JPH0738040B2 - 放射性廃棄物処理用原料の製造方法及びその装置 - Google Patents
放射性廃棄物処理用原料の製造方法及びその装置Info
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- JPH0738040B2 JPH0738040B2 JP61260843A JP26084386A JPH0738040B2 JP H0738040 B2 JPH0738040 B2 JP H0738040B2 JP 61260843 A JP61260843 A JP 61260843A JP 26084386 A JP26084386 A JP 26084386A JP H0738040 B2 JPH0738040 B2 JP H0738040B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、放射性廃棄物、特に核廃棄物と合成岩形成成
分との親密な混合物を製造する方法及び装置に関する。
この混合物は、その後、高温、高圧下での焼結処理によ
り、放射性廃棄物を含む合成岩に変えられる。
分との親密な混合物を製造する方法及び装置に関する。
この混合物は、その後、高温、高圧下での焼結処理によ
り、放射性廃棄物を含む合成岩に変えられる。
この種の公知の方法には、例えば本出願人の出願に係る
特開昭57−118200号公報（特願昭56−109533号）に開示
されているように、混合物を最初に準備するのに、廃棄
物（高レベルの放射性核廃棄物の形で）が合成岩形成材
料中に混合された混成のスラリを形成する方法がある。
このスラリは、約750℃の温度で作動する回転炉に供給
され、その回転炉内においてスラリは加熱され、スラリ
中のかなりの量の水分が蒸発され、か焼された混合物は
粒状物となる。この粒状物は、放射性廃棄物と合成岩形
成材料との親密な混合物である。回転炉は最初に合成岩
の鉱物質を形成する。一例として、ある合成岩形成材料
は、最終的な合成岩中に、３つのチタン酸塩（オランダ
イト（hollandite）BaAl2Ti6O16，ジルコノライト（zir
conolite）CaZrTi2O7，ペロブスカイト（perovskite）C
aTiO3）、プラスルチル二酸化チタン（plus rutile tit
anium oxide）TiO2及び微量のチタン金属を生成する。
チタン金属は還元するためのものであり、好ましくは、
粒状として添加され、かつ混合物が容器内に注入される
前に、か焼された粉体と混合される。上記容器は、その
後に熱間で単一軸方向に加圧されるものであり、ベロー
状の側壁を有しているのが好ましい。
特開昭57−118200号公報（特願昭56−109533号）に開示
されているように、混合物を最初に準備するのに、廃棄
物（高レベルの放射性核廃棄物の形で）が合成岩形成材
料中に混合された混成のスラリを形成する方法がある。
このスラリは、約750℃の温度で作動する回転炉に供給
され、その回転炉内においてスラリは加熱され、スラリ
中のかなりの量の水分が蒸発され、か焼された混合物は
粒状物となる。この粒状物は、放射性廃棄物と合成岩形
成材料との親密な混合物である。回転炉は最初に合成岩
の鉱物質を形成する。一例として、ある合成岩形成材料
は、最終的な合成岩中に、３つのチタン酸塩（オランダ
イト（hollandite）BaAl2Ti6O16，ジルコノライト（zir
conolite）CaZrTi2O7，ペロブスカイト（perovskite）C
aTiO3）、プラスルチル二酸化チタン（plus rutile tit
anium oxide）TiO2及び微量のチタン金属を生成する。
チタン金属は還元するためのものであり、好ましくは、
粒状として添加され、かつ混合物が容器内に注入される
前に、か焼された粉体と混合される。上記容器は、その
後に熱間で単一軸方向に加圧されるものであり、ベロー
状の側壁を有しているのが好ましい。
本発明は、材料を最初に混合する湿性のスラリを用いる
場合の固有の欠点を除去する新規でかつ有益な方法を提
供しようとするものである。すなわち、湿性のスラリを
混合することなく、放射性廃棄物と合成岩形成成分との
十分親密な混合物を形成できることがわかったのであ
る。
場合の固有の欠点を除去する新規でかつ有益な方法を提
供しようとするものである。すなわち、湿性のスラリを
混合することなく、放射性廃棄物と合成岩形成成分との
十分親密な混合物を形成できることがわかったのであ
る。
湿性のスラリを混合する場合のいくつかの欠点を、以下
に列記する。
