JP2002221593A - 放射性廃棄物の処理方法 - Google Patents
放射性廃棄物の処理方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】廃棄物が埋設処分され地下水と接触した場合で
も、放射性核種の溶出が少なく、また、脱硝およびガラ
ス化処理時に放射性核種の揮発率が低い硝酸ナトリウム
の処理方法を提供する。 【解決手段】貯蔵容器１内の硝酸ナトリウム廃棄物、貯
蔵容器２内の還元剤、貯蔵容器３内のガラス化剤が、反
応槽４内に供給される。反応槽４内を加熱して硝酸ナト
リウムを溶融し、硝酸ナトリウム廃棄物と還元剤を攪拌
機５により混合する。攪拌を継続して反応槽４内の物質
に対して化学反応による脱硝処理を行う。脱硝処理が終
了した時点で、反応槽４内の溶融物を約６００〜１２０
０℃に加熱し、ガラス化処理を行う。ガラス化が終了し
た後、反応槽４内でガラスを冷却・固化し、反応槽４ご
と、容器搬入装置８を用いて固化装置１５から搬出す
る。
も、放射性核種の溶出が少なく、また、脱硝およびガラ
ス化処理時に放射性核種の揮発率が低い硝酸ナトリウム
の処理方法を提供する。 【解決手段】貯蔵容器１内の硝酸ナトリウム廃棄物、貯
蔵容器２内の還元剤、貯蔵容器３内のガラス化剤が、反
応槽４内に供給される。反応槽４内を加熱して硝酸ナト
リウムを溶融し、硝酸ナトリウム廃棄物と還元剤を攪拌
機５により混合する。攪拌を継続して反応槽４内の物質
に対して化学反応による脱硝処理を行う。脱硝処理が終
了した時点で、反応槽４内の溶融物を約６００〜１２０
０℃に加熱し、ガラス化処理を行う。ガラス化が終了し
た後、反応槽４内でガラスを冷却・固化し、反応槽４ご
と、容器搬入装置８を用いて固化装置１５から搬出す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射性廃棄物の処
理方法に係り、特に、使用済み核燃料の再処理工程で発
生する硝酸ナトリウム廃棄物を処理するのに好適な放射
性廃棄物の処理方法に関する。
理方法に係り、特に、使用済み核燃料の再処理工程で発
生する硝酸ナトリウム廃棄物を処理するのに好適な放射
性廃棄物の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】使用済み核燃料の再処理工程で大量の硝
酸廃液が発生する。特開２０００−１７１５９１号公報
には、この硝酸廃液をまず水酸化ナトリウムにより中和
し、加熱・蒸発の後、硝酸ナトリウムの化学形態とし、
この後、３５０〜５５０℃で黒鉛との接触により脱硝処
理し酸化ナトリウムにする技術が記載されている。
酸廃液が発生する。特開２０００−１７１５９１号公報
には、この硝酸廃液をまず水酸化ナトリウムにより中和
し、加熱・蒸発の後、硝酸ナトリウムの化学形態とし、
この後、３５０〜５５０℃で黒鉛との接触により脱硝処
理し酸化ナトリウムにする技術が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−１７１５９１号公報記載の処理によって得られ
た酸化ナトリウムの化学形態のままで埋設処分された場
合、酸化ナトリウムは水への溶解度が高いため共存する
放射性核種と共に地下水へ溶出する恐れがある。更に硝
酸ナトリウムから酸化ナトリウムへ形態変換する際に加
熱するため、セシウム等の揮発性の高い核種が揮発する
問題があった。
０００−１７１５９１号公報記載の処理によって得られ
た酸化ナトリウムの化学形態のままで埋設処分された場
合、酸化ナトリウムは水への溶解度が高いため共存する
放射性核種と共に地下水へ溶出する恐れがある。更に硝
酸ナトリウムから酸化ナトリウムへ形態変換する際に加
熱するため、セシウム等の揮発性の高い核種が揮発する
問題があった。
【０００４】本発明の目的は、廃棄物が埋設処分され地
下水と接触した場合でも、放射性核種の溶出が少なく、
また、脱硝およびガラス化処理時に放射性核種の揮発率
が低く、排ガス処理装置への負荷が少ない硝酸ナトリウ
ムの処理方法を提供することである。
下水と接触した場合でも、放射性核種の溶出が少なく、
また、脱硝およびガラス化処理時に放射性核種の揮発率
が低く、排ガス処理装置への負荷が少ない硝酸ナトリウ
ムの処理方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明の特徴は、硝
酸ナトリウム加熱を主成分とする放射性廃棄物と還元剤
とガラス化剤を加熱し、窒素酸化物を発生させることな
くガラス固化体を作成する点にある。
酸ナトリウム加熱を主成分とする放射性廃棄物と還元剤
とガラス化剤を加熱し、窒素酸化物を発生させることな
くガラス固化体を作成する点にある。
【０００６】第１の発明によれば、硝酸ナトリウムを還
元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナトリウムに形態変換す
