液タンク４０には、過酸化水素の３０％原液を充填する。弁４３を開いて供給ポンプ４１により過酸化水素の流量を調節し、薬液タンク４０から循環配管２９に過酸化水素を供給する。紫外線照射装置３３へのシュウ酸水溶液の流入速度をＦＵＶ（単位：Ｌ/ｈ）とすると、循環配管２９への過酸化水素の供給速度ＦＨＰＵＶ（単位：Ｌ/ｈ）は下記の式（１６）で表される。
【0132】
ＦＨＰＵＶ ＝ ０．０５×ＣＳＨＰ×１０－６×ＦＵＶ÷０．３ …（１６）
過酸化水素が供給された、少なくとも紫外線照射装置３３内では、前述の式（２）の反応が生じる。すなわち、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋は紫外線の照射によりＦｅ２＋に還元される。さらに、シュウ酸水溶液に過酸化水素を供給することによって、前述の式（３）に示す反応によって、・ＯＨ及びＯＨ－が生成され、紫外線の照射により生成されたＦｅ２＋の一部がＦｅ３＋になる。そして、前述の式（３）に示すように、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸と・ＯＨが下記の式（１７）で示されるように反応し、シュウ酸が水とに二酸化炭素に分解される。
過酸化水素が供給された、少なくとも紫外線照射装置３３内では、前述の式（２）の反応が生じる。すなわち、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋は紫外線の照射によりＦｅ２＋に還元される。さらに、シュウ酸水溶液に過酸化水素を供給することによって、前述の式（３）に示す反応によって、・ＯＨ及びＯＨ－が生成され、紫外線の照射により生成されたＦｅ２＋の一部がＦｅ３＋になる。そして、前述の式（３）に示すように、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸と・ＯＨが下記の式（１７）で示されるように反応し、シュウ酸が水とに二酸化炭素に分解される。
【0133】
・ＯＨ＋(ＣＯＯＨ)２ → Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２ …（１７）
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、配管７８及び７５を通って流量調節弁７７の下流で循環配管２９に戻され、再循環系配管６に供給される。流量調節弁６８が閉じられているため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液はカチオン交換樹脂塔３４に供給されない。
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、配管７８及び７５を通って流量調節弁７７の下流で循環配管２９に戻され、再循環系配管６に供給される。流量調節弁６８が閉じられているため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液はカチオン交換樹脂塔３４に供給されない。
【0134】
弁８５を開いて採水管８４によりは紫外線を照射されたシュウ酸水溶液をサンプリングする。サンプリングしたシュウ酸水溶液を分析し、シュウ酸水溶液のＦｅ２＋及びＦｅ３＋それぞれの濃度及びシュウ酸濃度を求める。
【0135】
酸化剤の供給量を制御する（ステップＳ１０）。この酸化剤の供給量制御は、図２に示すように、酸化還元電位を測定するステップＳ１１、Ｆｅ２＋の濃度に対するＦｅ３＋の濃度の比（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比）の対数及びその濃度比のいずれかを求めるステップＳ１２、酸化剤が含まれているかを判定するステップＳ１３、カチオン交換樹脂塔をバイパスするステップＳ１４、酸化剤の供給量を減少させるステップＳ１５、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値未満である、及びその濃度比が第２設定値未満である、のいずれであるかを判定するステップＳ１８、及び酸化剤の供給量を増加させるステップＳ１９の各工程を含む。これらの各工程を以下に具体的に説明する。
【0136】
酸化還元電位を測定する（ステップ１１）。紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液の酸化還元電位が酸化還元電位計６１によって測定される。
【0137】
Ｆｅ２＋の濃度に対するＦｅ３＋の濃度の比（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比）の対数及びその濃度比のいずれかを求める（ステップＳ１２）。酸化還元電位計６１で測定された酸化還元電位が濃度比把握装置６２に入力される。濃度比把握装置６２は、入力した酸化還元電位に対応する、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋に対するシュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋の濃度比（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比）の対数を図６に示される特性に基づいて求める。図６に示された特性のデータは濃度比把握装置６２の記憶装置（図示せず）に記憶されている。また、濃度比把握装置６２において、入力した酸化還元電位を式（１）のＥに代入することによってＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数を求めてもよい。なお、標準電極電位Ｅ０は、酸化還元電位計６１の電極の材質に応じて定まっており、濃度比把握装置６２のその記憶装置に記憶されている。例えば、式（１）の場合には、標準電極電位Ｅ０は、Ｆｅ２＋とＦｅ３＋の酸化還元反応の標準電極電位である。
【0138】
濃度比把握装置６２では、酸化還元電位計６１によって測定された、シュウ酸水溶液の酸化還元電位に基づいて、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を求めてもよい。式（１）のＥに、測定された酸化還元電位を代入することにより、［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］、すなわち、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を求めることができる。
【0139】
濃度比把握装置６２で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかは、表示装置６３に出力されて表示される。さらに、求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数は、濃度比把握装置６２の記憶装置に記憶される。
【0140】
酸化剤が還元除染水溶液に含まれているかを判定する（ステップＳ１３）。オペレータは、表示装置６３に表示された、濃度比把握装置６２で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数に基づいて、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液（紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液）に酸化剤である過酸化水素が含まれているかを判定する。ステップＳ９において酸化剤供給装置３９の薬液タンク４０からシュウ酸水溶液に供給される過酸化水素の量が過剰であるとき、紫外線照射装置３３から排出されるシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれている。前述したように、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」よりも大きいときには、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれている（図６参照）。濃度比把握装置６２で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」を超えたとき、例えば、その濃度比が「１．３」であるとき、ステップＳ１３における判定は「ＹＥＳ」となる。
【0141】
Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の替りにＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を用いても、ステップＳ１３の判定を実施することができる。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を用いた場合には、その濃度比が「１０」よりも大きいとき、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれている。濃度比把握装置６２で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」を超えたとき、例えば、その濃度比が「１３」であるとき、ステップＳ１３における判定は「ＹＥＳ」となる。
【0142】
ステップＳ１３の工程は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」を超えているか否かの判定、及びＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」を超えているか否かの判定のいずれかの判定を行う工程である。
【0143】
還元除染水溶液がカチオン交換樹脂塔をバイパスするように流動させる（ステップＳ１４）。ステップＳ１３での判定が「ＹＥＳ」になったとき、流量調節弁６８及び８１を閉じて流量調節弁７９，７７Ａ及び７７を開ける。もし、ステップＳ１４の工程を実施するとき、既に、ステップＳ９の工程において述べた流量調節弁６８及び８１のそれぞれが「閉」、及び流量調節弁７９，７７Ａ及び７７のそれぞれが「開」の状態になっている場合には、これらの流量調節弁の開閉状態が維持される。
【0144】
流量調節弁６８及び８１のそれぞれが「閉」になっているため、紫外線照射装置３３から流出したシュウ酸水溶液は、カチオン交換樹脂塔３４には供給されず、配管７８及び７５を流れて流量調節弁７７よりも下流で循環配管２９へと導かれる。このため、過酸化水素が存在するシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される。
【0145】
還元除染水溶液への酸化剤の供給量を減少させる（ステップＳ１５）。ステップＳ１３の判定が「ＹＥＳ」であるため、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」になるように、供給ポンプ４１の回転速度を減少させ、薬液タンク４０から、流量調節弁６７と紫外線照射装置３３との間の循環配管２９を流れているシュウ酸水溶液、及び紫外線照射装置３３内のシュウ酸水溶液のうちの、少なくとも１つのシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる。過酸化水素の供給量の減少は、弁４３の開度の減少によっても行うこともできる。ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１４、Ｓ１５，Ｓ１１，Ｓ１２及びＳ１３の各工程が繰り返される。このような該当する工程の繰り返しにより、やがて、酸化還元電位計６１の出力を入力する濃度比把握装置６２で求められるＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」となり、過酸化水素が、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に含まれなくなる。この結果、供給ポンプ４１の回転速度の低減が停止され、上記したシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量の減少も停止される。さらに、濃度比把握装置６２から出力されるＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」であるとき、過酸化水素が供給配管４２により供給されたシュウ酸水溶液内でのシュウ酸の分解効率は最も高くなる。なお、紫外線照射装置３３から過酸化水素が流出しないため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液をカチオン交換樹脂塔３４に供給する場合であっても、カチオン交換樹脂塔３４への過酸化水素の流入はなく、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂の過酸化水素による劣化も生じない。
【0146】
ステップＳ１３の判定が「ＹＥＳ」であるときには、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」になるように、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の場合と同様に、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる。ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１４、Ｓ１５，Ｓ１１，Ｓ１２及びＳ１３の各工程の繰り返しにより、やがて、濃度比把握装置６２で求められるＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」となり、過酸化水素が、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に含まれなくなる。この結果、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量の減少が停止される。さらに、求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」であるとき、過酸化水素が供給されたシュウ酸水溶液内でのシュウ酸の分解効率は最も高くなる。紫外線照射装置３３から過酸化水素が流出しないため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液が供給されるカチオン交換樹脂塔３４への過酸化水素の流入はなく、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂の過酸化水素による劣化も生じない。
【0147】
ステップＳ１５の工程では、ステップＳ１３の判定が「ＹＥＳ」になったときに、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液のＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」に低下する、及びそのシュウ酸水溶液のＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」に低下する、のいずれかの状態が実現するまで、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が減少される。
【0148】
ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６及びＳ１８の各工程が実施される。まず、ステップＳ１８及びＳ１９の各工程について説明する。
【0149】
Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値未満である、及びＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値未満である、のいずれであるかの判定が行われる（ステップＳ１８）。第１設定値は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数を用いて酸化剤の供給量の増加が必要であるかを判定するために用いられる設定値である。第２設定値は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を用いて酸化剤の供給量の増加が必要であるかを判定するために用いられる設定値である。
【0150】
ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」であって、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が、紫外線照射装置３３からの酸化剤の流出が生じない第１設定値である「１」になっているときには、ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になる。また、ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」であって、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が、紫外線照射装置３３からの酸化剤の流出が生じない第１設定値である「１」になっているときには、ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になる。ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ１６が実施される。
【0151】
もし、ステップＳ１８の判定が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ１９の工程が実施される。
【0152】
酸化剤の供給量を増加する（ステップＳ１９）。濃度比把握装置６２から表示装置６３に出力されて表示されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値である「１」よりも小さいとき、例えば、「０．９」であるとき、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値である「１」になるように、操作盤からの制御指令に基づいて弁４３の開度を増加させ、薬液タンク４０から、流量調節弁６７と紫外線照射装置３３との間の循環配管２９を流れているシュウ酸水溶液、及び紫外線照射装置３３内のシュウ酸水溶液のうちの、少なくとも１つのシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を増加させる。
【0153】
または、表示装置６３に表示されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値である「１０」よりも小さいとき、例えば、「９」であるとき、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値である「１０」になるように、操作盤からの制御指令に基づいて、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」よりも小さいと同様に、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を増加させる。
【0154】