に列記する。
（ａ）混成のスラリを関連装置にポンプで送給できるよ
うにするため、スラリに多量の水を含ませる必要があ
る。したがって、望ましくない副産物として、大量の高
レベル放射能汚染水が発生し、その汚染水を危険性のな
いようにさらに厳重に取扱わなければならない。
うにするため、スラリに多量の水を含ませる必要があ
る。したがって、望ましくない副産物として、大量の高
レベル放射能汚染水が発生し、その汚染水を危険性のな
いようにさらに厳重に取扱わなければならない。
（ｂ）放射線区域すなわちアクティブセル（active cel
l）内において、より大型でより複雑な取扱い装置が必
要である。その結果、アクティブセルのための設備費
が、該セルの大きさに関係なくかなり高価となる。
l）内において、より大型でより複雑な取扱い装置が必
要である。その結果、アクティブセルのための設備費
が、該セルの大きさに関係なくかなり高価となる。
（ｃ）か焼工程が始まる以前に、スラリから水分を蒸気
の形で取除くため、炉のかなりの部分を用いなければな
らないので、回転炉を長くする必要がある。この点に関
しても、設備費が大となる不利は避けられない。
の形で取除くため、炉のかなりの部分を用いなければな
らないので、回転炉を長くする必要がある。この点に関
しても、設備費が大となる不利は避けられない。
（ｄ）回転炉から発生するかなり大量のガスを取扱うの
に、比較的高価な排ガス処理装置が必要である。
に、比較的高価な排ガス処理装置が必要である。
全般的に言うと、本発明は、上述したスラリ処理におけ
る欠点を、少なくとも、部分的に除去することを目的と
するとともに、容器に入れて熱間加圧するための粒子状
材料を製造する簡単な方法を提供しようとするものであ
る。本発明を、熱間で単一軸方向に加圧するための粒状
物の製造に適用することは非常に重要なことであるが、
本発明は、このような適用のみに制限されるものではな
く、例えば加熱するが加圧しないで処理するような熱間
等圧平行処理その他の処理方法により、放射性廃棄物を
含む合成岩を形成するための材料を製造するのにも等し
く適用することができる。
る欠点を、少なくとも、部分的に除去することを目的と
するとともに、容器に入れて熱間加圧するための粒子状
材料を製造する簡単な方法を提供しようとするものであ
る。本発明を、熱間で単一軸方向に加圧するための粒状
物の製造に適用することは非常に重要なことであるが、
本発明は、このような適用のみに制限されるものではな
く、例えば加熱するが加圧しないで処理するような熱間
等圧平行処理その他の処理方法により、放射性廃棄物を
含む合成岩を形成するための材料を製造するのにも等し
く適用することができる。
本発明の一つの目的は、原料を熱間加圧処理することに
より、放射性廃棄物が分配されかつ不動化された合成岩
を形成する方法に用いられる前記原料として最適な材料
を供給する方法であって、合成岩形成成分を乾燥した粒
子状としてミキサに供給する工程と、放射性廃棄物を液
状としてミキサ内の粒状物中に供給する工程とミキサを
作動させて、放射性廃棄物を合成岩形成成分中にほぼ均
一に分配させる工程と、ミキサから排出された粒状物を
か焼して合成岩形成成分とその中に分配された放射性廃
棄物とを含む粉体状の原料を生成する工程とを包含する
放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための前処理方法
を提供することにある。この明細書においては、放射性
廃棄物（例えば原子炉の使用済み燃料棒からの高レベル
放射性核廃棄物）は、液状体で添加されるものとしてあ
る。「液体」の表現は、溶液だけでなく、懸濁液のよう
な液状の担体内における他の混合物をも含む意味であ
る。
より、放射性廃棄物が分配されかつ不動化された合成岩
を形成する方法に用いられる前記原料として最適な材料
を供給する方法であって、合成岩形成成分を乾燥した粒
子状としてミキサに供給する工程と、放射性廃棄物を液
状としてミキサ内の粒状物中に供給する工程とミキサを
作動させて、放射性廃棄物を合成岩形成成分中にほぼ均
一に分配させる工程と、ミキサから排出された粒状物を
か焼して合成岩形成成分とその中に分配された放射性廃
棄物とを含む粉体状の原料を生成する工程とを包含する
放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための前処理方法
を提供することにある。この明細書においては、放射性
廃棄物（例えば原子炉の使用済み燃料棒からの高レベル
放射性核廃棄物）は、液状体で添加されるものとしてあ
