JP2586927B2 - Tritium-contaminated concrete treatment method and apparatus - Google Patents

Tritium-contaminated concrete treatment method and apparatus

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JP2586927B2
JP2586927B2 JP63102911A JP10291188A JP2586927B2 JP 2586927 B2 JP2586927 B2 JP 2586927B2 JP 63102911 A JP63102911 A JP 63102911A JP 10291188 A JP10291188 A JP 10291188A JP 2586927 B2 JP2586927 B2 JP 2586927B2
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、トリチウム取り扱い施設を解体撤去する
際に発生するコンクリート廃棄物を加熱してトリチウム
を蒸発分離するトリチウム汚染コンクリートの処理方法
およびその装置に関するものである。
The present invention relates to a method and an apparatus for treating tritium-contaminated concrete, which heats concrete waste generated when dismantling and removing a tritium handling facility and evaporates and separates tritium. It is about.

「従来の技術」 最近、放射線審議会は、その基本部会が取りまとめた
「放射性固体廃棄物の浅地中処分における規制除外線量
について」と題する報告書を了承した。この報告書で
は、極低レベル放射性廃棄物について「規制除外線量」
を規定し、それ以下の線量の固体廃棄物については、
「放射線障害防止の観点からの管理を規制除外する」と
の考え方を打ち出している。
"Prior art" The Radiation Council recently approved a report entitled "About the unregulated dose for shallow land disposal of radioactive solid waste" compiled by its basic group. In this report, the “exempt doses” for extremely low-level radioactive waste
And for solid waste at lower doses,
The idea is to "exclude regulations from the perspective of preventing radiation hazards."

すなわち、この方針が確立された場合には、放射性廃
棄物であっても、その汚染の程度がある基準以下のもの
については、「放射性廃棄物としての特殊性を考慮する
必要のないものとして」一般の廃棄物と同様に、浅地中
への埋設等によって処分することが可能になる。
In other words, if this policy is established, even for radioactive waste, if the degree of contamination is below a certain level, it is necessary to consider that there is no need to consider the specialty of radioactive waste. Like general waste, it can be disposed of by burying it in shallow ground.

ところで、特に重水炉等の原子炉、使用済核燃料再処
理施設、核融合研究施設などのトリチウム取り扱い施設
においては、その施設内の空気中に存在する水蒸気中に
水素の放射性同位体であるトリチウム(T)を含んだト
リチウム水(HTO)が極く微量含まれているため、その
空気中のトリチウム水が、施設の床、壁などを構成して
いるコンクリート中の自由水、毛細管水、結晶水、構造
水などと置換してコンクリート中に浸透、固定すること
が知られている。このため、このようなトリチウム取り
扱い施設が寿命に達してその施設を解体撤去する必要が
生じた場合には、施設を解体撤去する際に、大量のトリ
チウム汚染コンクリートが発生することになる。
By the way, especially in a tritium handling facility such as a nuclear reactor such as a heavy water reactor, a spent nuclear fuel reprocessing facility, and a nuclear fusion research facility, tritium (a radioactive isotope of hydrogen) is contained in water vapor existing in the air in the facility. Tritium water (HTO) containing T) is contained in a very small amount, so that the tritium water in the air is free water, capillary water and crystal water in the concrete that forms the floors and walls of the facility. It is known to substitute with structural water or the like to permeate and fix in concrete. Therefore, if such a tritium handling facility reaches the end of its life and needs to be dismantled and removed, a large amount of tritium-contaminated concrete will be generated when the facility is dismantled and removed.

しかしながら、一方では、このトリチウム汚染コンク
リート中からトリチウム水を分離し、それによって回収
されたトリチウム水だけを放射性廃棄物として処分する
ことによって、廃棄物の大部分を占めるコンクリートを
一般の廃棄物と同様に処分することが考えられており、
そのために用いるトリチウム分離方法が、特願昭59−21
1073号に「トリチウム取り扱い施設におけるコンクリー
ト構造物の廃棄処理方法」として出願されている。
However, on the other hand, by separating tritium water from this tritium-contaminated concrete and disposing only the tritium water recovered thereby as radioactive waste, concrete, which accounts for the majority of waste, is reduced to the same level as ordinary waste. Is considered to be disposed of,
The tritium separation method used for that purpose is disclosed in Japanese Patent Application No. 59-21.
No. 1073 filed as "Method of Disposing of Concrete Structures in Tritium Handling Facility".