ステップＳ１９の工程は、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値よりも小さい場合においてその対数が第１設定値になる、及びＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値よりも小さい場合においてその濃度比が第２設定値になる、のいずれかが実現されるように、操作盤からの制御指令に基づいてシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を増加させる工程である。
【0155】
ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３及びＳ１８の各工程が繰り返される。やがて、酸化還元電位計６１の出力を入力する濃度比把握装置６２から出力されるＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」になったとき、または、濃度比把握装置６２から出力されるＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」になったときに、ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になる。そして、ステップＳ１６の工程が実施される。ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になったときには、弁４３の開度増加が停止され、上記の循環配管２９への過酸化水素の供給量の増加も停止される。
【0156】
ステップＳ１３の判定が「ＹＥＳ」になったときに、ステップＳ１５の工程で実施される「酸化剤の供給量の減少」、及びステップＳ１８の判定が「ＹＥＳ」になったときに、ステップＳ１９の工程で実施される「酸化剤の供給量の増加」は、測定された、紫外線が照射された還元除染水溶液の酸化還元電位に基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液における、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求め、この濃度比の対数及びその濃度比のいずれかに基づいて、紫外線照射装置３３よりも上流における還元除染水溶液、及び紫外線照射装置３３内の還元除染水溶液の少なくとも一つの還元除染水溶液への酸化剤の供給量を調節することを意味する。
【0157】
そのステップＳ１５の工程で実施される「酸化剤の供給量の減少」、及びそのステップＳ１９の工程で実施される「酸化剤の供給量の増加」は、測定された、紫外線が照射された還元除染水溶液の酸化還元電位に基づいて、紫外線照射装置３３よりも上流における還元除染水溶液、及び紫外線照射装置３３内の還元除染水溶液の少なくとも一つの還元除染水溶液への酸化剤の供給量を調節することも意味している。
【0158】
濃度比把握装置６２から出力されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」であるとき、ステップＳ１３及びＳ１８のそれぞれの判定が「ＮＯ」となるため、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」に維持されるように、弁４３の開度が調節される。または、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」であるときには、ステップＳ１３及びＳ１８のそれぞれの判定が「ＮＯ」となるため、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」に維持されるように、弁４３の開度が調節される。
【0159】
もし、ステップＳ１９の工程での酸化剤の供給量の増加により、ステップＳ１２の工程で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」を超えた場合には、ステップＳ１３の工程における判定が「ＹＥＳ」となり、カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給が停止され（ステップＳ１４）、ステップＳ１５の工程における、供給配管４２からのシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が減少される。過酸化水素の供給量の減少によってステップＳ１３の工程における判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６及びＳ１８の各工程が実施される。
【0160】
もし、ステップＳ１９の工程での酸化剤の供給量の増加により、ステップＳ１２の工程で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」を超えた場合には、ステップＳ１３の工程での判定が「ＹＥＳ」となり、カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給が停止され（ステップＳ１４）、ステップＳ１５の工程における、供給配管４２からのシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が減少される。過酸化水素の供給量の減少によってステップＳ１３の工程における判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６及びＳ１８の各工程が実施される。
【0161】
還元除染水溶液をカチオン交換樹脂塔に供給する（ステップＳ１６）。ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」になったとき、流量調節弁６８及び７０が開いて流量調節弁７９が閉じられる。紫外線照射装置３３で紫外線が照射されたシュウ酸水溶液が、カチオン交換樹脂塔３４に供給される。このシュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋は、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂に吸着され、シュウ酸水溶液から除去される。なお、ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になった場合においても、シュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が継続される。
【0162】
弁８７を開いて採水管８６によりはカチオン交換樹脂塔３４から排出されたシュウ酸水溶液をサンプリングする。サンプリングしたシュウ酸水溶液を分析し、シュウ酸水溶液の、Ｆｅ２＋及びＦｅ３＋を含む金属イオン濃度、放射能濃度及びシュウ酸濃度を求める。
【0163】
還元除染剤を触媒及び酸化剤によって分解する（ステップＳ１７）。カチオン交換樹脂塔３４から排出されたシュウ酸水溶液が、触媒塔３６に供給される。このとき、弁４６を開いて供給ポンプ４４を駆動する。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４５を通して、流量調節弁７０と触媒塔３６の間で循環配管２９に供給される。供給配管４５による過酸化水素の供給によって、過酸化水素はその循環配管２９内を流れるシュウ酸水溶液に注入される。触媒塔３６に供給されたシュウ酸水溶液に含まれているシュウ酸及びヒドラジンは、触媒塔３６内で、活性炭触媒及び注入された過酸化水素の作用によって分解される。すなわち、シュウ酸は式（１８）の反応によって分解され、ヒドラジンは式（１９）の反応によって分解される。シュウ酸は二酸化炭素及び水に分解され、ヒドラジンは窒素及び水に分解される。なお、供給配管４５により循環配管２９に供給される過酸化水素は、シュウ酸との反応当量の１～２倍にすることが望ましい。
【0164】
（ＣＯＯＨ）２＋Ｈ２Ｏ２ → ２ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ ……（１８）
Ｎ２Ｈ４＋２Ｈ２Ｏ２ → Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ ……（１９）
薬液タンク４０内の過酸化水素を、供給配管４５により、カチオン交換樹脂塔３４の下流であって触媒塔３６の上流の位置で循環配管２９に供給しているときにおいても、その薬液タンク４０内の過酸化水素は、流量調節弁６７の下流であって紫外線照射装置３３の上流の位置で循環配管２９に供給される。
Ｎ２Ｈ４＋２Ｈ２Ｏ２ → Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ ……（１９）
薬液タンク４０内の過酸化水素を、供給配管４５により、カチオン交換樹脂塔３４の下流であって触媒塔３６の上流の位置で循環配管２９に供給しているときにおいても、その薬液タンク４０内の過酸化水素は、流量調節弁６７の下流であって紫外線照射装置３３の上流の位置で循環配管２９に供給される。
【0165】
触媒塔３６から排出されたシュウ酸水溶液は、定期的に弁８９を開くことによって採水管８８を通してサンプリングされる。シュウ酸水溶液のサンプリングが終了した後、弁８９を閉じる。サンプリングされたシュウ酸水溶液に試験紙を接触させ、この試験紙によって、触媒塔３６から排出されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれているかをチェックする。試験紙によるチェックによって、触媒塔３６から排出されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれていることが確認されたとき、すなわち、触媒塔３６からの過酸化水素の流出が確認されたとき、酸化剤供給装置３９の弁４６の開度を減少させ、供給配管４５による触媒塔３６への過酸化水素の供給量を減少させる。このような過酸化水素の供給量の減少によって、触媒塔３６からの過酸化水素の流出が防止され、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される。
【0166】
弁８９を開いて採水管８８によりは触媒塔３６から排出されたシュウ酸水溶液をサンプリングする。サンプリングしたシュウ酸水溶液を分析し、シュウ酸水溶液の金属イオン濃度、放射能濃度及びシュウ酸濃度を求める。
【0167】
還元除染剤の分解を終了するかを判定する（ステップＳ２０）。ステップＳ１７の工程で還元除染剤であるシュウ酸の分解を行っているとき、ステップＳ２０における判定が行われる。触媒塔３６から排出されたシュウ酸水溶液の一部を、前述したように、採水管８８を通してサンプリングして分析することにより、触媒塔３６から排出されたシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度を知ることができる。そのシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が１０ｐｐｍ以下になったとき、ステップＳ２０の工程における判定が「ＹＥＳ」となり、還元除染剤の分解工程（ステップＳ１０）を終了する。触媒塔３６から排出されたシュウ酸水溶液の導電率が１ｍＳ／ｍ以下になった場合においても、ステップＳ２０の工程における判定が「ＹＥＳ」となり、還元除染剤の分解工程を終了してもよい。なお、シュウ酸水溶液に含まれたヒドラジンは、シュウ酸よりも早く分解されるため、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が１０ｐｐｍまで低下したときには、シュウ酸水溶液のヒドラジン濃度は「０」になっている。
【0168】
ステップＳ２０の判定が「ＮＯ」になったときには、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、紫外線の照射工程（ステップＳ８）酸化剤の供給工程（ステップＳ９）、酸化剤の供給量制御工程（ステップＳ１０）、還元除染水溶液のカチオン交換樹脂塔への供給工程（ステップＳ１６）及び触媒及び酸化剤による還元除染剤の分解工程（ステップＳ１７）の各工程が実施される。
【0169】
Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数の第１設定値を、０．８以上１以下の範囲内の値、例えば、「０．９」に設定した場合について説明する。酸化剤の供給量制御工程Ｓ１０において、ステップＳ１３での判定が「ＹＥＳ」になったとき、濃度比把握装置６２から出力されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値である「０．９」になるように、弁４３の開度を減少させ、供給配管４２による薬液タンク４０から循環配管２９への過酸化水素の供給量を減少させる（ステップＳ１５）。過酸化水素の供給量の減少により、ステップＳ１２で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「０．９」になったとき、ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」となり、過酸化水素が紫外線照射装置３３から流出しなくなる。
【0170】
しかしながら、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」になった後においても、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値である「０．９」に低下するまで、弁４３の開度を減少させて循環配管２９への過酸化水素の供給量を減少させる。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「０．９」まで低下したとき、弁４３の開度減少は停止され、過酸化水素の供給量の減少も停止される。この結果、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数を「０．９」に維持させる、弁４３の開度制御が継続される。
【0171】
そして、ステップＳ１８の判定が実施される。もし、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値である「０．９」よりも低下してステップＳ１８の判定が「ＹＥＳ」になったとき、ステップＳ１９の工程が実施され、弁４３の開度を増加させる。このため、紫外線照射装置３３に供給されるシュウ酸水溶液の過酸化水素濃度も増加し、酸化還元電位計６１で測定される、シュウ酸水溶液の酸化還元電位も増加する。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数も第１設定値に向かって増加する。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数がその第１設定値である「０．９」になったとき、弁４３の開度増加が停止され、紫外線照射装置３３への過酸化水素の供給量の増加も停止される。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数を「０．９」に維持させる弁４３の開度制御が継続される。ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６の工程が継続して行われる。
【0172】
Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の第２設定値を、８以上１０以下の範囲内の値、例えば、「９」に設定した場合について説明する。ステップＳ１３での判定が「ＹＥＳ」になったとき、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値である「９」になるように、循環配管２９への過酸化水素の供給量を減少させる。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「９」まで低下したとき、ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」となり、過酸化水素が紫外線照射装置３３から流出しなくなる。
【0173】
しかしながら、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」になった後においても、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値である「９」に低下するまで、循環配管２９への過酸化水素の供給量を減少させる。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「９」まで低下したとき、過酸化水素の供給量の減少も停止される。この結果、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を「９」に維持させる、弁４３の開度制御が継続される。
【0174】
そして、ステップＳ１８の判定が実施される。もし、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値である「９」よりも低下してステップＳ１８の判定が「ＹＥＳ」になったとき、ステップＳ１９の工程が実施され、弁４３の開度を増加させる。このため、紫外線照射装置３３に供給されるシュウ酸水溶液の過酸化水素濃度も増加し、シュウ酸水溶液の酸化還元電位も増加する。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比も第２設定値に向かって増加する。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比がその第２設定値である「９」になったとき、紫外線照射装置３３への過酸化水素の供給量の増加も停止される。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を「９」に維持させる弁４３の開度制御が継続される。ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６の工程が継続して行われる。
【0175】
ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、浄化を実施する（ステップＳ２１）。流量調節弁７９を開いて流量調節弁６８を閉じ、カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給を停止する。弁７３及び７４を開けて弁６５及び６６を閉じることにより、そのシュウ酸水溶液を、循環配管２９から冷却器３２に供給して６０℃以下に冷却する。このとき、流量調節弁６９が開いて流量調節弁７９が閉じられているため、６０℃のシュウ酸水溶液が混床樹脂塔３５に供給される。このシュウ酸水溶液に残留している陽イオン及び陰イオンが、混床樹脂塔３５内の陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂に吸着されて除去される。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸も混床樹脂塔３５内で除去される。このため、再循環系配管６及び循環配管２９内に存在する水溶液は、シュウ酸を実質的に含んでいない。
【0176】