る。「液体」の表現は、溶液だけでなく、懸濁液のよう
な液状の担体内における他の混合物をも含む意味であ
る。
本発明のその他の幾多の特徴は、以下に説明する本発明
のいくつかの実施例中に含まれている。しかし、本発明
は、全般的に言うと、アクティブセル外での何らかの便
利な方法で提供されたすでに乾燥された粒子状となって
いる合成岩形成成分を使用することができ、これによっ
て、高価なアクティブセルのスペースを減少し、遠隔マ
ニピュレータによって行なわなければならない作業量を
減少し、かつ合成岩形成成分を経済的に製造することが
できる。合成岩形成成分は、容易に注ぐことができるよ
うな形態としておくことが好ましい。また、合成岩中に
放射性廃棄物が非常に均質で且つ親密に分散されるとと
もに、さらにアクティブセル内におけるスペース上の要
求や排ガス上の要求が減少することがわかった。
のいくつかの実施例中に含まれている。しかし、本発明
は、全般的に言うと、アクティブセル外での何らかの便
利な方法で提供されたすでに乾燥された粒子状となって
いる合成岩形成成分を使用することができ、これによっ
て、高価なアクティブセルのスペースを減少し、遠隔マ
ニピュレータによって行なわなければならない作業量を
減少し、かつ合成岩形成成分を経済的に製造することが
できる。合成岩形成成分は、容易に注ぐことができるよ
うな形態としておくことが好ましい。また、合成岩中に
放射性廃棄物が非常に均質で且つ親密に分散されるとと
もに、さらにアクティブセル内におけるスペース上の要
求や排ガス上の要求が減少することがわかった。
本発明の一実施例においては、ミキサは、材料を入口か
ら出口まで進行させる長いミキサであり、放射性廃棄物
は、そのミキサの進行路に沿って累進的に導入され、ま
たミキサは、進行路に沿って、粒状物を比較的乾燥状態
に維持するヒータを備えており、さらに、放射性廃棄物
と合成岩形成成分との混合物から水分蒸気、その他の蒸
気成分及び浮遊する粒子を捕集しかつ処理する排ガス装
置を備えている。
ら出口まで進行させる長いミキサであり、放射性廃棄物
は、そのミキサの進行路に沿って累進的に導入され、ま
たミキサは、進行路に沿って、粒状物を比較的乾燥状態
に維持するヒータを備えており、さらに、放射性廃棄物
と合成岩形成成分との混合物から水分蒸気、その他の蒸
気成分及び浮遊する粒子を捕集しかつ処理する排ガス装
置を備えている。
ミキサの形態は、ほぼ水平を向く混合路を有するスクリ
ューコンベヤミキサと回転翼ミキサとを含むグループの
中から選択するのが好ましい。
ューコンベヤミキサと回転翼ミキサとを含むグループの
中から選択するのが好ましい。
ミキサ内での加熱は、誘導加熱、熱ガス、油又は極超短
波加熱により行なうことができる。
波加熱により行なうことができる。
か焼工程は、ミキサの下流側のか焼室において、ミキサ
内の温度より高温で行なうのが好ましい。例えば、ミキ
サ内の温度を約300℃とした場合、か焼段階での温度は
約750℃とするのがよい。
内の温度より高温で行なうのが好ましい。例えば、ミキ
サ内の温度を約300℃とした場合、か焼段階での温度は
約750℃とするのがよい。
か焼工程は回転炉で行なうか、又はスクリューコンベ
ヤ、回転翼コンベヤ（これらはミキサ部分の延長部とす
るのがよい）、下方を向き、かつ受けホッパに連なる多
数の平行管装置及び下方を向き、かつ内部で加熱が行な
われる１個又はわずかの個数の比較的大径のチューブよ
りなる管装置よりなるグループの中から選んだ装置にお
いて行なうのがよい。
ヤ、回転翼コンベヤ（これらはミキサ部分の延長部とす
るのがよい）、下方を向き、かつ受けホッパに連なる多
数の平行管装置及び下方を向き、かつ内部で加熱が行な
われる１個又はわずかの個数の比較的大径のチューブよ
りなる管装置よりなるグループの中から選んだ装置にお
いて行なうのがよい。
か焼された粒状物は、か焼工程から受け取って、スクリ
ューコンベヤにより、熱間加圧作業用の容器に収容させ
る工程に搬送するのが好ましい。粒状物は頂部が開口し
た容器に注入しなければならないので、また注入作業は
アクティブセル内においてマニュピレータによって行な
わなければならないことを考慮すれば、粒状物の形態
を、非常に確実に注入し得るようなものとしておくこと
が非常に望ましい。本発明の実施例によると、この目的
に沿った都合のよい形態の粒状物を製造することができ
る。
ューコンベヤにより、熱間加圧作業用の容器に収容させ
る工程に搬送するのが好ましい。粒状物は頂部が開口し
た容器に注入しなければならないので、また注入作業は