このトリチウム取り扱い施設におけるコンクリート構
造物の廃棄処理方法は、トリチウム取り扱い施設におけ
るコンクリート構造物を破砕し、この破砕したコンクリ
ート塊を加熱してコンクリート塊中の水分を蒸発させつ
つ、蒸発した水分を捕集し、加熱済みコンクリート塊を
廃棄するものである。
The method for disposal of concrete structures in the tritium handling facility is to crush the concrete structures in the tritium handling facility, collect the evaporated water while heating the crushed concrete mass to evaporate the water in the concrete mass. Then, the heated concrete mass is discarded.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記廃棄処理方法では、「加熱条件は、例
えば500℃以上の高温で数時間保持すると良い。」と規
定している。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, in the above-mentioned disposal treatment method, it is specified that "the heating condition should be maintained at a high temperature of, for example, 500 ° C. or more for several hours."

ところが、コンクリート中に存在するトリチウム水
は、自由水、毛細管水、結晶水、構造水等のいくつかの
異なった存在状態の水として含まれているため、各存在
状態の水を蒸発させるために必要な最低加熱温度が異な
る。その上、各存在状態で存在する水の割合が明らかに
されていないため、コンクリート中の水分を所定の除去
率まで除去するために必要な最低加熱温度を決定するこ
とができない。このため、例えば500℃で加熱したとし
てもコンクリート中の全ての水分が除去されるとは限ら
ず、また、コンクリート中の水分を全て除去する必要が
ない場合には、500℃以下の温度で加熱しても必要な除
去率まで水分が除去されることがあると考えられ、一律
に500℃以上に加熱することは不経済であると考えられ
る。
However, tritium water present in concrete is included as water in several different existing states such as free water, capillary water, crystal water, and structural water. The required minimum heating temperature is different. In addition, since the proportion of water present in each state is not disclosed, it is not possible to determine the minimum heating temperature required to remove the water in the concrete to a predetermined removal rate. For this reason, even if heated at 500 ° C., for example, not all moisture in concrete is removed, and if it is not necessary to remove all moisture in concrete, heating at a temperature of 500 ° C. or less is required. Even so, it is considered that water may be removed to a required removal rate, and it is considered uneconomical to heat uniformly to 500 ° C. or higher.

この発明は、トリチウム汚染コンクリートを除染する
際、そのコンクリート中のトリチウム水を所定のレベル
まで除去し得る最低加熱温度で加熱することによって、
コンクリート中のトリチウムを低コストで効果的に分離
することを目的としている。
The present invention, when decontaminating tritium-contaminated concrete, by heating at a minimum heating temperature that can remove tritium water in the concrete to a predetermined level,
It aims at separating tritium in concrete effectively at low cost.

「課題を解決するための手段」 この発明のトリチウム汚染コンクリートの処理方法
は、トリチウムで汚染されたコンクリートを加熱してそ
のコンクリート中の水分を蒸発させることにより、その
コンクリート中に含まれるトリチウムをトリチウム水蒸
気として分離するトリチウム汚染コンクリートの処理方
法おいて、予め所望のトリチウム除去率に応じた加熱温
度を設定しておき、その加熱温度で上記コンクリートを
加熱処理するものである。
[Means for Solving the Problems] The method for treating tritium-contaminated concrete according to the present invention comprises heating tritium-contaminated concrete to evaporate water in the concrete, thereby converting tritium contained in the concrete to tritium. In the method of treating tritium-contaminated concrete separated as steam, a heating temperature is set in advance according to a desired tritium removal rate, and the concrete is heated at the heating temperature.

また、この発明の他のトリチウム汚染コンクリートの
処理方法は、上記トリチウム汚染コンクリートの処理方
法において、コンクリートから発生した水分量を測定す
ることによってそのコンクリート中のトリチウムが所定
の除去率まで除去されたことを検知するものである。
Further, another method for treating tritium-contaminated concrete according to the present invention is the method for treating tritium-contaminated concrete, wherein tritium in the concrete is removed to a predetermined removal rate by measuring the amount of water generated from the concrete. Is to be detected.

また、この発明のトリチウム汚染コンクリートの処理
装置は、トリチウムで汚染されたコンクリートを加熱し
てそのコンクリートからトリチウム水を含む水分を蒸発
させる加熱炉と、この加熱炉から排出されたガス中から
上記水分を捕集する水分捕集器とを備えたトリチウム汚
染コンクリートの処理装置であって、上記ガスの熱伝導
率を測定してガス中の水分量を検知する熱伝導率測定装
置を設けたものである。
Further, the apparatus for treating tritium-contaminated concrete according to the present invention includes a heating furnace for heating concrete contaminated with tritium and evaporating water containing tritium water from the concrete; A tritium-contaminated concrete treatment device provided with a moisture collector for collecting the gas, wherein a thermal conductivity measuring device for measuring the thermal conductivity of the gas to detect the amount of moisture in the gas is provided. is there.