るが、その際に同時にガラス化剤が存在するので、揮発
性の高いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕
獲され、このため放射性核種の揮発率を低減でき、排ガ
ス処理装置への負担を軽減することが可能である。ガラ
スによるセシウムの捕獲機構に関する詳細は電中研報告
Ｗ９６０１５に記載されている。また、ガラス固化体は
酸化ナトリウムに比較し水への溶解度が低いため、放射
性核種の地下水への溶出を低減することが出来る。
元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナトリウムに形態変換す
るが、その際に同時にガラス化剤が存在するので、揮発
性の高いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕
獲され、このため放射性核種の揮発率を低減でき、排ガ
ス処理装置への負担を軽減することが可能である。ガラ
スによるセシウムの捕獲機構に関する詳細は電中研報告
Ｗ９６０１５に記載されている。また、ガラス固化体は
酸化ナトリウムに比較し水への溶解度が低いため、放射
性核種の地下水への溶出を低減することが出来る。
【０００７】第２の発明の特徴は、硝酸ナトリウム加熱
を主成分とする放射性廃棄物と黒鉛を主成分とする還元
剤とガラス化剤を加熱し、窒素酸化物を発生させること
なくガラス固化体を作成する点にある。
を主成分とする放射性廃棄物と黒鉛を主成分とする還元
剤とガラス化剤を加熱し、窒素酸化物を発生させること
なくガラス固化体を作成する点にある。
【０００８】第２の発明によれば、硝酸ナトリウムを黒
鉛を主成分とする還元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナト
リウムに形態変換するが、その際に同時にガラス化剤が
存在するので、揮発性の高いセシウム等の核種がガラス
化剤の網目構造に捕獲され、このため放射性核種の揮発
率を低減でき、排ガス処理装置への負担を軽減すること
が可能である。また、ガラス固化体は酸化ナトリウムに
比較し水への溶解度が低いため、放射性核種の地下水へ
の溶出を低減することが出来る。更に還元剤が黒鉛を主
成分としているので、硝酸ナトリウムを有毒な窒素酸化
物を発生すること無しにガラス固化に適した酸化ナトリ
ウムの化学形態に変換でき、また黒鉛は酸化によりガス
化しガラス固化体に残留しないため、単位体積あたりの
ガラス固化体への硝酸ナトリウムの添加量を高めること
が出来る。
鉛を主成分とする還元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナト
リウムに形態変換するが、その際に同時にガラス化剤が
存在するので、揮発性の高いセシウム等の核種がガラス
化剤の網目構造に捕獲され、このため放射性核種の揮発
率を低減でき、排ガス処理装置への負担を軽減すること
が可能である。また、ガラス固化体は酸化ナトリウムに
比較し水への溶解度が低いため、放射性核種の地下水へ
の溶出を低減することが出来る。更に還元剤が黒鉛を主
成分としているので、硝酸ナトリウムを有毒な窒素酸化
物を発生すること無しにガラス固化に適した酸化ナトリ
ウムの化学形態に変換でき、また黒鉛は酸化によりガス
化しガラス固化体に残留しないため、単位体積あたりの
ガラス固化体への硝酸ナトリウムの添加量を高めること
が出来る。
【０００９】第３の発明の特徴は、硝酸ナトリウム加熱
を主成分とする放射性廃棄物と還元剤と酸化ケイ素もし
くは酸化ホウ素を主成分とするガラス化剤を加熱し、窒
素酸化物を発生させることなくガラス固化体を作成する
点にある。
を主成分とする放射性廃棄物と還元剤と酸化ケイ素もし
くは酸化ホウ素を主成分とするガラス化剤を加熱し、窒
素酸化物を発生させることなくガラス固化体を作成する
点にある。
【００１０】第３の発明によれば、ガラスの主成分が酸
化ケイ素、もしくは酸化ホウ素であるため、揮発性の高
いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕獲さ
れ、このため放射性核種の揮発率を低減できるため、排
ガス処理装置への負担を軽減することが可能である。更
に、作成されたガラス固化体は酸化ナトリウムに比べ水
への溶解度が低いため、放射性核種の地下水への溶出を
低減することが出来る。また、酸化ケイ素もしくは酸化
ホウ素と酸化ナトリウムのガラス化範囲は広く、約６０
重量％まで酸化ナトリウムを添加してもガラス化するた
め、減容効果が大きい。
化ケイ素、もしくは酸化ホウ素であるため、揮発性の高
いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕獲さ
れ、このため放射性核種の揮発率を低減できるため、排
ガス処理装置への負担を軽減することが可能である。更
