JP2002071895A - 放射性廃棄物減容システム - Google Patents
放射性廃棄物減容システムInfo
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- JP2002071895A JP2002071895A JP2000260514A JP2000260514A JP2002071895A JP 2002071895 A JP2002071895 A JP 2002071895A JP 2000260514 A JP2000260514 A JP 2000260514A JP 2000260514 A JP2000260514 A JP 2000260514A JP 2002071895 A JP2002071895 A JP 2002071895A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】真空排気系の下流側への放射性核種の移行量が
微量に抑えられ、二次廃棄物が少なく、メンテナンスの
容易なものを得る。 【解決手段】放射性廃棄物を減容処理するプラズマ処理
室１と、このプラズマ処理室１を減圧する真空排気装置
３との間に、サイクロン５を配置する。さらに真空排気
装置３の排気ガスの浄化手段として、可燃性プレフィル
タ７を組み込み、その後段にＨＥＰＡフィルタ─８を組
み込む。また、サイクロン５の後段に金属繊維フィルタ
６を配置する。
微量に抑えられ、二次廃棄物が少なく、メンテナンスの
容易なものを得る。 【解決手段】放射性廃棄物を減容処理するプラズマ処理
室１と、このプラズマ処理室１を減圧する真空排気装置
３との間に、サイクロン５を配置する。さらに真空排気
装置３の排気ガスの浄化手段として、可燃性プレフィル
タ７を組み込み、その後段にＨＥＰＡフィルタ─８を組
み込む。また、サイクロン５の後段に金属繊維フィルタ
６を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、原子力施設等で
排出される放射性廃棄物の減容処理システム、特に低圧
酸素プラズマを用いた減容処理システムの構成に関す
る。
排出される放射性廃棄物の減容処理システム、特に低圧
酸素プラズマを用いた減容処理システムの構成に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の減容処理システムとして
は、バーナーを利用した焼却法、不燃ガス中で高温に加
熱して分解する熱分解法、さらには過酸化水素を用いた
酸化分解法等を利用したシステムが使用され、あるいは
適用が検討されている。また、これらの方法とは趣を異
にする方法として、低気圧下の酸素プラズマで酸化分解
して灰化減容する方法も検討されている。
は、バーナーを利用した焼却法、不燃ガス中で高温に加
熱して分解する熱分解法、さらには過酸化水素を用いた
酸化分解法等を利用したシステムが使用され、あるいは
適用が検討されている。また、これらの方法とは趣を異
にする方法として、低気圧下の酸素プラズマで酸化分解
して灰化減容する方法も検討されている。
【０００３】このうち焼却法は、燃料燃焼炎で空気を高
温として放射性廃棄物、例えばイオン交換樹脂を燃焼
し、灰化減容するもので、適用が比較的放射線量の低い
放射性廃棄物、例えば樹脂に限定されるという基本的な
問題がある。また、放射線量の低いイオン交換樹脂であ
っても、イオン交換樹脂が燃焼して発生するガスに加え
て、高温空気を得るための燃料燃焼用バーナーから燃焼
排ガスが発生し、さらに不完全燃焼を防止するための二
次燃焼用の高温空気を導入する必要があるため、処理シ
ステム全体から発生する排気ガス量は膨大となる。この
ため、焼却法においては、大規模な排ガス処理装置が必
要となる。
温として放射性廃棄物、例えばイオン交換樹脂を燃焼
し、灰化減容するもので、適用が比較的放射線量の低い
放射性廃棄物、例えば樹脂に限定されるという基本的な
問題がある。また、放射線量の低いイオン交換樹脂であ
っても、イオン交換樹脂が燃焼して発生するガスに加え
て、高温空気を得るための燃料燃焼用バーナーから燃焼
排ガスが発生し、さらに不完全燃焼を防止するための二
次燃焼用の高温空気を導入する必要があるため、処理シ
ステム全体から発生する排気ガス量は膨大となる。この
ため、焼却法においては、大規模な排ガス処理装置が必
要となる。
【０００４】また、熱分解法では、放射性廃棄物、例え
ばイオン交換樹脂を高温に加熱してガス成分と固体成分
に分解し、放射性核種を含まないガス成分を焼却して減
容するもので、熱分解に伴って放射性核種を含有するタ
ール質成分のミストが多量に発生するので、処理装置の
後段に大容量のフィルタを備える必要があり、システム
が大型化する問題がある。また、このフィルタは容易に
目詰まりするため頻繁に交換する必要があり、多量の二
次放射性廃棄物を生じるとともに多額のメンテナンス費
用を必要とするという難点がある。
