JP2017026536A - Radioactive waste solidification method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radioactive waste solidification method capable of shortening a storage period of a vitrified substance.SOLUTION: In S1A, an acid aqueous solution is injected into contaminated water containing a long-half-life radionuclide (U-238) and a short-half-life radionuclide (Cs-137) within a radioactive waste vessel, thereby reducing a pH of the contaminated water and ionizing the long-half-life radionuclide. In S1B, the pH of the contaminated water is increased by injecting an alkali aqueous solution into the contaminated water, and the long-half-life radionuclide is separated from the contaminated water by electrodeposition. In S2, the contaminated water within the radioactive waste vessel is supplied to a solidification vessel, and the short-half-life radionuclide in the contaminated water is adsorbed by an adsorbent within the solidification vessel. After discharging the contaminated water, low-melting glass is supplied into the solidification vessel. In S3, the solidification vessel filled with adsorbent adsorbing the short-half-life radionuclide and the low-melting glass is stored in a heat insulation vessel, and low-melting glass is molten with heat generated by a radiation from the short-half-life radionuclide and a vitrified substance is produced.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、放射性廃棄物の固化処理方法に係り、特に、放射能レベルの高い高線量の放射性廃棄物を処理するのに好適な放射性廃棄物の固化処理方法に関する。   The present invention relates to a radioactive waste solidification processing method, and more particularly to a radioactive waste solidification processing method suitable for processing high-dose radioactive waste with a high radioactivity level.

原子力施設等から発生する放射性廃棄物は、セメントまたはガラスで固化され、貯蔵、輸送及び埋設処分に適した形態に変換されている。これらの固化処理のうち、セメント固化は、放射性廃棄物をセメント及び水を用いて固化する方法であり、安価で処理が容易であるとの特徴がある。しかし、放射能レベルが高い放射性廃棄物をセメントで固化する場合には、生成された固化体に含まれる水分が放射線分解されて水素ガスを発生し、この水素が、固化体そのものに、また埋設処分後の施設に影響を及ぼす可能性がある(特開2007−132787号公報参照)。   Radioactive waste generated from nuclear facilities and the like is solidified with cement or glass and converted into a form suitable for storage, transportation and disposal. Among these solidification treatments, cement solidification is a method of solidifying radioactive waste using cement and water, and is characterized by being inexpensive and easy to treat. However, when radioactive waste with a high radioactivity level is solidified with cement, the water contained in the produced solidified material is radioactively decomposed to generate hydrogen gas, and this hydrogen is embedded in the solidified material itself or embedded in it. There is a possibility that the facility after disposal may be affected (see JP 2007-132787 A).

水分を用いないガラス固化では、放射能レベルが高い放射性廃棄物であっても水素ガスが発生する懸念はない。但し、例えば、特開2011−46996号公報に示されるように、ガラス固化では高温での処理が必要となり、大規模な溶融設備などが必要となる。   In vitrification without using water, there is no concern that hydrogen gas is generated even with radioactive waste having a high radioactivity level. However, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-46996, vitrification requires processing at a high temperature and requires a large-scale melting facility.

特開昭62−124499号公報に記載された放射性廃棄物の固化処理方法では、固体または液体の放射性廃棄物が低融点ガラス(軟化点が400℃〜800℃)と混合され、これらの混合物を成形焼成または加熱溶融して固化体を生成する。特開昭62−165198号公報も、高レベル放射性廃棄物を低融点ガラスを用いて固化する高レベル放射性廃棄物の水熱固化処理法を記載する。特開昭62−165198号公報では、低融点ガラスを高レベル放射性廃棄物の崩壊熱によって溶解し、高レベル放射性廃棄物を固化している。   In the method for solidifying radioactive waste described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-124499, solid or liquid radioactive waste is mixed with low-melting glass (softening point is 400 ° C. to 800 ° C.). Molded and fired or melted to produce a solidified body. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-165198 also describes a hydrothermal solidification treatment method for high-level radioactive waste in which high-level radioactive waste is solidified using low-melting glass. In JP-A-62-165198, a low-melting glass is melted by the decay heat of high-level radioactive waste to solidify the high-level radioactive waste.

固化材として低融点ガラスを用いる場合には、低融点ガラスが低温にて容易に溶融するため、大規模な溶融設備が不要となり、高線量の放射性廃棄物の固化方法として最適であると考えられる。   When low-melting glass is used as the solidifying material, the low-melting glass is easily melted at a low temperature, so a large-scale melting facility is unnecessary, and it is considered to be the most suitable method for solidifying high-dose radioactive waste. .

特開平8−271692号公報は、使用済燃料の再処理施設で発生する硝酸ナトリウムを含む放射性廃液から放射性核種を除去し、その放射性廃液から酸(硝酸)及びアルカリ(水酸化ナトリウム)を再利用のために回収する放射性廃液の処理方法を記載する。特開平8−271692号公報には、放射性核種を除去する技術として、放射性廃液に含まれる放射性核種を、放射性廃液に添加された共沈剤と共に共沈させて沈殿物として除去する共沈除去、及び放射性廃液に含まれる放射性核種をイオン交換体に吸着させて除去する放射性核種の吸着除去が記載されている。なお、酸及びアルカリの回収は、放射性核種を除去した後の廃液に含まれる中性塩を電気透析により酸とアルカリに分解することにより行われる。   Japanese Patent Laid-Open No. 8-271692 removes radionuclides from radioactive liquid waste containing sodium nitrate generated in a spent fuel reprocessing facility, and reuses acid (nitric acid) and alkali (sodium hydroxide) from the radioactive liquid waste The method for treating the radioactive liquid waste collected for the purpose is described. In JP-A-8-271692, as a technique for removing radionuclides, coprecipitation removal in which radionuclides contained in radioactive liquid waste are coprecipitated with a coprecipitation agent added to the radioactive liquid waste and removed as a precipitate, And radionuclide adsorption / removal in which the radionuclide contained in the radioactive liquid waste is adsorbed and removed by an ion exchanger. The recovery of acid and alkali is performed by decomposing neutral salt contained in the waste liquid after removing the radionuclide into acid and alkali by electrodialysis.

特開平1−237497号公報に記載されたウラン及びプルトニウムを含む使用済核燃料を精製する方法では、電解槽内には、下部にカドミウム溶融浴が、カドミウム溶融浴の上に電解質浴が存在する。精錬される使用済核燃料(ウラン及びプルトニウム)を充填したアノード・バスケットが、電解層内において、電解質浴中さらにカドミウム溶融浴に向かって挿入される。電解質浴がウラン及びプルトニウムがアノード・バスケットからカドミウム溶融浴に溶解される。カソードが電解質浴に浸漬され、アノード・バスケットとカソードの間に電圧が印加され、カドミウム溶融浴に溶解されたウラン及びプルトニウムがカソードに析出する。   In the method for purifying spent nuclear fuel containing uranium and plutonium described in JP-A-1-237497, a cadmium molten bath is present in the lower part of the electrolytic cell, and an electrolyte bath is present on the cadmium molten bath. An anode basket filled with spent nuclear fuel (uranium and plutonium) to be refined is inserted in the electrolyte layer into the electrolyte bath and further toward the cadmium melting bath. In the electrolyte bath, uranium and plutonium are dissolved from the anode basket into the cadmium melt bath. The cathode is immersed in an electrolyte bath, a voltage is applied between the anode basket and the cathode, and uranium and plutonium dissolved in the cadmium molten bath are deposited on the cathode.

セシウム及びストロンチウムの両者を吸着する吸着剤としては、チタンケイ酸塩化合物、例えば、結晶化シリコチタネート(CST)が知られている(特開2014−29269号公報及び特許第5285183号公報参照)。   As an adsorbent that adsorbs both cesium and strontium, a titanium silicate compound, for example, crystallized silicotitanate (CST) is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-29269 and Japanese Patent No. 5285183).

特開2007−132787号公報JP 2007-132787 A 特開2011−46996号公報JP 2011-46996 A 特開昭62−124499号公報JP 62-124499 A 特開昭62−165198号公報JP-A-62-165198 特開平8−271692号公報JP-A-8-271692 特開平1−237497号公報JP-A-1-237497 特開2014−29269号公報JP 2014-29269 A 特許第5285183号公報Japanese Patent No. 5285183

特開2011−46996号公報に示すように、ガラス固化では大規模な溶融設備による高温処理が必要となるため、使用済核燃料に含まれる短半減期核種のガラス固化をターゲットにした場合、短半減期核種ゆえに、約300年間、維持することが可能であって簡素な設備で溶融可能である低融点ガラスを用いたガラス固化方法がコスト面においても好適であると考えられる。   As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-46996, vitrification requires high-temperature treatment using a large-scale melting facility, so when targeting the vitrification of short half-life nuclides contained in spent nuclear fuel, It is considered that the vitrification method using the low melting point glass that can be maintained for about 300 years and can be melted with a simple facility is suitable in terms of cost because of the nuclide.

しかし、原子力施設等で発生する放射性核種を含む放射性廃液、例えば、放射性核種を含む汚染水にはCsなどの高線量、短半減期の核種だけでなく、ウランなどの高線量、長半減期の放射性核種が含まれる可能性がある。低融点ガラスを用いて製造された放射性廃棄物のガラス固化体に長半減期核種(例えば、ウラン及びプルトニウム)が混入した場合、数万、数億年の間、その固化体の性能を維持できないと、発明者らは考えた。そこで、発明者らは、低融点ガラスによる固化を成立させるためには、長半減期核種を低融点ガラス固化プロセスに混入させない必要があると認識するに至った。   However, radioactive liquid waste containing radioactive nuclides generated at nuclear facilities, for example, contaminated water containing radioactive nuclides, is not only high-dose, short half-life nuclide such as Cs, but also high-dose, long half-life such as uranium. May contain radionuclides. When long-lived nuclides (for example, uranium and plutonium) are mixed in vitrified solids of radioactive waste produced using low-melting glass, the solidified performance cannot be maintained for tens of thousands or hundreds of millions of years. The inventors thought. Therefore, the inventors have come to recognize that long half-life nuclides need not be mixed into the low melting point glass solidification process in order to establish solidification with the low melting point glass.

本発明の目的は、ガラス固化体の保管期間を短縮できる放射性廃棄物の固化処理方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the solidification processing method of the radioactive waste which can shorten the storage period of a vitrified body.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、長半減期核種及び短半減期核種を含む放射性廃液から前記長半減期核種を分離し、
その長半減期核種が除去されてその短半減期核種を含む放射性廃液を吸着剤に接触させ、短半減期核種を吸着剤に吸着させて短半減期核種を放射性廃液から分離し、
短半減期核種を吸着した、放射性廃棄物である吸着剤が充填された第1容器内にガラス原料を供給し、
第1容器内のガラス原料を加熱により溶融させてその吸着剤のガラス固化体を作製することにある。
The feature of the present invention that achieves the above-described object is to separate the long half-life nuclide from the radioactive liquid waste containing the long half-life nuclide and the short half-life nuclide,
The long half-life nuclide is removed, the radioactive waste liquid containing the short half-life nuclide is brought into contact with the adsorbent, the short half-life nuclide is adsorbed on the adsorbent, and the short half-life nuclide is separated from the radioactive liquid waste.
Supply the glass raw material into the first container filled with the adsorbent, which is a radioactive waste, adsorbing the short half-life nuclide,
The glass raw material in the first container is melted by heating to produce a vitrified body of the adsorbent.

長半減期核種及び短半減期核種を含む放射性廃液から長半減期核種を除去し、その後、放射性廃液に含まれる短半減期核種を吸着剤に吸着させて除去し、短半減期核種を吸着した吸着剤をガラス原料を用いて固化するので、ガラス原料を用いて作製されたガラス固化体の保管期間を短縮させることができる。   Long half-life nuclides were removed from radioactive liquid waste containing long half-life nuclides and short half-life nuclides, and then short half-life nuclides contained in radioactive liquid waste were adsorbed and removed to adsorb short half-life nuclides. Since the adsorbent is solidified using the glass raw material, the storage period of the vitrified glass produced using the glass raw material can be shortened.

本発明によれば、ガラス固化体の保管期間を短縮することができる。   According to the present invention, the storage period of the vitrified body can be shortened.

本発明の好適な一実施例である実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the solidification processing method of the radioactive waste of Example 1 which is one suitable Example of this invention. 図1に示す実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法の処理手順の詳細な処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed process sequence of the process sequence of the solidification processing method of the radioactive waste of Example 1 shown in FIG. 図1に示す処理手順における、放射性廃液に含まれる長半減期核種及び短半減期核種を除去する各工程の具体的な内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific content of each process of removing the long half life nuclide and short half life nuclide contained in a radioactive waste liquid in the process sequence shown in FIG. 図1に示す処理手順における、短半減期核種を吸着した吸着剤の低融点ガラスによる固化工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the solidification process by the low melting glass of the adsorbent which adsorb | sucked the short half life nuclide in the process sequence shown in FIG. 長半減期核種であるウランの電位−pH図である。It is the electric potential-pH figure of uranium which is a long half life nuclide. 短半減期核種であるセシウムの電位−pH図である。It is an electric potential-pH figure of cesium which is a short half life nuclide. 各放射性核種における放射能の経時変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a time-dependent change of the radioactivity in each radionuclide. 本発明の好適な他の実施例である実施例2の放射性廃棄物の固化処理方法における、長半減期核種の分離及び短半減期核種の吸着のそれぞれの工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each process of isolation | separation of a long half life nuclide and adsorption | suction of a short half life nuclide in the solidification processing method of the radioactive waste of Example 2 which is another suitable Example of this invention. 本発明の実施例2の放射性廃棄物の固化処理方法における、短半減期核種を吸着した吸着剤の低融点ガラスによる固化工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the solidification process by the low melting glass of the adsorbent which adsorb | sucked the short half life nuclide in the solidification processing method of the radioactive waste of Example 2 of this invention. 本発明の他の好適な実施例である実施例3の放射性廃棄物の固化処理方法における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the solidification processing method of the radioactive waste of Example 3 which is another suitable Example of this invention. 本発明の他の好適な実施例である実施例4の放射性廃棄物の固化処理方法における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the solidification processing method of the radioactive waste of Example 4 which is another suitable Example of this invention. 長半減期核種であるプルトニウムの電位−pH図である。It is an electric potential-pH figure of plutonium which is a long half life nuclide. 本発明の他の好適な実施例である実施例5の放射性廃棄物の固化処理方法における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the solidification processing method of the radioactive waste of Example 5 which is another suitable Example of this invention.

発明者らは、再処理施設において使用済核燃料の再処理で発生する。U−238及びPu−239等の長半減期核種及びCs−137等の短半減期核種を含む放射性廃液(例えば、U−238及びPu−239等)の処理に際し、長半減期核種を含まず、短半減期核種を含む放射性廃棄物を低融点ガラスで固化する方法について検討した。ここで、長半減期核種とは、U−235,U−238,Pu−239,Pu−242,Am−241,Np−236及びCu−246等の半減期が40年以上の放射性核種である。また、短半減期核種とは、Cs−137及びSr−90等の半減期が40年未満の放射性核種である。   Inventors arise from reprocessing spent nuclear fuel in a reprocessing facility. In the treatment of radioactive liquid waste containing long half-life nuclides such as U-238 and Pu-239 and short half-life nuclides such as Cs-137 (for example, U-238 and Pu-239 etc.), long-lived nuclides are not included. The method of solidifying radioactive waste containing short half-life nuclides with low-melting glass was investigated. Here, the long half-life nuclide is a radionuclide having a half-life of 40 years or more, such as U-235, U-238, Pu-239, Pu-242, Am-241, Np-236, and Cu-246. . The short half-life nuclide is a radionuclide having a half-life of less than 40 years, such as Cs-137 and Sr-90.

前述の長半減期核種及び短半減期核種を含む放射性廃液である汚染水は、原子炉の炉心溶融により発生した溶融核燃料の冷却によっても発生する可能性がある。   Contaminated water, which is a radioactive liquid waste containing the above-mentioned long half-life nuclides and short half-life nuclides, may also be generated by cooling the molten nuclear fuel generated by the melting of the reactor core.