に、作成されたガラス固化体は酸化ナトリウムに比べ水
への溶解度が低いため、放射性核種の地下水への溶出を
低減することが出来る。また、酸化ケイ素もしくは酸化
ホウ素と酸化ナトリウムのガラス化範囲は広く、約６０
重量％まで酸化ナトリウムを添加してもガラス化するた
め、減容効果が大きい。
【００１１】第４の発明の特徴は、硝酸ナトリウム加熱
を主成分とする放射性廃棄物と還元剤とガラス化剤を同
一の容器で加熱し、窒素酸化物を発生させることなくガ
ラス固化体を作成する点にある。
を主成分とする放射性廃棄物と還元剤とガラス化剤を同
一の容器で加熱し、窒素酸化物を発生させることなくガ
ラス固化体を作成する点にある。
【００１２】第４の発明によれば、反応槽を使い捨てに
するため、反応槽から処分容器へのガラス固化体の詰め
替え等が不要になるため、放射性核種の飛散を低減する
ことが可能である。反応槽の劣化による保守・交換が不
要である。
するため、反応槽から処分容器へのガラス固化体の詰め
替え等が不要になるため、放射性核種の飛散を低減する
ことが可能である。反応槽の劣化による保守・交換が不
要である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例である硝酸
ナトリウム廃棄物の固化装置を、図１を用いて説明す
る。本実施例の硝酸ナトリウム廃棄物の固化装置は、硝
酸ナトリウム廃棄物が充填される貯蔵容器１，還元剤が
充填される貯蔵容器２，ガラス化剤が充填される貯蔵容
器３と、各貯蔵容器内の対応する貯蔵物質（硝酸ナトリ
ウム廃棄物，還元剤，ガラス化剤）を投入しそれらを内
部で加熱溶解し、硝酸ナトリウムを還元剤の作用によっ
て酸化ナトリウムに変換させ、ガラス化剤を混合してガ
ラス固化体を形成するための反応槽４、および反応槽４
を加熱するための加熱装置９を備えている。加熱装置９
には電源１２が接続されており、電源１２は温度制御装
置１１によって制御される。反応槽４内の物質を攪拌す
る攪拌機５が設けられ、電動機１３が攪拌機５に連結さ
れる。更に、電動機１３に電力を供給する電源（図示せ
ず）およびこの電源の制御装置（図示せず）を有する。
ナトリウム廃棄物の固化装置を、図１を用いて説明す
る。本実施例の硝酸ナトリウム廃棄物の固化装置は、硝
酸ナトリウム廃棄物が充填される貯蔵容器１，還元剤が
充填される貯蔵容器２，ガラス化剤が充填される貯蔵容
器３と、各貯蔵容器内の対応する貯蔵物質（硝酸ナトリ
ウム廃棄物，還元剤，ガラス化剤）を投入しそれらを内
部で加熱溶解し、硝酸ナトリウムを還元剤の作用によっ
て酸化ナトリウムに変換させ、ガラス化剤を混合してガ
ラス固化体を形成するための反応槽４、および反応槽４
を加熱するための加熱装置９を備えている。加熱装置９
には電源１２が接続されており、電源１２は温度制御装
置１１によって制御される。反応槽４内の物質を攪拌す
る攪拌機５が設けられ、電動機１３が攪拌機５に連結さ
れる。更に、電動機１３に電力を供給する電源（図示せ
ず）およびこの電源の制御装置（図示せず）を有する。
【００１４】この本実施例の硝酸ナトリウム廃棄物のガ
ラス固化装置は、上記の構成を有しており、この装置を
用いて以下のような処理が実行される。
ラス固化装置は、上記の構成を有しており、この装置を
用いて以下のような処理が実行される。
【００１５】貯蔵容器１には、使用済み核燃料の再処理
プロセスで発生した硝酸廃液を水酸化ナトリウムにより
中和し、加熱・蒸発した後に粉体化もしくは造粒化され
た硝酸ナトリウム廃棄物が貯蔵される。貯蔵容器２には
還元剤が、貯蔵容器３にはガラス化剤が貯蔵される。ま
ず、反応槽４を固化装置１５内に搬入し、貯蔵容器１，
２，３から反応槽４内に硝酸ナトリウム廃棄物、還元剤
およびガラス化剤を供給する。次に、これらを約３１０
℃に加熱し硝酸ナトリウムを溶融し、硝酸ナトリウム廃
棄物と還元剤を攪拌機５により均一混合する。混合した
後、攪拌機５により攪拌を続けながら、３５０〜５５０
℃まで加熱し、次の反応により脱硝処理を行う。
プロセスで発生した硝酸廃液を水酸化ナトリウムにより
中和し、加熱・蒸発した後に粉体化もしくは造粒化され
た硝酸ナトリウム廃棄物が貯蔵される。貯蔵容器２には
還元剤が、貯蔵容器３にはガラス化剤が貯蔵される。ま
ず、反応槽４を固化装置１５内に搬入し、貯蔵容器１，
２，３から反応槽４内に硝酸ナトリウム廃棄物、還元剤
およびガラス化剤を供給する。次に、これらを約３１０
℃に加熱し硝酸ナトリウムを溶融し、硝酸ナトリウム廃
棄物と還元剤を攪拌機５により均一混合する。混合した
後、攪拌機５により攪拌を続けながら、３５０〜５５０
℃まで加熱し、次の反応により脱硝処理を行う。
【００１６】 ２ＮａＮＯ3＋５Ｃ→Ｎａ2Ｏ＋５ＣＯ↑＋Ｎ2↑ （１） （１）式の反応が完全に終了した時点で、反応槽４内の
溶融物を約６００〜１２００℃に加熱し、ガラス化処理
を行う。ガラス化が終了した時点で加熱および攪拌を終