「作用」 この発明のトリチウム汚染コンクリートの処理方法に
おいては、トリチウムで汚染されたコンクリートを加熱
してそのコンクリート中の水分を蒸発させることによ
り、そのコンクリート中に含まれるトリチウムをトリチ
ウム水蒸気として分離するが、その際、予め所望のトリ
チウム除去率に応じた加熱温度を設定しておき、その加
熱温度で上記コンクリートを加熱処理することによっ
て、上記コンクリート中のトリチウムを所望の除去率ま
で確実に除去する。
[Operation] In the method for treating tritium-contaminated concrete of the present invention, tritium contained in the concrete is separated as tritium water vapor by heating the concrete contaminated with tritium to evaporate the water in the concrete. At this time, a heating temperature corresponding to a desired tritium removal rate is set in advance, and the concrete is heated at the heating temperature, whereby the tritium in the concrete is reliably removed to a desired removal rate.

すなわち、一般に、コンクリート中の水分は、自由
水、毛細管水、結晶水、構造水等のいくつかの異なる存
在状態で存在しており、これら各存在状態の水分は、蒸
発させるために必要な最低加熱温度がそれぞれ異なる。
このため、各存在状態の水分を蒸発させるために必要な
最低加熱温度とコンクリート中において各存在状態で存
在する水分の割合とが分かれば、コンクリートから所望
の割合の水分を蒸発させるために必要な最低加熱温度を
決定することができる。同様にして、各存在状態の水分
を蒸発させるために必要な最低加熱温度とコンクリート
中において各存在状態で存在するトリチウム水の割合と
が分かれば、コンクリートから所望の割合のトリチウム
水を蒸発させるために必要な最低加熱温度も決定するこ
とができる。そして、この最低加熱温度が、コンクリー
ト中のトリチウムを所望の除去率まで除去するために必
要な最低加熱温度となる。
That is, in general, water in concrete exists in several different existing states such as free water, capillary water, crystal water, and structural water, and the water in each of these existing states is the minimum necessary for evaporating. The heating temperatures are different.
For this reason, if the minimum heating temperature required to evaporate the moisture in each existing state and the proportion of the moisture present in each existing state in the concrete are known, it is necessary to evaporate the desired proportion of the moisture from the concrete. The minimum heating temperature can be determined. Similarly, if the minimum heating temperature required to evaporate the water in each state and the proportion of tritium water present in each state in the concrete are known, the desired proportion of tritium water can be evaporated from the concrete. The minimum required heating temperature can also be determined. Then, this minimum heating temperature is the minimum heating temperature necessary for removing tritium in concrete to a desired removal rate.

このような最低加熱温度までコンクリートを加熱して
適当な時間保持した場合には、その最低加熱温度に対応
した一つまたは二つ以上の存在状態の水分が全て蒸発
し、その際、これらの存在状態で存在するトリチウム水
もそのコンクリート中に含まれるトリチウム水全体に占
める割合と等しい割合だけ蒸発する。
If the concrete is heated to such a minimum heating temperature and held for an appropriate period of time, one or more existing moistures corresponding to the minimum heating temperature will evaporate. The tritium water present in the state also evaporates by a rate equal to the proportion of the total tritium water contained in the concrete.

また、上記トリチウム汚染コンクリートの処理方法に
おいて、コンクリートから発生した水分量を測定するこ
とによってそのコンクリート中のトリチウムが所定の除
去率まで除去されたことを検知するようにした場合に
は、該当する存在状態の水分がコンクリート中から全て
蒸発したことを検知することができ、これによってその
コンクリート中のトリチウムが所望の除去率まで除去さ
れたことを検知することができる。
Further, in the method for treating tritium-contaminated concrete, when the amount of water generated from the concrete is measured to detect that the tritium in the concrete has been removed to a predetermined removal rate, the presence of the corresponding tritium is determined. It is possible to detect that all of the moisture in the state has evaporated from the concrete, and thereby it is possible to detect that the tritium in the concrete has been removed to a desired removal rate.

また、この発明のトリチウム汚染コンクリートの処理
装置においては、トリチウムで汚染されたコンクリート
を加熱してそのコンクリートからトリチウム水を含む水
分を蒸発させる加熱炉と、この加熱炉から排出されたガ
ス中から上記水分を捕集する水分捕集器とを備え、さら
に、上記ガスの熱伝導率を測定してガス中の水分量を検
知する熱伝導率測定装置を設けたことによって、コンク
リートを所望の加熱温度で加熱することができると共に
その加熱温度に対応した存在状態で存在する水分を全て
蒸発分離することができ、さらに、その蒸発分離した水
分およびその水分に含まれているトリチウム水を全て捕
集してすることができる。その上、上記存在状態の水分
が上記コンクリート中から全て蒸発したことを上記熱伝
導率測定装置が検知し、これによって上記コンクリート
中のトリチウムが所望の除去率まで除去されたことを検
知することができる。
Further, in the apparatus for treating tritium-contaminated concrete of the present invention, a heating furnace for heating concrete contaminated with tritium and evaporating water containing tritium water from the concrete, A moisture collector for collecting moisture, and a thermal conductivity measuring device for measuring the thermal conductivity of the gas to detect the amount of moisture in the gas. Can be heated at the same time, all the water present in the state corresponding to the heating temperature can be separated by evaporation, and further, all the water separated by evaporation and the tritium water contained in the water are collected. I can do it. In addition, the thermal conductivity measuring device detects that the water in the existing state has completely evaporated from the concrete, thereby detecting that the tritium in the concrete has been removed to a desired removal rate. it can.

