JPH05249294A - 放射能汚染物質の固化廃棄処理方法 - Google Patents

放射能汚染物質の固化廃棄処理方法

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JPH05249294A
JPH05249294A JP4568592A JP4568592A JPH05249294A JP H05249294 A JPH05249294 A JP H05249294A JP 4568592 A JP4568592 A JP 4568592A JP 4568592 A JP4568592 A JP 4568592A JP H05249294 A JPH05249294 A JP H05249294A
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JP
Japan
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radioactive
solidifying
waste
disposing
powder
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JP4568592A
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English (en)
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Kazutoshi Tokai
和俊 渡海
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Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、原子炉等で生じる放射性廃棄物の
総量を減らすことのできる放射能汚染物質の固化廃棄処
理方法を提供することを目的としている。 【構成】 本発明は、放射能汚染物質と使用済のバーナ
ブルポイズンロッドの粉砕粉を含有する固化剤とを水熱
条件下で加圧することにより固化体を形成することを特
徴とする放射性廃棄物の固化廃棄処理方法である。 【効果】 本発明によると、放射性廃棄物の総量を減ら
すことができるので、廃棄物の保管場所の確保および保
守・管理に費やす労力およびコストを低減することがで
き、また、得られる固化体が低浸出性で機械的強度が高
く、熱に対しても安定であるので、より環境に対する安
全性を増し、地球環境の保全という社会的要請にも沿う
ことができるという効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放射能汚染物質の固化
廃棄処理方法に関し、更に詳しくは、原子炉等で発生す
る放射性廃棄物の総量を減らすことができる放射能汚染
物質の固化廃棄処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
らPWR原子炉では、原子炉の反応度の制御のために炉
水にホウ酸を加えると共に、ボロン化合物を含むバーナ
ブルポイズンロッドを原子燃料内挿物構造体にシンブル
プラグ等と共に適数個クラスタ状に垂下固定して使用し
ている。使用後に、前記ホウ酸は、イオン交換法により
炉水からNaB47 (ホウ酸ナトリウム)の形で取り
出された後にセメント等の無機化合物あるいはアスファ
ルト等の有機質の固化剤と共に固化され、また、前記バ
ーナブルポイズンロッドは、これを垂下固定している上
部構造から切り離された後に束にされて、それぞれ、密
閉された缶内等に放射能に汚染された廃棄物として厳重
に保管・処理されていた。
【0003】しかし、炉水中からNaB47 の形で回
収したホウ酸は、放射能に汚染されていないセメント等
の無機化合物あるいはアスファルト等の有機質の固化剤
により固化され、固化体の放射性廃棄物として廃棄処分
がされるので、その際、固化剤が放射能に汚染され、そ
の分だけ新たに放射能汚染物質を増やすことになる。し
たがって、前記従来の処理方法には、原子炉の運転に伴
い発生する放射能汚染物質の廃棄処理しなければならな
い量よりも多量を、放射性廃棄物として保管・処理しな
くてはならないという問題点がある。
【0004】さらに、セメントを固化剤として得た固化
体は、湿潤性があるためアルカリ金属やアルカリ土類金
属の浸出性が高いという欠点を有し、一方、アスファル
トを固化剤として得た固化体は、水分を含みにくいため
浸出性は低いものの、温度が上昇すると軟化し、さらに
は発火の危険性もあるという欠点を有している。また、
前記の廃棄物は、原子炉の運転に伴い発生し続けるの
で、これを保管するためのスペースの確保およびその保
守・管理のための労力が常に必要となり、できるだけそ
の処理量を減らされることが望まれる。
【0005】一方、環境破壊の問題が深刻化し、環境保
全の問題が強く要請される今日において、放射性廃棄物
をはじめとする産業廃棄物をできるだけ減らすことの重