了し、反応槽内でガラスを冷却・固化し、反応槽４ご
と、容器搬入装置８を用いて固化装置１５から搬出す
る。また（１）式の反応により発生した一酸化炭素は、
二次燃焼器により無害な二酸化炭素にし、また揮発した
放射性核種およびダストは二次燃焼器，セラミックフィ
ルタ，ＨＥＰＡフィルタ等の排ガス処理装置１４により
浄化され大気に放出される。
溶融物を約６００〜１２００℃に加熱し、ガラス化処理
を行う。ガラス化が終了した時点で加熱および攪拌を終
了し、反応槽内でガラスを冷却・固化し、反応槽４ご
と、容器搬入装置８を用いて固化装置１５から搬出す
る。また（１）式の反応により発生した一酸化炭素は、
二次燃焼器により無害な二酸化炭素にし、また揮発した
放射性核種およびダストは二次燃焼器，セラミックフィ
ルタ，ＨＥＰＡフィルタ等の排ガス処理装置１４により
浄化され大気に放出される。
【００１７】次に上記固化プロセスで記載した数値の根
拠，効果について述べる。
拠，効果について述べる。
【００１８】還元剤の材質は、黒鉛，廃活性炭，セルロ
ース等の炭素を含有するものが望ましい。これは、黒鉛
は硝酸ナトリウムを有毒な窒素酸化物を発生すること無
しにガラス固化に適した酸化ナトリウムの化学形態に変
換でき、更に酸化によりガス化するため、ガラス固化体
の減容性を損なわないためである。
ース等の炭素を含有するものが望ましい。これは、黒鉛
は硝酸ナトリウムを有毒な窒素酸化物を発生すること無
しにガラス固化に適した酸化ナトリウムの化学形態に変
換でき、更に酸化によりガス化するため、ガラス固化体
の減容性を損なわないためである。
【００１９】また、還元剤の添加量としては、（１）式
の反応からマスバランスおよび固化装置への空気インリ
ークによる黒鉛の燃焼等を考慮すると、硝酸ナトリウム
の１／３〜１０倍程度が望ましい。
の反応からマスバランスおよび固化装置への空気インリ
ークによる黒鉛の燃焼等を考慮すると、硝酸ナトリウム
の１／３〜１０倍程度が望ましい。
【００２０】しかし、還元剤は、添加しなくても構わな
い。これは、還元剤が共存せずとも硝酸ナトリウムを加
熱すると有害な二酸化窒素が発生するものの、次の二段
階の反応によりガラス固化に適した酸化ナトリウムの化
学形態に変換できるためである。
い。これは、還元剤が共存せずとも硝酸ナトリウムを加
熱すると有害な二酸化窒素が発生するものの、次の二段
階の反応によりガラス固化に適した酸化ナトリウムの化
学形態に変換できるためである。
【００２１】 ＮａＮＯ3→ＮａＮＯ2＋０.５Ｏ2↑（３８０℃） （２） ２ＮａＮＯ2＋０.５Ｏ2→Ｎａ2Ｏ＋２ＮＯ2↑（７５０℃） （３） ガラス化剤としては酸化ケイ素もしくは酸化ホウ素を主
成分とし、ガラス化範囲を考慮すると、その添加量は硝
酸ナトリウム廃棄物の約３０〜２００％とするのが望ま
しい。ガラス化剤を放射性の廃シリカゲルとすることに
より、再処理工場から排出される廃棄物のトータル量を
低減することが可能である。
成分とし、ガラス化範囲を考慮すると、その添加量は硝
酸ナトリウム廃棄物の約３０〜２００％とするのが望ま
しい。ガラス化剤を放射性の廃シリカゲルとすることに
より、再処理工場から排出される廃棄物のトータル量を
低減することが可能である。
【００２２】また、ガラスの水に対する耐食性を向上さ
せるためにＺｒＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＺｎＯ，Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯ，ＢａＯ，ＢｅＯ，ＴｈＯ2，Ｌａ2Ｏ3，Ｎ
ｂ2Ｏ5，ＰｂＯ，Ｂｉ2Ｏ3等をガラス固化体重量の０〜
２０％程度添加しても構わない。
せるためにＺｒＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＺｎＯ，Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯ，ＢａＯ，ＢｅＯ，ＴｈＯ2，Ｌａ2Ｏ3，Ｎ
ｂ2Ｏ5，ＰｂＯ，Ｂｉ2Ｏ3等をガラス固化体重量の０〜
２０％程度添加しても構わない。
【００２３】ガラスの主成分は酸化ケイ素、もしくは酸
化ホウ素であるため、揮発性の高いセシウム等の核種が
ガラス化剤の網目構造に捕獲され、このため放射性核種
の揮発率を低減できるため、排ガス処理装置１４への負
担を軽減することが可能である。更に、作成されたガラ
ス固化体は酸化ナトリウムに比べ水への溶解度が低いた
め、放射性核種の地下水への溶出を低減することが出来
る。また、酸化ケイ素もしくは酸化ホウ素と酸化ナトリ
ウムのガラス化範囲は広く、約６０重量％まで酸化ナト
リウムを添加してもガラス化するため、減容効果が大き
い。
化ホウ素であるため、揮発性の高いセシウム等の核種が
ガラス化剤の網目構造に捕獲され、このため放射性核種
の揮発率を低減できるため、排ガス処理装置１４への負