ばイオン交換樹脂を高温に加熱してガス成分と固体成分
に分解し、放射性核種を含まないガス成分を焼却して減
容するもので、熱分解に伴って放射性核種を含有するタ
ール質成分のミストが多量に発生するので、処理装置の
後段に大容量のフィルタを備える必要があり、システム
が大型化する問題がある。また、このフィルタは容易に
目詰まりするため頻繁に交換する必要があり、多量の二
次放射性廃棄物を生じるとともに多額のメンテナンス費
用を必要とするという難点がある。
【０００５】また、酸化分解法では、放射性廃棄物、例
えばイオン交換樹脂を過酸化水素と触媒を用いて水と二
酸化炭素に分解分離して減容するもので、上記の焼却法
に比べて減容比率が高く、処理過程で発生する排ガスが
少ないという利点があるが、多量の二次廃液を伴うとい
う問題点がある。これに対して、本発明者らの提案して
きた低気圧下の酸素プラズマでイオン交換樹脂等の放射
性廃棄物を酸化分解して灰化減容する方法（例えば、特
開平9-185942号公報、特開平11-244816 号公報、特開20
00-111696 号公報、特開2000-206295 号公報、特願平11
-261490 号、特願平11-275548 号、特願2000-127020 号
参照）においては、樹脂等の放射性廃棄物は高温酸素と
の反応により処理されるので、排ガスは基本的に樹脂成
分の酸化物に限定され、排ガス量は極めて少量に抑えら
れる。また、放射性核種は樹脂固形残さに内包され、タ
ール質等の液状物質の生成もないので、核種の大気や一
般環境への散逸の抑制に極めて効果的な方法である。さ
らに、コールドウォールであるため補修・メンテナンス
が極めて容易で、かつ２次廃棄物が少ないという利点を
持つ。
えばイオン交換樹脂を過酸化水素と触媒を用いて水と二
酸化炭素に分解分離して減容するもので、上記の焼却法
に比べて減容比率が高く、処理過程で発生する排ガスが
少ないという利点があるが、多量の二次廃液を伴うとい
う問題点がある。これに対して、本発明者らの提案して
きた低気圧下の酸素プラズマでイオン交換樹脂等の放射
性廃棄物を酸化分解して灰化減容する方法（例えば、特
開平9-185942号公報、特開平11-244816 号公報、特開20
00-111696 号公報、特開2000-206295 号公報、特願平11
-261490 号、特願平11-275548 号、特願2000-127020 号
参照）においては、樹脂等の放射性廃棄物は高温酸素と
の反応により処理されるので、排ガスは基本的に樹脂成
分の酸化物に限定され、排ガス量は極めて少量に抑えら
れる。また、放射性核種は樹脂固形残さに内包され、タ
ール質等の液状物質の生成もないので、核種の大気や一
般環境への散逸の抑制に極めて効果的な方法である。さ
らに、コールドウォールであるため補修・メンテナンス
が極めて容易で、かつ２次廃棄物が少ないという利点を
持つ。
【０００６】図２は、低気圧下の酸素プラズマを用いて
灰化減容する放射性廃棄物減容システムの要部の従来の
基本構成例を模式的に示す構成図である。図において、
１はイオン交換樹脂等の放射性廃棄物を灰化減容処理す
るプラズマ処理室で、ステンレス製の真空容器１１、そ
の一面に組み込まれた石英製高周波窓１２、この石英製
高周波窓１２に対向して配されたプラズマ形成用の高周
波コイル１３、被処理用の樹脂を搭載する加熱テーブル
１４を備えている。３は、真空容器１１の内部を真空排
気するための真空排気装置で、可変コンダクタンスバル
ブ２を介して真空容器１１の排気口１５に連結されてい
る。また、４は、真空容器１１の内部に酸素を含むガス
を供給するためのガス供給装置で、真空容器１１に設置
されたガス供給口に連結されている。本構成において
は、真空排気装置３とガス供給装置４を作動させて真空
容器１１の内部を低気圧の酸素雰囲気とし、図示しない
被処理物供給口を通して加熱された加熱テーブル１４の
上へと被処理用のイオン交換樹脂１７を供給して乾燥す
るとともに、高周波コイル１３に高周波電流を流して真
空容器１１の内部に酸素プラズマを発生させ、これを被
処理用のイオン交換樹脂１７に作用させて酸化分解させ
ることによって、放射性廃棄物の減容処理が行われる。
イオン交換樹脂１７は高温の酸素により処理されるの
で、排ガスは極めて少量に抑えられる。放射性核種を含
んだイオン交換樹脂の固形残さは、図示しない樹脂回収
口を介して真空容器１１の外へと回収され、核種の大気
や一般環境への散逸が効果的に抑制される。
灰化減容する放射性廃棄物減容システムの要部の従来の
基本構成例を模式的に示す構成図である。図において、
１はイオン交換樹脂等の放射性廃棄物を灰化減容処理す
るプラズマ処理室で、ステンレス製の真空容器１１、そ
の一面に組み込まれた石英製高周波窓１２、この石英製
高周波窓１２に対向して配されたプラズマ形成用の高周
波コイル１３、被処理用の樹脂を搭載する加熱テーブル
１４を備えている。３は、真空容器１１の内部を真空排
気するための真空排気装置で、可変コンダクタンスバル