発明者らは、長半減期核種(例えば、U−238及びPu−239等)及び短半減期核種(Cs−137及びSr−90等)を含む放射性廃棄物である放射性廃液の処理について検討を行った。原子力施設で発生する放射性廃棄物は、高線量の放射性核種として、Cs−137などの約30年の短半減期の放射性核種からU−238などの約45億年の長半減期の放射性核種を含んでおり、低融点ガラス(軟化点が800℃以下)により長半減期核種と短半減期核種を一緒に固化すると、低融点ガラスでは、数万年及び数億年に亘って低融点ガラス固化体の性能を維持できない可能性がある。   The inventors have examined the treatment of radioactive liquid waste that is a radioactive waste containing long half-life nuclides (eg, U-238 and Pu-239) and short half-life nuclides (eg, Cs-137 and Sr-90). went. Radioactive waste generated at nuclear facilities can be used as high-dose radionuclides, from short-lived radionuclides of about 30 years such as Cs-137 to long-lived radionuclides of about 4.5 billion years such as U-238. Including low-melting-point glass (softening point of 800 ° C or lower) when long-half-life nuclide and short-half-life nuclide are solidified together, low-melting-point glass solidifies low-melting-point glass over tens of thousands of years and hundreds of millions of years The body performance may not be maintained.

このような課題を改善するための方策を、発明者らは検討した。この結果、放射性廃液に含まれる長半減期核種を除去し、その後、放射性廃液に含まれる短半減期核種を吸着剤に吸着させて除去し、短半減期核種を吸着した吸着剤をガラス固化することによって長期間に亘って埋設処分する放射性廃棄物の量を低減できることを、発明者らが新たに見出した。なお、長半減期核種の除去、及び吸着剤を用いた、短半減期核種の除去は、短半減期核種を吸着した吸着剤の、低融点ガラス(軟化点が800℃以下)による固化処理の前処理である。また、予め長半減期核種を除去することによって、低融点ガラスを用いて短半減期核種を吸着した吸着剤を固化することができ、前述の課題を改善することができ、簡素な設備により放射性廃棄物をガラス固化することができる。   The inventors examined measures for improving such problems. As a result, the long half-life nuclide contained in the radioactive liquid waste is removed, and then the short half-life nuclide contained in the radioactive liquid waste is removed by adsorbing to the adsorbent, and the adsorbent adsorbing the short half-life nuclide is vitrified. Thus, the inventors have newly found that the amount of radioactive waste buried and disposed of over a long period of time can be reduced. The removal of the long half-life nuclide and the removal of the short half-life nuclide using the adsorbent are performed by solidifying the adsorbent adsorbing the short half-life nuclide with a low melting glass (softening point is 800 ° C. or lower). Pre-processing. In addition, by removing the long half-life nuclide in advance, the adsorbent that has adsorbed the short half-life nuclide can be solidified using a low-melting glass, and the above-mentioned problems can be improved. Waste can be vitrified.

以上の検討結果を反映した本発明の放射性廃棄物の固化処理方法の実施例を以下に説明する。   An embodiment of the solidification method for radioactive waste according to the present invention reflecting the above examination results will be described below.

本発明の好適な一実施例である実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法を、図1ないし図4を用いて以下に説明する。   A method for solidifying radioactive waste according to embodiment 1, which is a preferred embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIGS.

例えば、万が一、電源喪失による原子力プラントの過酷事故が発生し、原子炉内の炉心の溶融が生じて燃料デブリが原子炉圧力容器の底部または原子炉格納容器の底部に落下する可能性が有る。原子炉圧力容器底部に存在する燃料デブリまたは原子炉格納容器底部に存在する燃料デブリを冷却するために、冷却水がその燃料デブリに散布される。燃料デブリの冷却のために散布されたその冷却水は、原子炉建屋内で底部に蓄えられる。   For example, in the unlikely event that a nuclear power plant accident occurs due to power loss, the core in the reactor may melt, and fuel debris may fall to the bottom of the reactor pressure vessel or the bottom of the reactor containment vessel. In order to cool the fuel debris present at the bottom of the reactor pressure vessel or the fuel debris present at the bottom of the reactor containment vessel, cooling water is sprayed on the fuel debris. The cooling water sprayed for cooling the fuel debris is stored at the bottom in the reactor building.

原子炉建屋内で底部に蓄えられた冷却水が、半減期が40年未満の短半減期核種であるCs−137(半減期:30.1年)を含んでいることを想定する。この短半減期核種を含む冷却水を、汚染水という。   It is assumed that the cooling water stored at the bottom in the reactor building contains Cs-137 (half-life: 30.1 years) which is a short half-life nuclide having a half-life of less than 40 years. Cooling water containing this short half-life nuclide is called contaminated water.

過酷事故が発生した原子力プラントの廃炉作業を行うために、燃料デブリの原子炉格納容器外への取り出しが行われる。この燃料デブリの取り出しにより、原子炉建屋内の汚染水にU−238(半減期:約44億6800万年)などの長半減期核種が含まれる可能性がある。燃料デブリの取り出し作業において、この汚染水に、半減期が40年以上の長半減期核種であるU−238が含まれることを想定する。   In order to perform decommissioning work at a nuclear power plant where a severe accident has occurred, fuel debris is taken out of the reactor containment vessel. By taking out the fuel debris, the contaminated water in the reactor building may contain a long half-life nuclide such as U-238 (half-life: about 4,468 million years). In the fuel debris retrieval operation, it is assumed that this contaminated water contains U-238, which is a long half-life nuclide having a half-life of 40 years or more.

実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法を、原子炉建屋内の放射性廃液である汚染水放射性廃液である汚染水を対象にして説明する。   The method for solidifying radioactive waste according to the first embodiment will be described with respect to contaminated water that is radioactive waste liquid that is radioactive waste liquid in a reactor building.

まず、図1に基づいて本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法の概要について説明する。本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法は、図1に示すように、放射性廃液(汚染水)からの長半減期核種の分離(ステップS1)、吸着剤による短半減期核種の吸着(ステップS2)及び短半減期核種を吸着した吸着剤のガラス固化(ステップS3)の各工程を含んでいる。   First, an outline of the radioactive waste solidification method of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the solidification method of the radioactive waste of the present embodiment includes separation of the long half-life nuclide from the radioactive waste liquid (contaminated water) (step S1), adsorption of the short half-life nuclide by the adsorbent (step S2) and vitrification of the adsorbent adsorbing the short half-life nuclide (step S3) are included.

放射性廃液から長半減期核種を分離する(ステップS1)。原子炉建屋内に存在する放射性廃液である、長半減期核種(例えば、U−238)及び短半減期核種(例えば、Cs−137)を含む汚染水から長半減期核種を分離する、すなわち、除去する。   A long half-life nuclide is separated from the radioactive liquid waste (step S1). Separating long half-life nuclides from contaminated water, including long half-life nuclides (eg, U-238) and short half-life nuclides (eg, Cs-137), which are radioactive effluents present in reactor buildings, Remove.

短半減期核種を吸着剤に吸着させて除去する(ステップS2)。長半減期核種が除去された汚染水を吸着剤に接触させることにより、汚染水に含まれる短半減期核種を吸着剤に吸着させる。汚染水に含まれる短半減期核種が吸着剤によって除去される。   The short half-life nuclide is removed by adsorbing to the adsorbent (step S2). By bringing the contaminated water from which the long half-life nuclide has been removed into contact with the adsorbent, the short half-life nuclide contained in the contaminated water is adsorbed on the adsorbent. The short half-life nuclide contained in the contaminated water is removed by the adsorbent.

吸着剤をガラス固化する(ステップS3)。短半減期核種を吸着した吸着剤をガラス原料、具体的には、低融点ガラス原料(軟化点が800℃以下)と共に固化容器内に充填する。短半減期核種から放出される放射線により発生する熱を利用して低融点ガラス原料を溶融させ、低融点ガラスの溶融物が固化容器内の、短半減期核種を吸着した吸着剤の間の隙間に流入する。固化容器内でこの低融点ガラスの溶融物が固化することにより、ガラス固化体が作製される。   The adsorbent is vitrified (step S3). The adsorbent adsorbing the short half-life nuclide is filled into a solidification container together with a glass raw material, specifically, a low melting glass raw material (softening point is 800 ° C. or lower). The gap between the adsorbents that adsorb the short half-life nuclide in the solidification container in which the low-melting glass raw material is melted by utilizing the heat generated by the radiation emitted from the short half-life nuclide Flow into. A glass solidified body is produced by solidifying the melt of the low melting point glass in the solidifying container.

上記した本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法を、図2、図3及び図4を用いて以下に具体的に説明する。   The method for solidifying radioactive waste according to this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS.

放射性廃液から長半減期核種を分離する(ステップS1)。放射性廃液である汚染水からの長半減期核種の分離は、汚染水からの長半減期核種の除去である。長半減期核種であるU−238を含む汚染水を対象にしたステップS1の工程は、図2に示すように、ステップS1A及びS1Bの各工程を含んでいる。   A long half-life nuclide is separated from the radioactive liquid waste (step S1). Separation of long half-life nuclides from contaminated water, which is radioactive liquid waste, is removal of long half-life nuclides from contaminated water. As shown in FIG. 2, the process of step S1 for contaminated water containing U-238, which is a long half-life nuclide, includes steps S1A and S1B.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法に用いられる放射性廃棄物固化処理装置は、ステップS1A,S1B及び後述のステップS2の各工程の実施に用いられる長半減期核種除去装置及び短半減期核種吸着装置を有しており、図3を用いて説明する。   The radioactive waste solidification processing apparatus used in the radioactive waste solidification processing method of the present embodiment includes a long half-life nuclide removal apparatus and a short half-life nuclide used in the implementation of steps S1A and S1B and step S2 described later. It has an adsorption device and will be described with reference to FIG.

長半減期核種除去装置は、酸供給装置3、放射性廃液容器8、アルカリ供給装置9、アノード電極11、カソード電極12及び可変抵抗器23を有する。酸供給装置3が、弁36を設けた酸供給配管4によって放射性廃液容器8に連絡される。また、アルカリ供給装置9が、弁38を設けたアルカリ供給配管10によって放射性廃液容器8に連絡される。弁7が設けられた放射線廃液供給管5が放射性廃液容器8に接続される。pH計37が放射性廃液容器8に設置される。アノード電極11及びカソード電極12が、放射性廃液容器8内に配置される。アノード電極11が配線14Aによって電源12に接続され、カソード電極12が配線14Bによって電源12に接続される。開閉スイッチ13及び可変抵抗器23が配線14Aに接続される。   The long half-life nuclide removing device includes an acid supply device 3, a radioactive waste liquid container 8, an alkali supply device 9, an anode electrode 11, a cathode electrode 12, and a variable resistor 23. The acid supply device 3 is connected to the radioactive liquid waste container 8 by an acid supply pipe 4 provided with a valve 36. Further, the alkali supply device 9 is communicated with the radioactive liquid waste container 8 by an alkali supply pipe 10 provided with a valve 38. A radioactive liquid waste supply pipe 5 provided with a valve 7 is connected to a radioactive liquid waste container 8. A pH meter 37 is installed in the radioactive liquid waste container 8. An anode electrode 11 and a cathode electrode 12 are disposed in the radioactive liquid waste container 8. The anode electrode 11 is connected to the power source 12 by the wiring 14A, and the cathode electrode 12 is connected to the power source 12 by the wiring 14B. The open / close switch 13 and the variable resistor 23 are connected to the wiring 14A.

短半減期核種吸着装置は、吸着剤(例えば、ゼオライト)20を内部に充填する固化容器19を有する。放射性廃液容器8の底部に接続された配管16が、上方より固化容器19内に挿入されて固化容器19に連絡される。ポンプ18及び弁17が配管16に設けられる。弁22が設けられた廃液排出管21が、固化容器19の底部に取り外し可能に接続される。廃液排出管21の一端部に取り付けられたフランジ(図示せず)が、固化容器19の底部の外面に設けられてそのフランジと対向する接続部材にねじにより取り付けられる。この接続部材には、固化容器19内に連絡されて廃液排出管21に連絡される貫通孔(廃液排出口)が形成される。固化容器19内の吸着剤20の排出を防ぐ金網(図示せず)が、この貫通孔を覆って固化容器19内の底面に取り付けられる。   The short half-life nuclide adsorption apparatus has a solidification container 19 in which an adsorbent (for example, zeolite) 20 is filled. A pipe 16 connected to the bottom of the radioactive liquid waste container 8 is inserted into the solidification container 19 from above and communicated with the solidification container 19. A pump 18 and a valve 17 are provided in the pipe 16. A waste liquid discharge pipe 21 provided with a valve 22 is detachably connected to the bottom of the solidification container 19. A flange (not shown) attached to one end of the waste liquid discharge pipe 21 is provided on the outer surface of the bottom of the solidification container 19 and attached to a connecting member facing the flange by screws. In this connection member, a through hole (waste liquid discharge port) that is communicated with the solidification container 19 and communicated with the waste liquid discharge pipe 21 is formed. A wire mesh (not shown) for preventing the adsorbent 20 from being discharged from the solidification container 19 is attached to the bottom surface of the solidification container 19 so as to cover the through hole.

放射性廃液に酸を注入し、放射性廃液に含まれる長半減期核種をイオン化させる(ステップS1A)。原子炉建屋内の放射性廃液である汚染水2が、弁7を開いて放射線廃液供給管5を通して放射性廃液容器8内に所定量供給される。このとき、ポンプ18が停止されており、弁17が閉じている。放射性廃液容器8に供給される汚染水2は、長半減期核種であるU−238及び短半減期核種であるCs−137を含む。放射性廃液容器8への汚染水2の供給が停止された後、弁36を開き、酸水溶液、例えば、硫酸水溶液を、酸供給装置3から酸供給配管4を通して放射性廃液容器8内の汚染水2に注入する(図3の(A)参照)。酸としては、硫酸の代わりに塩酸を用いてもよい。硫酸水溶液が注入される放射性廃液容器8内の汚染水2のpHは、pH計37で測定される。硫酸水溶液の注入は、汚染水2に含まれる長半減期核種であるU−238をイオン化するためである。U−238をイオン化するためには、pHを調節すると共に、放射性廃液容器8内の汚染水2の電位Ehを調節する必要がある。この電位Ehの調節は、開閉スイッチ13を閉じ、可変抵抗器23を操作してアノード電極11とカソード電極12の間に印加する電圧を調節し、カソード電極12の表面の電位Ehを調節することによって行われる。U−238は、図5に示すように、電位Ehが、例えば、0.0Vvs.SHEで領域2(pH1.5以下)においてイオン化されてU4+になる。領域2は、長半減期核種であるU−238がイオン化する領域である。カソード電極12の表面の電位Ehを0.0Vvs.SHEに調節した状態で、pH計37で測定された、汚染水2のpHが、例えば、1.0になるまで、放射性廃液容器8内の汚染水2に酸供給装置3から硫酸水溶液が注入される。カソード電極12の表面の電位Ehを0.0Vvs.SHEになっているとき、放射性廃液容器8内の汚染水2の電位Ehも0.0Vvs.SHEになっている。pH計37で測定されたpHが1.0になったとき、弁36が閉じられ、酸供給装置3から放射性廃液容器8への硫酸水溶液の供給が停止される。汚染水2に含まれたU−238、すなわち、UO2は、硫酸水溶液の注入により(1)式の反応を生じ、U4+を生成する。 An acid is injected into the radioactive liquid waste to ionize the long half-life nuclide contained in the radioactive liquid waste (step S1A). Contaminated water 2 which is radioactive waste liquid in the reactor building is opened to a predetermined amount into the radioactive waste liquid container 8 through the radiation waste liquid supply pipe 5 by opening the valve 7. At this time, the pump 18 is stopped and the valve 17 is closed. The contaminated water 2 supplied to the radioactive liquid waste container 8 contains U-238 which is a long half-life nuclide and Cs-137 which is a short half-life nuclide. After the supply of the contaminated water 2 to the radioactive liquid waste container 8 is stopped, the valve 36 is opened, and an acid aqueous solution, for example, a sulfuric acid aqueous solution is supplied from the acid supply device 3 through the acid supply pipe 4 to the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8. (See FIG. 3A). As the acid, hydrochloric acid may be used instead of sulfuric acid. The pH of the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 into which the sulfuric acid aqueous solution is injected is measured by a pH meter 37. The injection of the sulfuric acid aqueous solution is for ionizing U-238, which is a long half-life nuclide contained in the contaminated water 2. In order to ionize U-238, it is necessary to adjust the pH and the potential Eh of the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8. The potential Eh is adjusted by closing the open / close switch 13 and operating the variable resistor 23 to adjust the voltage applied between the anode electrode 11 and the cathode electrode 12 to adjust the potential Eh on the surface of the cathode electrode 12. Is done by. As shown in FIG. 5, U-238 has a potential Eh of, for example, 0.0 Vvs. SHE is ionized in region 2 (pH 1.5 or lower) to U 4+ . Region 2 is a region where U-238, which is a long half-life nuclide, is ionized. The surface potential Eh of the cathode electrode 12 is set to 0.0 Vvs. In the state adjusted to SHE, the sulfuric acid aqueous solution is injected from the acid supply device 3 into the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 until the pH of the contaminated water 2 measured by the pH meter 37 becomes 1.0, for example. Is done. The surface potential Eh of the cathode electrode 12 is set to 0.0 Vvs. When it is SHE, the potential Eh of the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 is also 0.0 Vvs. It is SHE. When the pH measured by the pH meter 37 reaches 1.0, the valve 36 is closed, and the supply of the sulfuric acid aqueous solution from the acid supply device 3 to the radioactive liquid waste container 8 is stopped. U-238 contained in the contaminated water 2, that is, UO 2 , causes the reaction of the formula (1) by injecting the sulfuric acid aqueous solution to generate U 4+ .