「実施例」 以下、この発明の一実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below.

この実施例のトリチウム汚染コンクリートの処理装置
は、トリチウムに汚染されたコンクリート1を加熱する
加熱炉として電気炉2を用いたものであって、この電気
炉2に電気炉2内のガスを排出するガス排出管3が連結
され、このガス排出管3に、上記ガスの熱伝導率を測定
してガス中の水分量を測定する熱伝導率測定装置4とこ
の熱伝導率測定器4を通過したガス中に含まれる水分を
吸着する水分吸着器5(水分捕集器)とが設けられてい
るものである。また、上記電気炉2の上部には、電気炉
2内に空気を取り入れる空気取入口6が設けられ、同電
気炉2内の下部には、電気炉2内で凝縮して流れ落ちた
水滴を回収する水滴回収口7が設けられている。
The apparatus for treating tritium-contaminated concrete of this embodiment uses an electric furnace 2 as a heating furnace for heating concrete 1 contaminated with tritium, and discharges gas in the electric furnace 2 to the electric furnace 2. A gas discharge pipe 3 was connected, and the gas discharge pipe 3 passed through the thermal conductivity measuring device 4 for measuring the thermal conductivity of the gas and measuring the amount of water in the gas, and the thermal conductivity measuring instrument 4. A moisture adsorber 5 (moisture collector) for adsorbing moisture contained in the gas is provided. In addition, an air inlet 6 for taking in air into the electric furnace 2 is provided at an upper part of the electric furnace 2, and a water droplet condensed and flowing down in the electric furnace 2 is collected at a lower part in the electric furnace 2. A water drop recovery port 7 is provided.

上記熱伝導率測定装置4は、ガスクロマトグラフィー
の一種であって、上記ガス排出管3を通って供給される
ガスをサンプリングしてそのガスの熱伝導率を測定する
と共に基準ガスの熱伝導率を測定して上記熱伝導率と比
較することによって、上記ガス中の水分量を連続的に測
定するものである。そして、その測定値に基づいて、上
記電気炉2内のコンクリート1から水分の放出が終了し
たことを検知するようになっている。
The thermal conductivity measuring device 4 is a kind of gas chromatography, and samples a gas supplied through the gas discharge pipe 3 to measure the thermal conductivity of the gas and to measure the thermal conductivity of the reference gas. Is measured and compared with the thermal conductivity to continuously measure the amount of water in the gas. Then, based on the measured value, it is detected that the release of moisture from the concrete 1 in the electric furnace 2 has been completed.

このような処理装置を用いてトリチウムに汚染された
コンクリート1の処理を行なう場合には、予め所望のト
リチウム除去率に応じた加熱温度を設定しておく。すな
わち、例えばトリチウム除去率を70%に設定する場合、
例えばコンクリート1中において自由水および毛細管水
として存在するトリチウム水の割合がそのコンクリート
1中に含まれるトリチウム水全体の70%で、かつその自
由水および毛細管水をコンクリート1中から全て蒸発さ
せるために必要な最低加熱温度が200℃であったとする
と、上記加熱温度を200℃に設定する。
When processing the concrete 1 contaminated with tritium by using such a processing apparatus, a heating temperature corresponding to a desired tritium removal rate is set in advance. That is, for example, when setting the tritium removal rate to 70%,
For example, the proportion of tritium water present as free water and capillary water in the concrete 1 is 70% of the total tritium water contained in the concrete 1, and the free water and the capillary water are all evaporated from the concrete 1. Assuming that the required minimum heating temperature is 200 ° C., the heating temperature is set to 200 ° C.