ブ２を介して真空容器１１の排気口１５に連結されてい
る。また、４は、真空容器１１の内部に酸素を含むガス
を供給するためのガス供給装置で、真空容器１１に設置
されたガス供給口に連結されている。本構成において
は、真空排気装置３とガス供給装置４を作動させて真空
容器１１の内部を低気圧の酸素雰囲気とし、図示しない
被処理物供給口を通して加熱された加熱テーブル１４の
上へと被処理用のイオン交換樹脂１７を供給して乾燥す
るとともに、高周波コイル１３に高周波電流を流して真
空容器１１の内部に酸素プラズマを発生させ、これを被
処理用のイオン交換樹脂１７に作用させて酸化分解させ
ることによって、放射性廃棄物の減容処理が行われる。
イオン交換樹脂１７は高温の酸素により処理されるの
で、排ガスは極めて少量に抑えられる。放射性核種を含
んだイオン交換樹脂の固形残さは、図示しない樹脂回収
口を介して真空容器１１の外へと回収され、核種の大気
や一般環境への散逸が効果的に抑制される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように低気圧下の
酸素プラズマを用いて灰化減容する放射性廃棄物減容シ
ステムは、上述のごとく優れた特性を備えており、極め
て効果的な減容処理システムであるが、なお、以下のご
とき解決すべき問題点がある。すなわち、上述のごとく
この種の放射性廃棄物減容システムでは、放射性核種は
基本的にイオン交換樹脂の固形残さに内包されて回収さ
れるが、プラズマ処理室１から真空排気装置３への放射
性核種の移行率は完全にはゼロでなく、極微量の放射性
核種は真空排気装置３へと移行する。したがって、従来
のシステムにおいては、真空排気装置３の下流側にＨＥ
ＰＡフィルターを配置して適宜交換することによって、
この系統に移行した放射性核種を捕集する方法が採られ
ている。しかしながら、その後の本発明者らの実験によ
って、上記のプラズマ処理室から真空排気装置への放射
性核種の移行率は一定でなく、放射性廃棄物の性状によ
り大きく異なることが確認された。すなわち、廃棄物の
最小径が 0.1 mm 以上の放射性廃棄物の処理の場合は10
-4未満の良好な移行率で運転できるが、0.1 mm未満の放
射性廃棄物の処理の場合には移行率が10-2へ悪化する場
合が認められた。移行率が10-4程度であれば、ＨＥＰＡ
フィルターの交換頻度も低く、効果的に減容処理を行う
ことができるが、移行率が10-2へ悪化すればＨＥＰＡフ
ィルターを頻繁に交換する必要があるので、二次廃棄物
が増大して減容効果が低下するとともに、長期運転の真
空排気装置をメンテナンスする作業員への被爆量も増大
する可能性がある。
酸素プラズマを用いて灰化減容する放射性廃棄物減容シ
ステムは、上述のごとく優れた特性を備えており、極め
て効果的な減容処理システムであるが、なお、以下のご
とき解決すべき問題点がある。すなわち、上述のごとく
この種の放射性廃棄物減容システムでは、放射性核種は
基本的にイオン交換樹脂の固形残さに内包されて回収さ
れるが、プラズマ処理室１から真空排気装置３への放射
性核種の移行率は完全にはゼロでなく、極微量の放射性
核種は真空排気装置３へと移行する。したがって、従来
のシステムにおいては、真空排気装置３の下流側にＨＥ
ＰＡフィルターを配置して適宜交換することによって、
この系統に移行した放射性核種を捕集する方法が採られ
ている。しかしながら、その後の本発明者らの実験によ
って、上記のプラズマ処理室から真空排気装置への放射
性核種の移行率は一定でなく、放射性廃棄物の性状によ
り大きく異なることが確認された。すなわち、廃棄物の
最小径が 0.1 mm 以上の放射性廃棄物の処理の場合は10
-4未満の良好な移行率で運転できるが、0.1 mm未満の放
射性廃棄物の処理の場合には移行率が10-2へ悪化する場
合が認められた。移行率が10-4程度であれば、ＨＥＰＡ
フィルターの交換頻度も低く、効果的に減容処理を行う
ことができるが、移行率が10-2へ悪化すればＨＥＰＡフ
ィルターを頻繁に交換する必要があるので、二次廃棄物
が増大して減容効果が低下するとともに、長期運転の真
空排気装置をメンテナンスする作業員への被爆量も増大
する可能性がある。
【０００８】本発明は、上記のごとき現状技術の問題点
を考慮してなされたもので、その目的は、低気圧下の酸
素プラズマを用いて灰化減容する放射性廃棄物減容シス
テムにおいて、放射性廃棄物の最小径が 0.1 mm 以上
で、真空排気系統への放射性核種の移行率が10-2に達す
る減容処理の場合においても、真空排気装置の下流側へ
の放射性核種の移行量が微量に抑えられ、二次廃棄物の
発生が微量でメンテナンスの容易な放射性廃棄物減容シ
ステムを提供することにある。
を考慮してなされたもので、その目的は、低気圧下の酸
素プラズマを用いて灰化減容する放射性廃棄物減容シス
テムにおいて、放射性廃棄物の最小径が 0.1 mm 以上
で、真空排気系統への放射性核種の移行率が10-2に達す