UO2+4H+ → U4++2H2O …(1)
このため、放射性廃液容器8内の汚染水2は、U−238から生成されたU4+を含んでいる。
UO 2 + 4H + → U 4+ + 2H 2 O (1)
For this reason, the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 contains U 4+ generated from U-238.

放射性廃液にアルカリを注入し、そして、放射性廃液内の長半減期核種を分離する(ステップS1B)。カソード電極12の表面の電位Ehを前述の0.0Vvs.SHEに保持して、弁38を開き、アルカリ水溶液、例えば、水酸化ナトリウム水溶液を、アルカリ供給装置9からアルカリ供給配管10を通して放射性廃液容器8内の汚染水2に注入する(図3の(A)参照)。アルカリとしては、水酸化ナトリウムの代わりに水酸化カリウムを用いてもよい。水酸化ナトリウム水溶液が注入される放射性廃液容器8内の汚染水2のpHは、pH計37Bで測定される。アルカリ水溶液、具体的には、水酸化ナトリウム水溶液の、放射性廃液容器8内の汚染水2への注入により、この汚染水2のpHが増加する。汚染水2のpHが、汚染水2の電位Ehが0Vvs.SHEであるときにU−238がUO2として析出するpHである1.5以上、例えば、5.0になるまで放射性廃液容器8内の汚染水2に水酸化ナトリウム水溶液が注入される。pH計37Aで測定されたpHが5.0になったとき、弁38が閉じられ、アルカリ供給装置9から放射性廃液容器8への水酸化ナトリウム水溶液の供給が停止される。 An alkali is injected into the radioactive liquid waste, and the long half-life nuclide in the radioactive liquid waste is separated (step S1B). The potential Eh on the surface of the cathode electrode 12 is set to 0.0 Vvs. In the SHE, the valve 38 is opened, and an alkaline aqueous solution, for example, a sodium hydroxide aqueous solution is injected from the alkali supply device 9 through the alkali supply pipe 10 into the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 ((A in FIG. 3). )reference). As the alkali, potassium hydroxide may be used instead of sodium hydroxide. The pH of the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 into which the sodium hydroxide aqueous solution is injected is measured by a pH meter 37B. The pH of the contaminated water 2 is increased by injecting the alkaline aqueous solution, specifically, the sodium hydroxide aqueous solution into the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8. The pH of the contaminated water 2 is 0 Vvs. A sodium hydroxide aqueous solution is injected into the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 until the pH reaches 1.5 or more, for example, 5.0, at which U-238 is precipitated as UO 2 when it is SHE. When the pH measured by the pH meter 37A reaches 5.0, the valve 38 is closed and the supply of the aqueous sodium hydroxide solution from the alkali supply device 9 to the radioactive liquid waste container 8 is stopped.

カソード電極12の表面の電位Ehが0.0Vvs.SHEに保持されて汚染水2のpHが5.0であるため、汚染水2に含まれるU−238が、(2)式の反応により、析出物質15であるUO2としてカソード電極12の表面に析出する(図3の(B)参照)。これは、カソード電極12の表面において、図5に示される領域1の条件が満たされるからである。領域1は、U−238が析出する領域である。 The potential Eh on the surface of the cathode electrode 12 is 0.0 Vvs. Since the pH of the contaminated water 2 is held at SHE and the pH of the contaminated water 2 is 5.0, U-238 contained in the contaminated water 2 is converted to the surface of the cathode electrode 12 as UO 2 as the precipitated substance 15 by the reaction of the equation (2). (See FIG. 3B). This is because the condition of region 1 shown in FIG. 5 is satisfied on the surface of the cathode electrode 12. Region 1 is a region where U-238 is deposited.

4++2H2O → UO2+4H+ …(2)
なお、ステップS1A(長半減期核種のイオン化)及びステップS1B(長半減期核種の分離)の各工程において、アノード電極11とカソード電極12の間における電圧の印加は、カソード電極12の表面における電位が細い破線で示された水の安定化領域の下限と細い破線で示された水の安定化領域の上限の間に存在する水の安定化領域(図5参照)の電位となるように、行われる。特に、ステップS1A(長半減期核種のイオン化)においてU−238をイオン化する場合には、汚染水のpHはU−238がイオン化する図5に示された領域2のpHの下限とpHの上限の範囲内のpHに、及びカソード電極12の表面の電位は、その領域2の電位の下限と電位の上限の範囲内の電位(水の安定化領域内の電位)に調節すればよい。また、ステップS1B(長半減期核種の分離)においてU−238を分離する場合には、汚染水のpHはU−238が析出する図5に示された領域1のpHの下限とpHの上限の範囲内のpHに、及びカソード電極12の表面の電位は、U−238が析出する図5に示された領域1の電位の下限と電位の上限の範囲内の電位に調節すればよい。
U 4+ + 2H 2 O → UO 2 + 4H + (2)
In each step of step S1A (ionization of long half-life nuclide) and step S1B (separation of long half-life nuclide), the voltage application between the anode electrode 11 and the cathode electrode 12 is the potential at the surface of the cathode electrode 12. Is the potential of the water stabilization region (see FIG. 5) existing between the lower limit of the water stabilization region indicated by the thin broken line and the upper limit of the water stabilization region indicated by the thin broken line, Done. In particular, when U-238 is ionized in step S1A (ionization of long half-life nuclide), the pH of the contaminated water is the lower limit of pH and the upper limit of pH in region 2 shown in FIG. And the potential of the surface of the cathode electrode 12 may be adjusted to a potential within the range between the lower limit of the potential of the region 2 and the upper limit of the potential (potential within the water stabilization region). When U-238 is separated in step S1B (separation of long half-life nuclide), the pH of the contaminated water is the lower limit of pH and the upper limit of pH in region 1 shown in FIG. The pH of the cathode electrode 12 and the surface potential of the cathode electrode 12 may be adjusted to a potential within the range of the lower limit of the potential and the upper limit of the potential shown in FIG.

UO2がカソード電極12の表面に析出するとき、汚染水2に含まれるCs−137は、図6に示すように、水の安定化領域においては汚染水のpHにかかわらずイオン状態にあり、カソード電極12の表面に析出しない。 When UO 2 is deposited on the surface of the cathode electrode 12, Cs-137 contained in the contaminated water 2 is in an ionic state regardless of the pH of the contaminated water in the water stabilization region, as shown in FIG. It does not deposit on the surface of the cathode electrode 12.

カソード電極12の表面に析出した析出物質15(UO2)が所定の厚みになったとき、開閉スイッチ13を開いて配線14Bをカソード電極12から外した後に、析出物質15が付着したカソード電極12が、放射性廃液容器8から外部に取り出される。その後、新しいカソード電極12が、放射性廃液容器8内に挿入されて放射性廃液容器8内の汚染水2に浸漬される。新しいカソード電極12に配線14Bが接続され、開閉スイッチ13が閉じられる。放射性廃液容器8内の汚染水2に含まれるU−238が、析出物質15であるUO2として新しいカソード電極12の表面に析出する。放射性廃液容器8内の汚染水2に浸漬されたカソード電極12の交換は、汚染水2に含まれるU−238が、所定濃度以下に低減されるまで、好ましくは、なくなるまで継続して行われる。上記したように、汚染水2に含まれるU−238は、電析によってカソード電極12の表面に析出させることができ、汚染水2から分離される。 When the deposited material 15 (UO 2 ) deposited on the surface of the cathode electrode 12 reaches a predetermined thickness, the open / close switch 13 is opened and the wiring 14B is removed from the cathode electrode 12, and then the cathode electrode 12 to which the deposited material 15 is attached. Is taken out from the radioactive liquid waste container 8. Thereafter, a new cathode electrode 12 is inserted into the radioactive liquid waste container 8 and immersed in the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8. The wiring 14B is connected to the new cathode electrode 12, and the open / close switch 13 is closed. U-238 contained in the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 is deposited on the surface of the new cathode electrode 12 as UO 2 which is the deposition substance 15. The replacement of the cathode electrode 12 immersed in the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 is continuously performed until the U-238 contained in the contaminated water 2 is reduced to a predetermined concentration or less, preferably until it disappears. . As described above, U-238 contained in the contaminated water 2 can be deposited on the surface of the cathode electrode 12 by electrodeposition and separated from the contaminated water 2.

なお、放射性廃液容器8から取り出されてUO2が付着されたカソード電極12は、高レベル廃棄物であり、所定の保管場所における所定期間の保管、または低融点ガラスではない高い軟化点を有するガラスを用いた従来のガラス固化が実施される(ステップS5)。 The cathode electrode 12 taken out from the radioactive liquid waste container 8 and attached with UO 2 is a high-level waste and is a glass having a high softening point that is not a low melting point glass, or storage for a predetermined period in a predetermined storage place. The conventional vitrification using is performed (step S5).

放射性廃液容器8に供給される汚染水2がウラン同位体であるU−235等を含んでいる場合には、このウラン同位体は、ステップS1Aにおいてイオン化されてU4+になり、ステップS1Bにおいて、U−238と同様に、カソード電極12の表面に析出物質15であるUO2として析出する。 When the contaminated water 2 supplied to the radioactive liquid waste container 8 contains U-235 or the like that is a uranium isotope, this uranium isotope is ionized to U 4+ in step S1A, and in step S1B. In the same manner as U-238, it is deposited on the surface of the cathode electrode 12 as UO 2 which is the deposited substance 15.

短半減期核種を吸着剤に吸着させる(ステップS2)。長半減期核種(U−238)が分離された、放射性廃液容器8内の汚染水2は、弁17を開いてポンプ18を駆動することにより、吸着剤(例えば、ゼオライト)20が充填された固化容器19に供給される。セシウムを吸着する吸着剤20として、ゼオライトの代わりにカリックスを用いてもよい。このとき、弁22が開いている。例えば、100kgの吸着剤20が固化容器19内に充填されている。固化容器19に供給された汚染水2は、固化容器19内に充填された吸着剤20の層を通過する際に、吸着剤20と接触する。このとき、汚染水2に含まれる短半減期核種であるCs−137が、吸着剤20に吸着され、汚染水2から除去される(図3の(C)参照)。その吸着剤20の層を通過した汚染水2は、廃液として、放射性廃液容器8から廃液排出管21に排出される。この廃液は、長半減期核種及び短半減期核種が分離されて放射能レベルが低減されており、廃液排出管21を通して貯蔵タンク(図示せず)に導かれて貯蔵される(ステップS4)。放射性廃液容器8から排出されたその廃液は、トリチウム(半減期:12.32年)を含んでいるため、その貯蔵タンク内で所定期間貯蔵される。   The short half-life nuclide is adsorbed on the adsorbent (step S2). The contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 from which the long half-life nuclide (U-238) has been separated is filled with the adsorbent (for example, zeolite) 20 by opening the valve 17 and driving the pump 18. It is supplied to the solidification container 19. As the adsorbent 20 that adsorbs cesium, calix may be used instead of zeolite. At this time, the valve 22 is open. For example, 100 kg of the adsorbent 20 is filled in the solidification container 19. The contaminated water 2 supplied to the solidification container 19 comes into contact with the adsorbent 20 when passing through the layer of the adsorbent 20 filled in the solidification container 19. At this time, Cs-137 which is a short half-life nuclide contained in the contaminated water 2 is adsorbed by the adsorbent 20 and removed from the contaminated water 2 (see FIG. 3C). The contaminated water 2 that has passed through the adsorbent 20 layer is discharged as a waste liquid from the radioactive waste liquid container 8 to the waste liquid discharge pipe 21. The waste liquid is separated from the long half-life nuclide and the short half-life nuclide to reduce the radioactivity level, and is led to and stored in a storage tank (not shown) through the waste liquid discharge pipe 21 (step S4). Since the waste liquid discharged from the radioactive liquid waste container 8 contains tritium (half-life: 12.32 years), it is stored in the storage tank for a predetermined period.

固化容器19内の吸着剤20の、Cs−137を吸着する性能が低下したとき、この固化容器19が、所定量の新しい吸着剤20を充填した新しい固化容器19と交換される。吸着剤20の吸着性能の低下は、固化容器19の外側に設置した放射線検出器(図示せず)により測定した線量率に基づいて判定される。Cs−137の吸着性能が低下した吸着剤20を有する固化容器19を新しい固化容器19と交換するとき、ポンプ18を停止して弁17を閉じ、放射性廃液容器8から固化容器19への汚染水2の供給を停止する。吸着性能が低下した吸着剤20を有する固化容器19内への汚染水2の供給が停止された後も、この固化容器19内の吸着剤20により浄化された汚染水2である廃水が廃液排出管21に排出される。廃水が、全て、固化容器19から排出された後、廃液排出管21の一端部に取り付けられたフランジが固化容器19の底部の外面から取り外される。このフランジが取り外されたたとき、封鎖板がその固化容器19の底部の外面に取り付けられて、その固化容器19の底部に形成された廃液排出口が塞がれる(図3の(D)参照)。   When the adsorbent 20 in the solidification container 19 has a reduced ability to adsorb Cs-137, the solidification container 19 is replaced with a new solidification container 19 filled with a predetermined amount of new adsorbent 20. A decrease in the adsorption performance of the adsorbent 20 is determined based on a dose rate measured by a radiation detector (not shown) installed outside the solidification container 19. When the solidification container 19 having the adsorbent 20 whose Cs-137 adsorption performance has deteriorated is replaced with a new solidification container 19, the pump 18 is stopped, the valve 17 is closed, and the contaminated water from the radioactive liquid waste container 8 to the solidification container 19 2 supply is stopped. Even after the supply of the contaminated water 2 into the solidification container 19 having the adsorbent 20 with reduced adsorption performance is stopped, the waste water, which is the contaminated water 2 purified by the adsorbent 20 in the solidification container 19, is discharged as waste liquid. It is discharged to the tube 21. After all the waste water is discharged from the solidification container 19, the flange attached to one end of the waste liquid discharge pipe 21 is removed from the outer surface of the bottom of the solidification container 19. When the flange is removed, a sealing plate is attached to the outer surface of the bottom portion of the solidification container 19, and the waste liquid discharge port formed at the bottom portion of the solidification container 19 is closed (see FIG. 3D). ).

上記の新しい固化容器19の底部に廃液排出管21の一端部に取り付けられたフランジが取り付けられ、廃液排出管21がその新しい固化容器19に連絡される。配管16もこの固化容器19に連絡される。そして、弁17が開いてポンプ18が駆動され、放射性廃液容器8内のCs−137を含む汚染水2がその新しい固化容器19内に供給される。このCs−137は固化容器19内の吸着材20に吸着されて除去される。放射性廃液容器8内の、長半減期核種が除去された汚染水2がなくなるまで、固化容器19の交換が必要回数行われる。   A flange attached to one end of the waste liquid discharge pipe 21 is attached to the bottom of the new solidification container 19, and the waste liquid discharge pipe 21 is connected to the new solidification container 19. The pipe 16 is also connected to the solidification container 19. Then, the valve 17 is opened and the pump 18 is driven, and the contaminated water 2 containing Cs-137 in the radioactive liquid waste container 8 is supplied into the new solidification container 19. This Cs-137 is adsorbed and removed by the adsorbent 20 in the solidification container 19. The solidification container 19 is replaced as many times as necessary until the contaminated water 2 from which the long half-life nuclide has been removed is removed from the radioactive liquid waste container 8.

