JP2003294890A - 放射性物質処理方法 - Google Patents
放射性物質処理方法Info
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- JP2003294890A JP2003294890A JP2002092649A JP2002092649A JP2003294890A JP 2003294890 A JP2003294890 A JP 2003294890A JP 2002092649 A JP2002092649 A JP 2002092649A JP 2002092649 A JP2002092649 A JP 2002092649A JP 2003294890 A JP2003294890 A JP 2003294890A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放射性塩化物を安定した状態で保管できるよ
うにする。 【解決手段】 容器６に廃溶融塩３と鉄リン酸ガラスカ
レット４を混ぜ合わせた処理対象物５を投入し、高周波
誘導加熱炉２で容器６を加熱して処理対象物５を溶融さ
せ、処理対象物５の加熱に伴って揮発する塩素成分を、
ガス洗浄装置８により塩化カルシウムとして回収する。
更に、容器６を高周波誘導加熱炉２から取り出し、溶融
状態の処理対象物５を容器７へ移して自然風冷で冷却す
ることにより、容器７内の処理対象物５を固化させ、廃
溶融塩３に含まれている放射性核種をガラス素材中に封
じ込める。
うにする。 【解決手段】 容器６に廃溶融塩３と鉄リン酸ガラスカ
レット４を混ぜ合わせた処理対象物５を投入し、高周波
誘導加熱炉２で容器６を加熱して処理対象物５を溶融さ
せ、処理対象物５の加熱に伴って揮発する塩素成分を、
ガス洗浄装置８により塩化カルシウムとして回収する。
更に、容器６を高周波誘導加熱炉２から取り出し、溶融
状態の処理対象物５を容器７へ移して自然風冷で冷却す
ることにより、容器７内の処理対象物５を固化させ、廃
溶融塩３に含まれている放射性核種をガラス素材中に封
じ込める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は放射性物質処理方法
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電プラントなどの原子炉に用い
られる燃料は、所定期間供用すると、燃料中に核分裂生
成物が蓄積して反応に限界が生じるので、新しいものと
交換され、貯蔵プールにおいて水に浸漬した状態で保管
される。
られる燃料は、所定期間供用すると、燃料中に核分裂生
成物が蓄積して反応に限界が生じるので、新しいものと
交換され、貯蔵プールにおいて水に浸漬した状態で保管
される。
【０００３】この使用済み燃料には、未反応のウランや
反応により生成されたプルトニウムが核分裂生成物と混
在した状態で含まれている。
反応により生成されたプルトニウムが核分裂生成物と混
在した状態で含まれている。
【０００４】そこで近年、溶融塩をウラン抽出手段とし
た乾式再処理法によって、使用済み燃料からウランを回
収することが検討されている。
た乾式再処理法によって、使用済み燃料からウランを回
収することが検討されている。
【０００５】乾式再処理法では、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ共晶
塩などの溶融塩中で使用済み燃料を電解精製し、電極に
析出したウランを回収する。
塩などの溶融塩中で使用済み燃料を電解精製し、電極に
析出したウランを回収する。
【０００６】上記の溶融塩は繰り返し使用するので、使
用済み燃料が含んでいた放射性核種（希土類など）が溶
融塩中に徐々に蓄積してウラン回収能力が低減し、最終
的には、放射性レベルが高い塩化物（廃溶融塩）が発生
することになる。
用済み燃料が含んでいた放射性核種（希土類など）が溶
融塩中に徐々に蓄積してウラン回収能力が低減し、最終
的には、放射性レベルが高い塩化物（廃溶融塩）が発生
することになる。
【０００７】従来、廃溶融塩の処理法としては、高温高
圧雰囲気で廃溶融塩をソーダライトに強制的に注入した
後、当該ソーダライトを焼成してソーダライト焼結体を
形成するソーダライト固化法が提案されている。
圧雰囲気で廃溶融塩をソーダライトに強制的に注入した
後、当該ソーダライトを焼成してソーダライト焼結体を
形成するソーダライト固化法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ソーダライ
ト固化法では、廃溶融塩を直接固化できるという利点は
あるが、ソーダライト焼結体中に廃溶融塩がそのまま存
在しているため、水などがソーダライト焼結体に触れた
場合に、廃溶融塩が溶出することが懸念される。
ト固化法では、廃溶融塩を直接固化できるという利点は
あるが、ソーダライト焼結体中に廃溶融塩がそのまま存
在しているため、水などがソーダライト焼結体に触れた
場合に、廃溶融塩が溶出することが懸念される。
【０００９】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、廃溶融塩などの放射性レベルが高い塩化物を安定し