る減容処理の場合においても、真空排気装置の下流側へ
の放射性核種の移行量が微量に抑えられ、二次廃棄物の
発生が微量でメンテナンスの容易な放射性廃棄物減容シ
ステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、原子力施設内で発生する放射
性廃棄物を減容処理するシステムで、放射性廃棄物を乾
燥し、低気圧酸素雰囲気で加熱分解すると同時に、酸素
をプラズマ照射して酸化反応により減容処理する放射性
廃棄物減容システムにおいて、 （１）放射性廃棄物を減容処理するプラズマ処理室に、
このプラズマ処理室を減圧する真空排気装置をサイクロ
ンを介して連結することとする。
めに、本発明においては、原子力施設内で発生する放射
性廃棄物を減容処理するシステムで、放射性廃棄物を乾
燥し、低気圧酸素雰囲気で加熱分解すると同時に、酸素
をプラズマ照射して酸化反応により減容処理する放射性
廃棄物減容システムにおいて、 （１）放射性廃棄物を減容処理するプラズマ処理室に、
このプラズマ処理室を減圧する真空排気装置をサイクロ
ンを介して連結することとする。
【００１０】（２）さらに上記（１）において、サイク
ロンに洗浄水供給手段と洗浄水排出手段とを備えること
とする。 （３）また、上記（１）または（２）において、真空排
気装置の排出ガス系統に可燃性プレフィルタ、例えば濾
紙を主材料として構成された可燃性プレフィルタを備
え、さらにその下流側にＨＥＰＡフィルタを備えること
とする。
ロンに洗浄水供給手段と洗浄水排出手段とを備えること
とする。 （３）また、上記（１）または（２）において、真空排
気装置の排出ガス系統に可燃性プレフィルタ、例えば濾
紙を主材料として構成された可燃性プレフィルタを備
え、さらにその下流側にＨＥＰＡフィルタを備えること
とする。
【００１１】（４）また、上記（１）または（２）にお
いて、サイクロンと真空排気装置とを連結する真空排気
配管に金属繊維フィルタを備えることとする。サイクロ
ンは、導入したガスに旋回運動を加えて、ガス中に含ま
れる微粒子を遠心力によって分離させる機能を備えてお
り、上記（１）のごとく、プラズマ処理室と真空排気装
置との間にサイクロンを連結すれば、排ガスは、含まれ
る微粒子の大半をサイクロンで除去したのち、真空排気
装置へと送られる。サイクロンにおける微粒子の捕集効
率は流れるガスの流速が一定であれば、ほぼ一定となる
が、上記（１）の構成では真空排気系を流れる排ガスの
流れは、真空排気装置の排気速度と配管断面積で定まる
一定の流速を持つこととなるので、サイクロンの微粒子
の捕集効率はほぼ一定に保持される。
いて、サイクロンと真空排気装置とを連結する真空排気
配管に金属繊維フィルタを備えることとする。サイクロ
ンは、導入したガスに旋回運動を加えて、ガス中に含ま
れる微粒子を遠心力によって分離させる機能を備えてお
り、上記（１）のごとく、プラズマ処理室と真空排気装
置との間にサイクロンを連結すれば、排ガスは、含まれ
る微粒子の大半をサイクロンで除去したのち、真空排気
装置へと送られる。サイクロンにおける微粒子の捕集効
率は流れるガスの流速が一定であれば、ほぼ一定となる
が、上記（１）の構成では真空排気系を流れる排ガスの
流れは、真空排気装置の排気速度と配管断面積で定まる
一定の流速を持つこととなるので、サイクロンの微粒子
の捕集効率はほぼ一定に保持される。
【００１２】この構成において、ガスの流速を 30 m/s
程度に選定してサイクロンを構成すれば、サイクロンの
圧損は 0.3 kPa以下の微量に抑えることが可能で、か
つ、特に付帯設備を追加することなく 1000 Ｇ（Ｇは重
力加速度）程度の遠心作用を得るように構成することが
できる。このように構成すれば、排ガス中に含まれる微
粒子を遠心作用によって 99 ％以上の効率で捕集するこ
とができる。したがって、減容処理に際して、プラズマ
処理室から真空排気系統への放射性核種の移行率が10-2
に達する事態に至った場合においても、サイクロンで10
-2にすることができるので、真空排気装置の排気に含ま
れる放射性核種は10-4のレベルに抑えられる。
程度に選定してサイクロンを構成すれば、サイクロンの
圧損は 0.3 kPa以下の微量に抑えることが可能で、か
つ、特に付帯設備を追加することなく 1000 Ｇ（Ｇは重
力加速度）程度の遠心作用を得るように構成することが
できる。このように構成すれば、排ガス中に含まれる微
粒子を遠心作用によって 99 ％以上の効率で捕集するこ
とができる。したがって、減容処理に際して、プラズマ
処理室から真空排気系統への放射性核種の移行率が10-2
に達する事態に至った場合においても、サイクロンで10
-2にすることができるので、真空排気装置の排気に含ま
れる放射性核種は10-4のレベルに抑えられる。
【００１３】また、比較的高濃度の放射性廃棄物を処理
した場合、サイクロンに多量の放射性核種が堆積して装
置に人が近づけない事態が生じる恐れや少量でも不要な