放射性廃液容器8内の汚染水2が全て排出された後、弁17が閉じられて弁7が開けられる。新たな汚染水2が放射性廃液容器8内に供給される。そして、ステップS1A,S1及びBS2の各工程が実施される。   After all the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 is discharged, the valve 17 is closed and the valve 7 is opened. New contaminated water 2 is supplied into the radioactive liquid waste container 8. And each process of step S1A, S1, and BS2 is implemented.

吸着剤のガラス固化体を作製する(ステップS3)。廃液排出管21が取り外されて封鎖板が底部に取り付けられた固化容器19内の、短半減期核種を吸着して吸着性能が低下した吸着剤20が、低融点ガラスにより固化される。なお、短半減期核種を吸着している吸着剤20は放射性廃棄物である。そのようなガラス固化体の作製を、図4を用いて説明する。ステップS3の工程では、放射性廃棄物である吸着剤が充填された固化容器19内への低融点ガラスのガラス原料の供給、及び固化容器19の断熱化処理によるガラス原料の溶融が行われる。   A vitrified body of the adsorbent is produced (step S3). The adsorbent 20 that has adsorbed the short half-life nuclide in the solidification container 19 in which the waste liquid discharge pipe 21 is removed and the sealing plate is attached to the bottom is solidified by the low melting point glass. The adsorbent 20 that adsorbs the short half-life nuclide is radioactive waste. The production of such a vitrified body will be described with reference to FIG. In the process of step S3, the glass raw material of the low melting glass is supplied into the solidification container 19 filled with the adsorbent which is radioactive waste, and the glass raw material is melted by the heat insulation treatment of the solidification container 19.

ステップS2でCs−137を吸着した100kgの吸着剤20が充填され、内部の廃水が排出された固化容器19が、ガラス原料タンク29の真下まで移動される。ガラス原料タンク29内のガラス原料32であるソーダ石灰ガラス(軟化点:約700℃)を、ガラス原料タンク29に接続されたガラス原料供給管30を通して固化容器(第1容器)19内に100kg供給する。このソーダ石灰ガラスの固化容器19内への供給は、ガラス原料供給管30に設けられた弁31を開くことにより行われる。低融点ガラス(軟化点が800℃以下)のガラス原料32として、ソーダ石灰ガラスの代わりに、ホウケイ酸ガラス(軟化点:約800℃)、バナジウム系ガラス(軟化点:約300℃)、リン酸ガラス(軟化点:330℃)及びケイ酸チタニウムガラス(軟化点:530℃)のいずれか一種を用いてもよい。   In step S <b> 2, 100 kg of the adsorbent 20 having adsorbed Cs-137 is filled, and the solidification container 19 from which the internal waste water is discharged is moved to a position immediately below the glass raw material tank 29. 100 kg of soda lime glass (softening point: about 700 ° C.), which is the glass raw material 32 in the glass raw material tank 29, is supplied into the solidification container (first container) 19 through the glass raw material supply pipe 30 connected to the glass raw material tank 29. To do. The soda-lime glass is supplied into the solidification container 19 by opening a valve 31 provided in the glass raw material supply pipe 30. As a glass raw material 32 of low melting point glass (softening point is 800 ° C. or lower), borosilicate glass (softening point: about 800 ° C.), vanadium glass (softening point: about 300 ° C.), phosphoric acid instead of soda lime glass Any one of glass (softening point: 330 ° C.) and titanium silicate glass (softening point: 530 ° C.) may be used.

次に、固化容器19の断熱化処理によるガラス原料32であるソーダ石灰ガラスの溶融について説明する。   Next, melting of soda lime glass that is the glass raw material 32 by the heat insulation treatment of the solidification container 19 will be described.

放射性廃棄物である、Cs−137を吸着した吸着剤20、及びガラス原料32を充填した固化容器19は、上端が開放された状態で、断熱容器(第2容器)34内に収納される。断熱容器34は上端部に着脱可能な蓋34Aを有しており、固化容器19を断熱容器34内に収納するときには、この蓋34Aが取り外されて断熱容器34が上方に向かって開放されている。この状態で、固化容器19を上方より断熱容器7内に入れる。その後、蓋34Aを断熱容器34の上端部に取り付け、固化容器19を収納している断熱容器34を密封する。断熱容器34及び蓋34Aは、断熱材である、例えば、グラスウールを有している。密封された断熱容器34内にはこの断熱容器34及び蓋34Aによって断熱された断熱領域が形成され、吸着剤20及びガラス原料32を充填した固化容器19はこの断熱領域に配置される。   The adsorbent 20 adsorbing Cs-137, which is radioactive waste, and the solidification container 19 filled with the glass raw material 32 are stored in a heat insulating container (second container) 34 with the upper end opened. The heat insulating container 34 has a detachable lid 34A at the upper end, and when the solidification container 19 is stored in the heat insulating container 34, the cover 34A is removed and the heat insulating container 34 is opened upward. . In this state, the solidification container 19 is put into the heat insulating container 7 from above. Thereafter, the lid 34A is attached to the upper end of the heat insulating container 34, and the heat insulating container 34 housing the solidification container 19 is sealed. The heat insulating container 34 and the lid 34A have, for example, glass wool, which is a heat insulating material. A heat insulating region insulated by the heat insulating container 34 and the lid 34A is formed in the sealed heat insulating container 34, and the solidification container 19 filled with the adsorbent 20 and the glass raw material 32 is disposed in the heat insulating region.

断熱容器34は、金属製の外側容器(図示せず)及び外側容器内に配置された内側容器(図示せず)の二重構造になっており、グラスウールを、外側容器と内側容器の間の環状の領域及び外側容器の底部と内側容器の底部の間に充填して構成される。外側容器と内側容器の間の環状の領域の上端は、外側容器及び内側容器のそれぞれの上端に取り付けられたリング状の封鎖板によって封鎖されている。蓋34Aは、グラスウールを金属製の中空の筺体(図示せず)内に充填して構成される。   The heat insulating container 34 has a double structure of a metal outer container (not shown) and an inner container (not shown) disposed in the outer container, and glass wool is placed between the outer container and the inner container. The annular region and the bottom of the outer container and the bottom of the inner container are filled. The upper end of the annular region between the outer container and the inner container is sealed by a ring-shaped sealing plate attached to the respective upper ends of the outer container and the inner container. The lid 34A is configured by filling glass wool in a metal hollow casing (not shown).

本実施例における断熱化処理に用いられる断熱容器34及び蓋34Aに用いられるグラスウールを、繊維系の断熱材であるセルロースファイバー、炭化コルク、ウレタンフォーム、フェノールフォーム及びポリスチレンフォーム、及び多孔質系断熱材であるケイ酸カルシウムボードのいずれかに変えてもよい。   The glass wool used for the heat insulation container 34 and the lid 34A used in the heat insulation treatment in this embodiment is made of cellulose fiber, carbonized cork, urethane foam, phenol foam and polystyrene foam, and porous heat insulation material, which are fiber heat insulation materials. It may be changed to any one of the calcium silicate boards.

その後、密封された断熱容器34内に収納された固化容器19の断熱化処理が実施される。断熱化処理は、固化容器19の熱が外部に逃げることを抑制する処理を意味する。断熱化処理されている固化容器19内において、内部に充填された吸着剤20に吸着されたCs−137から放出される放射線に基づいて熱(崩壊熱)が発生する。この崩壊熱は、蓋34Aで密封された断熱容器34によって外部に放熱されることが抑制され、蓋34Aで密封された断熱容器34内に蓄積される。この崩壊熱により、固化容器19内のガラス原料32(ソーダ石灰ガラス)が加熱されて溶融する。   Then, the heat insulation process of the solidification container 19 accommodated in the sealed heat insulation container 34 is implemented. The heat insulation process means a process for suppressing the heat of the solidification container 19 from escaping to the outside. Heat (decay heat) is generated in the solidified container 19 that has been heat-insulated, based on radiation emitted from Cs-137 adsorbed by the adsorbent 20 filled therein. The decay heat is suppressed from being radiated to the outside by the heat insulating container 34 sealed by the lid 34A, and is accumulated in the heat insulating container 34 sealed by the lid 34A. With this decay heat, the glass raw material 32 (soda lime glass) in the solidification container 19 is heated and melted.

固化容器19が断熱容器34及び蓋34Aによって取り囲まれているため、固化容器19、及び固化容器19内の吸着剤20及びガラス原料32が、その崩壊熱によって加熱される。この固化容器19内の加熱された吸着剤20及びガラス原料32のそれぞれの温度は、固化容器19内の位置によって不均一にならなくほぼ一様になる。   Since the solidification container 19 is surrounded by the heat insulating container 34 and the lid 34A, the solidification container 19, and the adsorbent 20 and the glass raw material 32 in the solidification container 19 are heated by the decay heat. The temperatures of the heated adsorbent 20 and the glass raw material 32 in the solidification container 19 are not uniform depending on the positions in the solidification container 19 but are almost uniform.

例えば、放射性廃棄物である吸着剤20に吸着されている、放射性核種であるCs−137は1壊変当たりに約1.15MeVのエネルギーの放射線(ガンマ線)を放出する。この放射線が、固化容器19内の吸着剤20及びガラス原料(ソーダ石灰ガラス)32に吸収され、熱エネルギー(崩壊熱)に変化する。固化容器19内に充填された吸着剤20は1016BqのCs−137を含んでいるため、それぞれのCs−137から放出される放射線が、すべて、固化容器19内の吸着剤20及びガラス原料32に吸収された場合には、1.15MeV×1016Bq=1.15E22eV/s、すなわち、1840J/sの発熱速度の熱エネルギーが得られる。吸着剤(Cs−137を吸着しているゼオライト)20及びガラス原料(ソーダ石灰ガラス)32の混合物の比熱が0.5J/(g・K)であるとき、吸着剤20及びガラス原料32のそれぞれの温度は1時間で約66℃上昇する。この温度上昇により、ガラス原料32であるソーダ石灰ガラスが、溶融して吸着剤20の間の隙間に流入する。好ましくは、吸着剤20が充填された固化容器19内にガラス原料32を充填した後、吸着剤20及びガラス原料32を撹拌機により混合すると良い。 For example, Cs-137, which is a radionuclide adsorbed on the adsorbent 20, which is a radioactive waste, emits radiation (gamma rays) having an energy of about 1.15 MeV per decay. This radiation is absorbed by the adsorbent 20 and the glass raw material (soda lime glass) 32 in the solidification container 19, and changes into thermal energy (decay heat). Since the adsorbent 20 filled in the solidification container 19 contains 10 16 Bq of Cs-137, all of the radiation emitted from each Cs-137 is adsorbent 20 in the solidification container 19 and the glass raw material. When absorbed by 32, 1.15 MeV × 10 16 Bq = 1.15E22 eV / s, that is, heat energy with a heat generation rate of 1840 J / s is obtained. When the specific heat of the mixture of the adsorbent (zeolite adsorbing Cs-137) 20 and the glass raw material (soda lime glass) 32 is 0.5 J / (g · K), the adsorbent 20 and the glass raw material 32 respectively. The temperature rises about 66 ° C. in 1 hour. Due to this temperature rise, the soda-lime glass that is the glass raw material 32 melts and flows into the gaps between the adsorbents 20. Preferably, after the glass raw material 32 is filled in the solidification container 19 filled with the adsorbent 20, the adsorbent 20 and the glass raw material 32 are mixed with a stirrer.

断熱容器34及び蓋34Aを通して外部にいくらかの熱が逃げるため、実際の固化容器19の内部の温度上昇速度は、66℃/hよりも低下する。しかしながら、時間の経過と共に昇温は継続され、ガラス原料32が全て溶融する。この結果、ガラス原料32であるソーダ石灰ガラスの溶融物が、吸着剤20の間の隙間に充填される。吸着剤20が溶融されたガラス原料32により一体化されたガラス固化物33が固化容器19内に存在するガラス固化体35が作製される。ガラス固化体35が作製された後、蓋34Aを取り外すことによって、このガラス固化体35が、断熱容器34から取り出されて蓋(図示せず)を取り付けて密封され、廃棄体として所定の保管場所(図示せず)に一時的に保管される。   Since some heat escapes to the outside through the heat insulating container 34 and the lid 34A, the actual temperature increase rate inside the solidification container 19 is lower than 66 ° C./h. However, the temperature rise is continued with the passage of time, and all the glass raw material 32 is melted. As a result, the soda-lime glass melt as the glass raw material 32 is filled in the gaps between the adsorbents 20. A glass solidified body 35 in which a glass solidified product 33 integrated with the glass raw material 32 in which the adsorbent 20 is melted is present in the solidification container 19 is produced. After the vitrified body 35 is produced, the lid 34A is removed, so that the vitrified body 35 is taken out from the heat insulating container 34 and sealed with a lid (not shown), and a predetermined storage place as a waste body. (Not shown) temporarily stored.

低融点ガラスであるソーダ石灰ガラスの固化により作製されたガラス固化体35は、この線量が一般廃棄物の線量(約1012Bq)に低下するまで、その保管場所に保管される。Cs−137を吸着した吸着剤を含むガラス固化体35は、一般廃棄物の線量に低減されるまで、図7に示すように、約300年間を要する。ガラス固化体35は、約300年間の間、上記の保管場所に保管される。 The vitrified body 35 produced by solidifying soda-lime glass, which is a low-melting glass, is stored in its storage location until this dose is reduced to a general waste dose (about 10 12 Bq). As shown in FIG. 7, it takes about 300 years for the vitrified body 35 containing the adsorbent adsorbing Cs-137 to be reduced to the dose of general waste. The vitrified body 35 is stored in the storage place for about 300 years.

本実施例では、吸着剤20及びガラス原料32が充填された固化容器19が、蓋34Aで密封された断熱容器34で取り囲まれているため、吸着剤20に吸着された放射性核種(Cs−137)が崩壊して放出される放射線が断熱容器34内の断熱領域に配置された吸着剤20及びガラス原料32に吸収されて生じる熱エネルギー(崩壊熱)によって、吸着剤20及びガラス原料32が加熱される。このため、断熱領域に存在する吸着剤20及びガラス原料32に加熱ムラが生じなく、固化容器19内の吸着剤20及びガラス原料32はより均一な温度になる。このため、固化容器19の高温での腐食が抑えられ、しかも、放射性廃棄物である吸着剤20の均一なガラス固化体35が得られる。このガラス固化体35は安定である。   In this embodiment, since the solidification container 19 filled with the adsorbent 20 and the glass raw material 32 is surrounded by the heat insulating container 34 sealed with the lid 34A, the radionuclide adsorbed on the adsorbent 20 (Cs-137). The adsorbent 20 and the glass raw material 32 are heated by the heat energy (decay heat) generated by the radiation released by the absorption of the adsorbent 20 and the glass raw material 32 disposed in the heat insulating region in the heat insulating container 34. Is done. For this reason, heating unevenness does not occur in the adsorbent 20 and the glass raw material 32 existing in the heat insulating region, and the adsorbent 20 and the glass raw material 32 in the solidification container 19 have a more uniform temperature. For this reason, the high temperature corrosion of the solidification container 19 is suppressed, and the uniform vitrified body 35 of the adsorbent 20 which is radioactive waste is obtained. This vitrified body 35 is stable.

固化容器19内の吸着剤20に吸着された放射性核種(Cs−137)の崩壊によって生じる放射線の吸収により生じる熱エネルギーによって吸着剤20及びガラス原料32が加熱されるため、本実施例では、特開2011−46996号公報に記載された放射性廃棄物のガラス固化のように、ガラス原料32を溶融する溶融設備が不要になる。すなわち、簡素なシステムで、放射性廃棄物である吸着剤20をガラス原料32により固化することができる。   In this embodiment, the adsorbent 20 and the glass raw material 32 are heated by the thermal energy generated by the absorption of the radiation generated by the decay of the radionuclide (Cs-137) adsorbed by the adsorbent 20 in the solidification container 19. A melting facility for melting the glass raw material 32 is not required as in the case of vitrification of radioactive waste described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-46996. That is, the adsorbent 20 which is a radioactive waste can be solidified by the glass raw material 32 with a simple system.