化学除染の終了を判定する（ステップＳ２２）。酸化、還元除染を実施した配管系、具体的には、再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下したとき、ステップＳ２２の判定が「ＹＥＳ」となり、再循環系配管６に対する化学除染を終了する。なお、再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下したことは、例えば、再循環系配管６の傍に放射線検出器（図示せず）を配置し、再循環系配管６から放出される放射線をその放射線検出器で計測する。その放射線を検出した放射線検出器から出力された出力信号に基づいて求められた線量率に基づいて、再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下したかを確認することができる。
【0177】
再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下していない場合には、ステップＳ２２の判定が「ＮＯ」となり、ステップＳ３～Ｓ２２の各工程が繰り返される。ステップＳ２２の判定が「ＹＥＳ」になったときには、排水工程（ステップＳ２３）が実施される。
【0178】
なお、再循環系配管６の表面線量率ではなく、酸化、還元除染の繰り返し回数が所定の回数に達したときに、化学除染を終了してもよい。
【0179】
本実施例では、浄化工程（ステップ２１）が終了した後に、ステップＳ２２の判定が実施されるので、ステップＳ２２の判定が「ＮＯ」である場合に、酸化除染工程（ステップＳ３）を再度実施したとしても、この酸化除染工程で循環配管２９に注入される過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムを、再循環系配管の酸化除染に対して有効に利用することができる。このように、酸化除染工程を再度実施した場合において注入した過マンガン酸カリウムを有効に利用できる理由は、ステップ２１の除染工程の終了時において、再循環系配管６及び循環配管２９内に存在する水溶液がシュウ酸を実質的に含んでいないため、注入された過マンガン酸カリウムがシュウ酸によって分解されないからである。
【0180】
排水を実施する（ステップＳ２３）。ステップＳ２２の判定が「ＹＥＳ」になった後、ポンプ（図示せず）を有する高圧ホース（図示せず）により循環配管２９と廃液処理装置（図示せず）を接続する。再循環系配管６及び循環配管２９内に残っている水溶液は、そのポンプを駆動することにより循環配管２９から高圧ホースを通して廃液処理装置（図示せず）に排出され、廃液処理装置で処理される。
【0181】
ステップＳ２２の排水工程が終了した後、化学除染装置２８の循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0182】
（１）本実施例によれば、酸化剤（例えば、過酸化水素）を含む還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）に紫外線を照射し、紫外線が照射された還元除染水溶液の酸化還元電位を測定し、この測定された酸化還元電位に基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを短時間に確認することができる。
【0183】
なお、従来の手法によれば、紫外線が照射された還元除染水溶液をサンプリングし、サンプリングした還元除染水溶液を分析してその還元除染水溶液に含まれる酸化剤の濃度を求めていた。このようにして求める酸化剤濃度に基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを確認するため、この確認に要する時間が長くなる。本実施例は、従来に比べて、紫外線照射後の還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを確認するために要する時間を短縮できる。
【0184】
（２）本実施例では、測定された酸化還元電位に基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液におけるＦｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求めるので、この濃度比の対数及びその濃度比のいずれかに基づいて、すなわち、その濃度比の対数が「１」以下及びその濃度比が「１０」以下のいずれかであれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が過酸化剤を含んでいないと直ちに判定することができる。ちなみに、その濃度比の対数が「１」を超えている、及びその濃度比が「１０」を超えている、のいずれかであれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいると直ちに判定することができる。
【0185】
（３）求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」を超えている、及びその濃度比が「１０」を超えている、のいずれかである場合、すなわち、紫外線照射された還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）に酸化剤（例えば、過酸化水素）が含まれている場合には、酸化剤を含む還元除染水溶液のカチオン交換樹脂塔３４へのその還元除染水溶液の供給を停止させることができる。このため、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂の劣化を著しく抑制することができ、その陽イオン交換樹脂の寿命を延ばすことができる。
【0186】
（４）本実施例では、還元除染対象物である再循環系配管６から排出された還元除染水溶液に紫外線を照射することにより還元除染剤（例えば、シュウ酸）が分解され、さらに、触媒塔３６への酸化剤の供給により、触媒塔３６内の触媒及び酸化剤の作用によっても還元除染剤を分解することができる。このため、本実施例においては、還元除染剤の分解が促進され、それの分解に要する時間も短縮される。Ｆｅ２＋と過酸化水素の反応により生成される・ＯＨの作用によっても還元除染剤が分解されるため、還元除染剤の分解に要する時間が、さらに、短縮される。
【0187】
（５）紫外線を照射された還元除染水溶液の、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」以下である、及びその濃度比が「１０」以下である、いずれかであるとき、その還元除染水溶液は酸化剤を含んでいない。このため、紫外線を照射されて酸化剤を含んでいない還元除染水溶液を、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。この結果、還元除染水溶液に含まれているＦｅ２＋を、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂に吸着させて除去することができる。還元除染水溶液からのＦｅ２＋の除去は、還元除染対象である再循環系配管６の内面に対する還元除染を促進させることができる。
【0188】
（６）求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」よりも大きくなったとき、及びその濃度比が「１０」よりも大きくなったときのいずれかにおいて、酸化剤供給装置３９から供給配管４２により循環配管２９に供給される酸化剤の流量を直ちに減少させることができ、紫外線を照射された還元除染水溶液に酸化剤が含まれていない状態を素早く実現することができる。
【0189】
（７）求められた、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」以下である第１設定値よりも小さくなったとき、その濃度比が「１０」以下であるその濃度比の第２設定値よりも小さくなったときのいずれかにおいて、酸化剤供給装置３９から供給配管４２により循環配管２９に供給される酸化剤の流量を増加させることができるため、紫外線が照射された還元除染水溶液におけるその濃度比を短時間に第１設定値または第２設定値まで増加させることができる。このため、還元除染水溶液に含まれている還元除染剤の分解を促進させることができる。
【0190】
（８）紫外線が照射された還元除染水溶液における、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が第１設定値未満である、及びその濃度比が第２設定値未満であるのいずれかである（ステップＳ１８の判定が「ＹＥＳ」）ときに、酸化剤の供給量を増加させ（ステップＳ１９）、その後、「酸化剤が含まれているか」の判定が実施される（ステップＳ１３）ので、前述の酸化剤の供給量の増加により、もし、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数が「１」を超えた場合、及びの濃度比が「１０」を超えた場合のいずれかにおいて、直ちに、酸化剤の供給量を減少させる（ステップＳ１５）ことができる。このため、紫外線が照射された還元除染水溶液に酸化剤が含まれている状態を、早期に解消することができる。
【0191】
（９）ステップＳ２２の判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ３の工程（酸化除染工程）が実施される。本実施例では、ステップＳ２２の工程（化学除染終了の判定）がステップＳ２１の工程（浄化工程）が終了した後に行われるため、再循環系配管６及び循環配管２９内に存在する水溶液はシュウ酸を実質的に含んでいなく、循環配管２９に注入された過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムがシュウ酸によりほとんど分解されない。酸化除染を再度実施するために注入された過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムは、再循環系配管６の酸化除染のために有効に利用することができる。
【0192】
（１０）本実施例では、ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１８の判定及びステップＳ１６の工程が実施される。ステップＳ１８の判定が「ＹＥＳ」となったとき、ステップＳ１９の工程が実施されているときにおいても、ステップＳ１６の工程が実施され、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋がカチオン交換樹脂塔３４で除去される。このため、シュウ酸水溶液におけるＦｅ２＋の濃度がより早く減少し、再循環系配管６の還元除染が促進されて還元除染の終了を早めることができる。ただし、ステップＳ１９の工程によるシュウ酸水溶液への過酸化水素の注入により、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が１を超えたまたはその濃度比が１０を超えたと、ステップＳ１３で判定された場合には、ステップＳ１４の工程により、カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給を停止できる。
【実施例2】
【0193】
【0194】
本実施例の化学除染方法においても、実施例１で実施されたステップＳ１～Ｓ２３の各工程が実施される。このような本実施例の化学除染方法では、図８に示す化学除染装置２８Ａが用いられる。化学除染装置２８Ａは、実施例１で用いられる化学除染装置２８に制御装置９０が追加された構成を有する。化学除染装置２８Ａの他の構成は、化学除染装置２８と同じである。本実施例の化学除染方法においては、ステップＳ２～Ｓ２３の各工程が、制御装置９０による自動制御で実施される。
【0195】
化学除染装置２８Ａにおいて、制御装置９０は濃度比把握装置６２に接続されている。さらに、制御装置９０は、酸化剤供給装置３９における供給ポンプ４１及び４４、及び弁４３及び４６、流量調節弁６７，６８，６９，７０，７６，７７，７７Ａ，７９及び８１のそれぞれにも接続されている。化学除染装置２８Ａにおける、これらのポンプ及び弁以外のポンプ及び弁のそれぞれにも、制御装置９０は接続されている。
【0196】
本実施例の化学除染方法では、上記した各弁及び各ポンプが制御装置９０によって制御される以外は、実施例１と同様に、ステップＳ２～Ｓ２３の各工程が実施される。
【0197】
ステップＳ１の工程が、実施例１と同様に実施される。ステップＳ２の工程において、開閉弁６４，弁６５及び６６，流量調節弁６７，６８及び７０及び開閉弁７１をそれぞれが、制御装置９０によって開けられる。他の弁は閉じられている。循環配管２９及び再循環系配管６が、冷却水で満たされる。制御装置９０によって循環ポンプ３０及び３８が駆動され、加熱器３１により９０℃に加熱された冷却水が循環配管２９及び再循環系配管６を含む閉ループ内で循環される。
【0198】
ステップＳ３の工程（酸化除染の実施）では、制御装置９０によって弁５０及び５６が開けられることにより、実施例１と同様に、酸化除染剤タンク４８内の過マンガン酸カリウム水溶液が、タンク５４を経由して循環配管２９内の９０℃の水に注入される。過マンガン酸水溶液が、循環配管２９及び再循環系配管６を含む閉ループ内を循環しながら、再循環系配管６の内面に対する酸化除染を実施する。
【0199】
ステップＳ４の工程（酸化除染剤の分解）において、制御装置９０によって弁５３が開けられて弁５０が閉じられる。還元除染剤タンク５１内のシュウ酸水溶液がタンク５４を経て循環配管２９内に供給される。循環配管２９及び再循環系配管６内の過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムが、実施例１と同様に、供給されるシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸によって分解される。
【0200】
ステップＳ５の工程（還元除染及び紫外線照射の実施）では、制御装置９０によって流量調節弁６８，８１及び７７が開けられる。流量調節弁７９及び７０は閉じている。制御装置９０は、化学除染剤供給装置４７の弁５３及び５６を開き、ｐＨ調整剤注入装置５７の弁６０を開く。実施例１と同様に、還元除染剤タンク５１からシュウ酸水溶液が、ｐＨ調整剤注入装置５７によってヒドラジンが循環配管２９に注入される。ヒドラジンの注入によってｐＨが２．５に調節された、９０℃でヒドラジンを含むシュウ酸水溶液が、前述の閉ループ内を循環しながら再循環系配管６の内面に接触するため、その内面に対する還元除染が実施される。
【0201】
そのシュウ酸水溶液に紫外線が、実施例１と同様に、照射され、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液が、カチオン交換樹脂塔３４に供給される。シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋が、カチオン交換樹脂塔３４によって除去される。紫外線照射によって、シュウ酸水溶液に含まれる一部のシュウ酸が分解される。
【0202】
再循環系配管６の表面線量率が設定線量率まで低下したとき、または還元除染時間が所定時間に達したとき、ステップＳ６の工程（還元除染の終了判定）における判定が「ＹＥＳ」となり、再循環系配管６に対する還元除染が終了する。ステップＳ６の工程の判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ６の工程の判定が「ＹＥＳ」になるまでステップＳ５の判定が継続して実施される。
【0203】
その後、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）が実施される。まず、シュウ酸水溶液への紫外線の照射（ステップＳ８）が実施される。ステップＳ９の工程（酸化剤の供給）では、制御装置９０によって、流量調節弁６８及び８１が閉じられ、流量調節弁７９，７７Ａ及び７７が開けられる。さらに、制御装置９０によって、弁４３が開けられ、供給ポンプ４１が駆動される。弁４６は閉じて、供給ポンプ４４は停止されたままである。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４２により、例えば、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。紫外線照射装置３３において、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液に紫外線が照射される。紫外線照射によって、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸の一部が分解される。式（３）の反応で生成された・ＯＨによっても、シュウ酸の一部が分解される。
【0204】
ステップＳ１０の工程（酸化剤の供給量制御）において、まず、酸化還元電位の測定（ステップＳ１１）が実施される。濃度比把握装置６２が、酸化還元電位計６１で測定された酸化還元電位を用いてＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求める（ステップＳ１２）。求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかは、制御装置９０に入力される。制御装置９０は、濃度比把握装置６２で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかに基づいて、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液の酸化剤である過酸化水素が含まれているかを判定する（ステップＳ１３）。紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれている（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」よりも大きい及びその濃度比が「１０」よりも大きい、のいずれかである）と判定されたき、制御装置９０は、流量調節弁６８及び８１を閉じて流量調節弁７９，７７Ａ及び７７を開ける。このため、紫外線が照射されて過酸化水素が含まれたシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される（ステップＳ１４）。そして、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」になる、及びその濃度比が「１０」になる、のいずれかになるように、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が減少される（ステップＳ１５）。制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を低減させる（または弁４３の開度を減少させる）。これによって、過酸化水素の供給量が減少される。
【0205】
ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６及びＳ１８の各工程が実施される。まず、ステップＳ１８及びＳ１９の各工程について説明する。
【0206】
制御装置９０において、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比がＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値未満である、及びその濃度比が第２設定値未満である、のいずれかの判定が行われる（ステップＳ１８）。制御装置９０がステップＳ１８において「ＹＥＳ」と判定したとき、酸化剤の供給量が増加される（ステップＳ１９）。ステップＳ１９において、制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を増加させ（または弁４３の開度を増加させ）、過酸化水素の供給量を増加させる。