アクティブセル内においてマニュピレータによって行な
わなければならないことを考慮すれば、粒状物の形態
を、非常に確実に注入し得るようなものとしておくこと
が非常に望ましい。本発明の実施例によると、この目的
に沿った都合のよい形態の粒状物を製造することができ
る。
か焼工程において、加熱は、例えば抵抗加熱、誘導加
熱、熱ガス加熱又は極超短波加熱等の適宜の手段によっ
て行なうことができる。特に、比較的大径の下向きの円
筒か焼炉を用いる場合には、極超短波加熱が、材料全体
にほぼ均一なか焼温度を与える効果的な手段である。ま
た、比較的大径の円筒構造が用いられるのであるから、
粒状物の流れを、装置が確実に作動するように維持する
のに有利である。
熱、熱ガス加熱又は極超短波加熱等の適宜の手段によっ
て行なうことができる。特に、比較的大径の下向きの円
筒か焼炉を用いる場合には、極超短波加熱が、材料全体
にほぼ均一なか焼温度を与える効果的な手段である。ま
た、比較的大径の円筒構造が用いられるのであるから、
粒状物の流れを、装置が確実に作動するように維持する
のに有利である。
アクティブセルの外で合成岩形成成分を製造する準備段
階に関しては、幾多の実施例がある。本発明の他の特徴
に関連する有利な実施例として、次のようなものがあ
る。
階に関しては、幾多の実施例がある。本発明の他の特徴
に関連する有利な実施例として、次のようなものがあ
る。
（ａ）合成岩形成成分を最初に水成のスラリとして形成
し、これを水抜きして、固体粒子の湿性ケーキとし、次
いで、これを比較的低温（例えば130℃）で乾燥させ
て、乾燥した粉体とする。この粉体を、必要に応じて、
混合装置に供給するのに適するように流動可能な形態に
調整する。
し、これを水抜きして、固体粒子の湿性ケーキとし、次
いで、これを比較的低温（例えば130℃）で乾燥させ
て、乾燥した粉体とする。この粉体を、必要に応じて、
混合装置に供給するのに適するように流動可能な形態に
調整する。
（ｂ）上記（ａ）の方法によって製造された粉体を予圧
縮して粒状体とし、次いでこれを例えば約300℃の低温
で予焼結させて、粒体の機械的強度を向上させ、次いで
これをミキサに原料として供給する。この原料は容易に
流動することができる形態であるとともに、比較的容易
にかつ経済的製造することができる。
縮して粒状体とし、次いでこれを例えば約300℃の低温
で予焼結させて、粒体の機械的強度を向上させ、次いで
これをミキサに原料として供給する。この原料は容易に
流動することができる形態であるとともに、比較的容易
にかつ経済的製造することができる。
（ｃ）上記（ｂ）の工程をさらに変形し、粒体を球体化
して、その流動性をさらに増強する。
して、その流動性をさらに増強する。
（ｄ）合成岩形成成分のスラリを吹きつけ乾燥して、細
かな粒子に形成し、次いでこれを例えば約300℃の低温
で予焼結させて、ミキサ用の粉状原料とする。
かな粒子に形成し、次いでこれを例えば約300℃の低温
で予焼結させて、ミキサ用の粉状原料とする。
（ｅ）予焼結に続くゾル‐ゲル処理により、より注ぎや
すい粉体を形成することができる。
すい粉体を形成することができる。
ここに提供する本発明のさらに重要な追加的な特徴は、
か焼工程時に、放射性廃棄物と合成岩形成成分との混合
物に接触するガスの制御に関係している。この発明の特
徴は、ここに説明した本発明の乾燥及び混合工程の実施
例と組合せることができるが、本出願人の出願に係る特
公昭57−118200号公報（特願昭56−109533号）に開示さ
れている回転炉に混同したスラリを供給する工程の改良
としても適用することができる。特に、ガス雰囲気の制
御は、か焼工程時に材料を通過する非爆発性の還元ガス
を維持することに関する。か焼工程時に、か焼工程段階
の高温部分において、放射性廃棄物中の硝酸塩が分解し
て、合成岩構造内において逆作用を生じるに十分な亜酸
化窒素ガス（笑気ガス）を発生することが考えられる。
か焼工程時に、放射性廃棄物と合成岩形成成分との混合
物に接触するガスの制御に関係している。この発明の特
徴は、ここに説明した本発明の乾燥及び混合工程の実施
例と組合せることができるが、本出願人の出願に係る特
公昭57−118200号公報（特願昭56−109533号）に開示さ
れている回転炉に混同したスラリを供給する工程の改良
としても適用することができる。特に、ガス雰囲気の制
御は、か焼工程時に材料を通過する非爆発性の還元ガス
を維持することに関する。か焼工程時に、か焼工程段階
の高温部分において、放射性廃棄物中の硝酸塩が分解し