担を軽減することが可能である。更に、作成されたガラ
ス固化体は酸化ナトリウムに比べ水への溶解度が低いた
め、放射性核種の地下水への溶出を低減することが出来
る。また、酸化ケイ素もしくは酸化ホウ素と酸化ナトリ
ウムのガラス化範囲は広く、約６０重量％まで酸化ナト
リウムを添加してもガラス化するため、減容効果が大き
い。
【００２４】加熱処理時にガラス化剤を同時に添加して
いるため、揮発性の高いセシウム等の放射性核種のみで
なく、酸化ナトリウムをもガラス化剤の網目構造内に捕
獲することができるため、ガラス固化体からの全揮発量
を低減することができ、排ガス処理装置１４への負担を
軽減することが可能である。
いるため、揮発性の高いセシウム等の放射性核種のみで
なく、酸化ナトリウムをもガラス化剤の網目構造内に捕
獲することができるため、ガラス固化体からの全揮発量
を低減することができ、排ガス処理装置１４への負担を
軽減することが可能である。
【００２５】また、反応槽４に設けられた加熱装置９
は、ヒーターの通電加熱もしくは、反応槽４が炭素鋼，
ステンレス，黒鉛等の導電性物質である場合には、高周
波誘導加熱とする。
は、ヒーターの通電加熱もしくは、反応槽４が炭素鋼，
ステンレス，黒鉛等の導電性物質である場合には、高周
波誘導加熱とする。
【００２６】反応槽４には溶融物の攪拌機５を設けるも
のとする。攪拌により脱硝反応およびガラス固化化反応
を均一に起こすことが来るので固化体を埋設処分した後
に地下水への放射性核種の溶出を低減することが出来
る。
のとする。攪拌により脱硝反応およびガラス固化化反応
を均一に起こすことが来るので固化体を埋設処分した後
に地下水への放射性核種の溶出を低減することが出来
る。
【００２７】溶融物を約６００〜１２００℃に加熱しガ
ラス化処理を行う際に（１）の反応が終了したことを判
定する必要があるが、この判定には溶解槽から発生する
Ｎ2，ＣＯガスの分析結果を用いる。
ラス化処理を行う際に（１）の反応が終了したことを判
定する必要があるが、この判定には溶解槽から発生する
Ｎ2，ＣＯガスの分析結果を用いる。
【００２８】固化装置１５の密閉構造部は、放射性核種
の系外への漏洩を防ぐため、内部圧力を大気圧に比べ負
圧にするものとする。
の系外への漏洩を防ぐため、内部圧力を大気圧に比べ負
圧にするものとする。
【００２９】次に、本発明の他の実施例を説明する。本
実施例は、硝酸ナトリウムと還元剤のみを反応槽に添加
し、（１）式の反応を起こした後に、ガラス化剤を添加
しガラス化するものである。
実施例は、硝酸ナトリウムと還元剤のみを反応槽に添加
し、（１）式の反応を起こした後に、ガラス化剤を添加
しガラス化するものである。
【００３０】まず、反応槽４を固化装置１５内に搬入
し、貯蔵容器１，２，３から反応槽４に硝酸ナトリウム
廃棄物、還元剤およびガラス化剤を供給する。次に、こ
れらを約３１０℃に加熱し硝酸ナトリウムを溶融し、硝
酸ナトリウム廃棄物と還元剤を攪拌器により均一混合す
る。混合した後、攪拌を続けながら、２５０〜５５０℃
まで加熱し、（１）式の反応により脱硝処理を行う。
し、貯蔵容器１，２，３から反応槽４に硝酸ナトリウム
廃棄物、還元剤およびガラス化剤を供給する。次に、こ
れらを約３１０℃に加熱し硝酸ナトリウムを溶融し、硝
酸ナトリウム廃棄物と還元剤を攪拌器により均一混合す
る。混合した後、攪拌を続けながら、２５０〜５５０℃
まで加熱し、（１）式の反応により脱硝処理を行う。
【００３１】（１）式の反応が完全に終了した時点で、
貯蔵容器３からガラス化剤を供給し、反応槽内の溶融物
を約６００〜１２００℃に加熱し、ガラス化処理を行
う。ガラス化が終了した時点で加熱および攪拌を終了
し、反応槽内でガラスを冷却・固化し、反応槽ごと固化
装置から搬出する。また（１）式の反応により発生し一
酸化炭素は二次燃焼器により無害な二酸化炭素にし、ま
た揮発した放射性核種およびダストは二次燃焼器、セラ
ミックフィルタ、ＨＥＰＡフィルタ等の排ガス処理装置
１４により浄化され大気に放出される。
貯蔵容器３からガラス化剤を供給し、反応槽内の溶融物
を約６００〜１２００℃に加熱し、ガラス化処理を行
う。ガラス化が終了した時点で加熱および攪拌を終了
し、反応槽内でガラスを冷却・固化し、反応槽ごと固化
装置から搬出する。また（１）式の反応により発生し一
酸化炭素は二次燃焼器により無害な二酸化炭素にし、ま
た揮発した放射性核種およびダストは二次燃焼器、セラ
ミックフィルタ、ＨＥＰＡフィルタ等の排ガス処理装置
１４により浄化され大気に放出される。
【００３２】６００〜１２００℃に加熱しガラス化処理
を行う前に、ガラス化剤を添加するため揮発性の高いセ
シウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕獲され、こ
のため放射性核種の揮発率を低減できるため、排ガス処
理装置への負担を軽減することが可能である。また、ガ