要性および必要性に応える必要もある。そこで、本発明
は、かかる問題点および事情を考慮し、放射能汚染物質
の総量を減らすことができ、しかも、得られる固化体が
低浸出性で機械的強度が高く、熱に対しても安定であ
る、放射能汚染物質の固化廃棄処理方法を提供すること
を目的とし、従来は放射性廃棄物としてそのまま廃棄処
理されていたPWR原子炉用バーナブルポイズンロッド
の内部が、ホウケイ酸塩ガラスを主成分とした耐熱性ガ
ラスあるいはAl23 にB4 Cを分散させることより
なる構成を有することに着目し、放射能汚染物質として
廃棄処理される使用済みの前記構成を有するバーナブル
ポイズンロッドを、前記NaB47 等の炉内廃棄物の
固化処理の固化剤として使用すれば、放射性廃棄物の総
量を減らすことができるのではないかとの見地より、本
発明者等が鋭意検討を重ねた結果、完成されたものであ
る。
【0006】
【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための請求項1に記載の発明は、放射能汚染物質と使用
済のバーナブルポイズンロッドの粉砕粉を含有する固化
剤とを水熱条件下で加圧することにより固化体を形成す
ることを特徴とする放射性廃棄物の固化廃棄処理方法で
ある。以下、本発明について詳細に説明する。
【0007】本発明の処理対象となる前記放射能汚染物
質としては、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸クラッド等の原
子炉等で発生する物質、汚染物の焼却灰、ゼオライト等
の吸着材等の原子炉周辺あるいは関連産業で発生する非
有機、非金属の廃棄物などがある。前記放射能汚染物質
の粉径は、0.1〜100μmが好ましく、さらに好ま
しくは、1〜50μmである。前記放射能汚染物質を使
用する際に、目的の粉径より大きい場合は、粉砕機等を
利用して粉状にして使用することができる。粉砕には、
例えば、ボールミル、ジョークラッシャ、ジャイレトリ
クラッシャ、ロールクラッシャ、エッジランナ、ハンマ
ークラッシャ、ジェットミル、ディスククラッシャ等や
粉砕機を単独あるいは組合わせて使用することができ、
さらに、その粉砕粉を混練・混合する必要がある場合に
は、例えば、2重用錐型、V型、水平円筒型、2重円錐
型、リボン型、垂直スクリュー型、回分式ミューラ、連
続式ミューラ、複軸ロータ、単軸ロータ、タービン等の
混練・混合機を単独あるいは組合わせて使用することが
できる。
【0008】尚、前記放射性物質は、これを単独あるい
は複数組合わせて使用することができる。放射能汚染物
質の総量としては、体積占有率は60容量%以下である
ことが好ましく、さらに好ましくは、50容量%以下で
ある。これは、体積占有率が過大になると固体化が困難
になるためである。
【0009】本発明に使用する前記バーナブルポイズン
ロッドとしては、特に制限はなく、被覆管内に原子燃料
の反応度を制御するための物質を封入した通常の構造の
ものでよく、例えば、内部にホウケイ酸塩ガラスを含む
ところの、それ自体公知の構造を有するロッド、あるい
は、内部にAl23 を主成分とし、B4 Cを含有する
ところの、それ自体公知の構造を有するロッドなどを好
適に使用することができる。
【0010】前記使用済みのバーナブルポイズンロッド
の粉砕粉としては、任意の方法で粉砕し、粉末としたも
のを使用することができ、例えば、ホウケイ酸塩を主成
分とする粉、Al23 を主成分とし、B4 Cを含有す
る粉などを挙げることができる。
【0011】前記バーナブルポイズンロッドを粉砕粉に
するには、例えば、ボールミル、ジョークラッシャ、ジ
ャイレトリクラッシャ、ロールクラッシャ、エッジラン
ナ、ハンマークラッシャ、ジェットミル、ディスククラ
ッシャ等の器具、粉砕機を単独あるいは組合わせて使用
することができる。バーナブルポイズンロッドの粉砕粉
の使用量は、放射性廃棄物中のアルカリ金属、SiO
2 、Al23 等の固化反応の主成分の含有率によって
変化する。
【0012】二以上の成分を含む粉砕粉を使用するとき
は、さらに、混練・混合機等により均一に混合して使用
することが好ましく、前記混練・混合機としては、例え
ば、2重用錐型、V型、水平円筒型、2重円錐型、リボ
ン型、垂直スクリュー型、回分式ミューラ、連続式ミュ
ーラ、複軸ロータ、単軸ロータ、タービン等を挙げるこ
とができる。
【0013】前記固化剤としては、前記バーナブルポイ
ズンの粉砕粉をそのまま全部、あるいは、その一部とS
iO2 等を主成分とするガラス質物質とを任意の方法に
より混合したもの等を使用することができる。この混合
割合は目的に応じて適宜選択することができるが、好ま
しくは、SiO2 については廃棄物を含めて総量の20
容量%以上であり、さらに好ましくは30容量%以上で
ある。これは十分な固化反応を生じさせるためである。
また、混合には、例えば、2重用錐型、V型、水平円筒
型、2重円錐型、リボン型、垂直スクリュー型、回分式