て、合成岩構造内において逆作用を生じるに十分な亜酸
化窒素ガス（笑気ガス）を発生することが考えられる。
この発明の観点は、好ましくはほぼ純粋な水素を含むガ
スを供給することによって達成される。このガスは、純
粋な水素とするのが好ましいが、窒素のような不活性ガ
スと水素との混合物とすることができる。この場合、用
いられる混合物が爆発性とならないようにするために、
少なくとも80％の水素を含むようにしなければならな
い。
スを供給することによって達成される。このガスは、純
粋な水素とするのが好ましいが、窒素のような不活性ガ
スと水素との混合物とすることができる。この場合、用
いられる混合物が爆発性とならないようにするために、
少なくとも80％の水素を含むようにしなければならな
い。
このガスは、か焼炉及びミキサを連続して通過し、そこ
から発生するあらゆる放射性ガスを含む排ガスを除去す
る。このガスは、次いでフィルタ装置を通して処理さ
れ、あらゆる放射性成分が除去される。
から発生するあらゆる放射性ガスを含む排ガスを除去す
る。このガスは、次いでフィルタ装置を通して処理さ
れ、あらゆる放射性成分が除去される。
純粋な水素を用いる一つの利点は、か焼炉内に滞在する
時間を減少させることができる（約60分から10分）こと
である。これによって、か焼炉の長さを減小することが
できる。その他の利点は、か焼炉内に酸素の部分圧を低
圧に維持し、かつ乾燥及びか焼時におけるルテニウムの
揮発を最小に押さえ、もって合成岩の質を向上し、かつ
排ガス装置の汚染を少なくすることができるという点に
ある。
時間を減少させることができる（約60分から10分）こと
である。これによって、か焼炉の長さを減小することが
できる。その他の利点は、か焼炉内に酸素の部分圧を低
圧に維持し、かつ乾燥及びか焼時におけるルテニウムの
揮発を最小に押さえ、もって合成岩の質を向上し、かつ
排ガス装置の汚染を少なくすることができるという点に
ある。
本発明の第２の目的は、上述した方法の各実施例の工程
を実施するのに使用される各手段を有する装置を提供す
ることにあり、また本発明の第３の目的は、上記の方法
及び装置により製造された粒状物を提供することにあ
る。
を実施するのに使用される各手段を有する装置を提供す
ることにあり、また本発明の第３の目的は、上記の方法
及び装置により製造された粒状物を提供することにあ
る。
以下、本発明の一実施例を、添付図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
各図面は、高レベルの放射性廃棄物、例えば原子炉から
の核廃棄物を、合成岩内に不動化する方法に使用する装
置を示す。第１図は、水平な第１のスクリューコンベヤ
１と垂直下向きの第２スクリューコンベヤ２とを有する
装置を示す。第１のスクリューコンベヤ１は、ホッパ10
より投入された高レベルの放射性廃棄物と合成岩形成成
分とを混合し、かつか焼するとともに、その生成物を第
２のスクリューコンベヤ２に供給するためのもので、ま
た第２のスクリューコンベヤ２は、入口12より供給され
たわずかの割合のチタンの粉体をさらに混合して、その
結果物である混合物を、受けホッパ13に排出するための
ものである。以下に詳述するように、次の段階で、粉体
は高温高圧にさらされ、内部に高レベルの放射性廃棄物
が不動化された合成岩を形成する。
の核廃棄物を、合成岩内に不動化する方法に使用する装
置を示す。第１図は、水平な第１のスクリューコンベヤ
１と垂直下向きの第２スクリューコンベヤ２とを有する
装置を示す。第１のスクリューコンベヤ１は、ホッパ10
より投入された高レベルの放射性廃棄物と合成岩形成成
分とを混合し、かつか焼するとともに、その生成物を第
２のスクリューコンベヤ２に供給するためのもので、ま
た第２のスクリューコンベヤ２は、入口12より供給され
たわずかの割合のチタンの粉体をさらに混合して、その
結果物である混合物を、受けホッパ13に排出するための
ものである。以下に詳述するように、次の段階で、粉体
は高温高圧にさらされ、内部に高レベルの放射性廃棄物
が不動化された合成岩を形成する。
第１のスクリューコンベヤ１の入口側端部には第１のモ
ータ３が配設され、このモータ３は、コンベヤのハウジ
ングと協働して混合及び搬送作用をする長いスクリュー
軸４を駆動する。また、同様に、第２のスクリューコン
ベヤ２の頂部には、第２のモータ５が配設され、このモ
ータ５は、材料を第２のスクリューコンベヤ２の頂部か
ら受けホッパ13まで搬送する第２のスクリュー軸６を駆
動する。
ータ３が配設され、このモータ３は、コンベヤのハウジ