ラス固化体は酸化ナトリウムに比べ水への溶解度が低い
ため、放射性核種の地下水への溶出を低減することが出
来る。
を行う前に、ガラス化剤を添加するため揮発性の高いセ
シウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕獲され、こ
のため放射性核種の揮発率を低減できるため、排ガス処
理装置への負担を軽減することが可能である。また、ガ
ラス固化体は酸化ナトリウムに比べ水への溶解度が低い
ため、放射性核種の地下水への溶出を低減することが出
来る。
【００３３】その他の条件は本章の最初に記載した実施
例と同様である。
例と同様である。
【００３４】
【発明の効果】第１の発明によれば、硝酸ナトリウムを
還元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナトリウムに形態変換
するが、その際に同時にガラス化剤が存在するので、揮
発性の高いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に
捕獲され、このため放射性核種の揮発率を低減でき、排
ガス処理装置への負担を軽減することが可能である。ガ
ラスによるセシウムの捕獲機構に関する詳細は電中研報
告Ｗ９６０１５に記載されている。また、ガラス固化体
は酸化ナトリウムに比較し水への溶解度が低いため、放
射性核種の地下水への溶出を低減することが出来る。
還元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナトリウムに形態変換
するが、その際に同時にガラス化剤が存在するので、揮
発性の高いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に
捕獲され、このため放射性核種の揮発率を低減でき、排
ガス処理装置への負担を軽減することが可能である。ガ
ラスによるセシウムの捕獲機構に関する詳細は電中研報
告Ｗ９６０１５に記載されている。また、ガラス固化体
は酸化ナトリウムに比較し水への溶解度が低いため、放
射性核種の地下水への溶出を低減することが出来る。
【００３５】第２の発明によれば、硝酸ナトリウムを黒
鉛を主成分とする還元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナト
リウムに形態変換するが、その際に同時にガラス化剤が
存在するので、揮発性の高いセシウム等の核種がガラス
化剤の網目構造に捕獲され、このため放射性核種の揮発
率を低減でき、排ガス処理装置への負担を軽減すること
が可能である。また、ガラス固化体は酸化ナトリウムに
比較し水への溶解度が低いため、放射性核種の地下水へ
の溶出を低減することが出来る。更に還元剤が黒鉛を主
成分としているので、硝酸ナトリウムを有毒な窒素酸化
物を発生すること無しにガラス固化に適した酸化ナトリ
ウムの化学形態に変換でき、また黒鉛は酸化によりガス
化しガラス固化体に残留しないため、単位体積あたりの
ガラス固化体への硝酸ナトリウムの添加量を高めること
が出来る。
鉛を主成分とする還元剤の存在下で加熱溶融し酸化ナト
リウムに形態変換するが、その際に同時にガラス化剤が
存在するので、揮発性の高いセシウム等の核種がガラス
化剤の網目構造に捕獲され、このため放射性核種の揮発
率を低減でき、排ガス処理装置への負担を軽減すること
が可能である。また、ガラス固化体は酸化ナトリウムに
比較し水への溶解度が低いため、放射性核種の地下水へ
の溶出を低減することが出来る。更に還元剤が黒鉛を主
成分としているので、硝酸ナトリウムを有毒な窒素酸化
物を発生すること無しにガラス固化に適した酸化ナトリ
ウムの化学形態に変換でき、また黒鉛は酸化によりガス
化しガラス固化体に残留しないため、単位体積あたりの
ガラス固化体への硝酸ナトリウムの添加量を高めること
が出来る。
【００３６】第３の発明によれば、ガラスの主成分が酸
化ケイ素、もしくは酸化ホウ素であるため、揮発性の高
いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕獲さ
れ、このため放射性核種の揮発率を低減できるため、排
ガス処理装置への負担を軽減することが可能である。更
に、作成されたガラス固化体は酸化ナトリウムに比べ水
への溶解度が低いため、放射性核種の地下水への溶出を
低減することが出来る。また、酸化ケイ素もしくは酸化
ホウ素と酸化ナトリウムのガラス化範囲は広く、約６０
重量％まで酸化ナトリウム添加してもガラス化するた
め、減容効果が大きい。
化ケイ素、もしくは酸化ホウ素であるため、揮発性の高
いセシウム等の核種がガラス化剤の網目構造に捕獲さ
れ、このため放射性核種の揮発率を低減できるため、排
ガス処理装置への負担を軽減することが可能である。更
に、作成されたガラス固化体は酸化ナトリウムに比べ水
への溶解度が低いため、放射性核種の地下水への溶出を
