JP4932464B2 - 放射性液体廃棄物処理用の組成混合物、ブロック体、構造体および放射性液体廃棄物の処理方法 - Google Patents
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Description
具体的には、コンクリートピット処分方は該放射性液体廃棄物を高分子吸水材に浸み込ませたり、あるいはセメントやアスファルト等で固化して、鋼製ドラム缶に詰め、その数個を一箇所にまとめてコンクリートの塊として密封処分する方法がある。放射性廃棄物の処理方法の一例として特許文献1には「セメントを用いて固化体とした放射性金属廃棄物をドラム缶内に封止し、ドラム缶がひび割れすることを抑える」方法が提案されているが、当該処理方法では、長期に至っては次第にドラム缶にひび割れが発生してしまい、放射性廃棄物の永久的な処理剤あるいは処理方法になり得ないものとなっている。
一方、鉛が放射線の遮蔽材料であることは知られ、例えば粒状鉛を型枠内に入れ、その型枠内に放射性廃棄物を投入した後、コンクリートを流し込んで固める方法が知られている。しかし、この方法では、下方にのみ鉛の層ができ、放射能の遮蔽効果を挙げるには鉛の層の厚さを相当程度にまで増さねばならず、後にひび割れ等が発生して漏洩が起こる原因となっていた。
該組成混合物の周囲にブロック体を積み重ねてボックス体を形成すると、万一上記組成混合物から漏れ出た液体廃棄物が接触しても、当該ボックス体は山砂等を含んで多孔質を有するボックス体に形成されているので、その孔内に吸着される。そして、上記組成物と同様そこには30〜50重量部の比較的高密度に充填された20μm以下の鉛が分散されているので、放たれる放射能を取り囲んで遮蔽し、更に漏洩を防止する。
放射性液体廃棄物処理用構造体及び処理方法は、上記組成混合物とボックス体の双方の作用効果を合わせもつ。
即ち、上述の如く、ブロック体を積層して一定容積を備えたボックス体を形成し、該ボックス体内に組成混合物を充填した構造体を形成しているので、そこに該構造体内に放射性物質を含んだ液体廃棄物を投入し、該廃棄物に含まれる水分と上記組成混合物とを反応させて放射性物質を含んだ状態で固化を促すことができる。次いで、上記固化後に一部の液体廃棄物が漏出することがあっても、上記ブロック体の多孔質部分が該液体廃棄物を吸着させることができる。そして、上記組成物と同様そこには比較的高密度に充填された20μm以下の鉛が分散されているので、放たれる放射能を取り囲んで遮蔽し、更に漏洩を防止することができる。
本発明は、透水性、吸着性、化学反応性および放射線遮蔽性を保有する無機質組成物として組成混合物およびブロック体を成形するが、その選定材料としては山砂、鉛、炭およびポルトランドセメントを用い、添加剤としてノニオン系界面活性剤を混合して組成混合物を成し、ブロック体はブロックに成型する。
以下、該選定材料の特徴について説明し、形成される無機質組成物の特徴について説明する。
そこで、鉛の粉体特性に着目し、如何にして粉体で山砂、ポルトランドセメントの組成物中に分散させ得るかを検討した。
即ち、平均粒子径で20μmより大きい粒子径の鉛を他の配合剤中に混合させても均一には分散させることができなかった。そこで、上記組成混合物やブロック体を形成する他の配合剤に対する粒子径として、平均粒子径で20μm以下のもの、特に15〜20μmのものを使用した。すると、当該鉛が上記組成混合物中に分散し、且つ、その充填割合が30〜50重量部の比較的高密度に達した。
当該鉛の粉体特性を表1に示す。粒度分布測定器はJIS標準品で測定し、平均粒子径測定法は空気透過法を採用した。
山砂2の濡れ性や分散性を高めるノニオン系界面活性剤5としては、ノニルフェニルエーテル系重合体で炭素数6〜7のものを利用することができる。
山砂2を容器に取り、撹拌機で撹拌しながら界面活性剤6を滴下する。その後、事前に混合撹拌しておいた鉛4、炭5およびポルトランドセメント3の混合粉を先の山砂2入りの容器に撹拌しながら徐々に散布し、山砂2に鉛4、炭5およびポルトランドセメント3のサラサラ状態の組成混合物1を形成させた。