た状態で保管できるようにすることを目的としている。
で、廃溶融塩などの放射性レベルが高い塩化物を安定し
た状態で保管できるようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の放射性物質処理方法で
は、放射性塩化物と鉄リン酸ガラスを混ぜ合わせた処理
対象物を加熱して、当該処理対象物を溶融させるととも
に塩素を揮発させた後、処理対象物を容器に移して固化
させる。
め、本発明の請求項１に記載の放射性物質処理方法で
は、放射性塩化物と鉄リン酸ガラスを混ぜ合わせた処理
対象物を加熱して、当該処理対象物を溶融させるととも
に塩素を揮発させた後、処理対象物を容器に移して固化
させる。
【００１１】本発明の請求項２に記載の放射性物質処理
方法では、放射性塩化物と鉄リン酸ガラスを混ぜ合わせ
た処理対象物を容器内で加熱して、当該処理対象物を溶
融させるとともに塩素を揮発させた後、処理対象物を前
記の容器内で固化させる。
方法では、放射性塩化物と鉄リン酸ガラスを混ぜ合わせ
た処理対象物を容器内で加熱して、当該処理対象物を溶
融させるとともに塩素を揮発させた後、処理対象物を前
記の容器内で固化させる。
【００１２】本発明の請求項３に記載の放射性物質処理
方法では、処理対象物から揮発する塩素をアルカリスク
ラバで捕捉して塩化カルシウムを生成させる。
方法では、処理対象物から揮発する塩素をアルカリスク
ラバで捕捉して塩化カルシウムを生成させる。
【００１３】本発明の請求項１、あるいは請求項２に記
載の放射性物質処理方法のいずれにおいても、処理対象
物の加熱によって放射性塩化物から塩素を取り除き、更
に、容器内で処理対象物を固化させて放射性核種をガラ
ス素材の中に封じ込める。
載の放射性物質処理方法のいずれにおいても、処理対象
物の加熱によって放射性塩化物から塩素を取り除き、更
に、容器内で処理対象物を固化させて放射性核種をガラ
ス素材の中に封じ込める。
【００１４】本発明の請求項３に記載の放射性物質処理
方法においては、アルカリスクラバによって、処理対象
物から揮発する塩素を塩化カルシウムとして回収し、塩
素を安定した状態で保つ。
方法においては、アルカリスクラバによって、処理対象
物から揮発する塩素を塩化カルシウムとして回収し、塩
素を安定した状態で保つ。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。
示例とともに説明する。
【００１６】図１は本発明の放射性物質処理方法の実施
の形態の一例であり、当該処理方法の実施にあたって
は、気密構造のセル１内部に配置した高周波誘導加熱炉
２と、使用済み燃料の乾式再処理により発生した廃溶融
塩３と固化体を形成させるための鉄リン酸ガラスカレッ
ト４を混ぜ合わせた処理対象物５の加熱に用いる容器６
と、処理対象物５の保管に用いる容器７とを準備してお
く。
の形態の一例であり、当該処理方法の実施にあたって
は、気密構造のセル１内部に配置した高周波誘導加熱炉
２と、使用済み燃料の乾式再処理により発生した廃溶融
塩３と固化体を形成させるための鉄リン酸ガラスカレッ
ト４を混ぜ合わせた処理対象物５の加熱に用いる容器６
と、処理対象物５の保管に用いる容器７とを準備してお
く。
【００１７】セル１には、給排気用ブロワ及びアルカリ
スクラバを有するガス洗浄装置８が付帯しており、当該
ガス洗浄装置８によって、セル１内部の環境空気に含ま
れる塩素成分を捉えて塩化カルシウムを生成させ、塩素
成分を取り除いた後の空気を排ガス処理装置へ送給する
ようになっている。
スクラバを有するガス洗浄装置８が付帯しており、当該
ガス洗浄装置８によって、セル１内部の環境空気に含ま
れる塩素成分を捉えて塩化カルシウムを生成させ、塩素
成分を取り除いた後の空気を排ガス処理装置へ送給する
ようになっている。
【００１８】高周波誘導加熱炉２は、耐火物で形成され
且つ容器６が挿入可能な炉本体９に誘導加熱コイル１０
を埋め込んだものである。
且つ容器６が挿入可能な炉本体９に誘導加熱コイル１０
を埋め込んだものである。
【００１９】容器６は、導電性を有し且つ耐熱性に優れ
た非金属材料である炭化珪素により形成されている。
た非金属材料である炭化珪素により形成されている。
【００２０】容器７は、鋼、あるいはステンレス鋼など
のような剛性が高い金属材料により形成されている。
のような剛性が高い金属材料により形成されている。
【００２１】また、鉄リン酸ガラスカレット４には、鉄
とリンの比率が３：７〜４：６程度のものを用いる。
とリンの比率が３：７〜４：６程度のものを用いる。
【００２２】廃溶融塩３の安定化を図るときには、廃溶
融塩３と鉄リン酸ガラスカレット４を混ぜ合わせた処理
対象物５を容器６に投入し、該容器６を高周波誘導加熱
炉２の炉本体９に挿入したうえ、誘導加熱コイル１０に
高周波電流を通電することにより容器６を加熱して、処
理対象物５を１０００〜１２００℃程度の温度で溶融さ
せ、また、処理対象物５の加熱に伴って揮発する塩素成
分を、ガス洗浄装置８により塩化カルシウムとして回収
する。
融塩３と鉄リン酸ガラスカレット４を混ぜ合わせた処理
対象物５を容器６に投入し、該容器６を高周波誘導加熱
炉２の炉本体９に挿入したうえ、誘導加熱コイル１０に