【0207】
Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数の第１設定値を、０．８以上１以下の範囲内に設定することが望ましい。第１設定値を「０，９」に設定した場合について説明する。制御装置９０によるステップＳ１３での判定が「ＹＥＳ」になったとき、濃度比把握装置６２から出力されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値である「０．９」になるように、制御装置９０が循環配管２９への過酸化水素の供給量を減少させる（ステップＳ１５Ｂ）。過酸化水素の供給量の減少により、求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「０．９」になったとき、ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」となり、過酸化水素が紫外線照射装置３３から流出しなくなる。
【0208】
制御装置９０は、ステップＳ１８において、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値である「０．９」未満であると判定したとき、酸化剤の供給量を増加する（ステップＳ１９）。
【0209】
Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の第２設定値を８以上１０以下の範囲内に設定することが望ましい。第２設定値を「９」に設定した場合には、濃度比把握装置６２から出力されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「９」になるように、制御装置９０が循環配管２９への過酸化水素の供給量を減少させる（ステップＳ１５Ｂ）。過酸化水素の供給量の減少により、求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「９」になったとき、ステップＳ１３の判定が「ＮＯ」となり、過酸化水素が紫外線照射装置３３から流出しなくなる。制御装置９０は、ステップＳ１８において、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「９」未満であると判定したとき、酸化剤の供給量を増加する（ステップＳ１９）。
【0210】
ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３及びＳ１８の各工程が繰り返される。やがて、酸化還元電位計６１の出力を入力する濃度比把握装置６２から入力されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値になったとき、制御装置９０がステップＳ１８において「ＮＯ」と判定する。その濃度比が第１設定値になったときにおいても、制御装置９０がステップＳ１８において「ＮＯ」と判定する。そして、ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ１６の工程が実施される。ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になったときには、弁４３の開度増加が停止され、上記の循環配管２９への過酸化水素の供給量の増加も停止される。
【0211】
Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の第２設定値を、８以上１０以下の範囲内の、例えば、「９」に設定した場合には、実施例１と同様に、ステップＳ１３の判定、ステップＳ１４及びＳ１５の各工程、ステップＳ１８の判定及びステップＳ１９の工程が実施される。
【0212】
ステップＳ１３における判定が「ＮＯ」になったとき、制御装置９０が、流量調節弁６８及び７０を開いて流量調節弁７９を閉じる。流量調節弁８１は閉じられている。実施例１と同様に、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液がカチオン交換樹脂塔３４に供給され（ステップＳ１６）、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋はカチオン交換樹脂塔３４で除去される。なお、ステップＳ１８の判定が「ＮＯ」になった場合においても、シュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が継続される。
【0213】
触媒塔３６内で、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が、触媒及び過酸化水素の作用により分解される（ステップＳ１７）。制御装置９０によって、弁４６が開けられて供給ポンプ４４が駆動される。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４５により、循環配管２９に供給される。過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が触媒塔３６内に導かれシュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸及びヒドラジンは、活性炭触媒及び注入された過酸化水素の作用によって分解される。
【0214】
その後、還元除染剤であるシュウ酸の分解が終了したかが判定され（ステップＳ２０）、この判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１６及びＳ１７の各工程が実施される。ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、浄化工程が実施され（ステップＳ２１）、浄化工程の終了後に化学除染終了の判定が実施され（ステップＳ２２）、さらに、排水が実施される（ステップＳ２３）。
【0215】
ステップＳ２２の排水工程が終了した後、化学除染装置２８Ａの循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0216】
本実施例は実施例１で生じる（１）～（１０）の各効果を得ることができる。
【0217】
また、本実施例では、（１１）本実施例では、制御装置９０が用いられるため、化学除染装置２８Ａにおける各弁及び各ポンプを自動制御することができ、さらに、Ｆｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを用いて、紫外線照射装置３３及び触媒塔３６のそれぞれへの酸化剤の供給量の制御を自動化することができる。
【実施例3】
【0218】
本発明の好適な他の実施例である実施例３の化学除染方法を、図１、図２、図４、図５及び図９を用いて説明する。本実施例の化学除染方法は、ＢＷＲプラントの、他の構成部材である原子炉浄化系の浄化系配管に適用される。
【0219】
【0220】
化学除染方法が実施される配管系に、化学除染装置を接続する（ステップＳ１）。ＢＷＲプラント１の運転が停止された後のＢＷＲプラント１の運転停止期間内で、仮設設備である化学除染装置２８の循環配管２９の両端が、原子炉浄化系の、炭素鋼製の浄化系配管２０に接続される。この循環配管２９の浄化系配管２０への接続作業を具体的に説明する。浄化系配管２０の一端は、再循環ポンプ７の上流で再循環系配管６に接続されている。浄化系配管２０の他端は、高圧給水加熱器１６の下流で給水配管１１に接続される。浄化系配管２０には、上流から下流に向かって、浄化系ポンプ２１、再生熱交換器２２、非再生熱交換器２３及び炉水浄化装置２４が、この順番で設置されている。
【0221】
ＢＷＲプラント１運転停止後に、例えば、浄化系配管２０の、浄化系ポンプ２１と再生熱交換器２２の間に設置された弁９３のボンネットを開放してこのボンネットの再生熱交換器２２側を封鎖する。化学除染装置２８の循環配管２９の一端部、すなわち、循環配管２９の、開閉弁６４側の端部を弁９３のフランジに接続する。これにより、循環配管２９の一端部が再循環ポンプ７の上流で浄化系配管２０に接続される。さらに、再循環系配管６と浄化系配管２０の接続点付近で浄化系配管２０に設けられた弁２５のボンネットを開放してこのボンネットの再循環系配管６側を封鎖する。循環配管２９の他端部、すなわち、循環配管２９の、開閉弁７１側の端部を弁２５のフランジに接続する。これにより、循環配管２９の他端部が浄化系配管２０に接続される。
【0222】
このように、循環配管２９の両端部を浄化系配管２０に接続することによって、浄化系配管２０及び循環配管２９を含む閉ループが形成される。
【0223】
その後、浄化系配管２０を化学除染の対象にした本実施例においても、水張り・昇温工程（ステップＳ２）、浄化系配管２０に対する酸化除染の工程（ステップＳ３）、酸化除染剤の分解工程（ステップＳ４）、浄化系配管２０に対する還元除染及び紫外線照射の工程（ステップＳ５）、還元除染の終了判定の工程（ステップＳ６）、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）、浄化工程（ステップＳ２１）、化学除染の終了判定の工程（ステップＳ２２）及び排水工程（ステップＳ２３）の各工程が、実施例１と同様に実施される。ステップＳ６の還元除染の終了判定は、浄化系配管２０の表面近くに配置した放射線検出器９４から出力された出力信号に基づいて求められた線量率に基づいて行われる。
【0224】
ステップＳ２３の排水工程が終了した後、化学除染装置２８の循環配管２９が、化学除染対象の浄化系配管２０から取り外される。その後、浄化系配管２０が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0225】
本実施例は、実施例１で生じる（１）～（１０）の各効果を得ることができる。
【0226】
実施例３において、化学除染装置２８の替りに化学除染装置２８Ａを浄化系配管２０に接続し、化学除染装置２８Ａを用いて浄化系配管２０の内面に対する化学除染を実施してもよい。
【0227】
前述した各実施例は、原子力プラントの構成部材、例えば、配管系に化学除染装置を接続し、その配管系の内面に対する化学除染を実施している。しかしながら、廃止措置の対象になった原子力プラントは解体される。原子力プラントの解体において、切断及び分解等によって発生した、原子力プラントの構成部材は、化学除染を行うことによって、付着している放射性核種を除去することができ、線量レベルを低減することができる。
【0228】
廃止措置対象の原子力プラントの解体作業によって発生した、原子力プラントの構成部材の切断片、例えば、配管（再循環系配管及び浄化系配管等）の切断片を例に挙げて、この切断片に対する化学除染について説明する。
【0229】
実施例１で用いられる前述の化学除染装置２８の循環配管２９の一端部である開閉弁６４側の端部が、特開２０１９－１９１０７５号公報の図８に示されるように、除染容器の底部に接続される。化学除染装置２８の循環配管２９の他端部である開閉弁７１側の端部が、除染容器の上端に取り外し可能に取り付けられる上蓋に接続される。化学除染対象の配管の複数の切断片が、上蓋を開けて、除染容器内に収納され、その後、除染容器の上端に上蓋が取り外し可能に取り付けられる。除染容器及び循環配管を含む閉ループ内で、酸化除染水溶液（例えば、過マンガン酸カリウム水溶液）を循環させて、除染容器内に存在する配管の各切断片に対して酸化除染を実施する。さらに、その閉ループ内で還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）を循環させて、除染容器内に存在する配管の各切断片に対して還元除染を実施する。
【0230】
除染容器内に存在する配管の各切断片に対する化学除染では、実施例１におけるステップＳ２～Ｓ２３の各工程（図１および図２参照）が実施される。なお、化学除染装置２８の替りに化学除染装置２８Ａの循環配管２９の両端が接続された除染容器を用いれば、実施例２の化学除染方法を、除染容器内に収納された配管の複数の切断片に対して実施することができる。
【実施例4】
【0231】
【0232】
本実施例の化学除染方法に用いられる化学除染装置２８Ｂ（図１１参照）は、実施例１で用いられる化学除染装置２８（図１参照）から濃度比把握装置６２を削除し、酸化還元電位計６１を表示装置６３に接続した構成を有する。化学除染装置２８Ｂの他の構成は、化学除染装置２８の構成と同じである。
【0233】
本実施例の化学除染方法では、図１に示されたステップＳ１～Ｓ６の各工程、図１０に示されたステップＳ７Ａ、及び図１に示されたＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。ステップＳ７Ａの還元除染剤の分解工程は、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ａ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程を含んでいる。さらに、ステップＳ１０Ａの酸化剤の供給流量制御工程は、ステップＳ１１，Ｓ１３Ａ，Ｓ１４，Ｓ１５Ａ，Ｓ１８Ａ及びＳ１９Ａの各工程を含む。
【0234】
本実施例の化学除染方法においても、実施例１で実施されたステップＳ１～Ｓ６の各工程が実施される。ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になった後、ステップＳ８の工程（還元除染水溶液への紫外線照射）及びステップＳ９の工程（酸化剤の供給）が実施例１と同様に実施される。
【0235】
開閉弁６４、弁６５及び６６及び流量調節弁６７が開いているため、再循環系配管６から循環配管２９に戻されたシュウ酸水溶液は、紫外線照射装置３３に導かれる。ステップＳ８の工程において、紫外線照射装置３３により、紫外線がシュウ酸水溶液に照射される。さらに、ステップＳ９の工程において、過酸化水素が、酸化剤供給装置３９から供給配管４２を通して、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。紫外線が過酸化水素を含むシュウ酸水溶液に照射されることによって、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸の一部が二酸化炭素及び水に分解される（式（２）参照）。
【0236】
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、流量調節弁６８が閉じられているため、カチオン交換樹脂塔３４に供給されず、配管７８及び７５を通って流量調節弁７７の下流で循環配管２９に戻され、再循環系配管６に供給される。
【0237】
次に、酸化剤の供給量の制御（ステップＳ１０Ａ）が行われる。ステップＳ１０Ａの工程では、ステップＳ１１，Ｓ１３Ａ，Ｓ１４，Ｓ１５Ａ，Ｓ１８Ａ及びＳ１９Ａの各工程が実施される。
【0238】
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液の酸化還元電位が酸化還元電位計６１によって測定される（ステップＳ１１）。測定された酸化還元電位が表示装置６３に表示される。ステップＳ１３Ａの工程（酸化剤が含まれているかを判定）では、オペレータが、表示装置６３に表示された酸化還元電位に基づいて、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれているかを判定する。表示された酸化還元電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」よりも大きいとき、例えば、その酸化還元電位が４５０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥであるとき、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれており（図６参照）、ステップＳ１３Ａでの判定が「ＹＥＳ」となる。
【0239】
ステップＳ１３Ａでの判定が「ＹＥＳ」であるとき、実施例１と同様に、ステップＳ１４の工程が実施される。すなわち、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が、カチオン交換樹脂塔３４をバイパスし、カチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される。紫外線照射装置３３から排出されるシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれないようにするため、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる（ステップＳ１５Ａ）。ステップＳ１３Ａの判定が「ＹＥＳ」であるため、オペレータが操作盤に設けられたレバーまたはボタンを操作し、操作盤から、過酸化水素の供給量を減少させる制御指令を出力させる。測定された酸化還元電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」に低下するように、その制御指令により、供給ポンプ４１の回転速度を減少させ（または、弁４３の開度を減少させ）、酸化剤供給装置３９の薬液タンク４０から、例えば、紫外線照射装置３３よりも上流の部分で循環配管２９に流れているシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる。
【0240】
ステップＳ１３Ａの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１４，Ｓ１５Ａ，Ｓ１１及びＳ１３Ａの各工程が繰り返される。このような該当する工程の繰り返しにより、やがて、酸化還元電位計６１で測定された酸化還元電位が、低減され、少なくとも「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」になる。この結果、過酸化水素が、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に含まれなくなり、供給ポンプ４１の回転速度の低減が停止される。過酸化水素を含まないシュウ酸水溶液は、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。さらに、測定された酸化還元電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」であるとき、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液内でのシュウ酸の分解効率が最も高くなる。
【0241】
ステップＳ１３Ａの判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ１８Ａの判定（酸化還元電位が第３設定値未満であるかの判定）が実施される。第３設定値は、還元酸化電位を用いて酸化剤の供給量の増加が必要であるかを判定するために用いられる設定値である。その第３設定値は、３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以上４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下の範囲（３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ～４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥの範囲）内の値にすることが望ましい。ここでは、第３設定値を、例えば、３９０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥとする。