このようにして加熱温度を設定した後、処理すべきコ
ンクリート1を電気炉2内に投入し、次いでその電気炉
内2を加熱して上記コンクリート1全体の温度を上記加
熱温度まで上昇させた後、その加熱温度のまま保持す
る。その際、上記ガス排出管3内を通って排出されるガ
ス中の水分量を上記熱伝導率測定装置4で常時連続的に
測定する。そして、このようにして上記コンクリート1
を一定の加熱温度で加熱していくと共にそのコンクリー
ト1から蒸発分離する水分を水分吸着器5等で捕集して
いき、上記熱伝導率測定装置4が上記ガス排出管3内を
通って排出されるガス中から水分が測定されなくなった
ことを検知した時、速やかに加熱を停止する。
After setting the heating temperature in this way, the concrete 1 to be treated is put into the electric furnace 2 and then the electric furnace 2 is heated to raise the temperature of the entire concrete 1 to the heating temperature. And the heating temperature is maintained. At this time, the amount of water in the gas discharged through the gas discharge pipe 3 is constantly and continuously measured by the thermal conductivity measuring device 4. And the concrete 1
Is heated at a constant heating temperature, and moisture that evaporates and separates from the concrete 1 is collected by a moisture adsorber 5 or the like, and the thermal conductivity measuring device 4 is discharged through the gas discharge pipe 3. When it is detected that the moisture is no longer measured from the gas to be heated, the heating is stopped immediately.

このようにしてコンクリート1を加熱処理した場合に
は、例えばコンクリート1中において自由水および毛細
管水として存在する水分が全て蒸発分離し、その際、上
記自由水および毛細管水として存在するトリチウム水も
そのコンクリート1中に含まれるトリチウム水全体に占
める割合と等しい割合だけ蒸発し、これによりコンクリ
ート1中のトリチウムが所望の除去率まで除去されるこ
ととなる。
When the concrete 1 is subjected to the heat treatment in this manner, for example, all the water existing as free water and capillary water in the concrete 1 is separated by evaporation, and at this time, the tritium water existing as the free water and the capillary water is also removed. The tritium in the concrete 1 evaporates by a rate equal to the proportion of the total tritium water contained therein, whereby the tritium in the concrete 1 is removed to a desired removal rate.

「実験例」 一般に、コンクリート中の水は、ペースト部分、細骨
材、骨材に含まれているが、そのうちの大部分はペース
ト部分に含まれている。このため、セメントペーストに
含まれている水分の加熱による一般的な放出挙動を調べ
る実験を行なった。
"Experimental example" Generally, water in concrete is contained in the paste portion, fine aggregate, and aggregate, but most of them are contained in the paste portion. For this reason, the experiment which investigated the general release behavior by heating of the moisture contained in the cement paste was performed.

この実験では、水セメント比0.55の中庸熱ポルトラン
ドセメントを作成し、これを69日間養生したものを試料
として用い、その試料を各加熱温度で加熱し、放出され
たガスを質量分析計で測定した。第2図に、各加熱温度
と発生ガス中の各成分の分子数との関係を示す。
In this experiment, a medium heat Portland cement with a water cement ratio of 0.55 was prepared, and this was cured for 69 days as a sample, and the sample was heated at each heating temperature, and the released gas was measured by a mass spectrometer. . FIG. 2 shows the relationship between each heating temperature and the number of molecules of each component in the generated gas.

その結果、100〜200℃および450〜550℃の二つの温度
領域で水分子の発生量がピークとなり、これによって、
〜200℃、200〜450℃、450〜550℃、550〜850℃の四つ
の温度領域において、それぞれ異なる存在状態の水が放
出されていることが推測される。すなわち、200℃以下
の温度領域では、比較的放出されやすい自由水および毛
細管水が放出され、その次に放出されやすい結晶水が20
0〜450℃の温度領域で放出され、450〜550℃の温度領域
では、構造水の中では放出されやすい水酸化カルシウム
(Ca(OH))が放出され、550〜850℃の温度領域で
は、その他の構造水が放出されると考えられる。このた
め、各温度領域で放出される水を四つの群に分類し、そ
れらを、低い温度領域で放出されるものから順に、I
群、II群、III群、IV群とした。以下の表2に、その結
果を示す。
As a result, the amount of generated water molecules peaks in two temperature ranges of 100 to 200 ° C. and 450 to 550 ° C., whereby
It is presumed that water in different existing states is released in four temperature ranges of -200 ° C, 200-450 ° C, 450-550 ° C, and 550-850 ° C. That is, in the temperature range of 200 ° C. or lower, free water and capillary water that are relatively easily released are released, and crystal water that is released next is 20%.
It is released in the temperature range of 0 to 450 ° C. In the temperature range of 450 to 550 ° C, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), which is easily released in structured water, is released. In the temperature range of 550 to 850 ° C, It is believed that other structural water is released. For this reason, the water released in each temperature range is classified into four groups,
Group, Group II, Group III and Group IV. Table 2 below shows the results.