次に、ブロック体7の配合表を示す。
山砂2を容器に取り、撹拌機で撹拌しながら界面活性剤6を滴下する。その後、事前に混合撹拌しておいた鉛4およびポルトランドセメント3の混合粉を先の山砂2入りの容器に撹拌しながら徐々に散布し、山砂2に鉛4およびポルトランドセメント3の混合粉の少し粘性を持った状態の組成混合物1を形成させ、標準型のレンガ寸法程度の成形型に投入して水を加えて固化させることにより該ブロック体7を成形した。 該ブロック体7用の組成混合物は少し粘性を持った状態で、前記組成混合物1がサラサラ状態であるのと異なるのはポルトランドセメント3の多さによる。量が多いと増粘し、型に入れて水を加え、圧力を加えると山砂2が次第に密着して来て、空隙aが小さくなり、該ブロック体7として一体化が起きる。
先ず、ボックス体は、平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部と、平均粒子径20μm以下の鉛30〜50重量部と、ポルトランドセメント15〜30重量部および若干のノニオン系界面活性剤とを混合して固化させたブロック体を、例えばレンガ等と同様に積層させて、壁面を形成する。
それを、底面、正面、背面、左右側面等を組み合わせて、内部に一定容積を備えたボックス体とする。但し、このボックス体は四面体に限定されず、円筒形、三角柱形等でも可能である。
そして、該ボックス体内に、平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部、鉛30〜50重量部、炭10〜20重量部、ポルトランドセメント10〜20重量部および若干のノニオン系界面活性剤を混合して成る組成混合物を充填させる。
即ち、サラサラ状態の上記組成混合物を、一定容積を備えた上記ボックス体の内部に充填させて本発明構造体が形成される。
そして、望ましくは、該構造体に後述する方法で、廃棄物を処理した後には、ボックス体の上部に蓋体となるブロック体を被せるのが望ましい。
先ず、上述の如く、ブロック体を積層して一定容積を備えたボックス体を形成し、該ボックス体内に組成混合物を充填した構造体を形成する。そして、該構造体内に放射性物質を含んだ液体廃棄物を投入し、該廃棄物に含まれる水分と上記組成混合物とを反応させて放射性物質を含んだ状態で固化を促す。
次いで、上記固化後に漏出する液体廃棄物を上記ブロック体の多孔質部分に吸着させる。
本発明の組成混合物に放射性物質を含んだ液体廃棄物が流入されると、ノニオン系界面活性剤によって分散されたポルトランドセメントを含む組成物が廃棄物の水と反応を起こす。即ち、液状廃棄物に含まれる水分がポルトランドセメントと反応し、徐々に硬化して、全体として塊として固化し、従って、液状廃棄物は放射性物質を含んだ状態でそのまま固化される。このとき、廃棄物と組成混合物は若干の撹拌をするのが望ましい。
この場合、組成物には炭が混合されているので、この炭に液状の放射性物質が吸着されて固定化を増すことができる。
すると、そこには30〜50重量部の比較的高密度に充填された20μm以下の鉛が分散されているので、廃棄物から放たれる放射能を取り囲んだ状態となる。即ち、20μm以下の微粒子となった鉛が、30〜50重量部もの高密度に充填さるので、廃棄物を二重、三重にも取り囲んだ状態となり、放たれる放射能を遮蔽し、外部に漏洩する確率を極めて減じることができる。
次いで、該組成混合物の周囲にブロック体を積層させてボックス体を形成して囲繞すると、万一上記組成混合物から漏れ出た液体廃棄物が接触しても、当該ボックス体は山砂等を含んで多孔質に形成されているので、その孔内に吸着される。即ち、平均粒径1〜2mmの山砂100重量部と、平均粒子径20μm以下の鉛30〜50重量部と、ポルトランドセメント15〜30重量部および若干のノニオン系界面活性剤とを混合して固化させたブロック体は、図1に示す如く、空隙aを含んだ多孔質となり、そこに吸着される。