【0242】
測定された酸化還元電位が第３設定値である「３９０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」未満になっているときには、ステップＳ１８Ａの判定が「ＹＥＳ」になる。ステップＳ１８Ａの判定が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ１９Ａの工程（酸化剤の供給量の増加）が実施される。紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液の酸化還元電位が「３９０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」未満の、例えば、３７０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥであるとき、ステップＳ１９Ａの工程において、その酸化還元電位が３９０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥになるように、オペレータにより供給ポンプ４１の回転速度が増加され、例えば、紫外線照射装置３３に導かれるシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が増加される。このため、そのシュウ酸水溶液の酸化還元電位が３９０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥまで増加する。この３９０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥは４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下であるため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、過酸化水素を含んでいなく、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。
【0243】
ステップＳ１８Ａの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９Ａ，Ｓ１１，Ｓ１３Ａ及びＳ１８Ａの各工程が繰り返される。ステップＳ１３Ａの判定が「ＮＯ」になったとき、実施例１と同様に、ステップＳ１６の工程（カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給）が実施される。その後、ステップＳ１８Ａの判定が「ＮＯ」になったときにも、ステップＳ１６の工程（カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給）が継続して実施される。さらに、実施例１と同様に、ステップＳ１７の工程（触媒及び酸化剤による還元除染剤の分解）及びステップＳ２０の工程（分解工程終了化の判定）が実施される。ステップＳ２０の判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ａ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程が実施される。
【0244】
ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、実施例１と同様に、ステップＳ２１の工程（浄化）、ステップ２２の工程（化学除染終了の判定）及びステップＳ２３の工程（排水）が実施される。ステップＳ２３の排水工程が終了した後、化学除染装置２８Ｂの循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0245】
本実施例によれば、実施例１で生じる（１）及び（４）の各効果を得ることができる。さらに、本実施例によれば、以下に示す（１２）～（１７）の各効果を得ることができる。
【0246】
（１２）本実施例では、測定された酸化還元電位に基づいて、すなわち、その酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下であれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が過酸化剤を含んでいないと直ちに判定することができる。ちなみに、その酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥを超えていれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいると直ちに判定することができる。
【0247】
（１３）測定された酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥを超える場合、すなわち、紫外線照射された還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）に酸化剤（例えば、過酸化水素）が含まれている場合には、酸化剤を含む還元除染水溶液のカチオン交換樹脂塔３４へのその還元除染水溶液の供給を停止させることができる。このため、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂の劣化を著しく抑制することができ、その陽イオン交換樹脂の寿命を延ばすことができる。
【0248】
（１４）紫外線を照射された還元除染水溶液の、測定された酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下のとき、この還元除染水溶液は酸化剤を含んでいないため、紫外線を照射されて酸化剤を含んでいない還元除染水溶液を、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。この結果、還元除染水溶液に含まれているＦｅ２＋を、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂に吸着させて除去することができる。還元除染水溶液からのＦｅ２＋の除去は、還元除染対象である再循環系配管６の内面に対する還元除染を促進させることができる。
【0249】
（１５）測定された酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きくなったとき、酸化剤供給装置３９から供給配管４２により循環配管２９に供給される酸化剤の流量を直ちに減少させることができ、紫外線を照射された還元除染水溶液に酸化剤が含まれていない状態を素早く実現することができる。
【0250】
（１６）測定された酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下であるその酸化還元電位の第３設定値よりも小さくなったとき、酸化剤供給装置３９から供給配管４２により循環配管２９に供給される酸化剤の流量を増加させることができるため、紫外線が照射された還元除染水溶液におけるその酸化還元電位を短時間にその第３設定値まで増加させることができる。このため、還元除染水溶液に含まれている還元除染剤の分解を促進させることができる。
【0251】
（１７）紫外線が照射された還元除染水溶液における酸化還元電位が第３設定値未満である（ステップＳ１８Ａの判定が「ＹＥＳ」）ときに、酸化剤の供給量を増加させ（ステップＳ１９Ａ）、その後、「酸化剤が含まれているか」の判定が実施される（ステップＳ１３Ａ）ので、前述の酸化剤の供給量の増加により、もし、酸化還元電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥを超えた場合には、直ちに、酸化剤の供給量を減少させる（ステップＳ１５Ａ）ことができる。このため、紫外線が照射された還元除染水溶液に酸化剤が含まれている状態を、早期に解消することができる。
【実施例5】
【0252】
【0253】
本実施例の化学除染方法においては、実施例１で実施されたステップＳ１～Ｓ６の各工程、図１０に示されたステップＳ７Ａ、及び図１に示されたＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。このような本実施例の化学除染方法では、図１２に示す化学除染装置２８Ｃが用いられる。化学除染装置２８Ｃは、実施例４で用いられる化学除染装置２８Ｂ（図１１参照）に制御装置９０が追加された構成を有する。化学除染装置２８Ｃの他の構成は、化学除染装置２８Ｂと同じである。酸化還元電位計６１が制御装置９０に接続される。制御装置９０は、酸化剤供給装置３９における供給ポンプ４１及び４４、及び弁４３及び４６、流量調節弁６７，６８，６９，７０，７６，７７，７７Ａ，７９及び８１のそれぞれにも接続されている。化学除染装置２８Ｃにおける、これらのポンプ及び弁以外のポンプ及び弁のそれぞれにも、制御装置９０は接続されている。
【0254】
本実施例の化学除染方法においては、ステップＳ２～Ｓ６，Ｓ７Ａ及びＳ２１～Ｓ２３の各工程が、制御装置９０による自動制御で実施される。
【0255】
本実施例に化学除染方法では、上記した各弁及び各ポンプが制御装置９０によって制御される以外は、実施例３と同様に、図１に示されたステップＳ１～Ｓ６の各工程、及び図１０に示されたステップＳ７Ａ及び図１に示されたＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。ステップＳ７Ａの還元除染剤の分解工程は、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ａ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程を含んでいる。さらに、ステップＳ１０Ａの酸化剤の供給流量制御工程は、ステップＳ１１，Ｓ１３Ａ，Ｓ１４，Ｓ１５Ａ，Ｓ１８Ａ及びＳ１９Ａの各工程を含む。
【0256】
実施例２と同様に、制御装置９０による制御によって、該当するそれぞれの弁の開閉操作、循環ポンプ３０及び３８の駆動が行われ、ステップＳ１～Ｓ６の各工程が実施される。ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になったとき、再循環系配管６の内面に対する還元除染工程が終了する。
【0257】
その後、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ａ）が実施される。まず、シュウ酸水溶液への紫外線の照射（ステップＳ８）及びステップＳ９の工程（酸化剤の供給）が、実施例２と同様に実施される。ステップＳ９の工程では、制御装置９０によって、流量調節弁６８及び８１が閉じられ、流量調節弁７９，７７Ａ及び７７が開けられる。さらに、制御装置９０によって、弁４３が開けられ、供給ポンプ４１が駆動される。弁４６は閉じて、供給ポンプ４４は停止されたままである。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４２により、例えば、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。その過酸化水素は、紫外線照射装置３３内に、直接、供給してもよい。紫外線照射装置３３において、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液に紫外線が照射される。紫外線照射によって、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸の一部が分解される。式（３）の反応で生成された・ＯＨによって、さらに、シュウ酸の一部が分解される。
【0258】
ステップＳ１０Ａの工程（酸化剤の供給量制御）において、まず、酸化還元電位の測定（ステップＳ１１）が実施される。酸化還元電位計６１で測定された酸化還元電位が制御装置９０に入力される。制御装置９０は、入力した酸化還元電位に基づいて、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に酸化剤である過酸化水素が含まれているかを判定する（ステップＳ１３Ａ）。紫外線が照射されたシュウ酸水溶液の過酸化水素が含まれている（酸化還元電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」よりも大きい）と判定されたき、制御装置９０は、流量調節弁６８及び８１を閉じて流量調節弁７９，７７Ａ及び７７を開ける。このため、紫外線が照射されて過酸化水素が含まれたシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される（ステップＳ１４）。そして、酸化還元電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」になるように、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が減少される（ステップＳ１５Ａ）。制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を低減させる（または弁４３の開度を減少させる）。これによって、過酸化水素の供給量が減少される。
【0259】
ステップＳ１３Ａの判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６及びＳ１８Ａの各工程が実施される。まず、ステップＳ１８Ａ及びＳ１９Ａの各工程について説明する。
【0260】
制御装置９０において、酸化還元電位が酸化還元電位の第３設定値未満であるかが判定される（ステップＳ１８Ａ）。その第３設定値は、実施例４と同様に、３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以上４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下の範囲（３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ～４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥの範囲）内の値にすることが望ましい。制御装置９０がステップＳ１８Ａにおいて「ＹＥＳ」と判定したとき、酸化剤の供給量が増加される（ステップＳ１９Ａ）。ステップＳ１９Ａにおいて、制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を増加させ（または弁４３の開度を増加させ）、過酸化水素の供給量を増加させる。
【0261】
ステップＳ１８Ａの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９Ａ，Ｓ１１，Ｓ１３Ａ及びＳ１８Ａの各工程が繰り返される。やがて、酸化還元電位計６１から入力した酸化還元電位がこの酸化還元電位の第３設定値になったとき、制御装置９０がステップＳ１８Ａにおいて「ＮＯ」と判定する。そして、ステップＳ１６の工程が実施される。ステップＳ１８Ａの判定が「ＮＯ」になったときには、弁４３の開度増加が停止され、上記の循環配管２９への過酸化水素の供給量の増加も停止される。
【0262】
ステップＳ１３Ａにおける判定が「ＮＯ」になったとき、制御装置９０が、流量調節弁６８及び７０を開いて流量調節弁７９を閉じる。流量調節弁８１は閉じられている。実施例２と同様に、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液がカチオン交換樹脂塔３４に供給され（ステップＳ１６）、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋はカチオン交換樹脂塔３４で除去される。なお、ステップＳ１８Ａの判定が「ＮＯ」になった場合においても、シュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が継続される。
【0263】
触媒塔３６内で、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が、触媒及び過酸化水素の作用により分解される（ステップＳ１７）。制御装置９０によって、弁４６が開けられて供給ポンプ４４が駆動される。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４５により、循環配管２９に供給される。過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が触媒塔３６内に導かれシュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸及びヒドラジンは、活性炭触媒及び注入された過酸化水素の作用によって分解される。
【0264】
その後、還元除染剤であるシュウ酸の分解が終了したかが判定され（ステップＳ２０）、この判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ａ，Ｓ１６及びＳ１７の各工程が実施される。ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、浄化工程（ステップＳ２１）が実施され、化学除染の終了判定の工程（ステップ２２）が実施され、さらに、排水工程（ステップＳ２３）が実施される。
【0265】
ステップＳ２３の排水工程が終了した後、化学除染装置２８Ｃの循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0266】
本実施例は実施例１で生じる（１）及び（４）の各効果、及び実施例４で生じる（１２）～（１７）の各効果を得ることができる。また、（１８）本実施例では、制御装置９０が用いられるため、化学除染装置２８Ｃにおける各弁及び各ポンプを自動制御することができ、さらに、測定された酸化還元電位を用いて、紫外線照射装置３３及び触媒塔３６のそれぞれへの酸化剤の供給量の制御を自動化することができる。
【実施例6】
【0267】
【0268】
本実施例の化学除染方法に用いられる化学除染装置２８Ｄ（図１４参照）は、実施例１で用いられる化学除染装置２８（図１参照）において濃度比把握装置６２を濃度比把握装置６２Ａに替えて酸化還元電位計６１を腐食電位計９６に替え、腐食電位計９６を濃度比把握装置６２Ａに接続した構成を有する。化学除染装置２８Ｄの他の構成は、化学除染装置２８の構成と同じである。
【0269】
本実施例に化学除染方法では、図１に示されたステップＳ１～Ｓ６の各工程、図１３に示されたステップＳ７Ｂ、及び図１に示されたＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。ステップＳ７Ｂの還元除染剤の分解工程は、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｂ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程を含んでいる。さらに、ステップＳ１０Ｂの酸化剤の供給流量制御工程は、ステップＳ１１Ａ，Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ｂ，Ｓ１４，Ｓ１５Ｂ，Ｓ１８Ｂ及びＳ１９Ｂの各工程を含んでいる。