被爆を受ける場合があるが、上記（２）のごとく、サイ
クロンに洗浄水供給手段と洗浄水排出手段とを備えれ
ば、定期メンテナンスにおいて、洗浄水供給手段により
洗浄水を供給してサイクロンに補集された放射性物質を
洗浄し、洗浄水排出手段を介して放射性廃棄物貯蔵タン
クに貯留する作業を自動的に無人操作で行うことができ
る。サイクロンのメンテナンス作業のみならず、プラズ
マ処理室や配管系のメンテナンス作業においても、同様
の手段を設けることで、特別な防御設備を備えることな
く被爆量を低減できる。
した場合、サイクロンに多量の放射性核種が堆積して装
置に人が近づけない事態が生じる恐れや少量でも不要な
被爆を受ける場合があるが、上記（２）のごとく、サイ
クロンに洗浄水供給手段と洗浄水排出手段とを備えれ
ば、定期メンテナンスにおいて、洗浄水供給手段により
洗浄水を供給してサイクロンに補集された放射性物質を
洗浄し、洗浄水排出手段を介して放射性廃棄物貯蔵タン
クに貯留する作業を自動的に無人操作で行うことができ
る。サイクロンのメンテナンス作業のみならず、プラズ
マ処理室や配管系のメンテナンス作業においても、同様
の手段を設けることで、特別な防御設備を備えることな
く被爆量を低減できる。
【００１４】上記（１）あるいは（２）のようにサイク
ロンを組み込めば、真空排気装置の下流側に到達する放
射性物質の量は飛躍的に低減されるが、さらに（３）の
ごとく、真空排気装置の排出ガスの浄化手段として、可
燃性プレフィルタ、例えば濾紙を主材料として構成され
た可燃性プレフィルタを備え、さらにその下流側にＨＥ
ＰＡフィルタを備えることとすれば、真空排気装置の下
流側に到達した放射性物質の大半、例えば濾紙を主材料
として構成された可燃性プレフィルタを用いる場合にお
いては 99.98％が可燃性プレフィルタに補集され、ＨＥ
ＰＡフィルタに達する放射性物質は極めて微量となる。
したがって、定期メンテナンスの際にＨＥＰＡフィルタ
を毎回交換する必要はなく、可燃性プレフィルタの濾紙
を交換すればよい。交換して取出した可燃性の濾紙は、
再びプラズマ処理室に投入して灰化減容処理すればよい
ので、二次廃棄物とはならない。このため、二次廃棄物
は極めて微量の放射性物質が補集されるＨＥＰＡフィル
タに限定されるので、極めて少量に抑えられることとな
る。
ロンを組み込めば、真空排気装置の下流側に到達する放
射性物質の量は飛躍的に低減されるが、さらに（３）の
ごとく、真空排気装置の排出ガスの浄化手段として、可
燃性プレフィルタ、例えば濾紙を主材料として構成され
た可燃性プレフィルタを備え、さらにその下流側にＨＥ
ＰＡフィルタを備えることとすれば、真空排気装置の下
流側に到達した放射性物質の大半、例えば濾紙を主材料
として構成された可燃性プレフィルタを用いる場合にお
いては 99.98％が可燃性プレフィルタに補集され、ＨＥ
ＰＡフィルタに達する放射性物質は極めて微量となる。
したがって、定期メンテナンスの際にＨＥＰＡフィルタ
を毎回交換する必要はなく、可燃性プレフィルタの濾紙
を交換すればよい。交換して取出した可燃性の濾紙は、
再びプラズマ処理室に投入して灰化減容処理すればよい
ので、二次廃棄物とはならない。このため、二次廃棄物
は極めて微量の放射性物質が補集されるＨＥＰＡフィル
タに限定されるので、極めて少量に抑えられることとな
る。
【００１５】また、サイクロンを組み込めば真空排気装
置を通過する放射性物質の量は10-4未満の微量へ低減さ
れるが、長期にわたる運転に伴って真空排気装置は放射
性物質によって汚染されることとなり、処理する放射性
廃棄物の種類によってはメンテナンス作業が著しく困難
となる可能性がある。これに対して上記の（４）のごと
く、サイクロンと真空排気装置を連結する真空排気配管
に金属繊維フィルタを備えれば、サイクロンの下流側に
達した放射性物質の大半、例えば10-2は金属繊維フィル
タに捕集されるので、真空排気装置を通過する放射性物
質の量は10-6未満へと大幅に低減される。したがって、
金属繊維フィルタの交換作業を行う必要があるが、真空
排気装置のメンテナンス作業は飛躍的に容易となる。
置を通過する放射性物質の量は10-4未満の微量へ低減さ
れるが、長期にわたる運転に伴って真空排気装置は放射
性物質によって汚染されることとなり、処理する放射性
廃棄物の種類によってはメンテナンス作業が著しく困難
となる可能性がある。これに対して上記の（４）のごと
く、サイクロンと真空排気装置を連結する真空排気配管
に金属繊維フィルタを備えれば、サイクロンの下流側に
達した放射性物質の大半、例えば10-2は金属繊維フィル
タに捕集されるので、真空排気装置を通過する放射性物
質の量は10-6未満へと大幅に低減される。したがって、
金属繊維フィルタの交換作業を行う必要があるが、真空
排気装置のメンテナンス作業は飛躍的に容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の放射性廃棄物減
容システムの実施例の要部の基本構成を模式的に示した