高周波電流を通電することにより容器６を加熱して、処
理対象物５を１０００〜１２００℃程度の温度で溶融さ
せ、また、処理対象物５の加熱に伴って揮発する塩素成
分を、ガス洗浄装置８により塩化カルシウムとして回収
する。
【００２３】溶融状態の高温の鉄リン酸ガラスは、金属
を著しく侵食するが、容器６を炭化珪素で形成している
ので、当該容器６に侵食が生じることを回避できる。
を著しく侵食するが、容器６を炭化珪素で形成している
ので、当該容器６に侵食が生じることを回避できる。
【００２４】処理対象物５が充分に溶融し且つ塩素が揮
発したならば、容器６を高周波誘導加熱炉２からセル１
外部へ取り出し、更に、溶融状態の処理対象物５を容器
７へ移して自然風冷により冷却すると、容器７内の処理
対象物５が固化し、廃溶融塩３に含まれている塩素以外
の放射性核種がガラス素材中に封じ込められる。
発したならば、容器６を高周波誘導加熱炉２からセル１
外部へ取り出し、更に、溶融状態の処理対象物５を容器
７へ移して自然風冷により冷却すると、容器７内の処理
対象物５が固化し、廃溶融塩３に含まれている塩素以外
の放射性核種がガラス素材中に封じ込められる。
【００２５】この保管用の容器７へ移される処理対象物
５の温度は、加熱用の容器６をセル１外部へ取り出した
時点から低下しはじめているので、金属材料で形成した
容器７には侵食が生じない。
５の温度は、加熱用の容器６をセル１外部へ取り出した
時点から低下しはじめているので、金属材料で形成した
容器７には侵食が生じない。
【００２６】更に、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ共晶塩を鉄リン酸
ガラスに、１０，２０，３０ｗｔ％の各割合で混ぜ合わ
せた処理対象物５を、上述したような手順で固化させた
後の元素残存率を調べたところ、いずれの混合比におい
ても、ナトリウムは若干減少して８０％以上の残存率を
呈するものの、塩素は殆ど残存することなく揮発し、ま
た、カリウムは略全量が残存していた。
ガラスに、１０，２０，３０ｗｔ％の各割合で混ぜ合わ
せた処理対象物５を、上述したような手順で固化させた
後の元素残存率を調べたところ、いずれの混合比におい
ても、ナトリウムは若干減少して８０％以上の残存率を
呈するものの、塩素は殆ど残存することなく揮発し、ま
た、カリウムは略全量が残存していた。
【００２７】このように、図１に示す放射性物質処理方
法においては、処理対象物５を加熱することにより、廃
溶融塩３に含まれている塩素を揮発させてガス洗浄装置
８で回収し、更に、容器７内で処理対象物５を固化させ
て放射性核種をガラス素材の中に封じ込めるので、廃溶
融塩３を安定した状態で保管することができる。
法においては、処理対象物５を加熱することにより、廃
溶融塩３に含まれている塩素を揮発させてガス洗浄装置
８で回収し、更に、容器７内で処理対象物５を固化させ
て放射性核種をガラス素材の中に封じ込めるので、廃溶
融塩３を安定した状態で保管することができる。
【００２８】また、塩素を塩化カルシウムとして回収す
るので、廃溶融塩３に含まれていた塩素成分を安定した
状態で保管することができ、塩素の再利用も可能であ
る。
るので、廃溶融塩３に含まれていた塩素成分を安定した
状態で保管することができ、塩素の再利用も可能であ
る。
【００２９】図２は本発明の放射性物質処理方法の実施
の形態の他の例であり、図中、図１と同一物を表わして
いる。
の形態の他の例であり、図中、図１と同一物を表わして
いる。
【００３０】この放射性物質処理方法では、容器６，７
（図１参照）に代えて、ステンレス鋼などのような剛性
が高い金属材料により形成され且つ側壁内や底部内に冷
却水が流通可能な冷媒流路を有する容器１１を用いる。
（図１参照）に代えて、ステンレス鋼などのような剛性
が高い金属材料により形成され且つ側壁内や底部内に冷
却水が流通可能な冷媒流路を有する容器１１を用いる。
【００３１】廃溶融塩３の安定化を図るときには、処理
対象物５を投入した容器１１を高周波誘導加熱炉２の炉
本体９に挿入したうえ、容器１１の冷媒流路に冷却水を
連続的に送給しながら、誘導加熱コイル１０に高周波電
流を通電することにより容器１１を加熱して、処理対象
物５を１０００〜１２００℃程度の温度で溶融させ、ま
た、処理対象物５の加熱に伴って揮発する塩素成分を、
ガス洗浄装置８により塩化カルシウムとして回収する。
対象物５を投入した容器１１を高周波誘導加熱炉２の炉
本体９に挿入したうえ、容器１１の冷媒流路に冷却水を
連続的に送給しながら、誘導加熱コイル１０に高周波電
流を通電することにより容器１１を加熱して、処理対象
物５を１０００〜１２００℃程度の温度で溶融させ、ま
た、処理対象物５の加熱に伴って揮発する塩素成分を、
ガス洗浄装置８により塩化カルシウムとして回収する。
【００３２】このとき、容器１１の内壁面や内底面に接
している処理対象物５が、冷媒流路を流通する冷却水で
冷やされて、容器１１の内壁面や内底面を覆う固化ガラ
ス層を形成する。
している処理対象物５が、冷媒流路を流通する冷却水で
冷やされて、容器１１の内壁面や内底面を覆う固化ガラ
ス層を形成する。
【００３３】これにより、溶融状態の高温の鉄リン酸ガ