【0270】
本実施例の化学除染方法においても、実施例１で実施されたステップＳ１～Ｓ６の各工程が実施される。ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になった後、ステップＳ７Ｂの工程が実施される。ステップＳ７Ｂの工程においては、まず、ステップＳ８の工程（還元除染水溶液への紫外線照射）及びステップＳ９の工程（酸化剤の供給）が実施例１と同様に実施される。
【0271】
開閉弁６４、弁６５及び６６及び流量調節弁６７が開いているため、再循環系配管６から循環配管２９に戻されたシュウ酸水溶液は、紫外線照射装置３３に導かれる。ステップＳ８の工程において、紫外線照射装置３３により、紫外線がシュウ酸水溶液に照射される。さらに、ステップＳ９の工程において、過酸化水素が、酸化剤供給装置３９から供給配管４２を通して、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。その過酸化水素は供給配管４２により紫外線照射装置３３内に直接供給してもよい。紫外線が過酸化水素を含むシュウ酸水溶液に照射されることによって、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸の一部が二酸化炭素及び水に分解される（式（２）参照）。
【0272】
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、流量調節弁６８が閉じられているため、カチオン交換樹脂塔３４に供給されず、配管７８及び７５を通って流量調節弁７７の下流で循環配管２９に戻され、再循環系配管６に供給される。
【0273】
次に、酸化剤の供給量の制御（ステップＳ１０Ｂ）が行われる。ステップＳ１０Ｂの工程では、ステップＳ１１Ａ，Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ｂ，Ｓ１４，Ｓ１５Ｂ，Ｓ１８Ｂ及びＳ１９Ｂの各工程が実施される。
【0274】
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液の腐食電位が腐食電位計９６によって測定される（ステップＳ１１Ａ）。濃度比把握装置６２Ａが、腐食電位計９６で測定された腐食電位を用いて、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋に対するシュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋の濃度比（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比）の対数及びその濃度比のいずれかを求める（ステップＳ１２Ａ）。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比）の対数は、図７に示される特性に基づいて求められる。求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が表示装置６３に表示される。また、図７に示された特性のデータは濃度比把握装置６２Ａの記憶装置（図示せず）に記憶されている。
【0275】
還元除染水溶液にはＦｅイオンが含まれており、還元除染水溶液の腐食電位（Ｅｅ）は、２価のＦｅイオン濃度［Ｆｅ２＋］に対する３価のＦｅイオン濃度［Ｆｅ３＋］の比を含む式（２０）で表されるネルンストの式で表すことができる。
【0276】
Ｅｅ＝Ｅ０＋(ＲＴ／ｎＦ)・ｌｏｇ(［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］) …（２０）
ここで、Ｅ０は標準電極電位、Ｒは気体定数、Ｔは還元除染水溶液の温度、ｎは価数、及びＦはファラデー定数である。
ここで、Ｅ０は標準電極電位、Ｒは気体定数、Ｔは還元除染水溶液の温度、ｎは価数、及びＦはファラデー定数である。
【0277】
濃度比把握装置６２Ａにおいて、入力した腐食電位を式（２０）のＥｅに代入することによっても、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数を求めることができる。
【0278】
濃度比把握装置６２では、腐食電位計９６によって測定された、シュウ酸水溶液の腐食電位に基づいて、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を求めてもよい。式（２０）のＥｅに、測定された腐食電位を代入することにより、［Ｆｅ３＋］／［Ｆｅ２＋］、すなわち、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比を求めることができる。
【0279】
濃度比把握装置６２で求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかは、表示装置６３に出力されて表示される。
【0280】
ステップＳ１３Ｂの工程（酸化剤が含まれているかを判定）では、オペレータが、表示装置６３に表示されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかに基づいて、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれているかを判定する（ステップＳ１３Ｂ）。表示されたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」よりも大きいとき、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれており（図７参照）、ステップＳ１３Ｂでの判定が「ＹＥＳ」となる。または、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」よりも大きいときにも、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれており、ステップＳ１３Ｂでの判定が「ＹＥＳ」となる。
【0281】
ステップＳ１３Ｂでの判定が「ＹＥＳ」であるとき、実施例１と同様に、ステップＳ１４の工程が実施される。すなわち、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が、前述したように、カチオン交換樹脂塔３４をバイパスし、カチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される。紫外線照射装置３３から排出されるシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれないようにするため、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる（ステップＳ１５Ｂ）。ステップＳ１３Ｂの判定が「ＹＥＳ」であるため、オペレータが操作盤に設けられたレバーまたはボタンを操作し、操作盤から、過酸化水素の供給量を減少させる制御指令を出力させる。求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が、「１」に低下するように、その制御指令により、供給ポンプ４１の回転速度を減少させ（または、弁４３の開度を減少させ）、酸化剤供給装置３９の薬液タンク４０から、例えば、紫外線照射装置３３よりも上流の部分で循環配管２９に流れているシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる。
【0282】
ステップＳ１５Ｂの工程では、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の替りに、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「１０」に低下するように、例えば、紫外線照射装置３３よりも上流の部分で循環配管２９に流れているシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させてもよい。
【0283】
ステップＳ１３Ｂの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１４，Ｓ１５Ｂ，Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａ及びＳ１３Ｂの各工程が繰り返される。このような該当する工程の繰り返しにより、やがて、濃度比把握装置６２Ａで求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」に、または、その濃度比が「１０」になる。この結果、過酸化水素が、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に含まれなくなり、供給ポンプ４１の回転速度の低減が停止される。過酸化水素を含まないシュウ酸水溶液は、流量調節弁６８を開くことにより、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。さらに、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」、または、その濃度比が「１０」であるとき、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液内でのシュウ酸の分解効率が最も高くなる。
【0284】
ステップＳ１３Ｂの判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ１６の工程が実施され、さらに、ステップＳ１８Ｂの判定（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値未満である及びその濃度比が第２設定値未満であるのいずれかの判定）が実施される。ステップＳ１８Ｂの判定について説明する。Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が、紫外線照射装置３３からの酸化剤の流出が生じない「１」以下の第１設定値である、例えば、「０．９」になっているときには、ステップＳ１８Ｂの判定が「ＮＯ」になる。ステップＳ１８Ｂの判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ１６が実施される。
【0285】
もし、求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」以下の第１設定値、例えば、「０．９」未満になっているとき、ステップＳ１８Ｂの判定が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１９Ｂの工程が実施される。腐食電位計９６で測定された腐食電位を用いて、濃度比把握装置６２Ａで求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「０．８」であるとき、ステップＳ１９Ｂの工程において、そのＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「０．９」になるように、オペレータによる操作盤の操作により、供給ポンプ４１の回転速度が増加され、例えば、紫外線照射装置３３に導かれるシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が増加される。このため、そのシュウ酸水溶液のＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「０．９」まで増加する。このＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数の第１設定値は「０．９」であるため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、過酸化水素を含んでいなく、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。
【0286】
Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の第２設定値は８以上１０以下の範囲内に設定することが望ましい。第２設定値が、例えば、「９」であって、求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値である、例えば、「９」未満になっているとき、ステップＳ１８Ｂの判定が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１９Ｂの工程が実施される。測定された腐食電位を用いて求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「８」であるとき、ステップＳ１９Ｂの工程において、そのＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「９」になるように、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が増加される。このため、そのシュウ酸水溶液のＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が「９」まで増加し、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液はカチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。
【0287】
ステップＳ１８Ｂの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９Ｂ，Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ｂ及びＳ１８Ｂの各工程が繰り返される。ステップＳ１３Ｂの判定が「ＮＯ」になり、ステップＳ１８Ｂの判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６の工程（カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給）が継続して実施される。さらに、実施例１と同様に、ステップＳ１７の工程（触媒及び酸化剤による還元除染剤の分解）及びステップＳ２０の工程（分解工程終了化の判定）が実施される。ステップＳ２０の判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｂ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程が実施される。
【0288】
ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、実施例１と同様に、ステップＳ２１の工程（浄化）、ステップＳ２２（化学除染終了の判定）及びステップＳ２３の工程（排水）が実施される。ステップＳ２３の排水工程が終了した後、化学除染装置２８Ｄの循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0289】
本実施例によれば、実施例１で生じる（３）～（８）の各効果を得ることができる。さらに、本実施例によれば、以下に示す（１９）及び（２０）の各効果を得ることができる。
【0290】
（１９）本実施例によれば、酸化剤（例えば、過酸化水素）を含む還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）に紫外線を照射し、紫外線が照射された還元除染水溶液の酸化還元電位を測定し、この測定された腐食電位に基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを短時間に確認することができる。
【0291】
なお、従来の手法によれば、紫外線が照射された還元除染水溶液をサンプリングし、サンプリングした還元除染水溶液を分析してその還元除染水溶液に含まれる酸化剤の濃度を求めていた。このようにして求める酸化剤濃度に基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを確認するため、この確認に要する時間が長くなる。本実施例は、従来に比べて、紫外線照射後の還元除染水溶液が酸化剤を含んでいないことを確認するために要する時間を短縮できる。
【0292】
（２０）本実施例では、測定された腐食電位に基づいて、紫外線が照射された還元除染水溶液におけるＦｅ２＋に対するＦｅ３＋の濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求めるので、この濃度比の対数及びその濃度比のいずれかに基づいて、すなわち、その濃度比の対数が「１」以下またはその濃度比が「１０」以下であれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が過酸化剤を含んでいないと直ちに判定することができる。ちなみに、その濃度比の対数が「１」を超えていればまたはその濃度比が「１０」を超えていれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいると直ちに判定することができる。
【実施例7】
【0293】
【0294】
本実施例の化学除染方法においては、図１に示されたステップＳ１～Ｓ６の各工程、図１３に示されるステップＳ７Ｂ及び図１に示されたＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。このような本実施例の化学除染方法では、図１５に示される化学除染装置２８Ｅが用いられる。化学除染装置２８Ｅは、実施例６で用いられる化学除染装置２８Ｄ（図１４参照）に制御装置９０が追加された構成を有し、濃度比把握装置６２Ａが制御装置９０に接続される。化学除染装置２８Ｅの他の構成は、化学除染装置２８Ｄと同じである。制御装置９０は、酸化剤供給装置３９における供給ポンプ４１及び４４、及び弁４３及び４６、流量調節弁６７，６８，６９，７０，７６，７７，７７Ａ，７９及び８１のそれぞれにも接続されている。化学除染装置２８Ｅにおける、これらのポンプ及び弁以外のポンプ及び弁のそれぞれにも、制御装置９０は接続されている。
【0295】
本実施例の化学除染方法においては、ステップＳ２～Ｓ６，Ｓ７Ｂ及びＳ２１～Ｓ２３の各工程が、制御装置９０による自動制御で実施される。本実施例の化学除染方法では、上記した各弁及び各ポンプが制御装置９０によって制御される。
【0296】
ステップＳ７Ｂの還元除染剤の分解工程は、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｂ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程を含んでいる。さらに、ステップＳ１０Ｂの酸化剤の供給流量制御工程は、ステップＳ１１Ａ，Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ｂ，Ｓ１４，Ｓ１５Ｂ，Ｓ１８Ｂ及びＳ１９Ｂの各工程を含んでいる。
【0297】