低減することが出来る。また、酸化ケイ素もしくは酸化
ホウ素と酸化ナトリウムのガラス化範囲は広く、約６０
重量％まで酸化ナトリウム添加してもガラス化するた
め、減容効果が大きい。
【００３７】第４の発明によれば、反応槽を使い捨てに
するため、反応槽から処分容器へのガラス固化体の詰め
替え等が不要になるため、放射性核種の飛散を低減する
ことが可能である。反応槽の劣化による保守・交換が不
要である。
するため、反応槽から処分容器へのガラス固化体の詰め
替え等が不要になるため、放射性核種の飛散を低減する
ことが可能である。反応槽の劣化による保守・交換が不
要である。
【図１】本発明の好適な一実施例である硝酸ナトリウム
の分解処理装置を示す構成図である。
の分解処理装置を示す構成図である。
１…硝酸ナトリウム廃棄物貯蔵容器、２…還元剤貯蔵容
器、３…ガラス化剤貯蔵容器、４…反応槽、５…攪拌
機、６…窒素（もしくはＣＯ）濃度測定器、７…供給バ
ルブ、８…容器搬入装置、９…加熱装置、１０…放射温
度計、１１…温度制御装置、１２…電源、１３…電動
機、１４…排ガス処理装置。
器、３…ガラス化剤貯蔵容器、４…反応槽、５…攪拌
機、６…窒素（もしくはＣＯ）濃度測定器、７…供給バ
ルブ、８…容器搬入装置、９…加熱装置、１０…放射温
度計、１１…温度制御装置、１２…電源、１３…電動
機、１４…排ガス処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 俊明 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 泉田 龍男 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 Ｆターム(参考） 4D004 AA50 AB09 CA45 CC11 CC13
Claims (4)
- 【請求項１】硝酸ナトリウム加熱を主成分とする放射性
廃棄物と還元剤とガラス化剤を加熱し、窒素酸化物を発
生させることなくガラス固化体を作成することを特徴と
する硝酸ナトリウムを主成分とする放射性廃棄物の処理
方法。 - 【請求項２】請求項１の処理方法において、還元剤が黒
鉛を主成分とすることを特徴とした硝酸ナトリウムを主
成分とする放射性廃棄物の処理方法。 - 【請求項３】請求項１の処理方法において、ガラス化剤
が酸化ケイ素もしくは酸化ホウ素を主成分であることを
特徴とした硝酸ナトリウムを主成分とする放射性廃棄物
の処理方法。 - 【請求項４】請求項１の処理方法において硝酸ナトリウ
ム加熱を主成分とする放射性廃棄物と還元剤とガラス化
剤を同一の容器で加熱することを特徴とする硝酸ナトリ
ウムを主成分とする放射性廃棄物の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001016498A JP2002221593A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 放射性廃棄物の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001016498A JP2002221593A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 放射性廃棄物の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002221593A true JP2002221593A (ja) | 2002-08-09 |
Family
ID=18882858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001016498A Pending JP2002221593A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 放射性廃棄物の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002221593A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100848505B1 (ko) | 2007-02-14 | 2008-07-28 | (주)한국원자력 엔지니어링 | 방사성 폐기물 고화처리 장치 |
| JP5175995B1 (ja) * | 2012-09-24 | 2013-04-03 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 土壌からの放射性セシウム除去方法 |
| CN103641306A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-03-19 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括Pr2O3的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
