Characterization on the radioactive aerosols dispersed during plasma arc cutting of radioactive metal piping

放射性配管プラズマアーク切断時に飛散する放射性エアロゾルの特性

島田 太郎 ; 田中 忠夫 

Shimada, Taro; Tanaka, Tadao

原子力施設の廃止措置を安全かつ適切に計画実施するためには、放射化・表面汚染の放射性機器の切断時に飛散するエアロゾルの生成・飛散挙動を把握する必要がある。放射性エアロゾルは作業者の内部被ばくだけでなく、周辺環境に放出され公衆被ばくの原因となる可能性がある。そこで放射性配管を対象にプラズマアーク切断試験を実施しエアロゾル比放射能の粒径分布等を取得した。試験にはJPDRの放射化配管とふげんの液体廃棄物処理系の表面汚染配管の2種類を用いた。グリーンハウス内で100A出力のプラズマ切断機を作業員が外周に沿って切断し、エアロゾルを含む空気を電子式低圧型カスケードインパクタELPIに導入して粒径分布を取得した。その結果、放射化配管の粒径別のCo比放射能は50%カットオフ径0.91mで母材の比放射能の23倍程度となり、一方0.26m以上では母材の半分程度となった。表面汚染配管では0.054mで全粒子平均の約50倍となり、一方4m以上では1/8程度で放射化配管と比較して濃度差が大きいことが確認された。表面汚染の場合、汚染物が直接プラズマアークにより加熱され溶融蒸発し、さらに微小粒子に濃縮されたと考えられる。

In order to understand the production and dispersion behavior of radioactive aerosols during dismantling of nuclear facilities, plasma arc cutting experiments were conducted. Particle size distribution of the aerosols was obtained by sampling air into ELPI which could classify particles into 12 stages of 50% cutoff aerodynamic diameter ranging from 0.007 to 9.9 m. Co specific radioactivity of diameter 0.05 m during cutting of surface contaminated piping indicated the maximum value of approximately 2.7E+4 Bq/g which was fifty times as much as the average value of all of aerosols. That of 9.9m was approximately 100 Bq/g which was the eighth part of the average value. Compared with those for the activated piping, the difference of specific radioactivity between maximum and minimum values were larger in contaminated piping. It is considered that contaminants on the piping were directly melted and vaporized by plasma arc and then condensed into smaller particles.