そして、上記組成物と同様そこには比較的高密度に充填された20μm以下の鉛が分散されているので、放たれる放射能を取り囲んで遮蔽し、更に漏洩を防止することができる。
放射性液体廃棄物処理用構造体及び処理方法は、上記組成混合物とボックス体の双方の作用効果を合わせもつことができる。
放射性液体廃棄物処理用粒状混合物は、山砂30kg、鉛22kg、炭8kg、ポルトランドセメント8kgおよび界面活性剤0.01kgを混合した。
更に、放射性液体廃棄物処理用ブロック体は、山砂52kg、鉛22kg、ポルトランドセメント10kgおよび界面活性剤0.01kgを混合し、その混合物を成形型に投入してブロックを形成した。
図2は放射性液体廃棄物9を該粒状混合物1の上から投入している状態図を示す。ブロック体7のボックス体8を形成するために土を掘削し、土中にボックス体8を設営した。第1段階はブロック体7で床部分を形成し、第2段階でブロック体7で四面の壁部分を積層積みとし、第3段階でそのボックス体8の中に粒状混合物1を投入した。第4段階で放射性液体廃棄物9を該粒状混合物1の上から投入し第5段階において、図3に示すように該ボックス体8に該ブロック体7の蓋10を設けて保存形態の処理構造体とした。
1 組成混合物
2 山砂
3 ポルトランドセメント
4 鉛
5 炭
6 界面活性剤
7 ブロック体
8 ボックス体
9 放射性液体廃棄物
10 ブロック体の蓋部分
Claims (4)
- 平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部と、平均粒子径20μm以下の鉛30〜50重量部と、炭10〜20重量部と、ポルトランドセメント10〜20重量部およびノニオン系界面活性剤0.1〜0.5重量部とを混合して成ることを特徴とする放射性液体廃棄物処理用組成混合物。
- 平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部と、平均粒子径20μm以下の鉛30〜50重量部と、ポルトランドセメント15〜30重量部およびノニオン系界面活性剤0.1〜0.5重量部との混合物を水で固化させたことを特徴とする放射性液体廃棄物処理用ブロック体。
- 平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部と、平均粒子径20μm以下の鉛30〜50重量部と、ポルトランドセメント15〜30重量部およびノニオン系界面活性剤0.1〜0.5重量部とを混合して固化させたブロック体を積層して一定容積を備えたボックス体を形成し、該ボックス体内に、平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部、鉛30〜50重量部、炭10〜20重量部、ポルトランドセメント10〜20重量部およびノニオン系界面活性剤0.1〜0.5重量部を混合して成る組成混合物を充填したことを特徴とする放射性液体廃棄物処理用構造体。
- 平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部と、平均粒子径20μm以下の鉛30〜50重量部と、ポルトランドセメント15〜30重量部およびノニオン系界面活性剤0.1〜0.5重量部とを混合して固化させたブロック体を積層して一定容積を備えたボックス体を形成し、該ボックス体内に平均粒子径1〜2mmの山砂100重量部、鉛30〜50重量部、炭10〜20重量部、ポルトランドセメント10〜20重量部およびノニオン系界面活性剤0.1〜0.5重量部を混合して成る組成混合物を充填した構造体を形成し、
該構造体内に放射性物質を含んだ液体廃棄物を投入し、該廃棄物に含まれる水分と上記組成混合物とを反応させて放射性物質を含んだ状態で固化を促し、
次いで、上記固化後に漏出する液体廃棄物を上記ブロック体の多孔質部分に吸着させることを特徴とする放射性液体廃棄物の処理方法。
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