JPH0260157B2

JPH0260157B2 -

Info

Publication number: JPH0260157B2
Application number: JP3004284A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kon; Shoji Tan; Takeo Kobayashi; Akira Takahashi
Original assignee: Kobayashi KK; Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan; Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Kobayashi KK; Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan; Zeon Corp
Priority date: 1984-02-20
Filing date: 1984-02-20
Publication date: 1990-12-14
Also published as: JPS60173499A; DE3505886A1; FR2559944B1; FR2559944A1

Description

【発明の詳細な説明】

〈産業上の利用分野〉この発明は、使用済核燃料再処理における溶媒
抽出法等で用いられた放射性廃溶媒、特にリン酸
トリブチルの如きリン酸系エステルを含む廃溶媒
の固化処理方法に関するものである。〈従来技術〉原子炉の使用済核燃料を再処理して核分裂生成
物をウランやプルトニウムから分離除去する方法
としては、溶媒抽出法が最も広く用いられてい
る。この方法には一般にドデカンの如き炭化水素
で希釈されたリン酸トリブチル（以下、「TBP」
と略記する）が溶媒として使用されるが、使用済
のTBPを処理するに際しては、これが放射性廃
溶物であるため、その処理方法には十分な配慮が
必要となる。 TBPを含む放射性廃溶媒の処理方法の一つと
して、この廃溶媒をアスフアルトやポリエチレン
に混入して固化する方法が試みられたが、固化処
理中にTBPが熱分解する現象が起り、またTBP
の混入割合が増すにつれて得られた固化体が塑性
変形しやすくなり、固化体として形状を維持しえ
なくなるため、TBP／固化済混合比（減容比）
を余り高くすることができない。また、TBPが塩化ビニル樹脂（以下、「PVC」
と略記する）を可塑化する性質を有していること
に着目して、TBPと細片状PVCとを混合して
TBPを固化処理する方法が提案されている（特
公昭53−32040）。ところがこの方法では、PVC
細片が周囲に飛散するばかりでなく、TBPは
PVCに吸収膨潤するだけなので流動性は示さな
くなるものの、軟らかいプデイング状の粘度の固
化体となるに過ぎない。これを撹拌し加熱すれば
固化体の硬度は向上するが、PVCは熱伝導性が
悪いため長時間の加熱が必要であり、しかも固化
体の径が大きくなると内部まで熱が伝わりにくく
なり、内部が表面より著しく硬度の低い固化体し
か得られない。廃溶媒中に含まれるドデカン量が
多くなるほどこの傾向が甚しい。この硬度の不均
一性は、固化体を高温度で長時間加熱することに
よりある程度解消されるが、この場合、廃溶媒中
のドデカン量の引火が懸念されるため、TBP−
ドデカン混合廃溶媒の引火点以上に加熱すること
は安全上好ましくない。また、長時間高温加熱す
るとPVC自体の熱分解が生ずる。更に、廃溶媒
中には飽和水分が含まれることが多いため、100
℃以上に加熱すると内部発泡が起き、固化体内部
から表面に達するチヤンネルが発生してしまう。
かような固化体は機械的強度が小さいだけでな
く、固化体を水に浸漬した場合に膨潤や浸出率が
増大する傾向があり、放射性廃溶媒の固化処理方
法としては満足すべきものではない。〈発明の目的〉そこでこの発明は、上述した如き従来技術にお
ける欠点を解消し、優れた機械的強度を有し且つ
加熱によつても内部気泡の発生のない固化体を得
ることができる、リン酸系エステルを含有する放
射性廃溶媒の固化処理方法を提供することを目的
としてなされたものである。〈発明の構成〉この発明による放射性廃溶媒の固化処理方法
は、リン酸系エステルを含有する放射性廃溶媒
を、多官能性アクリル系またはメタクリル系単量
体を含有する塩化ビニル樹脂プラスチゾルと混
合、撹拌して固化させることを特徴とするもので
ある。この発明による固化処理の対象となる放射性廃
溶媒としては、放射性核種を含有したTBP等の
リン酸系エステルのほか、リン酸系エステルと脂
肪族炭化水素、芳香族炭化水素、塩素化炭化水
素、鉱油、水等との混合物があげられる。この発明においては固化処理剤として予め調製
した塩化ビニル樹脂プラスチゾルを使用する。こ
こで使用できるPVCとしては、通常のプラスチ
ゾル用あるいは汎用の塩化ビニル単独重合体や、
塩化ビニルとこれと共重合可能な単量体との共重
合体等から選ぶことができ、これらのうちの一種
または二種以上を混合して使用することができ
る。このPVCをプラスチゾルとするための可塑剤
として、この発明では多官能性のアクリル系また
はメタクリル系単量体（以下「多官能性単量体」
と略記する）を使用する。この多官能性単量体は
PVCの可塑剤として機能するだけでなく、それ
自体熱硬化性を有するため、後述するようなこの
発明に特有の効果を発現させることができるので
ある。かような多官能性単量体としては、例えば
テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、ヘキサメチレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、デカメチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、ポリエチレンオキサイドジ（メ