この表1に示した結果は、通常のポルトランドセメン
ト、フライアッシュセメントなどにも共通な特性である
と考えられ、表1に示した各温度領域の上限に加熱温度
を設定することによって、自由水および毛細管水だけを
放出させることができ、また、結晶水までを放出させる
ことも、構造水まで放出させることもできる。
The results shown in Table 1 are considered to be common characteristics to ordinary Portland cement, fly ash cement, and the like. By setting the heating temperature to the upper limit of each temperature range shown in Table 1, free water can be obtained. And only capillary water can be released, and up to crystal water or structured water can be released.

また、所定の加熱時間を保持すべき時間を決定する場
合には、コンクリートから放出されるガスを採取して、
ガスクロマトグラフの一種である熱伝導率測定器により
採取したガスの熱伝導率を測定して基準ガスのそれと比
較することによって、ガス中の水分量の増減または有無
を連続測定する。そして、その測定値によって試料中か
ら水分放出が終了したことが検知する。
Also, when determining the time to maintain the predetermined heating time, the gas released from the concrete is collected,
By measuring the thermal conductivity of a gas collected by a thermal conductivity measuring instrument, which is a kind of gas chromatograph, and comparing it with that of a reference gas, the increase or decrease in the amount of water in the gas is continuously measured. Then, it is detected from the measured value that the release of water from the sample has been completed.

次に、トリチウム汚染コンクリート中において各存在
状態で存在する水分の割合を調べることによって所望の
除去率まで水分を除去するために必要最低加熱温度を決
定すると共に、その最低加熱温度を保持すべき時間を調
べた。
Next, by examining the proportion of water present in each state in the tritium-contaminated concrete, the minimum heating temperature required to remove water to a desired removal rate is determined, and the time during which the minimum heating temperature is to be maintained Was examined.

なお、この実験で使用した試料は、純水を用いて混練
され、型枠内に打設後、28日間養生して作成したもの
で、セメントペーストとモルタルの二種類があり、各試
料をいずれも直径45mm、高さ44mmの円柱状とした。
The samples used in this experiment were kneaded using pure water, cast in a mold, and cured for 28 days.There are two types, cement paste and mortar. Also had a cylindrical shape with a diameter of 45 mm and a height of 44 mm.

まず、第3図に示すように、20℃に保たれた暴露ボッ
クス7内に各試料8を設置した。このようにした後、上
記試料の一方の端面をトリチウム水蒸気を含む相対湿度
(R.H.)90%の空気(トリチウム濃度:730Ci/cm3)と接
触させ、他方の端面をトリチウム水蒸気を含まない相対
湿度(R.H.)10%の空気に接触させることによって、ト
リチウム水を一方向から浸透させた状態で一定期間放置
した。このようにして各試料にトリチウム水を浸透させ
た後、その試料を電気炉に入れ、第4図に示すようなタ
イムスケジュールによって加熱温度を順次上げて各試料
をそれぞれ四段階の温度領域で加熱し、その際、各試料
から発生した水分を連続的に捕集すると共にその水分中
のトリチウム濃度をシンチレーションカウンターで測定
した。以下に、その操作手順の概略を示す。
First, as shown in FIG. 3, each sample 8 was placed in an exposure box 7 kept at 20 ° C. After this, one end face of the sample was brought into contact with air (tritium concentration: 730 Ci / cm 3 ) containing 90% relative humidity (RH) containing tritium water vapor, and the other end face was put in relative humidity not containing tritium water vapor. (RH) By contacting with 10% air, tritium water was allowed to permeate from one direction and left for a certain period of time. After infiltrating tritium water into each sample in this manner, the sample is put into an electric furnace, and the heating temperature is sequentially increased according to a time schedule as shown in FIG. 4, and each sample is heated in four temperature ranges. At that time, water generated from each sample was continuously collected, and the concentration of tritium in the water was measured by a scintillation counter. The outline of the operation procedure is shown below.

第1段階( 〜200℃で加熱):I群捕水→測定 ↓ 第2段階(200〜450℃で加熱):II群捕水→測定 ↓ 第3段階(450〜550℃で加熱):III群捕水→測定 ↓ 第4段階(550〜800℃で加熱):IV群捕水→測定 このようにして実験を行なった結果、各試料中におい
て各存在状態で存在する水の割合およびトリチウム水の
割合は、以下の表2に示すようになっていることが分か
った。
1st stage (heated at ~ 200 ° C): Group I water capture → measurement ↓ 2nd stage (heated at 200-450 ° C): Group II water capture → measurement ↓ 3rd stage (heated at 450-550 ° C): III Group water capture → measurement ↓ 4th stage (heating at 550-800 ° C): Group IV water capture → measurement As a result of conducting the experiment as described above, the ratio of water present in each state in each sample and tritium water Was found to be as shown in Table 2 below.

