放射線事故復旧時の建材の高圧除染

High pressure decontamination of building materials during radiological incident recovery.

• William C Jolin
• Matthew L Magnuson
• Michael D Kaminski

抄録

原子力事故による放射性物質の放出は、迅速な除染を必要とする広範囲の放射能汚染を引き起こす可能性がある。迅速な除染のための有望な方法は、建物や道路の表面を除染するために圧力洗浄機を使用することです。圧力洗浄機は、表面のアブレーションによる物理的な除去と、結合した放射性核種の脱離による化学的な除去の両方を利用しています。それぞれの除去メカニズムがどの程度存在するかを理解するために、セシウム,ストロンチウム,ユーロピウムで汚染された様々な表面の圧力洗浄から、全体的な除去量,深さプロファイル,および洗浄水を分析した。除去量は表面の種類に依存し、コンクリートからは80％以上、アスファルトからは50～80％、レンガからは20～25％しか除去されなかった。一般的に、放射性核種が材料の表面に近いほど除去率が高く、ユーロピウムが最も除去されやすく、次いでセシウム、ストロンチウムの順であったが、例外もあった。これらの除去量と非汚染クーポン中の放射性核種の深さプロファイルを比較すると、セシウムとユーロピウムはほとんどが表面アブレーションによって除去されていることが明らかになった。一方、ストロンチウムは表面、特にレンガやアスファルトの表面から脱離する。これに対応して、セシウムとユーロピウムは、加圧水で除去されたと思われる微粒子に付着していました。ストロンチウムは主に洗浄水に溶解しており、各表面から放射性核種が脱離しているという観察を支持するものであった。最後に、高圧水噴霧の速度が速いほど表面の除去量は減少し、物理的及び脱離機構の両方が低下することがわかった。これらの結果から、高圧洗浄機は放射線事故時の除染方法として有望であると結論づけられた。しかし、適切な手順を開発する際には、表面と放射性核種の同一性を考慮しなければならない。

The release of radiological material from a nuclear incident has the potential to cause extensive radiological contamination requiring rapid decontamination. A promising method for rapid remediation is the use of pressure washers to decontaminate building and street surfaces. Pressure washers utilize both physical removal through surface ablation and chemical removal through desorption of bonded radionuclides. To understand the extent that each removal mechanism is present, overall removals, depth profiles, and wash water were analyzed from the pressure washing of various surfaces contaminated with cesium, strontium, and europium. Removals were dependent on surface type with over 80% of the radionuclides removed from concrete, 50-80% from asphalt, and only 20-25% from brick. Generally, the closer the radionuclide was to the surface of the material, the higher the removal, with europium being removed most readily followed by cesium then strontium, though some exceptions were evident. Comparing these removals and depth profiles of radionuclides in non-decontaminated coupons revealed that cesium and europium are mostly removed through surface ablation. Strontium, on the other hand, is desorbed from the surface, especially from brick and asphalt surfaces. Correspondingly, cesium and europium were attached to the particulates that were likely removed with the pressurized water. Strontium was primarily dissolved in the wash water, supporting the observation that the radionuclide is desorbed from each surface. Finally, the faster the surfaces were brought through the high pressure spray, the lower the removals, arising from decreases in both the physical and desorption mechanisms. Pressure washers were concluded to be a promising decontamination method during radiological incident relief. However, the surface and radionuclide identity must be considered when developing proper procedures.

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