構成図である。図において、１はプラズマ処理室で、そ
の真空容器１１は内径がφ900 mmの円筒状である。２は
可変コンダクタンスバルブである。３は、真空排気装置
で、メカニカルブースターポンプ３１とドライポンプ３
２より構成されている。また、４はガス供給装置であ
る。プラズマ処理室１の真空容器１１の排気口１５と真
空排気装置３との間には、可変コンダクタンスバルブ２
の下流側にサイクロン５が、また、このサイクロン５と
真空排気装置３との間に金属繊維フィルター６が組み込
まれている。サイクロン５は、入口口径がφ70 mm 、サ
イクロン胴部の内径がφ210 mm、高さが 500 mm で、サ
イクロン上部には洗浄水導入バルブを介して洗浄水供給
手段が備えられており、下部には排水ドレン付き捕集容
器５１が洗浄水排出手段として付設されている。また、
メカニカルブースターポンプ３１の排気速度は 20,000
Ｌ／min で、ドライポンプ３２には約 40 ＮＬ／min の
パージガスが供給されている。真空排気装置３の排出ガ
ス配管には、濾紙を主材料として構成された可燃性プレ
フィルタ７とＨＥＰＡフィルタ８が備えられており、Ｈ
ＥＰＡフィルタ８を通過した排出ガスはスクラバー９に
送られて無害化処理される構成である。
容システムの実施例の要部の基本構成を模式的に示した
構成図である。図において、１はプラズマ処理室で、そ
の真空容器１１は内径がφ900 mmの円筒状である。２は
可変コンダクタンスバルブである。３は、真空排気装置
で、メカニカルブースターポンプ３１とドライポンプ３
２より構成されている。また、４はガス供給装置であ
る。プラズマ処理室１の真空容器１１の排気口１５と真
空排気装置３との間には、可変コンダクタンスバルブ２
の下流側にサイクロン５が、また、このサイクロン５と
真空排気装置３との間に金属繊維フィルター６が組み込
まれている。サイクロン５は、入口口径がφ70 mm 、サ
イクロン胴部の内径がφ210 mm、高さが 500 mm で、サ
イクロン上部には洗浄水導入バルブを介して洗浄水供給
手段が備えられており、下部には排水ドレン付き捕集容
器５１が洗浄水排出手段として付設されている。また、
メカニカルブースターポンプ３１の排気速度は 20,000
Ｌ／min で、ドライポンプ３２には約 40 ＮＬ／min の
パージガスが供給されている。真空排気装置３の排出ガ
ス配管には、濾紙を主材料として構成された可燃性プレ
フィルタ７とＨＥＰＡフィルタ８が備えられており、Ｈ
ＥＰＡフィルタ８を通過した排出ガスはスクラバー９に
送られて無害化処理される構成である。
【００１７】このシステムにおいて、プラズマ処理室１
の真空容器１１の内部の加熱テーブル上に乾燥容量で４
リットルの放射性廃棄物としてのイオン交換樹脂２０を
搭載し、ガス供給装置４より真空容器１１内に 60 ＮＬ
／min の酸素ガスを導入し、可変コンダクタンスバルブ
２を制御して反応圧力を 2 kPaに調製してイオン交換樹
脂１７の低気圧酸素プラズマによる減容処理が行われ
る。サイクロン５内でのガス流速は、供給酸素流量に依
存することなく 30 ｍ／ｓ以上に保持され、ガス中の微
粒子は遠心力によって容器壁面に捕捉される。このとき
の微粒子の捕集効率は、10μｍ以上の微粒子において 9
9.5 ％以上に達する。すなわち、プラズマ処理室１から
の排ガス中に含まれる 10 μｍ以上の放射性物質の濃度
は、このサイクロン５において10-2以下に低下する。サ
イクロン５で放射性物質の微粒子を除去されたガスは、
60ＮＬ／min の流量で金属繊維フィルター６へと送ら
れ、さらに放射性物質の微粒子を捕捉したのち真空排気
装置３へと流れる。真空排気装置３の排気流量は、ドラ
イポンプ３２への約 40 ＮＬ／min のパージガスを加え
て約 100ＮＬ／min となるが、極めて少流量であるた
め、濾紙を用いた可燃性プレフィルタ７によりガス中に
残存している放射性物質の微粒子がほぼ全て捕集され
る。この可燃性プレフィルタ７を透過した放射性物質の
微粒子は後段のＨＥＰＡフィルタ８で捕集される。さら
に、ＨＥＰＡフィルタ８を透過したガスは、スクラバー
９に送られ、約 8 m3 ／min の大気と混合されて無害化
処理される。なお、サイクロンでの圧損は 100 Pa 程度
で、プラズマ処理室１の反応圧力の 10％よりも十分に
低い値であり、システムの運転上、特に問題はない。
の真空容器１１の内部の加熱テーブル上に乾燥容量で４
リットルの放射性廃棄物としてのイオン交換樹脂２０を
搭載し、ガス供給装置４より真空容器１１内に 60 ＮＬ
／min の酸素ガスを導入し、可変コンダクタンスバルブ
２を制御して反応圧力を 2 kPaに調製してイオン交換樹
脂１７の低気圧酸素プラズマによる減容処理が行われ
る。サイクロン５内でのガス流速は、供給酸素流量に依
存することなく 30 ｍ／ｓ以上に保持され、ガス中の微
粒子は遠心力によって容器壁面に捕捉される。このとき