その結果、セメントペースト、モルタルのいずれにお
いても、200℃で加熱した場合には、浸透していたトリ
チウムの約70%が放出され、また、加熱温度を450℃ま
たは550℃とした場合には、それぞれ約90%または99.5
%が放出されることが分かった。さらに、この結果と合
わせて第4図を検討すると70%のトリチウムを除去する
ためには、加熱温度を200℃とした状態で約2.5時間保持
すれば良く、また、90%のトリチウムを除去するために
は、200℃で2.5時間加熱した後、さらに加熱温度を450
℃まで上昇させて1.5時間程度加熱すれば良いことが分
かった。
As a result, in both cement paste and mortar, when heated at 200 ° C, about 70% of the infiltrated tritium is released, and when the heating temperature is set to 450 ° C or 550 ° C, About 90% or 99.5 each
% Was found to be released. Further, considering FIG. 4 together with this result, in order to remove 70% of tritium, it is only necessary to hold the heating temperature at 200 ° C. for about 2.5 hours, and to remove 90% of tritium. After heating at 200 ° C for 2.5 hours, the heating temperature was further increased to 450
It was found that the temperature should be raised to ℃ and heated for about 1.5 hours.

「発明の効果」 この発明のトリチウム汚染コンクリートの処理方法に
よれば、予め所望のトリチウム除去率に応じた加熱温度
を設定しておき、その加熱温度で上記コンクリートを加
熱処理するので、上記コンクリート中のトリチウムを所
望の除去率まで確実に除去することができる。
According to the method for treating tritium-contaminated concrete of the present invention, a heating temperature is set in advance according to a desired tritium removal rate, and the concrete is heated at the heating temperature. Can be reliably removed to a desired removal rate.

すなわち、このトリチウム汚染コンクリートの処理方
法では、コンクリート中において自由水、毛細管水、結
晶水、構造水等の各存在状態で存在する水分を蒸発させ
るために必要な最低加熱温度と上記各存在状態で存在す
るトリチウム水の割合とを調査し、その調査結果に基づ
いて、コンクリートから所望の割合のトリチウム水を蒸
発させるために必要な最低加熱温度を決定し、この最低
加熱温度を上記加熱温度とする。したがって、この加熱
温度でコンクリートを加熱すると、その加熱温度に対応
した一つまたは二つ以上の存在状態の水分が全て蒸発
し、その際、これらの存在状態で存在するトリチウム水
もそのコンクリート中に含まれるトリチウム水全体に占
める割合と等しい割合だけ蒸発する。このため、コンク
リート中のトリチウムを所望の除去率まで確実に除去す
ることができると共に、その除去率まで除去するために
必要な最低の温度で加熱することによりエネルギーの使
用量を最低限に抑えてエネルギーの節約を図ることがで
きる、また、加熱温度の低下によって、設備の簡略化、
作業効率の向上なども期待することができる。
That is, in this method for treating tritium-contaminated concrete, the minimum heating temperature required to evaporate the water present in each state of free water, capillary water, crystal water, structural water, etc., in the concrete and the above-mentioned respective states Investigate the proportion of tritium water present and determine the minimum heating temperature required to evaporate the desired proportion of tritium water from concrete based on the survey results, and determine the minimum heating temperature as the heating temperature. . Therefore, when concrete is heated at this heating temperature, one or two or more existing moistures corresponding to the heating temperature are all evaporated, and at that time, tritium water present in these existing states is also included in the concrete. Evaporates by a rate equal to the proportion of the total tritium water contained. For this reason, tritium in concrete can be reliably removed to a desired removal rate, and the amount of energy used can be minimized by heating at the minimum temperature necessary to remove to the removal rate. Energy can be saved, and equipment can be simplified,
Improvements in work efficiency can also be expected.

また、上記トリチウム汚染コンクリートの処理方法に
おいて、コンクリートから発生した水分量を測定するこ
とによってそのコンクリート中のトリチウムが所定の除
去率まで除去されたことを検知するようにした場合に
は、該当する存在状態の水分がコンクリート中から全て
蒸発したことを検知することができ、これによってその
コンクリート中のトリチウムが所望の除去率まで除去さ
れたことを確認することができる。このため、トリチウ
ムが所望の除去率まで除去された時、すぐに加熱を停止
することができ、これにより必要以上に長い時間加熱す
ることを防止してエネルギーをさらに節約することがで
きる。
Further, in the method for treating tritium-contaminated concrete, when the amount of water generated from the concrete is measured to detect that the tritium in the concrete has been removed to a predetermined removal rate, the presence of the corresponding tritium is determined. It is possible to detect that the water in the state has completely evaporated from the concrete, and thereby it can be confirmed that the tritium in the concrete has been removed to a desired removal rate. For this reason, when tritium is removed to a desired removal rate, heating can be stopped immediately, thereby preventing heating for an unnecessarily long time and further saving energy.