本実施例では、長半減期核種が除去された汚染水2を放射性廃液容器8から固化容器19に供給するため、長半減期核種が固化容器19内の吸着剤20に吸着されることはなく、短半減期核種が吸着剤20に吸着される。このように、長半減期核種を汚染水2から除去することにより、この吸着剤20をソーダ石灰ガラスで固化して作製されたガラス固化体35には長半減期核種が含まれないので、低融点ガラスを用いて作製されたガラス固化体35の保管期間を、例えば、約300年に著しく短縮することができる。さらに、本実施例によれば、保管期間経過後においてそのガラス固化体35を一般廃棄物として処分することができる。本実施例で作製されたガラス固化体35によれば、ガラス固化体35の放射能レベルを一般廃棄物として処分可能な放射能レベルに低下させるまでに要する、このガラス固化体35に対する保管期間が、長半減期核種を含むガラス固化体の埋設期間よりも著しく短縮させることができる。   In this embodiment, since the contaminated water 2 from which the long half-life nuclide has been removed is supplied from the radioactive liquid waste container 8 to the solidification container 19, the long half-life nuclide is not adsorbed by the adsorbent 20 in the solidification container 19. The short half-life nuclide is adsorbed on the adsorbent 20. Thus, by removing the long half-life nuclide from the contaminated water 2, the vitrified product 35 produced by solidifying the adsorbent 20 with soda-lime glass does not contain the long half-life nuclide. The storage period of the glass solid body 35 produced using the melting point glass can be remarkably shortened to about 300 years, for example. Furthermore, according to the present Example, the vitrified body 35 can be disposed of as general waste after the storage period has elapsed. According to the vitrified body 35 produced in the present example, the storage period for the vitrified body 35 required to reduce the radioactivity level of the vitrified body 35 to a radioactive level that can be disposed as general waste is reduced. In addition, it can be remarkably shortened than the embedding period of the vitrified body containing the long half-life nuclide.

本実施例によれば、ガラス固化体35が長半減期核種を含まないので、低融点ガラスであるソーダ石灰ガラスを含むガラス固化体35の健全性をその保管期間に亘って維持することができる。このため、その保管期間(約300年)において、ガラス固化体35に含まれる放射性核種、具体的には、短半減期核種(例えば、Cs−137)の外部への放出を避けることができる。すなわち、本実施例によれば、低融点ガラスを用いてガラス固化体35を作製することができ、一般廃棄物として処分できるようになるまで低融点ガラスを用いて作製されたガラス固化体35を健全な状態で保管することができる。   According to the present embodiment, since the vitrified body 35 does not contain a long half-life nuclide, the soundness of the vitrified body 35 containing soda-lime glass which is a low melting point glass can be maintained over its storage period. . For this reason, in the storage period (about 300 years), release of radionuclides contained in the vitrified body 35, specifically, short half-life nuclides (for example, Cs-137) can be avoided. That is, according to the present embodiment, the vitrified body 35 can be produced using low-melting glass, and the vitrified body 35 produced using low-melting glass until it can be disposed as general waste. It can be stored in a healthy state.

本実施例では、短半減期核種を吸着した吸着剤20、及び低融点ガラスを含むガラス固化体35を作製するので、1万年以上に亘って地中深く埋設処分が必要となる、長半減期核種を含むガラス固化体の量が低減される。   In this example, since the adsorbent 20 that adsorbs the short half-life nuclide and the glass solidified body 35 including the low melting point glass are produced, it is necessary to bury deeply in the ground for 10,000 years or more. The amount of vitrified body containing the phase nuclide is reduced.

放射性廃液容器8に供給された汚染水2に含まれる長半減期核種であるU−238が安定な酸化物として存在している可能性がある。このため、本実施例では、汚染水2のpHを低下させて汚染水2に含まれる長半減期核種をイオン化させているので、分離したい長半減期核種を完全にイオン化させることができ、その後の汚染水2のpHの増加により、カソード電極12の表面に長半減期核種(例えば、U−238)を核実に析出させることができ、汚染水2から長半減期核種を分離することができる。   There is a possibility that U-238, which is a long half-life nuclide contained in the contaminated water 2 supplied to the radioactive liquid container 8, is present as a stable oxide. For this reason, in this example, since the long half-life nuclide contained in the contaminated water 2 is ionized by lowering the pH of the contaminated water 2, it is possible to completely ionize the long half-life nuclide to be separated. By increasing the pH of the contaminated water 2, a long half-life nuclide (for example, U-238) can be deposited on the surface of the cathode electrode 12, and the long half-life nuclide can be separated from the contaminated water 2. .

本実施例では、長半減期核種が除去された汚染水2を、吸着剤20が充填された固化容器19に供給され、固化容器19内で汚染水2に含まれる短半減期核種(例えば、Cs−137)を吸着剤20に吸着させるので、実施例2のように、短半減期核種を吸着した吸着剤20を廃棄物タンク25内に移送し、さらに、廃棄物タンク25から固化容器28内に充填するという操作が不要になり、ガラス固化体35の作製が容易になる。   In this embodiment, the contaminated water 2 from which the long half-life nuclide has been removed is supplied to the solidification container 19 filled with the adsorbent 20, and the short half-life nuclide contained in the contaminated water 2 in the solidification container 19 (for example, Since Cs-137) is adsorbed on the adsorbent 20, as in Example 2, the adsorbent 20 having adsorbed the short half-life nuclide is transferred into the waste tank 25, and the solidification container 28 is further transferred from the waste tank 25. The operation of filling the inside becomes unnecessary, and the production of the vitrified body 35 becomes easy.

本実施例では、長半減期核種のイオン化(ステップS1A)及び長半減期核種の分離(ステップS1B)の各工程においてカソード電極12の表面における電位が、水の安定化領域内の電位に調節されるため、水素の発生を抑制することができ、且つ汚染水2のpHが変化する可能性もなく、長半減期核種の汚染水2からの分離を容易に行うことができる。カソード電極12の表面における電位が水の安定化領域下限の電位よりも低い場合には、汚染水2から水素が発生し、カソード電極12の表面における電位が水の安定化領域上限の電位よりも高い場合には、酸素の還元反応が生じて汚染水2中にOH-が生成され、汚染水2のpHが変化する可能性がある。本実施例では、カソード電極12の表面における電位が水の安定化領域内の電位に調節されるため、それらの問題が生じない。 In this embodiment, the potential on the surface of the cathode electrode 12 is adjusted to the potential in the water stabilization region in each step of ionization of the long half-life nuclide (step S1A) and separation of the long half-life nuclide (step S1B). Therefore, generation of hydrogen can be suppressed, and there is no possibility that the pH of the contaminated water 2 is changed, and separation of the long half-life nuclide from the contaminated water 2 can be easily performed. When the potential at the surface of the cathode electrode 12 is lower than the lower limit potential of the water stabilization region, hydrogen is generated from the contaminated water 2, and the potential at the surface of the cathode electrode 12 is higher than the upper limit potential of the water stabilization region. If it is high, a reduction reaction of oxygen occurs, OH is generated in the contaminated water 2, and the pH of the contaminated water 2 may change. In this embodiment, since the potential on the surface of the cathode electrode 12 is adjusted to the potential in the water stabilization region, those problems do not occur.

本発明の他の好適な実施例である実施例2の放射性廃棄物の固化処理方法を、図8及び図9を用いて以下に説明する。   The method for solidifying radioactive waste according to embodiment 2, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIGS.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法も、実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法と同様に、図2に示されるステップS1A,S1B,S2,S3,S4及びS5の各工程が実施される。しかしながら、本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法は、実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法と、ステップS3の低融点ガラスを用いたガラス固化体35の作成方法が異なっている。   Similarly to the radioactive waste solidification processing method of the first embodiment, the radioactive waste solidification processing method of the present embodiment is implemented by steps S1A, S1B, S2, S3, S4 and S5 shown in FIG. Is done. However, the radioactive waste solidification processing method of the present embodiment is different from the radioactive waste solidification processing method of the first embodiment and the method of creating the glass solidified body 35 using the low-melting glass in step S3.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法に用いられる放射性廃棄物固化処理装置(図8参照)は、実施例1で用いられる放射性廃棄物固化処理装置と短半減期核種吸着装置が異なっている。本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法に用いられる放射性廃棄物固化処理装置の長半減期核種除去装置は、図8に示すように、実施例1で用いられる放射性廃棄物固化処理装置のそれと同じ構成を有する。   The radioactive waste solidification processing apparatus (see FIG. 8) used in the radioactive waste solidification processing method of this embodiment is different from the radioactive waste solidification processing apparatus used in Example 1 and the short half-life nuclide adsorption apparatus. . As shown in FIG. 8, the long-lived nuclide removal device of the radioactive waste solidification processing apparatus used in the solidification processing method of the radioactive waste of this embodiment is the same as that of the radioactive waste solidification processing apparatus used in the first embodiment. Have the same configuration.

本実施例で用いられる短半減期核種吸着装置は、図8に示すように、実施例1で用いられる短半減期核種吸着装置において固化容器19を核種吸着槽24に替えた構成を有する。核種吸着槽24の容積は固化容器19の容積よりも大きく、核種吸着槽24内に充填された吸着剤20は固化容器19内に充填されたその量よりも多い。ポンプ18及び弁17が設けられた配管16が、放射性廃液容器8の底部に接続され、上方より核種吸着槽24内に挿入されて核種吸着槽24に連絡される。弁22が設けられた廃液排出管21が、核種吸着槽24の底部に接続される。   As shown in FIG. 8, the short half-life nuclide adsorption apparatus used in the present embodiment has a configuration in which the solidification container 19 is replaced with a nuclide adsorption tank 24 in the short half-life nuclide adsorption apparatus used in Example 1. The volume of the nuclide adsorption tank 24 is larger than the volume of the solidification container 19, and the adsorbent 20 filled in the nuclide adsorption tank 24 is larger than the amount filled in the solidification container 19. A pipe 16 provided with a pump 18 and a valve 17 is connected to the bottom of the radioactive liquid waste container 8, inserted into the nuclide adsorption tank 24 from above, and communicated with the nuclide adsorption tank 24. A waste liquid discharge pipe 21 provided with a valve 22 is connected to the bottom of the nuclide adsorption tank 24.

本実施例において、放射性廃液容器8に供給される汚染水2は、長半減期核種であるU−238及び短半減期核種であるCs−137をそれぞれ含んでいる。本実施例でも、実施例1と同様に、放射性廃液容器8を含む長半減期核種除去装置を用いてステップS1A(長半減期核種のイオン化)及びステップS1B(長半減期核種の分離)の各工程が実施される。ステップS1Bの実施によりUO2が付着したカソード電極12は、放射性廃液容器8から取り出され、高レベル廃棄物であるこのカソード電極12は、従来のガラス固化等が実施される(ステップS5)。 In the present embodiment, the contaminated water 2 supplied to the radioactive liquid waste container 8 contains U-238, which is a long half-life nuclide, and Cs-137, which is a short half-life nuclide. Also in this example, each of the step S1A (ionization of long half-life nuclide) and step S1B (separation of long half-life nuclide) is performed using the long half-life nuclide removal apparatus including the radioactive liquid waste container 8 as in Example 1. A process is performed. The cathode electrode 12 to which UO 2 is adhered by the execution of step S1B is taken out from the radioactive waste liquid container 8, and this cathode electrode 12, which is a high-level waste, is subjected to conventional vitrification (step S5).

ステップS2において、長半減期核種(U−238)が分離された、放射性廃液容器8内の汚染水2は、配管16を通して、吸着剤(例えば、ゼオライト)20が充填された核種吸着槽24に供給される。このとき、廃液排出管21の弁22は開いている。核種吸着槽24内の吸着剤20の層内を流れる汚染水2はその層内の吸着剤20に接触し、汚染水2に含まれる短半減期核種(Cs−137)が吸着剤20に吸着されて除去される。短半減期核種が除去されて核種吸着槽24から排出された廃液は、廃液排出管21を通して貯蔵タンク(図示せず)に導かれて貯蔵される(ステップS4)。核種吸着槽24内の吸着剤20の、Cs−137を吸着する性能が低下したとき、ポンプ18が停止されて弁17が閉じられ、放射性廃液容器8から核種吸着槽24への汚染水2の供給が停止される。核種吸着槽24から廃液排出管21への排水の排出が完全に終了した後、弁22が閉じられる。   In step S2, the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 from which the long half-life nuclide (U-238) has been separated passes through the pipe 16 into the nuclide adsorption tank 24 filled with the adsorbent (for example, zeolite) 20. Supplied. At this time, the valve 22 of the waste liquid discharge pipe 21 is open. The contaminated water 2 flowing in the layer of the adsorbent 20 in the nuclide adsorption tank 24 contacts the adsorbent 20 in the layer, and the short half-life nuclide (Cs-137) contained in the contaminated water 2 is adsorbed on the adsorbent 20. To be removed. The waste liquid from which the short half-life nuclide has been removed and discharged from the nuclide adsorption tank 24 is guided to a storage tank (not shown) through the waste liquid discharge pipe 21 and stored (step S4). When the performance of the adsorbent 20 in the nuclide adsorption tank 24 to adsorb Cs-137 decreases, the pump 18 is stopped and the valve 17 is closed, and the contaminated water 2 from the radioactive liquid waste container 8 to the nuclide adsorption tank 24 is reduced. Supply is stopped. After the drainage of the wastewater from the nuclide adsorption tank 24 to the waste liquid discharge pipe 21 is completely completed, the valve 22 is closed.

吸着剤のガラス固化体を作製する(ステップS3)。核種吸着槽24への汚染水2の供給が停止され、核種吸着槽24から廃液排出管21への排水の排出が終了した後、短半減期核種を吸着した吸着剤20が、核種吸着槽24から取り出され、廃棄物タンク25(図9参照)内に移送される。廃棄物タンク25内に移送された吸着剤20、及び低融点ガラスであるソーダ石灰ガラスを用いてガラス固化体35が作製される。   A vitrified body of the adsorbent is produced (step S3). After the supply of the contaminated water 2 to the nuclide adsorption tank 24 is stopped and the drainage of the waste water from the nuclide adsorption tank 24 to the waste liquid discharge pipe 21 is completed, the adsorbent 20 that adsorbs the short half-life nuclide becomes the nuclide adsorption tank 24. And is transferred into a waste tank 25 (see FIG. 9). The vitrified body 35 is produced using the adsorbent 20 transferred into the waste tank 25 and soda lime glass which is a low melting point glass.

このガラス固化体35が作製を、図9を用いて具体的に説明する。空の固化容器28を、放射性廃棄物である、Cs−137を吸着した吸着剤20が蓄えられた廃棄物タンク1の下方に配置する。廃棄物タンク1内のCs−137を1016Bq含む高線量の吸着剤20を、仕切弁27を開いて廃棄物供給管26を通して固化容器28内に100kg供給する。その後、実施例1と同様に、吸着剤20が充填された固化容器28に、カラス原料タンク29からガラス原料32であるソーダ石灰ガラスを100kg供給する。吸着剤20及びガラス原料32を充填した固化容器28は断熱容器34内に収納され、断熱容器34は蓋34Aで密封される。断熱容器34内で固化容器28の断熱化処理が実施され、吸着剤20に吸着されたCs−137から放出された放射線に基づいて発生する熱(崩壊熱)により、固化容器28内のガラス原料32(ソーダ石灰ガラス)が溶融される。溶融したガラス原料32が吸着剤20の間の隙間に充填され、そのガラス原料32の固化によりガラス固化体35が作製される。 The production of the vitrified body 35 will be specifically described with reference to FIG. An empty solidification container 28 is disposed below the waste tank 1 in which the adsorbent 20 that adsorbs Cs-137, which is radioactive waste, is stored. 100 kg of high-dose adsorbent 20 containing 10 16 Bq of Cs-137 in the waste tank 1 is supplied into the solidification container 28 through the waste supply pipe 26 with the gate valve 27 opened. Thereafter, as in Example 1, 100 kg of soda-lime glass as the glass raw material 32 is supplied from the crow raw material tank 29 to the solidification container 28 filled with the adsorbent 20. The solidification container 28 filled with the adsorbent 20 and the glass raw material 32 is stored in a heat insulating container 34, and the heat insulating container 34 is sealed with a lid 34A. The heat treatment of the solidification container 28 is performed in the heat insulation container 34, and the glass material in the solidification container 28 is generated by the heat (decay heat) generated based on the radiation emitted from Cs-137 adsorbed by the adsorbent 20. 32 (soda lime glass) is melted. The molten glass material 32 is filled in the gaps between the adsorbents 20, and the glass material 35 is produced by solidifying the glass material 32.