実施例２と同様に、制御装置９０による制御によって、該当するそれぞれの弁の開閉操作、循環ポンプ３０及び３８の駆動が行われ、ステップＳ１～Ｓ６の各工程が実施される。ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になったとき、再循環系配管６の内面に対する酸化除染及び還元除染が終了する。
【0298】
その後、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ｂ）が実施される。まず、シュウ酸水溶液への紫外線の照射（ステップＳ８）及びステップＳ９の工程（酸化剤の供給）が、実施例２と同様に実施される。ステップＳ９の工程では、制御装置９０によって、流量調節弁６８及び８１が閉じられ、流量調節弁７９，７７Ａ及び７７が開けられる。さらに、制御装置９０によって、弁４３が開けられ、供給ポンプ４１が駆動される。弁４６は閉じて、供給ポンプ４４は停止されたままである。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４２により、例えば、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。その過酸化水素は、紫外線照射装置３３内に、直接、供給してもよい。紫外線照射装置３３において、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液に紫外線が照射される。紫外線照射によって、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸の一部が分解される。式（３）の反応で生成された・ＯＨによって、シュウ酸の一部が分解される。
【0299】
ステップＳ１０Ｂの工程（酸化剤の供給量制御）において、まず、腐食電位の測定（ステップＳ１１Ａ）が実施される。腐食電位計９６で測定された腐食電位が濃度比把握装置６２Ａに入力される。濃度比把握装置６２Ａは、入力した腐食電位に基づいてＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかを求める。求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかが制御装置９０に入力される。制御装置９０は、入力したＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数及びその濃度比のいずれかに基づいて、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に酸化剤である過酸化水素が含まれているかを判定する（ステップＳ１３Ｂ）。紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれている（Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」よりも大きいまたはその濃度比が「１０」よりも大きい）と判定されたき、制御装置９０は、流量調節弁６８及び８１を閉じて流量調節弁７９，７７Ａ及び７７を開ける。このため、紫外線が照射されて過酸化水素が含まれたシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される（ステップＳ１４）。そして、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」またはその濃度比が「１０」になるように、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が減少される（ステップＳ１５Ｂ）。制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を低減させる（または弁４３の開度を減少させる）。これによって、過酸化水素の供給量が減少される。ステップＳ１３Ｂの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１４，Ｓ１５Ｂ，Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａ及びＳ１３Ｂが繰り返される。
【0300】
ステップＳ１３Ｂの判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６及びＳ１８Ｂの各工程が実施される。まず、ステップＳ１８Ｂ及びＳ１９Ｂの各工程について説明する。
【0301】
制御装置９０において、Ｆｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が第１設定値未満である、及びＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比が第２設定値未満である、のいずれであるかの判定が行われる（ステップＳ１８Ｂ）。制御装置９０は、その濃度比の対数が第１設定値である「１」未満またはその濃度比が第２設定値である「１０」未満であるとき、ステップＳ１８Ｂにおいて「ＹＥＳ」と判定し、酸化剤の供給量を増加する（ステップＳ１９Ｂ）。そして、ステップＳ１９Ｂにおいて、制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を増加させ（または弁４３の開度を増加させ）、過酸化水素の供給量を増加させる。
【0302】
ステップＳ１８Ｂの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９Ｂ，Ｓ１１Ａ，Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ｂ及びＳ１８Ｂの各工程が繰り返される。やがて、濃度比把握装置６２Ａで求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比の対数が「１」になったとき、または、その濃度比が「１０」になったとき、制御装置９０がステップＳ１８Ｂにおいて「ＮＯ」と判定する。そして、ステップＳ１６の工程が実施される。ステップＳ１８Ｂの判定が「ＮＯ」になったときには、弁４３の開度増加が停止され、上記の循環配管２９への過酸化水素の供給量の増加も停止される。
【0303】
ステップＳ１３Ｂにおける判定が「ＮＯ」になったとき、制御装置９０が、流量調節弁６８及び７０を開いて流量調節弁７９を閉じる。流量調節弁８１は閉じられている。実施例２と同様に、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液がカチオン交換樹脂塔３４に供給され（ステップＳ１６）、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋はカチオン交換樹脂塔３４で除去される。なお、ステップＳ１８Ｂの判定が「ＮＯ」になった場合においても、シュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が継続される。
【0304】
触媒塔３６内で、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が、触媒及び過酸化水素の作用により分解される（ステップＳ１７）。制御装置９０によって、弁４６が開けられて供給ポンプ４４が駆動される。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４５により、循環配管２９に供給される。過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が触媒塔３６内に導かれシュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸及びヒドラジンは、活性炭触媒及び注入された過酸化水素の作用によって分解される。
【0305】
その後、還元除染剤であるシュウ酸の分解が終了したかが判定され（ステップＳ２０）、この判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｂ，Ｓ１６及びＳ１７の各工程が実施される。ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、浄化工程が実施され（ステップＳ２１）、化学除染終了の判定工程(ステップＳ２２)、さらに、排水が実施される（ステップＳ２３）。
【0306】
ステップＳ２３の排水工程が終了した後、化学除染装置２８Ｅの循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0307】
本実施例は実施例１で生じる実施例１で生じる（３）～（８）の各効果、及び実施例６で生じる（１９）及び（２０）の各効果を得ることができる。また、（２１）本実施例では、制御装置９０が用いられるため、化学除染装置２８Ｅにおける各弁及び各ポンプを自動制御することができ、さらに、測定された腐食電位を用いて求められたＦｅ３＋／Ｆｅ２＋濃度比に基づいて、紫外線照射装置３３及び触媒塔３６のそれぞれへの酸化剤の供給量の制御を自動化することができる。
【実施例8】
【0308】
【0309】
本実施例の化学除染方法に用いられる化学除染装置２８Ｆ（図１７参照）は、実施例１で用いられる化学除染装置２８（図１参照）から濃度比把握装置６２を削除し、腐食電位計９６を表示装置６３に接続した構成を有する。化学除染装置２８Ｆの他の構成は、化学除染装置２８の構成と同じである。
【0310】
本実施例に化学除染方法では、図１に示されたステップＳ１～Ｓ６の各工程、図１６に示されたステップＳ７Ｃ及び図１に示されたＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。ステップＳ７Ｃの還元除染剤の分解工程は、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｃ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程を含んでいる。さらに、ステップＳ１０Ｃの酸化剤の供給流量制御工程は、ステップＳ１１Ａ，Ｓ１３Ｃ，Ｓ１４，Ｓ１５Ｃ，Ｓ１８Ｃ及びＳ１９Ｃの各工程を含む。
【0311】
本実施例の化学除染方法においても、実施例１で実施されたステップＳ１～Ｓ６の各工程が実施される。ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になった後、ステップＳ７Ｃに含まれるステップＳ８の工程（還元除染水溶液への紫外線照射）及びステップＳ９の工程（酸化剤の供給）が実施例１と同様に実施される。
【0312】
開閉弁６４、弁６５及び６６及び流量調節弁６７が開いているため、再循環系配管６から循環配管２９に戻されたシュウ酸水溶液は、紫外線照射装置３３に導かれる。ステップＳ８の工程において、紫外線照射装置３３により、紫外線がシュウ酸水溶液に照射される。さらに、ステップＳ９の工程において、過酸化水素が、酸化剤供給装置３９から供給配管４２を通して、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。紫外線が過酸化水素を含むシュウ酸水溶液に照射されることによって、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸の一部が二酸化炭素及び水に分解される（式（２）参照）。式（３）の反応で生成される・ＯＨによってもシュウ酸の一部が分解される。
【0313】
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、流量調節弁６８が閉じられているため、カチオン交換樹脂塔３４に供給されず、配管７８及び７５を通って流量調節弁７７の下流で循環配管２９に戻され、再循環系配管６に供給される。
【0314】
次に、酸化剤の供給量の制御（ステップＳ１０Ｃ）が行われる。ステップＳ１０Ｃの工程では、ステップＳ１１Ａ，Ｓ１３Ｃ，Ｓ１４，Ｓ１５Ｃ，Ｓ１８Ｃ及びＳ１９Ｃの各工程が実施される。
【0315】
紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液の腐食電位が腐食電位計９６によって測定される（ステップＳ１１Ａ）。測定された腐食電位が表示装置６３に表示される。ステップＳ１３Ｃの工程（酸化剤が含まれているかを判定）では、オペレータが、表示装置６３に表示された腐食電位に基づいて、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれているかを判定する。表示された腐食電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」よりも大きいとき、例えば、その腐食電位が４６０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥであるとき、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれており（図７参照）、ステップＳ１３Ｃでの判定が「ＹＥＳ」となる。
【0316】
ステップＳ１３Ｃでの判定が「ＹＥＳ」であるとき、実施例１と同様に、ステップＳ１４の工程が実施される。すなわち、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が、カチオン交換樹脂塔３４をバイパスし、カチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される。紫外線照射装置３３から排出されるシュウ酸水溶液に過酸化水素が含まれないようにするため、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる（ステップＳ１５Ｃ）。ステップＳ１３Ｃの判定が「ＹＥＳ」であるため、オペレータが操作盤に設けられたレバーまたはボタンを操作し、操作盤から、過酸化水素の供給量を減少させる制御指令を出力させる。測定された腐食電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」に低下するように、その制御指令により、供給ポンプ４１の回転速度を減少させ（または、弁４３の開度を減少させ）、酸化剤供給装置３９の薬液タンク４０から、例えば、紫外線照射装置３３よりも上流の部分で循環配管２９に流れているシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量を減少させる。
【0317】
ステップＳ１３Ｃの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１４，Ｓ１５C，Ｓ１１Ａ及びＳ１３Ｃの各工程が繰り返される。このような該当する工程の繰り返しにより、やがて、腐食電位計９６で測定された腐食電位が、低減され、少なくとも「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」になる。この結果、過酸化水素が、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液に含まれなくなり、供給ポンプ４１の回転速度の低減が停止される。過酸化水素を含まないシュウ酸水溶液は、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。さらに、測定された腐食電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」であるとき、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液内でのシュウ酸の分解効率が最も高くなる。
【0318】
ステップＳ１３Ｃの判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ１６の工程及びステップＳ１８Ｃの判定（腐食電位が第４設定値未満であるかの判定）が実施される。第４設定値は、腐食電位を用いて酸化剤の供給量の増加が必要であるかを判定するために用いられる設定値である。その第４設定値は、３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以上４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下の範囲（３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ～４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥの範囲）内の値にすることが望ましい。ここでは、第４設定値を、例えば、３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥとする。測定された腐食電位が「３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」未満になっているときには、ステップＳ１８Ｃの判定が「ＹＥＳ」になる。ステップＳ１８Ｃの判定が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ１９Ｃの工程（酸化剤の供給量の増加）が実施される。紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液の腐食電位が例えば、３６０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥであるとき、ステップＳ１９Ｃの工程において、その腐食電位が３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥになるように、オペレータにより供給ポンプ４１の回転速度が増加され、例えば、紫外線照射装置３３に導かれるシュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が増加される。このため、そのシュウ酸水溶液の腐食電位が３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥまで増加する。この３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥは４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下であるため、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液は、過酸化水素を含んでいなく、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。
【0319】
ステップＳ１８Ｃの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９Ｃ，Ｓ１１Ａ，Ｓ１３Ｃ及びＳ１８Ｃの各工程が繰り返される。ステップＳ１３Ｃの判定が「ＮＯ」になったとき、実施例１と同様に、ステップＳ１６の工程（カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給）が実施される。その後、ステップＳ１８Ｃの判定が「ＮＯ」になったときにも、ステップＳ１６の工程（カチオン交換樹脂塔３４へのシュウ酸水溶液の供給）が継続して実施される。さらに、実施例１と同様に、ステップＳ１７の工程（触媒及び酸化剤による還元除染剤の分解）及びステップＳ２０の工程（分解工程終了化の判定）が実施される。ステップＳ２０の判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｃ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程が実施される。