ングと協働して混合及び搬送作用をする長いスクリュー
軸４を駆動する。また、同様に、第２のスクリューコン
ベヤ２の頂部には、第２のモータ５が配設され、このモ
ータ５は、材料を第２のスクリューコンベヤ２の頂部か
ら受けホッパ13まで搬送する第２のスクリュー軸６を駆
動する。
第１のスクリューコンベヤ１のほぼ真中の位置には、ガ
ス出口７が設けられており、第１のスクリューコンベヤ
１の下流側端部に設けられたガス入口８より導入されて
逆流する水素及び窒素（又はより好ましくは純粋な水
素）よりなる浄化ガス流とともに、スクリューコンベヤ
１内において発生したガスがこのガス出口７より除去さ
れるようになっている。ほぼ純粋な水素は非爆発性であ
るとともに、か焼工程時に材料の粒子を還元させるとい
う有利な効果を有しているので、浄化ガスとして好まし
い。
ス出口７が設けられており、第１のスクリューコンベヤ
１の下流側端部に設けられたガス入口８より導入されて
逆流する水素及び窒素（又はより好ましくは純粋な水
素）よりなる浄化ガス流とともに、スクリューコンベヤ
１内において発生したガスがこのガス出口７より除去さ
れるようになっている。ほぼ純粋な水素は非爆発性であ
るとともに、か焼工程時に材料の粒子を還元させるとい
う有利な効果を有しているので、浄化ガスとして好まし
い。
純粋な、又はほぼ純粋な水素を用いることにより、か焼
領域として短いスクリューコンベヤを用いることが可能
となる。
領域として短いスクリューコンベヤを用いることが可能
となる。
第１のスクリューコンベヤ１の全長にわたって、加熱手
段９（例えば誘導コイル）が設けられている。この加熱
手段９は２つの機能を有している。第１の機能は、合成
岩形成成分及び放射性廃棄物を構成する供給された粉体
中に存在するあらゆる水分を蒸発させることである。こ
の粒状物は通常最初は湿気を含んでいる。第２の機能
は、特にスクリューコンベヤ１の下流端に向かって粉体
をか焼し、排出された粉体内に乾燥した粒子構造が存在
するようにすることである。なお、か焼時に、合成岩形
成成分中に鉱物相の形成が始まる。
段９（例えば誘導コイル）が設けられている。この加熱
手段９は２つの機能を有している。第１の機能は、合成
岩形成成分及び放射性廃棄物を構成する供給された粉体
中に存在するあらゆる水分を蒸発させることである。こ
の粒状物は通常最初は湿気を含んでいる。第２の機能
は、特にスクリューコンベヤ１の下流端に向かって粉体
をか焼し、排出された粉体内に乾燥した粒子構造が存在
するようにすることである。なお、か焼時に、合成岩形
成成分中に鉱物相の形成が始まる。
図中、スクリューコンベヤ１のか焼領域11は、下流端寄
りに示してある。
りに示してある。
第２のスクリューコンベヤ２に排出された粒状物は、徐
々に下方に向けて移動させられ、かつ入口12より追加さ
れたチタンの粉体と親密に混合される。
々に下方に向けて移動させられ、かつ入口12より追加さ
れたチタンの粉体と親密に混合される。
受けホッパ13に受けられた粒状物は、熱間プレス作業に
供給するのに用いられる。この熱間プレス作業は、この
実施例においては、ベロー状の円筒壁を有する金属性の
容器14を用いる本出願人の上述した従来の特許出願の明
細書に開示されているのと概ね同様である。第１図に示
すように、各容器14は、受けホッパ13よりの混合物で満
たされ、かつコンベヤ16により、受けホッパ13の下か
ら、一連のステーションA,B及びＣを通り、各ステーシ
ョンにおいて、容器は、順次、蓋を受け取り、溶接によ
り閉塞され、汚染浄化され、かつ計量される。次いでマ
ニュピレータ15が各容器14を順次前段圧縮プレス17に搬
送し、ここで容器14は部分的に一軸方向に圧縮される。
次いで、部分的に圧縮された各容器17は、熱間一軸プレ
ス装置18に送られ、ここで、ベロー型の容器14は、約12
00℃に加熱され、かつ14〜21MPaの圧力で、一軸方向に
プレスされ、容器14内において、高レベルの放射性廃棄
物が不動化された合成岩を形成する。このプレス装置18
は、誘導加熱コイル18a、金属感応スリーブ18b、覆い18
c、上部固定受面18d、及び液圧ラム18eを有している。
供給するのに用いられる。この熱間プレス作業は、この
実施例においては、ベロー状の円筒壁を有する金属性の
容器14を用いる本出願人の上述した従来の特許出願の明
細書に開示されているのと概ね同様である。第１図に示
すように、各容器14は、受けホッパ13よりの混合物で満
たされ、かつコンベヤ16により、受けホッパ13の下か
ら、一連のステーションA,B及びＣを通り、各ステーシ