本実施例は、汚染水2に含まれる短半減期核種(例えば、Cs−137)を固化容器19内で吸着剤20に吸着させることによって得られる効果を除いて、実施例1で生じる各効果を得ることができる。   In this example, each effect produced in Example 1 except for the effect obtained by adsorbing the short half-life nuclide (for example, Cs-137) contained in the contaminated water 2 to the adsorbent 20 in the solidification container 19. Can be obtained.

本発明の他の好適な実施例である実施例3の放射性廃棄物の固化処理方法を、図10を用いて以下に説明する。   The method for solidifying radioactive waste according to embodiment 3, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIG.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法は、実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法においてステップS1BをステップS1B’に替えた固化処理方法である。本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法では、実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法で実施されるステップS1A,S2,S3,S4及びS5の各工程が実施される。本実施例で実施されるステップS1の工程は、ステップS1A及びS1B’の各工程を含んでいる。なお、本実施例では、実施例1で用いられる図3に示す長半減期核種除去装置及び短半減期核種吸着装置を有する放射性廃棄物固化処理装置が用いられる。   The radioactive waste solidification processing method of the present embodiment is a solidification processing method in which step S1B is replaced with step S1B ′ in the radioactive waste solidification processing method of the first embodiment. In the radioactive waste solidification processing method of the present embodiment, steps S1A, S2, S3, S4 and S5, which are performed in the radioactive waste solidification processing method of the first embodiment, are performed. The step S1 performed in the present embodiment includes the steps S1A and S1B ′. In this embodiment, the radioactive waste solidification processing apparatus having the long half-life nuclide removing apparatus and the short half-life nuclide adsorption apparatus shown in FIG.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法で実施される、実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法と異なるステップS1B’について詳細に説明する。   Step S1B ′ that is different from the radioactive waste solidification method according to the first embodiment, which is performed in the radioactive waste solidification method according to the present embodiment, will be described in detail.

ステップS1A(長半減期核種のイオン化)において、カソード電極12の表面の電位Ehを0.0Vvs.SHEに調節し、硫酸水溶液の注入により放射性廃液容器8内の汚染水2のpHを1.0に調節する。汚染水2に含まれるU−238がイオン化されてU4+になる。 In step S1A (ionization of long half-life nuclide), the potential Eh of the surface of the cathode electrode 12 is set to 0.0 Vvs. The pH of the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 is adjusted to 1.0 by injection of an aqueous sulfuric acid solution. U-238 contained in the contaminated water 2 is ionized into U 4+ .

電位制御により、放射性廃液内の長半減期核種を分離する(ステップS1B’)。汚染水2のpHを1.0に保持し、可変抵抗器23の操作によりアノード電極11とカソード電極12の間に印加される電圧を制御し、カソード電極12の表面の電位Ehを、pH1.0における水の安定化領域内の電位である、例えば、0.5Vvs.SHEに調節する。この0.5Vvs.SHEは、pH1.0における、領域2の上限の電位である約0.15Vvs.SHEよりも高い電位である。この結果、汚染水2に含まれるU4+がUO2[2+]になり、カソード電極12の表面にUO2として析出する。カソード電極12の表面に析出した析出物質15(UO2)が所定の厚みになったとき、このカソード電極12が、前述したように、新しいカソード電極12に取り換えられ、汚染水2からのUの分離が継続される。なお、ステップS1B’の工程では、実施例1のステップS1Bの工程のように、放射性廃液容器8内の汚染水2へのアルカリ水溶液(例えば、水酸化ナトリウム水溶液)の注入が行われない。 By controlling the potential, the long half-life nuclide in the radioactive liquid waste is separated (step S1B ′). The pH of the contaminated water 2 is maintained at 1.0, the voltage applied between the anode electrode 11 and the cathode electrode 12 is controlled by operating the variable resistor 23, and the potential Eh on the surface of the cathode electrode 12 is adjusted to pH1. 0 in the stabilization region of water at 0, for example 0.5 V vs. Adjust to SHE. This 0.5 Vvs. SHE is about 0.15 Vvs., The upper limit potential of region 2 at pH 1.0. The potential is higher than SHE. As a result, U 4+ contained in the contaminated water 2 becomes UO 2 [2+] and is deposited as UO 2 on the surface of the cathode electrode 12. When the deposited material 15 (UO 2 ) deposited on the surface of the cathode electrode 12 reaches a predetermined thickness, the cathode electrode 12 is replaced with a new cathode electrode 12 as described above, and U from contaminated water 2 is replaced. Separation continues. In the step S1B ′, the alkaline aqueous solution (for example, sodium hydroxide aqueous solution) is not injected into the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 as in the step S1B of the first embodiment.

汚染水2からのUの分離が終了した後、実施例1と同様に、固化容器19内の吸着剤20への短半減期核種(Cs−137)の吸着(ステップS2)、及び吸着剤のガラス固化体の作製(ステップS3)の各工程が実施される。   After the separation of U from the contaminated water 2 is completed, the adsorption of the short half-life nuclide (Cs-137) to the adsorbent 20 in the solidification container 19 (step S2) and the adsorbent Each process of preparation (step S3) of a glass solidification body is implemented.

本実施例は実施例1で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、カソード電極12の表面への長半減期核種の析出を、汚染水2のpHの増加ではなく、カソード電極12の表面の電位の増加によって行っているため、カソード電極12の表面への長半減期核種の析出を実施例1よりも短時間に行うことができる。すなわち、汚染水2からの長半減期核種の除去に要する時間を短縮することができる。   In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. In this embodiment, the deposition of the long half-life nuclide on the surface of the cathode electrode 12 is performed not by increasing the pH of the contaminated water 2 but by increasing the potential of the surface of the cathode electrode 12. The long half-life nuclide can be deposited in a shorter time than in Example 1. That is, the time required for removing the long half-life nuclide from the contaminated water 2 can be shortened.

本発明の他の好適な実施例である実施例4の放射性廃棄物の固化処理方法を、図11を用いて以下に説明する。   A method for solidifying radioactive waste according to embodiment 4, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIG.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法は、実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法においてステップS1AをステップS1A’に替え、さらに、ステップS1Cの工程を追加した固化処理方法である。本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法では、実施例1の放射性廃棄物の固化処理方法で実施されるステップS1B,S2,S3,S4及びS5の各工程も実施される。本実施例で実施されるステップS1の工程は、ステップS1A’,S1B及びS1Cの各工程を含んでいる。なお、本実施例では、実施例1で用いられる図3に示す長半減期核種除去装置及び短半減期核種吸着装置を有する放射性廃棄物固化処理装置が用いられる。   The radioactive waste solidification processing method of the present embodiment is a solidification processing method in which step S1A is replaced with step S1A 'in the radioactive waste solidification processing method of embodiment 1, and further, step S1C is added. In the radioactive waste solidification processing method of the present embodiment, steps S1B, S2, S3, S4, and S5, which are performed in the radioactive waste solidification processing method of the first embodiment, are also performed. The step S1 performed in this embodiment includes steps S1A ', S1B, and S1C. In this embodiment, the radioactive waste solidification processing apparatus having the long half-life nuclide removing apparatus and the short half-life nuclide adsorption apparatus shown in FIG.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法を具体的に説明する。   The solidification processing method of the radioactive waste of a present Example is demonstrated concretely.

放射性廃液に酸を注入し、放射性廃液に含まれる長半減期核種をイオン化させる(ステップS1A’)。放射線廃液供給管5を通して放射性廃液容器8に供給される汚染水2が長半減期核種、例えば、U−238及びPu−239(半減期:約24000年)を含むため、本実施例では、U−238及びPu−239のそれぞれがイオン化される。   An acid is injected into the radioactive liquid waste to ionize the long half-life nuclide contained in the radioactive liquid waste (step S1A '). In this embodiment, the contaminated water 2 supplied to the radioactive liquid waste container 8 through the radioactive liquid waste supply pipe 5 contains long half-life nuclides such as U-238 and Pu-239 (half life: about 24000 years). -238 and Pu-239 are each ionized.

図5に示すUの電位−pH図は電位が0.0Vvs.SHEであればpH1.5以下でU−238がイオン化されてU4+になることを示しており、図12に示すPuの電位−pH図は電位が0.0Vvs.SHEであればpH5.0以下でPu−239がイオン化されてPu3+になることを示している。このため、U−238及びPu−239の両方をイオン化するためには、電位が0.0Vvs.SHEであるとき、汚染水のpHを1.5以下にすればよい。 The potential-pH diagram of U shown in FIG. In the case of SHE, U-238 is ionized to U 4+ at pH 1.5 or lower, and the potential-pH diagram of Pu shown in FIG. In the case of SHE, Pu-239 is ionized to Pu 3+ at pH 5.0 or lower. Therefore, in order to ionize both U-238 and Pu-239, the potential is 0.0 Vvs. What is necessary is just to make the pH of contaminated water 1.5 or less when it is SHE.

アノード電極11とカソード電極12の間に印加する電圧を調節し、カソード電極12の表面の電位を0.0Vvs.SHEに調節する。そして、硫酸水溶液を酸供給装置3から放射性廃液容器8内の、U−238及びPu−239を含む汚染水2に注入し、汚染水2のpHを、1.5以下、例えば、1.0にする。この結果、U−238及びPu−239のそれぞれがイオン化され、汚染水2中においてU−238がU4+になり、Pu−239がPu3+になる。pH1.5以下のpHは、長半減核種であるU−238及びPu−239のそれぞれがイオン化される第1のpHである。 The voltage applied between the anode electrode 11 and the cathode electrode 12 is adjusted, and the potential of the surface of the cathode electrode 12 is set to 0.0 Vvs. Adjust to SHE. And sulfuric acid aqueous solution is inject | poured into the contaminated water 2 containing U-238 and Pu-239 in the radioactive waste liquid container 8 from the acid supply apparatus 3, and pH of the contaminated water 2 is 1.5 or less, for example, 1.0 To. As a result, each of U-238 and Pu-239 is ionized, and U-238 becomes U 4+ and Pu-239 becomes Pu 3+ in the contaminated water 2. The pH of 1.5 or lower is the first pH at which each of the long half-nuclides U-238 and Pu-239 is ionized.

その後、実施例1と同様に、ステップS1Bの工程が実施され、長半減期核種であるU−238が汚染水2から分離される。ステップS1Bでは、U−238をカソード電極12の表面に析出させるために、カソード電極12の表面の電位を0.0Vvs.SHEに調節し、汚染水2のpHを、U−238がUO2として析出してPu−239が析出しないpHの範囲、すなわち、1.5を超えて5.0以下の範囲内のpH、例えば、3.0に調節する。このpH3.0は、汚染水2のpH3.0の調節は、アルカリ供給装置9から放射性廃液容器8内の汚染水2に注入する水酸化ナトリウ水溶液の注入量を制御することによって行われ、汚染水2のpHが3.0になったとき、汚染水2への水酸化ナトリウ水溶液の注入を停止する。この結果、UO2が汚染水2に浸漬されているカソード電極12の表面に析出し、汚染水2からU−238が分離される。このとき、Puはカソード電極12の表面に析出しない。カソード電極12を交換しながら、カソード電極12の表面へのUO2の析出、すなわち、U−238の分離を継続して実施する。 Thereafter, similarly to Example 1, the step S1B is performed, and U-238, which is a long half-life nuclide, is separated from the contaminated water 2. In Step S1B, in order to deposit U-238 on the surface of the cathode electrode 12, the surface potential of the cathode electrode 12 is set to 0.0 Vvs. The pH of the contaminated water 2 is adjusted to SHE, and U-238 is precipitated as UO 2 and Pu-239 is not precipitated, that is, a pH within a range of more than 1.5 to 5.0 or less, For example, adjust to 3.0. The pH 3.0 of the contaminated water 2 is adjusted by controlling the injection amount of the aqueous sodium hydroxide solution injected from the alkali supply device 9 into the contaminated water 2 in the radioactive waste liquid container 8. When the pH of the water 2 reaches 3.0, the injection of the aqueous sodium hydroxide solution into the contaminated water 2 is stopped. As a result, UO 2 is deposited on the surface of the cathode electrode 12 immersed in the contaminated water 2, and U-238 is separated from the contaminated water 2. At this time, Pu does not precipitate on the surface of the cathode electrode 12. While replacing the cathode electrode 12, UO 2 is deposited on the surface of the cathode electrode 12, that is, U-238 is continuously separated.

ところで、汚染水2に含まれる一種類の長半減期核種(例えば、U−238)が析出して汚染水2に含まれる他の種類の長半減期核種(例えば、Pu−239)が析出しないpHの範囲、すなわち、1.5を超えて5.0以下の範囲内のpHは、前者の長半減期核種(U−238)が析出するときの汚染水2のpH(第2のpH)及び後者の長半減期核種(Pu−239)が析出するときの汚染水2のpH(第2のpH)のうち最も低い第2のpHである。本実施例では、U−238の分離が、汚染水2のpHを第2のpHのうち最も低い第2のpHである、例えば、3.0にして電位が0.0Vvs.SHEであるカソード電極12の表面にUO2を析出させることにより行われる。 By the way, one kind of long half-life nuclide (for example, U-238) contained in the contaminated water 2 is precipitated, and another kind of long half-life nuclide (for example, Pu-239) contained in the contaminated water 2 is not precipitated. The pH range, that is, the pH in the range of more than 1.5 and not more than 5.0 is the pH of the contaminated water 2 when the former half-life nuclide (U-238) is precipitated (second pH). And the second longest half-life nuclide (Pu-239) is the second lowest pH among the pH (second pH) of the contaminated water 2 when it precipitates. In this example, the separation of U-238 is performed by setting the pH of the contaminated water 2 to the lowest second pH among the second pHs, for example, 3.0, and the potential is 0.0 Vvs. This is performed by depositing UO 2 on the surface of the cathode electrode 12 which is SHE.

放射性廃液にアルカリを注入し、そして、放射性廃液内の他の長半減期核種を分離する(ステップS1C)。カソード電極12の表面へのUO2の析出が終了した後、新しいカソード電極12を放射性廃液容器8内の汚染水2に浸漬させる。可変抵抗器23の操作によりこのカソード電極12の表面の電位を0.0Vvs.SHEに保持した状態で、放射性廃液容器8内の汚染水2への水酸化ナトリウ水溶液の注入を開始し、汚染水2のpHを、Pu−239がPuO2として析出させる5.0よりも大きい、例えば、7.0まで上昇させる。汚染水2のpHが7.0になったとき、汚染水2への水酸化ナトリウ水溶液の注入を停止する。汚染水2に含まれるPu−239は、PuO2になってカソード電極12の表面に析出する。このようにして、汚染水2からPu−239が分離される。汚染水2に含まれるPu−239がなくなるまで、カソード電極12を交換しながら、カソード電極12の表面へのPuO2の析出、すなわち、Pu−239の分離を継続して実施する。 Alkaline is injected into the radioactive liquid waste, and other long half-life nuclides in the radioactive liquid waste are separated (step S1C). After the deposition of UO 2 on the surface of the cathode electrode 12 is completed, a new cathode electrode 12 is immersed in the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8. By operating the variable resistor 23, the potential of the surface of the cathode electrode 12 is set to 0.0 Vvs. In the state of being held in SHE, injection of aqueous sodium hydroxide solution into the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 is started, and the pH of the contaminated water 2 is larger than 5.0 in which Pu-239 precipitates as PuO 2. For example, it is increased to 7.0. When the pH of the contaminated water 2 reaches 7.0, the injection of the aqueous sodium hydroxide solution into the contaminated water 2 is stopped. Pu-239 contained in the contaminated water 2 becomes PuO 2 and precipitates on the surface of the cathode electrode 12. In this way, Pu-239 is separated from the contaminated water 2. The deposition of PuO 2 on the surface of the cathode electrode 12, that is, the separation of Pu-239, is continued while replacing the cathode electrode 12 until the Pu-239 contained in the contaminated water 2 disappears.