ミューラ、連続式ミューラ、複軸ロータ、単軸ロータ、
タービン等の器具、混合装置を単独あるいは組合わせて
用いることができる。
【0014】前記水熱条件としては、反応系に含まれる
水分の割合は結晶水を含め全体に対し、約10wt%で
あることが好ましく、これは最終固化体の安定な結晶水
量で決定される。水が多量すぎると逆に抽出される物質
が出てくる場合もあり、また少なすぎると十分な固化体
が得られないことがある。反応の温度条件としては、2
00〜350℃が好ましく、さらに好ましくは、300
〜350℃である。
【0015】前記加圧条件としては、10MPa以上が
好ましく、さらに好ましくは、15〜25MPaであ
る。これは圧力が低いと十分な密度の固化体が得られな
いと共に、25MPa以上では密度は飽和するためであ
る。
【0016】前記固化体の形成方法としては、前記放射
能汚染物質と前記固化剤とを上記の反応条件下で、高圧
オートクレーブ、HIP装置等の種々の反応装置・容器
内で反応させることにより得ることができる。また、得
られる固化体の形状には特に制限がなく、目的に応じ任
意の形状で得ることができる。
【0017】
【実施例】次に、本発明にかかる放射能汚染物質の固化
廃棄処理方法の実施例を示す。 (実施例1)バーナブルポイズンとして使用されている
耐熱ガラス管をロールクラッシャで粗粉砕後ボールミル
で粉砕し、200メッシュの節を通過させた粉末(粉径
74μm以下)を用い、Na247 を55重量%、
耐熱ガラス粉を約20重量%、NaPO4 ・12H2
を約2.5重量%、Cu(OH)2 を約21重量%、お
よび、グラファイトを約2.5重量%含有する混合粉を
調製し、これを水熱固化装置に充填し、圧力2.5MP
a、温度350℃の条件で3時間保持して固化反応を行
ない、良好な試料の固体化を得た。
【0018】(実施例2)バーナブルポイズンとして使
用されているB4 C含有アルミナペレットをジョークラ
ッシャで粗粉砕後ボールミルで粉砕し、200メッシュ
の節を追加させた粉末(粒径74μm以下)を用い、ま
ず、該粉末約21重量%に、SiO2 を57重量%、B
24 を4重量%、Na2 Oを1重量%、CuOを5重
量%、および、MgOを12重量%を加え、アルミナケ
イ酸塩ガラスと同じ成分の混合物を調製した。この粉末
約43重量%に、Na247 を35重量%、Cu
(OH)2 を約14重量%、Na3 PO4 ・12H2
を約5重量%、および、グラファイトを3重量%を添加
し、混合粉を調製した。この混合粉を水熱固化装置に充
填し、圧力25MPa、温度350℃の条件で3時間保
持して固化反応を行ない、良好な試料の固体化を得た。
【0019】
【発明の効果】本発明によると、従来は廃棄物としてそ
のまま処理されていたPWR原子炉用バーナブルポイズ
ンロッドを、NaB47 の形で回収されるホウ酸等の
炉内廃棄物の固化処理の固化剤として使用することによ
り、放射性廃棄物の総量を減らすことができるので、廃
棄物の保管場所の確保および保守・管理に費やす労力お
よびコストを低減することができ、また、得られる固化
体が低浸出性で機械的強度が高く、熱に対しても安定で
あるので、より環境に対する安全性を増し、地球環境の
保全という社会的要請にも沿うことができるという効果
を奏する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射能汚染物質と使用済のバーナブルポ
    イズンロッドの粉砕粉を含有する固化剤とを水熱条件下
    で加圧することにより固化体を形成することを特徴とす
    る放射性廃棄物の固化廃棄処理方法。
  2. 【請求項2】 放射能汚染物質と使用済のバーナブルポ
    イズンロッドの粉砕粉を含有する固化剤とを水熱固化装
    置内で、温度200〜350℃、圧力10〜25MPa
    で、少なくとも1時間以上反応させることにより、固化
    体を形成することを特徴とする前記特許請求の範囲第1
    項に記載の放射性廃棄物の固化廃棄処理方法。
JP4568592A 1992-03-03 1992-03-03 放射能汚染物質の固化廃棄処理方法 Pending JPH05249294A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60122397A (ja) * 1983-12-06 1985-06-29 三菱重工業株式会社 放射性廃棄物の減容化処理方法
JPS6178483A (ja) * 1984-09-25 1986-04-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 焼却灰の固化方法
JPS61260198A (ja) * 1985-05-14 1986-11-18 株式会社新来島どっく 無機質系廃棄物の水熱固化処理法

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960514