ラスが、容器１１の内壁面や内底面に接触せず、当該容
器１１に侵食が生じることを回避できる。
ラスが、容器１１の内壁面や内底面に接触せず、当該容
器１１に侵食が生じることを回避できる。
【００３４】この後、容器１１を高周波誘導加熱炉２か
らセル１外部へ取り出し、容器１１と処理対象物５を自
然風冷により冷却すると、容器１１内の処理対象物５が
固化し、廃溶融塩３に含まれている塩素以外の放射性核
種がガラス素材中に封じ込められる。
らセル１外部へ取り出し、容器１１と処理対象物５を自
然風冷により冷却すると、容器１１内の処理対象物５が
固化し、廃溶融塩３に含まれている塩素以外の放射性核
種がガラス素材中に封じ込められる。
【００３５】このように、図２に示す放射性物質処理方
法においては、処理対象物５を加熱することにより、廃
溶融塩３に含まれている塩素を揮発させてガス洗浄装置
８で回収し、更に、容器１１内で処理対象物５を固化さ
せて放射性核種をガラス素材の中に封じ込めるので、廃
溶融塩３を安定した状態で保管することができる。
法においては、処理対象物５を加熱することにより、廃
溶融塩３に含まれている塩素を揮発させてガス洗浄装置
８で回収し、更に、容器１１内で処理対象物５を固化さ
せて放射性核種をガラス素材の中に封じ込めるので、廃
溶融塩３を安定した状態で保管することができる。
【００３６】また、塩素を塩化カルシウムとして回収す
るので、廃溶融塩３に含まれていた塩素成分を安定した
状態で保管することができ、塩素の再利用も可能であ
る。
るので、廃溶融塩３に含まれていた塩素成分を安定した
状態で保管することができ、塩素の再利用も可能であ
る。
【００３７】なお、本発明の放射性物質処理方法は、上
述した実施の形態のみに限定されるものてはなく、リン
酸沈殿物などの廃溶融塩以外の放射性リン酸塩や放射性
塩化物の処理に本発明を適用すること、アルミナなどの
耐熱性材料で形成した容器に処理対象物を投入し且つ容
器をヒータ、プラズマ加熱装置、マイクロ波加熱装置で
加熱して処理対象物を溶融させるようにすること、その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更を加
え得ることは勿論である。
述した実施の形態のみに限定されるものてはなく、リン
酸沈殿物などの廃溶融塩以外の放射性リン酸塩や放射性
塩化物の処理に本発明を適用すること、アルミナなどの
耐熱性材料で形成した容器に処理対象物を投入し且つ容
器をヒータ、プラズマ加熱装置、マイクロ波加熱装置で
加熱して処理対象物を溶融させるようにすること、その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更を加
え得ることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように本発明の放射性物質処
理方法によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し
得る。
理方法によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し
得る。
【００３９】（１）本発明の請求項１または請求項２に
記載の放射性物質処理方法のいずれにおいても、処理対
象物の加熱により放射性塩化物から塩素を取り除き、容
器内で処理対象物を固化させて放射性塩化物に含まれて
いる放射性核種をガラス素材の中に封じ込めるので、廃
溶融塩などの放射性塩化物を安定した状態で保管するこ
とができる。
記載の放射性物質処理方法のいずれにおいても、処理対
象物の加熱により放射性塩化物から塩素を取り除き、容
器内で処理対象物を固化させて放射性塩化物に含まれて
いる放射性核種をガラス素材の中に封じ込めるので、廃
溶融塩などの放射性塩化物を安定した状態で保管するこ
とができる。
【００４０】（２）本発明の請求項３に記載の放射性物
質処理方法においては、アルカリスクラバにより、処理
対象物から揮発する塩素を塩化カルシウムとして回収す
るので、塩素を安定した状態で保管することができる。
質処理方法においては、アルカリスクラバにより、処理
対象物から揮発する塩素を塩化カルシウムとして回収す
るので、塩素を安定した状態で保管することができる。
【図１】本発明の放射性物質処理方法の一例の手順を示
す概念図である。
す概念図である。
【図２】本発明の放射性物質処理方法の他の例の手順を
示す概念図である。
示す概念図である。
【符号の説明】
３ 廃溶融塩（放射性塩化物）
４ 鉄リン酸ガラスカレット
５ 処理対象物
７ 容器
８ ガス洗浄装置（アルカリスクラバ）
１１ 容器
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）
Ｇ２１Ｆ 9/02 ５２１ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 放射性塩化物と鉄リン酸ガラスを混ぜ合
わせた処理対象物を加熱して、当該処理対象物を溶融さ
せるとともに塩素を揮発させた後、処理対象物を容器に
移して固化させることを特徴とする放射性物質処理方
法。 - 【請求項２】 放射性塩化物と鉄リン酸ガラスを混ぜ合
わせた処理対象物を容器内で加熱して、当該処理対象物