汚染水に含まれる二種類の長半減期核種(U−238及びPu−239)のそれぞれが析出するpHの範囲、すなわち、5.0よりも大きい範囲内のpHは、汚染水に含まれる複数種類の長半減期核種のうちの一つの長半減期核種(U−238)が析出するときの汚染水2のpH(第2のpH)及び複数種類の長半減期核種のうちの他の長半減期核種(Pu−239)が析出するときの汚染水2のpH(第2のpH)のうち二番目に低い第2のpHである。本実施例では、Pu−239を含むPuO2の分離が、汚染水2のpHを二番目に低い第2のpHである、例えば、7.0にして電位が0.0Vvs.SHEであるカソード電極12の表面にPuO2を析出させることにより行われる。 The pH range in which each of the two types of long half-life nuclides (U-238 and Pu-239) contained in the contaminated water precipitates, i.e., a pH within a range greater than 5.0, is included in the contaminated water. The pH (second pH) of contaminated water 2 when one long half-life nuclide (U-238) of the types of long half-life nuclides precipitates and the other long of the multiple types of long half-life nuclides The second pH is the second lowest among the pHs (second pH) of the contaminated water 2 when the half-life nuclide (Pu-239) is precipitated. In this example, the separation of PuO 2 containing Pu-239 is the second pH that is the second lowest pH of the contaminated water 2, for example, 7.0 and the potential is 0.0 Vvs. This is performed by depositing PuO 2 on the surface of the cathode electrode 12 which is SHE.

ステップS1B及びS1Cの各工程で発生したUO2が表面に付着したカソード電極12及びPuO2が表面に付着したカソード電極12のそれぞれは、高レベル廃棄物であり、所定の保管場所における所定期間の保管、または低融点ガラスではない高い軟化点を有するガラスを用いた従来のガラス固化が実施される(ステップS5)。 Each of the cathode electrode 12 with the UO 2 generated in each of the steps S1B and S1C attached to the surface and the cathode electrode 12 with the PuO 2 attached to the surface is a high-level waste, and has a predetermined period in a predetermined storage location. Storage or conventional glass solidification using a glass having a high softening point that is not a low-melting glass is performed (step S5).

ステップS1Cの工程が終了した後、実施例1と同様に、ステップS2,S3及びS4の各工程が実施される。   After the step S1C is completed, the steps S2, S3, and S4 are performed as in the first embodiment.

本実施例は実施例1で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、汚染水2に複数種類の長半減期核種が含まれている場合でも、これらの長半減期核種を汚染水2から容易に分離することができ、短半減期核種を吸着した吸着剤20を含むガラス固化体35を容易に作製することができる。本実施例は、長半減期核種であるウラン及びプルトニウムを別々に汚染水2から分離しているので、分離したウラン及びプルトニウムのそれぞれを、カソード電極12の表面に付着させた状態で高レベル廃棄物として埋設処分するのではなく、核燃料物質として燃焼度0Gwd/tの燃料集合体を製造するために再利用することができる。   In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Furthermore, this example can easily separate these long half-life nuclides from the contaminated water 2 even when the contaminated water 2 contains a plurality of types of long half-life nuclides. The glass solid body 35 including the adsorbent 20 that has been adsorbed can be easily produced. In this embodiment, since uranium and plutonium, which are long half-life nuclides, are separated from the contaminated water 2 separately, high-level disposal is performed with the separated uranium and plutonium adhered to the surface of the cathode electrode 12, respectively. Rather than being buried as a product, it can be reused to produce a fuel assembly with a burnup of 0 Gwd / t as nuclear fuel material.

なお、分離したウラン及びプルトニウムのそれぞれを、カソード電極12の表面に付着させた状態で高レベル廃棄物として埋設処分する場合には、本実施例のようにステップS1B及びS1Cの各工程を実施するのではなく1つに合わせ、例えば、ステップS1Bの工程において、ウラン及びプルトニウムのそれぞれを一つのカソード電極12の表面に析出させてもよい。すなわち、ステップS1A’の工程が終了してU−238及びPu−239のそれぞれがイオン化されてU4+及びPu3+として含まれている汚染水2のpHを、カソード電極12の表面の電位が0.0Vvs.SHEに保持されている状態で、水酸化ナトリウム水溶液の注入によって、例えば7.0まで増加させる。汚染水2のpHが7.0のとき、一つのカソード電極12の表面には、UO2及びPuO2の両方の物質が析出物質15として析出される。UO2及びPuO2の両方の物質が析出物質15としてカソード電極12の表面に析出されるので、実施例4の図11に示される、放射性廃棄物の固化処理方法の手順を簡素化することができる。この例では、UO2及びPuO2の両者のカソード電極12の表面への析出を、前述の第2のpHのうち最も高い第2のpHである、例えば、7.0にすることによって行っている。 When each of the separated uranium and plutonium is buried as high-level waste in a state of being attached to the surface of the cathode electrode 12, the steps S1B and S1C are performed as in this embodiment. For example, uranium and plutonium may be deposited on the surface of one cathode electrode 12 in the step S1B. That is, after the step S1A ′ is completed, the pH of the contaminated water 2 that is ionized by U-238 and Pu-239 and contained as U 4+ and Pu 3+ is set to the potential of the surface of the cathode electrode 12, respectively. 0.0Vvs. While being held in SHE, it is increased to, for example, 7.0 by injection of an aqueous sodium hydroxide solution. When the pH of the contaminated water 2 is 7.0, both UO 2 and PuO 2 substances are deposited as the precipitated substance 15 on the surface of one cathode electrode 12. Since both UO 2 and PuO 2 materials are deposited on the surface of the cathode electrode 12 as the deposited material 15, the procedure of the solidification method of radioactive waste shown in FIG. 11 of Example 4 can be simplified. it can. In this example, the precipitation of both UO 2 and PuO 2 on the surface of the cathode electrode 12 is performed by setting the highest second pH among the aforementioned second pHs, for example, 7.0. Yes.

本実施例は、核燃料再処理施設において核燃料の再処理により発生する廃液(ウラン及びプルトニウムを含む)の固化処理に対して適用することができる。   The present embodiment can be applied to solidification processing of waste liquid (including uranium and plutonium) generated by nuclear fuel reprocessing in a nuclear fuel reprocessing facility.

原子炉圧力容器底部に存在する燃料デブリまたは原子炉格納容器底部に存在する燃料デブリの取り出し作業が実施中において、燃料デブリに含まれる、ウラン及びプルトニウム以外のマイナーアクチニド(ネプチニウム、アメリシウム及びキュリウム)もウラン及びプルトニウムも汚染水2中に放出される可能性がある。ウラン、プルトニウム、ネプチニウム、アメリシウム及びキュリウムを含む汚染水2を対象にした、本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法の適用について説明する。   Minor actinides (neptium, americium, and curium) other than uranium and plutonium contained in the fuel debris during the operation of removing the fuel debris existing at the bottom of the reactor pressure vessel or the fuel debris existing at the bottom of the containment vessel Uranium and plutonium can also be released into the contaminated water 2. Application of the radioactive waste solidification processing method of the present embodiment for contaminated water 2 containing uranium, plutonium, neptium, americium and curium will be described.

ステップS1A’では、電位Ehを0.0vs.SHEにしてウラン、プルトニウム、ネプチニウム、アメリシウム及びキュリウムを含む汚染水2のpHを硫酸水溶液の注入により1.0にする。このとき、汚染水2中において、ウラン、プルトニウム、ネプチニウム、アメリシウム及びキュリウムのそれぞれがイオン化される。ウランがU4+に、プルトニウムがPu3+に、ネプチニウムがNp3+に、アメリシウムがAm3+に、さらにキュリウムがCm3+になる。その後、ステップS1Bにおいて汚染水2のpHが3.0に上昇されると、カソード電極12の表面にUO2及びNpO2がそれぞれ析出する。ステップS1Cの実施により、汚染水2のpHが7.0に上昇されると、交換されたカソード電極12の表面にPuO2が析出する。汚染水2のpHが12.0に上昇されると、再度交換されたカソード電極12の表面にAm(OH)3及びCm(OH)3がそれぞれ析出する。このようにして、ウラン、プルトニウム、ネプチニウム、アメリシウム及びキュリウムのそれぞれが分離される。そして、汚染水2からステップS2及びS3の各工程が実施される。 In step S1A ′, the potential Eh is set to 0.0 vs. The pH of the contaminated water 2 containing uranium, plutonium, neptinium, americium and curium is adjusted to 1.0 by injection of sulfuric acid aqueous solution. At this time, each of uranium, plutonium, neptonium, americium, and curium is ionized in the contaminated water 2. Uranium becomes U 4+ , plutonium becomes Pu 3+ , neptium becomes Np 3+ , americium becomes Am 3+ , and curium becomes Cm 3+ . Thereafter, when the pH of the contaminated water 2 is increased to 3.0 in step S1B, UO 2 and NpO 2 are deposited on the surface of the cathode electrode 12, respectively. When the pH of the contaminated water 2 is increased to 7.0 by performing Step S1C, PuO 2 is deposited on the surface of the replaced cathode electrode 12. When the pH of the contaminated water 2 is raised to 12.0, Am (OH) 3 and Cm (OH) 3 are deposited on the surface of the cathode electrode 12 that has been replaced again. In this way, each of uranium, plutonium, neptium, americium and curium is separated. And each process of step S2 and S3 from contaminated water 2 is implemented.

本発明の他の好適な実施例である実施例5の放射性廃棄物の固化処理方法を、図13を用いて以下に説明する。   A method for solidifying radioactive waste according to embodiment 5, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIG.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法は、実施例4の放射性廃棄物の固化処理方法においてステップS1Bを実施例3で実施されるステップS1B’に替え、さらに、ステップSC1をステップS1C’に替えた固化処理方法である。本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法では、実施例4の放射性廃棄物の固化処理方法で実施されるステップS1A’,S2,S3,S4及びS5の各工程が実施される。本実施例で実施されるステップS1の工程は、ステップS1A’,S1B’及びS1C’の各工程を含んでいる。本実施例で実施されるステップS1の工程は、実施例3で実施されるステップS1の工程の概念をウラン及びプルトニウムを含む汚染水2に適用したものである。なお、本実施例では、実施例1で用いられる図3に示す長半減期核種除去装置及び短半減期核種吸着装置を有する放射性廃棄物固化処理装置が用いられる。   In the radioactive waste solidification processing method of the present embodiment, step S1B is replaced with step S1B ′ performed in the third embodiment in the radioactive waste solidification processing method of the fourth embodiment, and further, step SC1 is replaced with step S1C ′. This is a different solidification method. In the radioactive waste solidification method according to the present embodiment, steps S1A ′, S2, S3, S4, and S5 that are performed in the radioactive waste solidification method according to the fourth embodiment are performed. The step S1 performed in this embodiment includes the steps S1A ', S1B', and S1C '. The process of step S1 performed in the present embodiment is an application of the concept of the process of step S1 performed in the third embodiment to the contaminated water 2 containing uranium and plutonium. In this embodiment, the radioactive waste solidification processing apparatus having the long half-life nuclide removing apparatus and the short half-life nuclide adsorption apparatus shown in FIG.

本実施例の放射性廃棄物の固化処理方法のステップS1A’では、実施例4と同様に、汚染水2に含まれるウラン及びプルトニウムのそれぞれが、イオン化されてU4+及びPu3+になる。その後、ステップS1B’の工程では、汚染水2のpHを1.0に保持して、カソード電極12の表面の電位Ehを0.5Vvs.SHEに増加する。実施例3と同様に、汚染水2に含まれるU4+がUO2[2+]になり、カソード電極12の表面にUO2として析出する。必要に応じてカソード電極12を交換しながら、カソード電極12の表面にUO2を析出させる。汚染水2からウランが分離される。 In step S1A ′ of the radioactive waste solidification method according to the present embodiment, as in the fourth embodiment, uranium and plutonium contained in the contaminated water 2 are ionized into U 4+ and Pu 3+ , respectively. Thereafter, in the step S1B ′, the pH of the contaminated water 2 is maintained at 1.0, and the potential Eh on the surface of the cathode electrode 12 is set to 0.5 Vvs. Increase to SHE. Similarly to Example 3, U 4+ contained in the contaminated water 2 becomes UO 2 [2+], and is deposited as UO 2 on the surface of the cathode electrode 12. UO 2 is deposited on the surface of the cathode electrode 12 while replacing the cathode electrode 12 as necessary. Uranium is separated from the contaminated water 2.

汚染水2に含まれる一種類の長半減期核種(例えば、U−238)が析出して汚染水2に含まれる他の種類の長半減期核種(例えば、Pu−239)が析出しないカソード電極12の電位の範囲、すなわち、汚染水2のpHが1.0であるときの0.15Vvs.SHEを超えて0.95Vvs.SHE以下の範囲内のその電位は、前者の長半減期核種(U−238)が析出するときのカソード電極12の第2電位及び後者の長半減期核種(Pu−239)が析出するときのカソード電極12の第2電位のうち最も低い第2電位である。本実施例では、U−238の分離が、カソード電極12の実際の電位である第1電位を、上記の第2電位のうち最も低い第2電位である、例えば、0.5Vvs.SHEにしてカソード電極12の表面にUO2を析出させることにより行われる。 Cathode electrode in which one kind of long half-life nuclide (for example, U-238) contained in the contaminated water 2 is deposited and another kind of long half-life nuclide (for example, Pu-239) contained in the contaminated water 2 is not deposited 12 potential range, that is, 0.15 V vs. 0.1 when the pH of the contaminated water 2 is 1.0. 0.95 Vvs. The potential within the range below SHE is the second potential of the cathode electrode 12 when the former long half-life nuclide (U-238) is deposited and when the latter long half-life nuclide (Pu-239) is deposited. This is the lowest second potential among the second potentials of the cathode electrode 12. In this embodiment, the separation of U-238 is performed by changing the first potential that is the actual potential of the cathode electrode 12 to the lowest second potential among the second potentials, for example, 0.5 V vs. SHE is performed by depositing UO 2 on the surface of the cathode electrode 12.

次に、電位制御により、放射性廃液内の他の長半減期核種を分離する(ステップS1C’)。汚染水2のpHをステップS1A’及びS1B’の各工程と同様に、1.0に保持し、可変抵抗器23の操作によりアノード電極11とカソード電極12の間に印加される電圧を制御し、カソード電極12の表面の電位Ehを、pH1.0における水の安定化領域内の電位である、例えば、1.0Vvs.SHEに調節する。この1.0Vvs.SHEは、pH1.0における、図2に示される領域2の上限の電位である約0.9Vvs.SHEよりも高い電位である。この結果、汚染水2に含まれるPu3+がPuO2[2+]になり、カソード電極12の表面にPuO2として析出する。カソード電極12の表面に析出した析出物質15(PuO2)が所定の厚みになったとき、このカソード電極12が、前述したように、新しいカソード電極12に取り換えられ、汚染水2からのPuの分離が継続される。なお、ステップS1C’の工程では、ステップS1B’の工程のように、放射性廃液容器8内の汚染水2へのアルカリ水溶液(例えば、水酸化ナトリウム水溶液)の注入によるpHの上昇が行われない。このように、汚染水2からPuが分離される。 Next, other long half-life nuclides in the radioactive liquid waste are separated by potential control (step S1C ′). The pH of the contaminated water 2 is maintained at 1.0 as in the steps S1A ′ and S1B ′, and the voltage applied between the anode electrode 11 and the cathode electrode 12 is controlled by operating the variable resistor 23. , The potential Eh of the surface of the cathode electrode 12 is the potential within the water stabilization region at pH 1.0, for example, 1.0 Vvs. Adjust to SHE. This 1.0 Vvs. SHE is about 0.9 Vvs., Which is the upper limit potential of region 2 shown in FIG. The potential is higher than SHE. As a result, Pu 3+ contained in the contaminated water 2 becomes PuO 2 [2+] and precipitates as PuO 2 on the surface of the cathode electrode 12. When the deposited material 15 (PuO 2 ) deposited on the surface of the cathode electrode 12 has a predetermined thickness, the cathode electrode 12 is replaced with a new cathode electrode 12 as described above, and Pu from the contaminated water 2 is replaced. Separation continues. In the step S1C ′, the pH is not increased by the injection of the alkaline aqueous solution (for example, sodium hydroxide aqueous solution) into the contaminated water 2 in the radioactive liquid waste container 8 as in the step S1B ′. In this way, Pu is separated from the contaminated water 2.