また、この発明のトリチウム汚染コンクリートの処理
装置によれば、トリチウムで汚染されたコンクリートを
加熱してそのコンクリートからトリチウム水を含む水分
を蒸発させる加熱炉と、この加熱炉から排出されたガス
中から上記水分を捕集する水分捕集器とを備え、さら
に、上記ガスの熱伝導率を測定してガス中の水分量を検
知する熱伝導率測定装置を設けたので、コンクリートを
所望の加熱温度で加熱することができと共にその加熱温
度に対応した存在状態で存在する水分を全て蒸発分離す
ることができ、さらに、その蒸発分離した水分およびそ
の水分に含まれているトリチウム水を全て捕集してする
ことができる。その上、上記存在状態の水分が上記コン
クリート中から全て蒸発したことを検知し、これによっ
て上記コンクリート中のトリチウムが所望の除去率まで
除去されたことを検知することができるので、その時、
速やかに加熱を停止することによって、エネルギーの節
約を図ることができる。
Further, according to the apparatus for treating tritium-contaminated concrete of the present invention, a heating furnace for heating concrete contaminated with tritium and evaporating water containing tritium water from the concrete, A moisture collector for collecting the moisture, and a thermal conductivity measuring device for measuring the thermal conductivity of the gas to detect the amount of moisture in the gas. Can be heated at the same time, it is possible to evaporate and separate all the moisture present in the presence state corresponding to the heating temperature, and further collect all the evaporated and separated moisture and the tritium water contained in the moisture. I can do it. In addition, it is possible to detect that the water in the existing state has completely evaporated from the concrete, thereby detecting that the tritium in the concrete has been removed to a desired removal rate.
By immediately stopping the heating, energy can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図ないし第4図は、この発明の一実施例を示す図で
あって、第1図はトリチウム汚染コンクリートの処理装
置の概略構成図、第2図は各加熱温度における水分放出
量を表すグラフ、第3図は曝露ボックスの概略構成図、
第4図は加熱処理実験のタイムスケジュールを表すグラ
フである。 1……トリチウム汚染コンクリート、 2……加熱炉(電気炉)、 4……熱伝導率測定装置、 5……水分捕集器(水分吸着器)。
1 to 4 are views showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for treating tritium-contaminated concrete, and FIG. 2 shows the amount of water release at each heating temperature. Graph, FIG. 3 is a schematic diagram of the exposure box,
FIG. 4 is a graph showing a time schedule of the heat treatment experiment. 1 ... tritium-contaminated concrete, 2 ... heating furnace (electric furnace), 4 ... thermal conductivity measuring device, 5 ... moisture collector (moisture adsorber).

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】トリチウムで汚染されたコンクリートを加
熱してそのコンクリート中の水分を蒸発させることによ
り、そのコンクリート中に含まれるトリチウムをトリチ
ウム水蒸気として分離するトリチウム汚染コンクリート
の処理方法おいて、予め所望のトリチウム除去率に応じ
た加熱温度を設定しておき、その加熱温度で上記コンク
リートを加熱処理することを特徴とするトリチウム汚染
コンクリートの処理方法。
1. A method for treating tritium-contaminated concrete in which tritium-contaminated concrete is heated to evaporate water in the concrete to separate tritium contained in the concrete as tritium water vapor. A method for treating tritium-contaminated concrete, comprising setting a heating temperature according to the tritium removal rate of the above and heating the concrete at the heating temperature.
【請求項2】第1項記載のトリチウム汚染コンクリート
の処理方法において、コンクリートから発生した水分量
を測定することによってそのコンクリート中のトリチウ
ムが所定の除去率まで除去されたことを検知することを
特徴とするトリチウム汚染コンクリートの処理方法。
2. A method for treating tritium-contaminated concrete according to claim 1, wherein the amount of water generated from the concrete is measured to detect that tritium in the concrete has been removed to a predetermined removal rate. Tritium-contaminated concrete treatment method.
【請求項3】トリチウムで汚染されたコンクリートを加
熱してそのコンクリートからトリチウム水を含む水分を
蒸発させる加熱炉と、この加熱炉から排出されたガス中
から上記水分を捕集する水分捕集器とを備えたトリチウ
ム汚染コンクリートの処理装置であって、上記ガスの熱
伝導率を測定してガス中の水分量を検知する熱伝導率測
定装置を設けたことを特徴とするトリチウム汚染コンク
リートの処理装置。
3. A heating furnace for heating concrete contaminated with tritium to evaporate water containing tritium water from the concrete, and a water collector for collecting the water from gas discharged from the heating furnace. A device for treating tritium-contaminated concrete, comprising: a device for measuring the thermal conductivity of the gas to detect the amount of moisture in the gas. apparatus.
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