ョンにおいて、容器は、順次、蓋を受け取り、溶接によ
り閉塞され、汚染浄化され、かつ計量される。次いでマ
ニュピレータ15が各容器14を順次前段圧縮プレス17に搬
送し、ここで容器14は部分的に一軸方向に圧縮される。
次いで、部分的に圧縮された各容器17は、熱間一軸プレ
ス装置18に送られ、ここで、ベロー型の容器14は、約12
00℃に加熱され、かつ14〜21MPaの圧力で、一軸方向に
プレスされ、容器14内において、高レベルの放射性廃棄
物が不動化された合成岩を形成する。このプレス装置18
は、誘導加熱コイル18a、金属感応スリーブ18b、覆い18
c、上部固定受面18d、及び液圧ラム18eを有している。
第２図は、容器への充填装置の上流側部分のみの変形例
を示す。第１図に示す部材に対応する部材には類似の符
号を付して説明を省略し、相違点のみについて説明す
る。
を示す。第１図に示す部材に対応する部材には類似の符
号を付して説明を省略し、相違点のみについて説明す
る。
第２図を参照して説明すると、第１図の２つの室よりな
る装置は、３つの室よりなる装置に変形してあり、その
うちか焼領域11′は垂直方向を向く平行な管状のか焼室
20よりなっている。第１のスクリューコンベヤ１′に設
けられた加熱手段９は、単に供給材料を乾燥させる効果
を有しているのみであり、スクリューコンベヤ１′の下
流端領域４′は供給材料を一連の孔21に分配し、各孔21
は供給材料を垂直管22に分配する。垂直管22は、互いに
離れて配設され、かつそれぞれが耐火性材料24内に埋設
された加熱コイル23によって取り巻かれている。
る装置は、３つの室よりなる装置に変形してあり、その
うちか焼領域11′は垂直方向を向く平行な管状のか焼室
20よりなっている。第１のスクリューコンベヤ１′に設
けられた加熱手段９は、単に供給材料を乾燥させる効果
を有しているのみであり、スクリューコンベヤ１′の下
流端領域４′は供給材料を一連の孔21に分配し、各孔21
は供給材料を垂直管22に分配する。垂直管22は、互いに
離れて配設され、かつそれぞれが耐火性材料24内に埋設
された加熱コイル23によって取り巻かれている。
か焼された粉体は、か焼領域11′を通って、排出ホッパ
25に排出される。排出ホッパ25の下流側スロート部に
は、浄化ガス入口８′が設けられている。浄化ガスは、
か焼領域11′を上方に向けて通過しスクリューコンベヤ
１′の下流端に至る。
25に排出される。排出ホッパ25の下流側スロート部に
は、浄化ガス入口８′が設けられている。浄化ガスは、
か焼領域11′を上方に向けて通過しスクリューコンベヤ
１′の下流端に至る。
第２図において、第２のスクリューコンベヤ２′は、第
１図に示すもののように垂直ではなく、水平なものと
し、チタンの粉体用の入口12′と、混合した粉体を排出
するための下向きの排出口13′とを有している。
１図に示すもののように垂直ではなく、水平なものと
し、チタンの粉体用の入口12′と、混合した粉体を排出
するための下向きの排出口13′とを有している。
第２図の実施例においては、入口マニホルド25の形状
を、狭い頸部で第１のスクリューコンベヤ１に接続さ
れ、かつそこから垂直管22の集合体の幅に相当する幅ま
で外側に向かって拡開するような形状に変更することが
できる。
を、狭い頸部で第１のスクリューコンベヤ１に接続さ
れ、かつそこから垂直管22の集合体の幅に相当する幅ま
で外側に向かって拡開するような形状に変更することが
できる。
第３図は、スクリューコンベヤの代わりに、回転翼（パ
ドル）型コンベヤ40を用いたさらに別の実施例を略示し
ている。このコンベヤ40は、中心軸40aと、コンベヤ40
内において粉体を混合したり前進させたりするために軸
方向に適宜の間隔を隔てた回転翼40bと、円筒形のハウ
ジング40cとを有している。ハウジング40cは、その上流
側端部に、粒状又はゾル‐ゲル処理工程から抽出された
形の合成岩形成成分を受けるための入口ホッパ41を有し
ている。この材料は徐々に下流側に搬送され、一連の間
隔を隔てた入口42より液状として流入させられた高レベ
ルの放射性廃棄物と徐々に混合させられる。ここで親密
な混合物が形成され、かつヒータ43の作用で、高レベル
の放射性廃棄物中の水分が蒸発させられるとともに、低
圧ガスフィルタ装置に接続されたガス出口44より排出さ
れる。
ドル）型コンベヤ40を用いたさらに別の実施例を略示し
ている。このコンベヤ40は、中心軸40aと、コンベヤ40
内において粉体を混合したり前進させたりするために軸
方向に適宜の間隔を隔てた回転翼40bと、円筒形のハウ