汚染水に含まれる二種類の長半減期核種(U−238及びPu−239)のそれぞれが析出するカソード電極12の電位の範囲、すなわち、汚染水2のpHが1.0であるときの0.95Vvs.SHEを超えて1.16Vvs.SHE以下の範囲内のその電位は、前者の長半減期核種(U−238)が析出するときのカソード電極12の第2電位及び後者の長半減期核種(Pu−239)が析出するときのカソード電極12の第2電位のうち二番目に低い第2電位である。本実施例では、Pu−239の分離が、カソード電極12の実際の電位である第1電位を、上記の第2電位のうち二番目に低い第2電位である、例えば、0.5Vvs.SHEにしてカソード電極12の表面にPuO2を析出させることにより行われる。本実施例におけるカソード電極12の表面の電位は、水の安定化領域下限の電位と水の安定化領域上限の電位の範囲内の電位に調節される。 The potential range of the cathode electrode 12 where each of the two types of long half-life nuclides (U-238 and Pu-239) contained in the contaminated water is deposited, that is, 0 when the pH of the contaminated water 2 is 1.0. .95Vvs. Beyond SHE 1.16Vvs. The potential within the range below SHE is the second potential of the cathode electrode 12 when the former long half-life nuclide (U-238) is deposited and when the latter long half-life nuclide (Pu-239) is deposited. The second potential is the second lowest potential among the second potentials of the cathode electrode 12. In this example, the separation of Pu-239 is performed by changing the first potential that is the actual potential of the cathode electrode 12 to the second potential that is the second lowest among the second potentials, for example, 0.5 Vvs. SHE is performed by depositing PuO 2 on the surface of the cathode electrode 12. In this embodiment, the surface potential of the cathode electrode 12 is adjusted to a potential within the range between the lower limit of the water stabilization region and the upper limit of the water stabilization region.

汚染水2からのU及びPuのそれぞれの分離が終了した後、実施例4と同様に、固化容器19内の吸着剤20への短半減期核種(Cs−137)の吸着(ステップS2)、及び吸着剤のガラス固化体の作製(ステップS3)の各工程が実施される。   After the separation of U and Pu from the contaminated water 2 is completed, the short half-life nuclide (Cs-137) is adsorbed on the adsorbent 20 in the solidification vessel 19 (step S2), as in Example 4. And each process of preparation of the vitrified body of an adsorbent (step S3) is implemented.

本実施例は実施例4で生じる各効果を得ることができる。   In the present embodiment, each effect produced in the fourth embodiment can be obtained.

本実施例において、ステップS1B’の工程で、汚染水2のpHを1.0に保持し、カソード電極12の表面の電位を1.0Vvs.SHEに調節してもよい。この結果、UO2及びPuO2のそれぞれが一つのカソード電極12の表面に析出する。UO2及びPuO2の両方の物質が析出物質15としてカソード電極12の表面に析出されるので、実施例5の図13に示される、放射性廃棄物の固化処理方法の手順を簡素化することができる。この例では、UO2及びPuO2の両者のカソード電極12の表面への析出を、前述の第2電位のうち最も高い第2電位である、例えば、1.0Vvs.SHEにすることによって行っている。 In this embodiment, in the step S1B ′, the pH of the contaminated water 2 is maintained at 1.0, and the surface potential of the cathode electrode 12 is set to 1.0 Vvs. You may adjust to SHE. As a result, each of UO 2 and PuO 2 is deposited on the surface of one cathode electrode 12. Since both UO 2 and PuO 2 materials are deposited on the surface of the cathode electrode 12 as the deposited material 15, the procedure of the radioactive waste solidification method shown in FIG. 13 of Example 5 can be simplified. it can. In this example, the deposition of both UO 2 and PuO 2 on the surface of the cathode electrode 12 is, for example, 1.0 Vvs. This is done by using SHE.

実施例2で行われる、核種吸着槽24内に充填された吸着剤20によるCs−137の吸着及び図9に示される低融点ガラスを用いたガラス固化体35の作製は、前述の実施例3ないし5に適用してもよい。   The adsorption of Cs-137 by the adsorbent 20 filled in the nuclide adsorption tank 24 and the production of the glass solidified body 35 using the low-melting glass shown in FIG. Or may be applied to 5.

汚染水2がSr−90(半減期:28.90年)を含んでいる場合には、Srを吸着する吸着剤20として二酸化マンガンを使用する。また、汚染水2がCs−137及びSr−90を含んでいるときには、吸着剤20としてCs−137及びSr−90を吸着するチタンケイ酸塩化合物、例えば、結晶化シリコチタネート(CST)を使用する。吸着剤20として二酸化マンガンを使用する場合には、ステップS2において、汚染水2に含まれる短半減期核種であるSr−90を吸着により除去することができる。また、吸着剤20としてチタンケイ酸塩化合物を使用する場合には、ステップS2において、汚染水2に含まれる短半減期核種であるCs−137及びSr−90のそれぞれを吸着により除去することができる。   When the contaminated water 2 contains Sr-90 (half-life: 28.90 years), manganese dioxide is used as the adsorbent 20 that adsorbs Sr. When contaminated water 2 contains Cs-137 and Sr-90, a titanium silicate compound that adsorbs Cs-137 and Sr-90, for example, crystallized silicotitanate (CST) is used as adsorbent 20. . When manganese dioxide is used as the adsorbent 20, Sr-90, which is a short half-life nuclide contained in the contaminated water 2, can be removed by adsorption in step S2. Further, when a titanium silicate compound is used as the adsorbent 20, each of Cs-137 and Sr-90, which are short half-life nuclides contained in the contaminated water 2, can be removed by adsorption in step S2. .

2…汚染水(放射性廃液)、3…酸供給装置、8…放射性廃液容器、9…アルカリ供給装置、1…アノード電極、12…カソード電極、13…開閉スイッチ、15…析出物質、19,28…固化容器(第1容器)、20…吸着剤、24…核種吸着槽、25…廃棄物タンク、29…ガラス原料タンク、32…ガラス原料、34…断熱容器(第2容器)、35…ガラス固化体。   2 ... contaminated water (radioactive waste liquid), 3 ... acid supply device, 8 ... radioactive waste liquid container, 9 ... alkali supply device, 1 ... anode electrode, 12 ... cathode electrode, 13 ... open / close switch, 15 ... depositing substance, 19, 28 ... solidification container (first container), 20 ... adsorbent, 24 ... nuclide adsorption tank, 25 ... waste tank, 29 ... glass raw material tank, 32 ... glass raw material, 34 ... heat insulation container (second container), 35 ... glass Solidified body.

Claims (15)

長半減期核種及び短半減期核種を含む放射性廃液から前記長半減期核種を分離し、
前記長半減期核種が除去されて前記短半減期核種を含む前記放射性廃液を吸着剤に接触させ、前記短半減期核種を前記吸着剤に吸着させて前記短半減期核種を前記放射性廃液から分離し、
前記短半減期核種を吸着した、放射性廃棄物である前記吸着剤が充填された第1容器内にガラス原料を供給し、
前記第1容器内の前記ガラス原料を加熱により溶融させて前記吸着剤のガラス固化体を作製することを特徴とする放射性廃棄物の固化処理方法。
Separating the long half-life nuclide from the radioactive liquid waste containing the long half-life nuclide and the short half-life nuclide,
The radioactive liquid waste containing the short half-life nuclide is contacted with an adsorbent after the long half-life nuclide is removed, and the short half-life nuclide is adsorbed on the adsorbent to separate the short half-life nuclide from the radioactive liquid waste. And
Supplying the glass raw material into the first container filled with the adsorbent which is the radioactive waste adsorbing the short half-life nuclide;
A method for solidifying radioactive waste, wherein the glass raw material in the first container is melted by heating to produce a vitrified body of the adsorbent.
前記長半減期核種の分離は、前記放射性廃液のpHを低下させて前記放射性廃液に含まれる前記長半減期核種をイオン化し、その後、前記放射性廃液のpHを増加させて前記放射性廃液に浸漬された電極の表面に前記長半減期核種を析出させることによって行われる請求項1に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   The separation of the long half-life nuclide is performed by lowering the pH of the radioactive liquid waste to ionize the long half-life nuclide contained in the radioactive liquid waste, and then increasing the pH of the radioactive liquid waste and immersing in the radioactive liquid waste. The solidification processing method of the radioactive waste of Claim 1 performed by depositing the said long half-life nuclide on the surface of the electrode. 前記放射性廃液に複数種類の前記長半減期核種が含まれているとき、前記長半減期核種のイオン化が、前記複数種類の長半減期核種が全てイオン化される第1のpHまで前記放射性廃液のpHを低下させることによって行われ、前記長半減期核種の析出が、前記放射性廃液のpHを、前記電極の表面にそれぞれの前記長半減期核種が析出するときの前記放射性廃液の第2のpHのうち最も低い前記第2のpHから増加させて前記複数種類の長半減期核種を別々に前記電極の表面に析出させることによって行われる請求項2に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   When the radioactive waste liquid includes a plurality of types of the long half-life nuclide, the ionization of the long half-life nuclide is performed until the first pH at which all of the plurality of types of the long half-life nuclide is ionized. The deposition of the long half-life nuclide is carried out by lowering the pH, and the pH of the radioactive liquid waste is set to the second pH of the radioactive liquid waste when the long half-life nuclide is deposited on the surface of the electrode. The method for solidifying radioactive waste according to claim 2, wherein the radioactive waste is solidified by depositing the plurality of types of long half-life nuclides separately on the surface of the electrode by increasing from the lowest second pH. 前記放射性廃液に複数種類の前記長半減期核種が含まれているとき、前記長半減期核種のイオン化が、前記複数種類の長半減期核種が全てイオン化される第1のpHまで前記放射性廃液のpHを低下させることによって行われ、前記長半減期核種の析出が、前記放射性廃液のpHを、前記電極の表面にそれぞれの前記長半減期核種が析出するときの前記放射性廃液の第2のpHのうち最も高い前記第2のpHまで増加させて前記複数種類の長半減期核種を前記電極の表面に析出させることによって行われる請求項2に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   When the radioactive waste liquid includes a plurality of types of the long half-life nuclide, the ionization of the long half-life nuclide is performed until the first pH at which all of the plurality of types of the long half-life nuclide is ionized. The deposition of the long half-life nuclide is carried out by lowering the pH, and the pH of the radioactive liquid waste is set to the second pH of the radioactive liquid waste when the long half-life nuclide is deposited on the surface of the electrode. The method for solidifying radioactive waste according to claim 2, wherein the method is carried out by increasing the highest pH to the second pH and precipitating the plural types of long half-life nuclides on the surface of the electrode. 前記長半減期核種の分離は、前記放射性廃液のpHを低下させて前記放射性廃液に含まれる前記長半減期核種をイオン化し、その後、前記放射性廃液に浸漬された電極の電位を増加させて前記長半減期核種を前記電極の表面に析出させることによって行われる請求項1に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   The separation of the long half-life nuclide is performed by lowering the pH of the radioactive liquid waste to ionize the long half-life nuclide contained in the radioactive liquid waste, and then increasing the potential of the electrode immersed in the radioactive liquid waste. The solidification method of the radioactive waste of Claim 1 performed by depositing a long half life nuclide on the surface of the said electrode. 前記放射性廃液に複数種類の前記長半減期核種が含まれているとき、前記長半減期核種のイオン化が、前記複数種類の長半減期核種が全てイオン化されるpHまで前記放射性廃液のpHを低下させることによって行われ、前記長半減期核種の析出が、前記電極の実際の前記電位である第1電位を、前記電極の表面にそれぞれの前記長半減期核種が析出するときの前記電極の第2電位のうち最も低い前記第2電位から増加させて前記複数種類の長半減期核種を別々に前記電極の表面に析出させることによって行われる請求項5に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   When a plurality of types of the long half-life nuclide are included in the radioactive liquid waste, the ionization of the long half-life nuclide reduces the pH of the radioactive liquid waste to a pH at which all of the plurality of types of long half-life nuclides are ionized. The deposition of the long half-life nuclide is performed by applying a first potential which is the actual potential of the electrode to the first potential of the electrode when the long half-life nuclide is deposited on the surface of the electrode. The method for solidifying radioactive waste according to claim 5, wherein the radioactive waste is solidified by depositing the plurality of types of long half-life nuclides separately on the surface of the electrode by increasing from the lowest second potential of the two potentials. 前記放射性廃液に複数種類の前記長半減期核種が含まれているとき、前記長半減期核種のイオン化が、前記複数種類の長半減期核種が全てイオン化されるpHまで前記放射性廃液のpHを低下させることによって行われ、前記長半減期核種の析出が、前記電極の表面の実際の前記電位である第1電位を、前記電極の表面にそれぞれの前記長半減期核種が析出するときの前記電極の第2電位のうち最も高い前記第2電位まで増加させて前記複数種類の長半減期核種を前記電極の表面に析出させることによって行われる請求項5に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   When a plurality of types of the long half-life nuclide are included in the radioactive liquid waste, the ionization of the long half-life nuclide reduces the pH of the radioactive liquid waste to a pH at which all of the plurality of types of long half-life nuclides are ionized. The electrode when the long half-life nuclide is deposited on the surface of the electrode by depositing the long half-life nuclide into the first potential that is the actual potential on the surface of the electrode. The method for solidifying radioactive waste according to claim 5, which is performed by increasing the second potential to the highest second potential and depositing the plurality of types of long half-life nuclides on the surface of the electrode. 前記電極の電位を、水の安定化領域下限の電位と前記水の安定化領域上限の電位の範囲内で制御する請求項5ないし7のいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   The method for solidifying radioactive waste according to any one of claims 5 to 7, wherein the potential of the electrode is controlled within a range of a lower limit potential of the water stabilization region and an upper limit potential of the water stabilization region. . 前記放射性廃液のpHの低下は、前記放射性廃液に酸を注入することによって行われる請求項2ないし8にいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   The method for solidifying radioactive waste according to any one of claims 2 to 8, wherein the pH of the radioactive liquid waste is lowered by injecting an acid into the radioactive liquid waste. 前記放射性廃液のpHの増加は、前記放射性廃液にアルカリを注入することによって行われる請求項2ないし4のいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   The method for solidifying radioactive waste according to any one of claims 2 to 4, wherein the pH of the radioactive liquid waste is increased by injecting alkali into the radioactive liquid waste. 前記吸着剤及び前記ガラス原料が内部に存在する前記第1容器を第2容器内の断熱領域に配置し、
前記第1容器内の前記ガラス原料の溶融が、前記断熱領域内で、前記短半減期核種から放出される放射線により発生する熱で、前記断熱領域に存在する前記第1容器内の前記吸着剤及び前記ガラス原料を加熱することによって行われる請求項1ないし10のいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。
The first container in which the adsorbent and the glass raw material are present is disposed in a heat insulating region in the second container,
The adsorbent in the first container existing in the heat insulation region is the heat generated by the radiation emitted from the short half-life nuclide in the heat insulation region when the glass raw material in the first container is melted. The solidification processing method of the radioactive waste of any one of Claim 1 thru | or 10 performed by heating the said glass raw material.
前記短半減期核種を含む前記放射性廃液と前記吸着剤の接触が、前記吸着剤が充填された前記第1容器に前記短半減期核種を含む前記放射性廃液を供給することによって行われ、前記ガラス原料の前記第1容器への供給が、前記吸着剤を充填した前記第1容器から前記放射性廃液を排出した後に行われる請求項1ないし11のいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   Contact between the radioactive liquid waste containing the short half-life nuclide and the adsorbent is performed by supplying the radioactive liquid waste containing the short half-life nuclide to the first container filled with the adsorbent. The radioactive waste solidification treatment according to any one of claims 1 to 11, wherein the raw material is supplied to the first container after the radioactive waste liquid is discharged from the first container filled with the adsorbent. Method. 前記短半減期核種を吸着した前記吸着剤の前記第1容器内への充填が、前記第1容器への前記ガラス原料の供給の前に行われる請求項1ないし11のいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   The filling of the adsorbent adsorbing the short half-life nuclide into the first container is performed before supplying the glass raw material to the first container. Solidification method of radioactive waste. 前記ガラス原料として軟化点が800℃以下の低融点ガラスを用いる請求項1ないし13のいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   The solidification processing method of the radioactive waste of any one of Claim 1 thru | or 13 using the low melting glass whose softening point is 800 degrees C or less as said glass raw material. 前記短半減期核種が40年未満の半減期を有する放射性核種であり、前記長半減期核種が40年以上の半減期を有する放射性核種である請求項1ないし14のいずれか1項に記載の放射性廃棄物の固化処理方法。   15. The radionuclide according to claim 1, wherein the short half-life nuclide is a radionuclide having a half-life of less than 40 years, and the long half-life nuclide is a radionuclide having a half-life of 40 years or more. Solidification method for radioactive waste.
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