を溶融させるとともに塩素を揮発させた後、処理対象物
を前記の容器内で固化させる放射性物質処理方法。 - 【請求項３】 処理対象物から揮発する塩素をアルカリ
スクラバで捕捉して塩化カルシウムを生成させる請求項
１あるいは請求項２のいずれかに記載の放射性物質処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002092649A JP2003294890A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 放射性物質処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002092649A JP2003294890A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 放射性物質処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003294890A true JP2003294890A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29237411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002092649A Pending JP2003294890A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 放射性物質処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003294890A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007303934A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Japan Atomic Energy Agency | 塩化物系使用済電解質の処理方法 |
| JP2010266229A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Japan Atomic Energy Agency | 核分裂生成物の分離方法及びそれに用いる装置 |
| KR20110055556A (ko) * | 2008-07-28 | 2011-05-25 | 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 | 금속 캔 내 유리화에 의한 폐기물 봉쇄방법 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002092649A patent/JP2003294890A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007303934A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Japan Atomic Energy Agency | 塩化物系使用済電解質の処理方法 |
| JP4517068B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2010-08-04 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 塩化物系使用済電解質の処理方法及びリン酸塩転換反応装置 |
| KR20110055556A (ko) * | 2008-07-28 | 2011-05-25 | 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 | 금속 캔 내 유리화에 의한 폐기물 봉쇄방법 |
| JP2011528992A (ja) * | 2008-07-28 | 2011-12-01 | コミッサリア ア ロンネルジー アトミック エ オ ゾンネルジー ザルテルナティーフ | 金属缶中のガラス固化による廃棄物の閉じ込めプロセス |
| KR101653421B1 (ko) * | 2008-07-28 | 2016-09-01 | 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 | 금속 캔 내 유리화에 의한 폐기물 봉쇄방법 |
| US10538448B2 (en) | 2008-07-28 | 2020-01-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Process for waste confinement by vitrification in metal cans |
| JP2010266229A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Japan Atomic Energy Agency | 核分裂生成物の分離方法及びそれに用いる装置 |
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