| CN103723916A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-04-16 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括ThO2的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
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| CN103723917A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-04-16 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括PuO2的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
| CN103730177A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-04-16 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括TcO2的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
| CN103723915A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-04-16 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括MnO2的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
| CN103730179A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-04-16 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括NpO2的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
| CN103730178A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-04-16 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括Gd2O3的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
| CN103739198A (zh) * | 2013-10-26 | 2014-04-23 | 溧阳市浙大产学研服务中心有限公司 | 包括RuO2的铍硅酸盐玻璃及处理放射性废液的方法 |
| CN114300172A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 核工业北京地质研究院 | 一种放射性核素的固化方法 |
| JP2022105067A (ja) * | 2015-12-29 | 2022-07-12 | ヴェオリア ニュークリア ソリューションズ インコーポレイテッド | 電極シールアセンブリの為のシステムおよび方法 |
-
2001
- 2001-01-25 JP JP2001016498A patent/JP2002221593A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2022105067A (ja) * | 2015-12-29 | 2022-07-12 | ヴェオリア ニュークリア ソリューションズ インコーポレイテッド | 電極シールアセンブリの為のシステムおよび方法 |
| JP7379784B2 (ja) | 2015-12-29 | 2023-11-15 | ヴェオリア ニュークリア ソリューションズ インコーポレイテッド | 電極シールアセンブリの為のシステムおよび方法 |
| US12076765B2 (en) | 2015-12-29 | 2024-09-03 | Veolia Nuclear Solutions, Inc. | System and method for an electrode seal assembly |
| CN114300172A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 核工业北京地质研究院 | 一种放射性核素的固化方法 |
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