【0320】
ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、実施例１と同様に、ステップＳ２１の工程（浄化）、ステップＳ２２の工程（化学除染終了の判定）及びステップＳ２３の工程（排水）が実施される。ステップＳ２３の排水工程が終了した後、化学除染装置２８Ｆの循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0321】
本実施例によれば、実施例１で生じる（１）及び（４）の各効果を得ることができる。さらに、本実施例によれば、以下に示す（２２）～（２７）の各効果を得ることができる。
【0322】
（２２）本実施例では、測定された腐食電位に基づいて、すなわち、その腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下であれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が過酸化剤を含んでいないと直ちに判定することができる。ちなみに、その腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥを超えていれば、紫外線が照射された還元除染水溶液が酸化剤を含んでいると直ちに判定することができる。
【0323】
（２３）測定された腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥを超える場合、すなわち、紫外線照射された還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）に酸化剤（例えば、過酸化水素）が含まれている場合には、酸化剤を含む還元除染水溶液のカチオン交換樹脂塔３４へのその還元除染水溶液の供給を停止させることができる。このため、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂の劣化を著しく抑制することができ、その陽イオン交換樹脂の寿命を延ばすことができる。
【0324】
（２４）紫外線を照射された還元除染水溶液の、測定された腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下のとき、この還元除染水溶液は酸化剤を含んでいないため、紫外線を照射されて酸化剤を含んでいない還元除染水溶液を、カチオン交換樹脂塔３４に供給することができる。この結果、還元除染水溶液に含まれているＦｅ２＋を、カチオン交換樹脂塔３４内の陽イオン交換樹脂に吸着させて除去することができる。還元除染水溶液からのＦｅ２＋の除去は、還元除染対象である再循環系配管６の内面に対する還元除染を促進させることができる。
【0325】
（２５）測定された腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥよりも大きくなったとき、酸化剤供給装置３９から供給配管４２により循環配管２９に供給される酸化剤の流量を直ちに減少させることができ、紫外線を照射された還元除染水溶液に酸化剤が含まれていない状態を素早く実現することができる。
【0326】
（２６）測定された腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下である第４設定値よりも小さくなったとき、酸化剤供給装置３９から供給配管４２により循環配管２９に供給される酸化剤の流量を増加させることができるため、紫外線が照射された還元除染水溶液におけるその腐食電位を短時間に第４設定値まで増加させることができる。このため、還元除染水溶液に含まれている還元除染剤の分解を促進させることができる。
【0327】
（２７）紫外線が照射された還元除染水溶液における腐食電位が第４設定値未満である（ステップＳ１８Ｃの判定が「ＹＥＳ」）ときに、酸化剤の供給量を増加させ（ステップＳ１９Ｃ）、その後、「酸化剤が含まれているか」の判定が実施される（ステップＳ１３Ｃ）ので、前述の酸化剤の供給量の増加より、もし、腐食電位が４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥを超えた場合には、直ちに、酸化剤の供給量を減少させる（ステップＳ１５Ｃ）ことができる。このため、紫外線が照射された還元除染水溶液に酸化剤が含まれている状態を、早期に解消することができる。
【実施例9】
【0328】
【0329】
本実施例の化学除染方法においては、図１に示されるステップＳ１～Ｓ６の各工程、図１６に示されるＳ７Ｃ及び図１に示されるＳ２１～Ｓ２３が実施される。このような本実施例の化学除染方法では、図１８に示す化学除染装置２８Ｇが用いられる。化学除染装置２８Ｇは、実施例８で用いられる化学除染装置２８Ｆ（図１７参照）に制御装置９０が追加された構成を有する。化学除染装置２８Ｇの他の構成は、化学除染装置２８Ｆと同じである。腐食電位計９６が制御装置９０に接続される。制御装置９０は、酸化剤供給装置３９における供給ポンプ４１及び４４、及び弁４３及び４６、流量調節弁６７，６８，６９，７０，７６，７７，７７Ａ，７９及び８１のそれぞれにも接続されている。化学除染装置２８Ｇにおける、これらのポンプ及び弁以外のポンプ及び弁のそれぞれにも、制御装置９０は接続されている。
【0330】
本実施例の化学除染方法においては、ステップＳ２～Ｓ６，Ｓ７Ｃ，及びＳ２１～Ｓ２３の各工程が、制御装置９０による自動制御で実施される。
【0331】
本実施例に化学除染方法では、上記した各弁及び各ポンプが制御装置９０によって制御される以外は、実施例８と同様に、図１に示されたステップＳ１～Ｓ６の各工程、図１６に示されたステップＳ７Ｃ及び図１に示されたＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。ステップＳ７Ｃの還元除染剤の分解工程は、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｃ，Ｓ１６，Ｓ１７及びＳ２０の各工程を含んでいる。さらに、ステップＳ１０Ｃの酸化剤の供給流量制御工程は、ステップＳ１１Ａ，Ｓ１３Ｃ，Ｓ１４，Ｓ１５Ｃ，Ｓ１８Ｃ及びＳ１９Ｃの各工程を含む。
【0332】
実施例２と同様に、制御装置９０による制御によって、該当するそれぞれの弁の開閉操作、循環ポンプ３０及び３８の駆動が行われ、ステップＳ１～Ｓ６の各工程が実施される。ステップＳ６の判定が「ＹＥＳ」になったとき、再循環系配管６の内面に対する酸化除染及び還元除染が終了する。
【0333】
その後、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ｃ）が実施される。まず、シュウ酸水溶液への紫外線の照射（ステップＳ８）及びステップＳ９の工程（酸化剤の供給）が、実施例２と同様に実施される。ステップＳ９の工程では、制御装置９０によって、流量調節弁６８及び８１が閉じられ、流量調節弁７９，７７Ａ及び７７が開けられる。さらに、制御装置９０によって、弁４３が開けられ、供給ポンプ４１が駆動される。弁４６は閉じて、供給ポンプ４４は停止されたままである。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４２により、例えば、紫外線照射装置３３の上流において循環配管２９内のシュウ酸水溶液に供給される。その過酸化水素は、紫外線照射装置３３内に、直接、供給してもよい。紫外線照射装置３３において、過酸化水素を含むシュウ酸水溶液に紫外線が照射される。紫外線照射によって、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ３＋がＦｅ２＋に還元され、シュウ酸の一部が式（２）の反応で分解される。式（３）の反応で生成された・ＯＨによっても、シュウ酸の一部が分解される。
【0334】
ステップＳ１０Ｃの工程（酸化剤の供給量制御）において、まず、腐食電位の測定（ステップＳ１１Ａ）が実施される。腐食電位計９６で測定された腐食電位が制御装置９０に入力される。制御装置９０は、入力した腐食電位に基づいて、紫外線が照射されたシュウ酸水溶液に酸化剤である過酸化水素が含まれているかを判定する（ステップＳ１３Ｃ）。紫外線が照射されたシュウ酸水溶液の過酸化水素が含まれている（腐食電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」よりも大きい）と判定されたき、制御装置９０は、流量調節弁６８及び８１を閉じて流量調節弁７９，７７Ａ及び７７を開ける。このため、紫外線が照射されて過酸化水素が含まれたシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が阻止される（ステップＳ１４）。そして、腐食電位が「４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ」になるように、シュウ酸水溶液への過酸化水素の供給量が減少される（ステップＳ１５Ｃ）。制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を低減させる（または弁４３の開度を減少させる）。これによって、過酸化水素の供給量が減少される。
【0335】
ステップＳ１３Ｃの判定が「ＮＯ」になったとき、ステップＳ１６及びＳ１８Ｃの各工程が実施される。まず、ステップＳ１８Ｃ及びＳ１９Ｃの各工程について説明する。
【0336】
制御装置９０によって、腐食電位が腐食電位の第４設定値未満であるかが判定される（ステップＳ１８Ｃ）。その第４設定値は、実施例４と同様に、３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以上４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ以下の範囲（３８０ｍＶ ｖｓ ＳＨＥ～４００ｍＶ ｖｓ ＳＨＥの範囲）内の値にすることが望ましい。制御装置９０がステップＳ１８Ｃにおいて「ＹＥＳ」と判定したとき、酸化剤の供給量が増加される（ステップＳ１９Ｃ）。ステップＳ１９Ｃにおいて、制御装置９０は、供給ポンプ４１の回転速度を増加させ（または弁４３の開度を増加させ）、過酸化水素の供給量を増加させる。
【0337】
ステップＳ１８Ｃの判定が「ＮＯ」になるまで、ステップＳ１９Ｃ，Ｓ１１Ａ，Ｓ１３Ｃ及びＳ１８Ｃの各工程が繰り返される。やがて、腐食電位計９６から入力した腐食電位がこの腐食電位の第４設定値になったとき、制御装置９０がステップＳ１８Ｃにおいて「ＮＯ」と判定する。そして、ステップＳ１６の工程が実施される。ステップＳ１８Ｃの判定が「ＮＯ」になったときには、弁４３の開度増加が停止され、上記の循環配管２９への過酸化水素の供給量の増加も停止される。
【0338】
ステップＳ１３Ｃにおける判定が「ＮＯ」になったとき、制御装置９０が、流量調節弁６８及び７０を開いて流量調節弁７９を閉じる。流量調節弁８１は閉じられている。実施例２と同様に、紫外線照射装置３３から排出されたシュウ酸水溶液がカチオン交換樹脂塔３４に供給され（ステップＳ１６）、シュウ酸水溶液に含まれるＦｅ２＋はカチオン交換樹脂塔３４で除去される。なお、ステップＳ１８Ｃの判定が「ＮＯ」になった場合においても、シュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔３４への供給が継続される。
【0339】
触媒塔３６内で、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸が、触媒及び過酸化水素の作用により分解される（ステップＳ１７）。制御装置９０によって、弁４６が開けられて供給ポンプ４４が駆動される。薬液タンク４０内の過酸化水素が、供給配管４５により、循環配管２９に供給される。過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が触媒塔３６内に導かれシュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸及びヒドラジンは、活性炭触媒及び注入された過酸化水素の作用によって分解される。
【0340】
その後、還元除染剤であるシュウ酸の分解が終了したかが判定され（ステップＳ２０）、この判定が「ＮＯ」であるとき、ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０Ｃ，Ｓ１６及びＳ１７の各工程が実施される。ステップＳ２０の判定が「ＹＥＳ」になったとき、浄化工程が実施され（ステップＳ２１）、化学除染終了の判定工程(ステップＳ２２)、さらに、排水が実施される（ステップＳ２３）。
【0341】
ステップＳ２３の排水工程が終了した後、化学除染装置２８Ｇの循環配管２９が、化学除染対象の再循環系配管６から取り外される。その後、再循環系配管６が復旧される。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、化学除染が実施されたＢＷＲプラント１が起動される。
【0342】
本実施例は実施例１で生じる（１）及び（４）の各効果、及び実施例８で生じる（２２）～（２７）の各効果を得ることができる。また、（２８）本実施例では、制御装置９０が用いられるため、化学除染装置２８Ｇにおける各弁及び各ポンプを自動制御することができ、さらに、測定された腐食電位を用いて、紫外線照射装置３３及び触媒塔３６のそれぞれへの酸化剤の供給量の制御を自動化することができる。
【実施例10】
【0343】
本発明の好適な他の実施例である実施例１０の化学除染方法を、図１９を用いて説明する。本実施例の化学除染方法は、沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）の再循環系配管に適用される。
【0344】
本実施例の化学除染方法では、実施例１の化学除染方法で実施された図１に示されるステップＳ１～Ｓ７及びＳ２１～Ｓ２３の各工程が実施される。しかしながら、本実施例の化学除染方法で実施されるそれらの工程の順番は、実施例１の化学除染方法ではそれらの工程が実施される順番とは異なっている。実施例１の化学除染方法では、ステップＳ７の工程の後にステップＳ２１，Ｓ２２及びＳ２３の各工程がこの順番で実施されるのに対して、本実施例の化学除染方法では、図１９に示されるように、ステップＳ７の工程の後にステップＳ２２，Ｓ２１及びＳ２３の各工程がこの順番で実施される。
【0345】
本実施例の化学除染方法では、ステップＳ７の工程において図２に示されるステップＳ８～Ｓ２０の各工程が実施され、図４及び図５に示される構造を有する化学除染装置２８が図３に示すように再循環系配管６に接続される。
【0346】
本実施例の化学除染方法は、図１９に示されるように、前述したステップＳ１～Ｓ７の各工程が順番に実施され、さらに、ステップＳ２２，Ｓ２１及びＳ２３の各工程がこの順番で実施される。
【0347】
本実施例によれば、実施例１で生じる（１）～（１０）の各効果を得ることができる。さらに本実施例では、還元除染剤分解工程（ステップＳ７）のステップＳ２０の判定が終了した後に、ステップＳ２２の判定を行っているので、ステップＳ２２の判定が「ＮＯ」になって酸化除染工程（ステップＳ３）を再度実施したとしても、この酸化除染工程で循環配管２９に注入される過マンガン酸カリウム水溶液に含まれる過マンガン酸カリウムを、再循環系配管の酸化除染に対して有効に利用することができる。ただし、本実施例では、還元除染剤分解工程（ステップＳ７）のステップＳ２０の判定終了時には、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が最大で１０ｐｐｍになっている可能性があるため、再度実施される酸化除染工程で循環配管２９に注入された過マンガン酸カリウムは、まず、再循環系配管６及び循環配管２９内に存在するシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が０になるまでシュウ酸によって分解される。このため、実施例１に比べて、酸化除染工程の再実施における注入された過マンガン酸カリウムの有効利用の度合いは低下する。しかしながら、ステップＳ２０の判定終了時におけるシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度は極めて低いため、再実施の酸化除染工程で注入された過マンガン酸カリウムは有効利用を図ることができる。
【0348】
本実施例では、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）の替りに、図１０に示される還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ａ）、図１３に示される還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ｂ）及び図１６に示される還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ｃ）のいずれかを実施してもよい。さらに、還元除染剤の分解工程（ステップＳ７）を実施するとき、図４に示される化学除染装置２８の替りに、図８に示される化学除染装置２８Ａを用いてもよい。図１０に示される還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ａ）を実施するときには、図１１に示される化学除染装置２８Ｂ及び図１２に示される化学除染装置２８Ｃのいずれかを用いてもよい。図１３に示される還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ｂ）を実施するときには、図１４に示される化学除染装置２８Ｄ及び図１５に示される化学除染装置２８Ｅのいずれかを用いてもよい。また、図１６に示される還元除染剤の分解工程（ステップＳ７Ｃ）を実施するときには、図１７に示される化学除染装置２８Ｆ及び図１８に示される化学除染装置２８Ｇのいずれかを用いてもよい。
【0349】
実施例１ないし実施例１０のそれぞれの化学除染方法は、加圧水型原子力プラント等の、ＢＷＲプラント以外の原子力ブラントの構成部材に対する化学除染に対しても適用することができる。また、加圧水型原子力プラント等の、ＢＷＲプラント以外の廃止措置対象の原子力ブラントの構成部材の複数の切断片を、化学除染装置２８ないし２８Ｇのいずれか１つの化学除染装置の循環配管の両端部が接続された上記の除染容器内に収納することによって、これらの切断片に対しても実施例１ないし実施例１０のそれぞれの化学除染方法を実施することができる。
【符号の説明】
【0350】
１…ＢＷＲプラント、２…原子炉、３…原子炉圧力容器、６…再循環系配管、９…タービン、１１…給水配管、２８，２８Ａ…化学除染装置、２９…循環配管、３０，３８…循環ポンプ、３３…紫外線照射装置、３４…カチオン交換樹脂塔、３５…混床樹脂塔、３６…触媒塔、３７…水位調整タンク、３９…酸化剤供給装置、４７…化学除染剤供給装置、４８…酸化除染剤タンク、５１…還元除染剤タンク、５７…ｐＨ調整剤注入装置、６１…酸化還元電位計、６２…濃度比把握装置、９０…制御装置、９６…腐食電位計。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】