の微粒子の捕集効率は、10μｍ以上の微粒子において 9
9.5 ％以上に達する。すなわち、プラズマ処理室１から
の排ガス中に含まれる 10 μｍ以上の放射性物質の濃度
は、このサイクロン５において10-2以下に低下する。サ
イクロン５で放射性物質の微粒子を除去されたガスは、
60ＮＬ／min の流量で金属繊維フィルター６へと送ら
れ、さらに放射性物質の微粒子を捕捉したのち真空排気
装置３へと流れる。真空排気装置３の排気流量は、ドラ
イポンプ３２への約 40 ＮＬ／min のパージガスを加え
て約 100ＮＬ／min となるが、極めて少流量であるた
め、濾紙を用いた可燃性プレフィルタ７によりガス中に
残存している放射性物質の微粒子がほぼ全て捕集され
る。この可燃性プレフィルタ７を透過した放射性物質の
微粒子は後段のＨＥＰＡフィルタ８で捕集される。さら
に、ＨＥＰＡフィルタ８を透過したガスは、スクラバー
９に送られ、約 8 m3 ／min の大気と混合されて無害化
処理される。なお、サイクロンでの圧損は 100 Pa 程度
で、プラズマ処理室１の反応圧力の 10％よりも十分に
低い値であり、システムの運転上、特に問題はない。
【００１８】なお、図２に示した実施例のシステムにお
いては、サイクロン５、さらには、金属繊維フィルター
６、濾紙を用いた可燃性プレフィルタ７を設置して放射
性物質の微粒子が効果的に捕集されるシステムを構築し
ているが、これらの手段を全て盛り込む必要はなく、サ
イクロン５のみを組み込んでもよく、また、サイクロン
５に濾紙を用いた可燃性プレフィルタ７、あるいは金属
繊維フィルター６を組み込んでシステムを構成してもよ
い。
いては、サイクロン５、さらには、金属繊維フィルター
６、濾紙を用いた可燃性プレフィルタ７を設置して放射
性物質の微粒子が効果的に捕集されるシステムを構築し
ているが、これらの手段を全て盛り込む必要はなく、サ
イクロン５のみを組み込んでもよく、また、サイクロン
５に濾紙を用いた可燃性プレフィルタ７、あるいは金属
繊維フィルター６を組み込んでシステムを構成してもよ
い。
【００１９】
【発明の効果】上述のごとく、本発明においては、原子
力施設内で発生する放射性廃棄物を減容処理する放射性
廃棄物減容システムを、 （１）請求項１あるいは２に記載のごとくサイクロン５
を組み込んで構成することとしたので、真空排気装置の
下流側への放射性核種の移行量が微量に抑えられること
となり、二次廃棄物の発生が微量でメンテナンスの容易
な放射性廃棄物減容システムが得られることとなった。
力施設内で発生する放射性廃棄物を減容処理する放射性
廃棄物減容システムを、 （１）請求項１あるいは２に記載のごとくサイクロン５
を組み込んで構成することとしたので、真空排気装置の
下流側への放射性核種の移行量が微量に抑えられること
となり、二次廃棄物の発生が微量でメンテナンスの容易
な放射性廃棄物減容システムが得られることとなった。
【００２０】（２）さらに、請求項３あるいは４に記載
のごとく真空排気装置の排出ガスの浄化手段として、可
燃性プレフィルタ、例えば濾紙を主材料として構成され
た可燃性プレフィルタを備え、さらにその下流側にＨＥ
ＰＡフィルタを備えることとすれば、可燃性プレフィル
タで放射性核種が捕集され、二次廃棄物の発生がさらに
微量となるので、ト─タルで減容効率の良い放射性廃棄
物減容システムとしてより好適である。
のごとく真空排気装置の排出ガスの浄化手段として、可
燃性プレフィルタ、例えば濾紙を主材料として構成され
た可燃性プレフィルタを備え、さらにその下流側にＨＥ
ＰＡフィルタを備えることとすれば、可燃性プレフィル
タで放射性核種が捕集され、二次廃棄物の発生がさらに
微量となるので、ト─タルで減容効率の良い放射性廃棄
物減容システムとしてより好適である。
【００２１】（３）また、請求項５に記載のごとく真空
排気配管に金属繊維フィルタを備えることとしても、Ｈ
ＥＰＡフィルタに代わって金属繊維フィルタのメンテナ
ンスを行えば良く、真空排気装置のメンテナンスの容易
な放射性廃棄物減容システムとしてより有効である。
排気配管に金属繊維フィルタを備えることとしても、Ｈ
ＥＰＡフィルタに代わって金属繊維フィルタのメンテナ
ンスを行えば良く、真空排気装置のメンテナンスの容易
な放射性廃棄物減容システムとしてより有効である。
【図１】本発明の放射性廃棄物減容システムの実施例の
要部の基本構成を模式的に示した構成図
要部の基本構成を模式的に示した構成図
【図２】低気圧下の酸素プラズマを用いて灰化減容する
放射性廃棄物減容システムの要部の従来の基本構成例を
模式的に示す構成図
放射性廃棄物減容システムの要部の従来の基本構成例を
模式的に示す構成図
１ プラズマ処理室 １１ 真空容器 １５ 排気口 １７ イオン交換樹脂 ２ 可変コンダクタンスバルブ ３ 真空排気装置 ３１ メカニカルブースターポンプ ３２ ドライポンプ ４ ガス供給装置 ５ サイクロン ５１ 排水ドレン付き捕集容器 ６ 金属繊維フィルター ７ 可燃性プレフィルター ８ ＨＥＰＡフィルター ９ スクラバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 19/08 Ｂ０１Ｊ 19/08 Ｅ Ｂ０４Ｃ 5/23 Ｂ０４Ｃ 5/23 9/00 9/00