タ）アクリレート、ポリエトキシトリメチロール
パントリ（メタ）アクリレート、トリメチロール
プロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチ
ロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、グリ
シジル（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリ
コールジ（メタ）アクリレート等がこの発明にお
いて使用できる。上記した如きPVCと多官能性単量体とを混合
して十分に撹拌することによつてペースト状の
PVCプラスチゾルを調製することができるが、
このときの混合比率はPVC 100重量部に対して
多官能性単量体を通常20〜200重量部の範囲で混
合する。この発明を実施するに際しては、上述したよう
にして予め調製したPVCプラスチゾルを放射性
廃溶媒と混合して、混合物をプラネタリーミキサ
ー、ニーダー、バタフライミキサー、ヘンシエル
ミキサー、デイゾルバー、リボンブレンダー、ス
テータスミキサー、撹拌ペラ等の慣用的装置で良
く撹拌混練すれば良い。PVCプラスチゾルと廃
溶媒との混合割合は、廃溶媒／PVCプラスチゾ
ル混合比（減容比）が一般には、3.0〜0.2、好ま
しくは2.3〜0.4（容量基準）となる範囲で混合で
きる。撹拌に伴い混合物は次第にゲル化し、これを室
温で放置することによつて固化体とすることがで
きる。好ましくはこの固化体を50〜200℃に加熱
することによつて、物性の一層優れた固化体を得
ることができる。かくして得られた固化体は、廃溶媒中のリン酸
系エステルによるPVCの膨潤可塑化と共に、多
官能性単量体の重合硬化反応が起るため、優れた
機械的強度および均質性を有するものとなる。この発明で用いるPVCプラスチゾルには、多
官能性単量体用の硬化反応開始剤（例えば過酸化
物等）、吸湿剤（例えば酸化カルシウム、酸化バ
リウム、酸化ナトリウム、塩化カルシウム等）、
PVC用の慣用的な安定剤を添加することが好ま
しく、更には、粘度調整の目的で減粘剤、希釈
剤、一般的可塑剤等も必要に応じて添加すること
も可能である。硬化反応開始剤の添加がなくとも、廃溶媒の引
火点以下での固化処理ができるが、特に硬化反応
開始剤を添加することによつて多官能性単量体の
重合硬化反応を促進させることができ、その添加
量により重合硬化反応の反応速度及び反応温度を
調整することができるため、廃溶媒の引火点以下
での固化処理が容易となる。また、吸湿剤を添加することによつて、廃溶媒
中に混入している水分に起因する加熱時の発泡現
象の防止を一層確実にすることができると同時
に、吸湿により発生する水和反応熱が多官能性単
量体の熱硬化反応を促進する利点もある。上記の如き硬化反応開始剤、吸湿剤あるいは安
定剤をPVCプラスチゾルに添加する場合の一般
的添加量は、PVC100重量部に対して硬化反応開
始剤10重量部以下、吸湿剤100重量部以下、およ
び安定剤10重量部以下が好ましい。〈発明の効果〉この発明の固化処理方法によれば、熱硬化性可
塑剤である多官能性単量体を用いたPVCプラス
チゾルをリン酸系エステルを含有する放射性廃溶
媒と混合撹拌することによつて、放射性廃溶媒を
効果的に固化処理することができる。得られた固
化体は、リン酸系エステルによるPVCの膨潤、
可塑化と共に、多官能性単量体の重合反応による
網目構造の重合体が生成するため、優れた機械的
強度を有している。また、上記の重合反応は固化
体内部でも進行するため、固化体表面部と中心部
との強度差が少なく、全体として均質な物性の固
化体を得ることができる。更に、PVCプラスチ
ゾル中のPVC配合量をふやすことによつて、
PVCプラスチゾルと混合される廃溶媒の混合比
率を高めることが可能であり、この場合にはゴム
状の弾力性のある固化体を得ることができる。また、ペースト状のPVCプラスチゾルを液体
である廃溶媒と混合するため、取扱い操作が簡単
である上、粉体飛散の問題が生ずることがないか
ら、粉体飛散防止策が不要となる利点もある。〈実施例〉実施例１ PVC（セオン 135J，日本ゼオン(株)製）100重
量部、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト（多官能性単量体）60重量部、酸化カルシウム
（吸湿剤）30重量部、ブチル錫ラウレ−トマレー
ト（安定剤）1.5重量部、減粘剤（Ｗ−212−Ｊ，
勝田化工(株)製）１重量部および2.5−ジチメル−
2.5−ジ（ｔ−ブチルパ−オキシ）ヘキシン−３
（硬化反応開始剤）２重量部をプラネタリーミキ
サー中で混合し、真空脱泡することによつて
PVCプラスチゾルを調製した。廃溶媒としては、TBP86重量％、ｎ−ドデカ
ン９重量％および水５重量％からなる非放射性模
擬廃溶媒を調製した。次にPVCプラスチゾルと非放射性模擬廃溶媒
とを下表の実験番号No.1〜No.4に示す割合で100
ml容ビーカー中で混合したのち、30〜40℃で約１
時間撹拌したところ、いずれの混合物も発熱して
ゲル化が進み、混合物の粘度は撹拌前の20〜
100cpsから500〜2000cpsまで上昇した。次に各混合物を下表に示す条件で固化させたの
ちビーカーより固化体を取出した。得られた固化体の硬度および圧縮破壊強度
（JIS K7208による）を測定したところ下表に示
す結果が得られた。また、各固体を−10℃に冷却
して１ｍの高さからコンクリートの床の上に自然
落下させたが、いずれもひび割れは生じなかつ
た。更に、各固化体を割つて内部を観察したとこ
ろ、気泡は発生していなかつた。