Claims (5)
- 【請求項１】原子力施設内で発生する放射性廃棄物を減
容処理するシステムで、放射性廃棄物を乾燥し、低気圧
酸素雰囲気で加熱分解すると同時に、酸素をプラズマ照
射して酸化反応により減容処理する放射性廃棄物減容シ
ステムにおいて、放射性廃棄物を減容処理するプラズマ
処理室に該プラズマ処理室を減圧する真空排気装置がサ
イクロンを介して連結されていることを特徴とする放射
性廃棄物減容システム。 - 【請求項２】請求項１に記載の放射性廃棄物減容システ
ムにおいて、前記サイクロンが洗浄水供給手段と洗浄水
排出手段とを備えてなることを特徴とする放射性廃棄物
減容システム。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の放射性廃棄物減
容システムにおいて、真空排気装置の排出ガス系統に可
燃性プレフィルタが備えられ、さらにその下流側にＨＥ
ＰＡフィルタが備えられていることを特徴とする放射性
廃棄物減容システム。 - 【請求項４】請求項３に記載の放射性廃棄物減容システ
ムにおいて、前記可燃性プレフィルタが濾紙を主材料と
して構成されたフィルタであることを特徴とする放射性
廃棄物減容システム。 - 【請求項５】請求項１または２に記載の放射性廃棄物減
容システムにおいて、前記サイクロンと真空排気装置と
を連結する真空排気配管に金属繊維フィルタが備えられ
ていることを特徴とする放射性廃棄物減容システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260514A JP2002071895A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 放射性廃棄物減容システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000260514A JP2002071895A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 放射性廃棄物減容システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002071895A true JP2002071895A (ja) | 2002-03-12 |
Family
ID=18748507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000260514A Withdrawn JP2002071895A (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 放射性廃棄物減容システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002071895A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030030757A (ko) * | 2001-10-12 | 2003-04-18 | 주식회사 엘지이아이 | 플라즈마 중합장비의 배기가스 필터링장치 |
| KR100752791B1 (ko) | 2007-02-08 | 2007-08-29 | (주)대성그린테크 | 하수슬러지 및 음식물 처리시 발생하는 배가스 제거 시스템 |
| KR100890315B1 (ko) | 2007-08-07 | 2009-03-26 | 한국원자력연구원 | 가연성폐기물 압축장치 |
| JP2009268980A (ja) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Hitachi Koki Co Ltd | 遠心機 |
| JP2013088323A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd | 低レベル放射性廃棄物の減容処理方法 |
| JP7401951B1 (ja) * | 2023-08-07 | 2023-12-20 | 株式会社九州エアーテック | 集塵浄化装置 |
Citations (8)
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-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000260514A patent/JP2002071895A/ja not_active Withdrawn
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