【表】

【表】比較例実施例１で用いたトリメチロールプロパントリ
メタクリレートの代わりに、標準的可塑剤である
ジオクチルフタレートを用いた以外は、実施例１
の実験番号No.2と同様にして固化処理したとこ
ろ、シヨアーＡ硬度10以下の豆腐状の極めて柔軟
な固化体が得られた。その内部は溶融が不十分で
液状を呈していた。実施例２実施例１で用いたトリメチロールプロパントリ
メタクリレートをテトラエチレングリコールジメ
タクリレートに代えたほかは実施例１の実験番号
No.2と同様にして固化処理したところ、シヨア
ーＡ硬度80の固化体が得られた。またこの固化体
の落下試験を実施例１と同様にして行なつたとこ
ろ、ひび割れは生じなかつた。更に固化体内部に
気泡は発生していなかつた。実施例３実施例１で用いた硬化剤２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパ−オキシ）ヘキシン−
３を用いないほかは実施例１の実験番号No.2と
同様にして固化処理したところ、シヨアーＡ硬度
75の固化体が得られた。また、この固化体の落下
試験を実施例１と同様にして行なつたところひび
割れは生じなかつた。更に固化体内部に気泡は発
生していなかつた。実施例４実施例１で用いたものと同じPVCプラスチゾ
ル45と非放射性模擬廃溶媒45とを100容ド
ラム缶中で混合したほかは実施例１の実験番号
No.2と同様にして固化処理したところ、シヨア
ーＡ硬度85の固化体が得られた。この固化体の一
部を切出し実施例１と同様にして落下試験を行な
つたところひび割れは生じなかつた。また、固化
体は中心部まで気泡の発生がなく硬度も一様であ
つた。

Claims

【特許請求の範囲】

１リン酸系エステルを含有する放射性廃溶媒
を、多官能性アクリル系またはメタクリル系単量
体を含有する塩化ビニル樹脂プラスチゾルと混
合、撹拌して固化させることを特徴とする放射性
廃溶媒の固化処理方法。