ジング40cとを有している。ハウジング40cは、その上流
側端部に、粒状又はゾル‐ゲル処理工程から抽出された
形の合成岩形成成分を受けるための入口ホッパ41を有し
ている。この材料は徐々に下流側に搬送され、一連の間
隔を隔てた入口42より液状として流入させられた高レベ
ルの放射性廃棄物と徐々に混合させられる。ここで親密
な混合物が形成され、かつヒータ43の作用で、高レベル
の放射性廃棄物中の水分が蒸発させられるとともに、低
圧ガスフィルタ装置に接続されたガス出口44より排出さ
れる。
高レベルの放射性廃棄物と合成岩形成成分との乾燥させ
られた親密な混合物は、回転炉45に排出され、ここでか
焼され、その生成物はホッパ46に排出される。還元ガス
流は、入口47から流入して、回転炉45を通り、出口44か
ら排出される。
られた親密な混合物は、回転炉45に排出され、ここでか
焼され、その生成物はホッパ46に排出される。還元ガス
流は、入口47から流入して、回転炉45を通り、出口44か
ら排出される。
さらに別の実施例を第４図に示してある。この実施例
は、回転炉45を単一の幅の広い縦型円筒炉50と置き換え
たことを除いては、第３図示のものと同一である。円筒
炉50は、生成物が炉内を通るコラム内に下降する際に、
生成物をか焼する各極超短波エネルギガイド52に接続さ
れた適切な窓51を有している。円筒炉50の底部には、浄
化ガス（純粋な水素又はほぼ３％の水素と窒素との混合
物よりなる）用の入口53が設けられている。第４図にお
いて、粒子状の生成物を受けホッパ55に排出するための
水平なスクリューコンベヤ554が設けられている。ベロ
ー状の容器は受けホッパ55から生成物を受取り、次の工
程に備える。コンベヤ54は好適には第２図に示す入口1
2′に対応するチタン金属粉のための供給ホッパを有す
る。上述の各実施例においては、高レベルの放射性廃棄
物（通常懸濁液又は溶液として供給される）と、合成岩
形成成分とを親密に混合し得る利点があるとともに、そ
の混合物を乾燥した状態で経済的にかつ便利に取扱うこ
とができ、さらに合成岩形成成分を、粒子状またはゾル
‐ゲル処理工程から抽出した形態で、非常に均一に分散
させることができる利点がある。また、乾燥工程に関し
ては、最初はほとんど水分が含まれておらず、しかもか
焼工程に先だって、すべての水分を急速に蒸発させる必
要があるので、わずかの放射性廃棄物の分だけ蒸発させ
ればよいということは非常に有利である。したがって、
この乾燥工程によると、排ガスのフィルタ装置の簡略化
及び設置スペースの減少を図ることができる。最も重要
なことは、比較的単純な方法及び装置とすることがで
き、しかもアクティブセルを連続して長期間使用できる
ことである。
は、回転炉45を単一の幅の広い縦型円筒炉50と置き換え
たことを除いては、第３図示のものと同一である。円筒
炉50は、生成物が炉内を通るコラム内に下降する際に、
生成物をか焼する各極超短波エネルギガイド52に接続さ
れた適切な窓51を有している。円筒炉50の底部には、浄
化ガス（純粋な水素又はほぼ３％の水素と窒素との混合
物よりなる）用の入口53が設けられている。第４図にお
いて、粒子状の生成物を受けホッパ55に排出するための
水平なスクリューコンベヤ554が設けられている。ベロ
ー状の容器は受けホッパ55から生成物を受取り、次の工
程に備える。コンベヤ54は好適には第２図に示す入口1
2′に対応するチタン金属粉のための供給ホッパを有す
る。上述の各実施例においては、高レベルの放射性廃棄
物（通常懸濁液又は溶液として供給される）と、合成岩
形成成分とを親密に混合し得る利点があるとともに、そ
の混合物を乾燥した状態で経済的にかつ便利に取扱うこ
とができ、さらに合成岩形成成分を、粒子状またはゾル
‐ゲル処理工程から抽出した形態で、非常に均一に分散
させることができる利点がある。また、乾燥工程に関し
ては、最初はほとんど水分が含まれておらず、しかもか
焼工程に先だって、すべての水分を急速に蒸発させる必
要があるので、わずかの放射性廃棄物の分だけ蒸発させ
ればよいということは非常に有利である。したがって、
この乾燥工程によると、排ガスのフィルタ装置の簡略化
及び設置スペースの減少を図ることができる。最も重要
なことは、比較的単純な方法及び装置とすることがで
き、しかもアクティブセルを連続して長期間使用できる
ことである。
第１図は、本発明の方法を実施するための装置の第１実
施例を示す概略断面図、第２図は、同じく第２実施例を
示す概略断面図、第３図は、同じく第３実施例を示す概
略断面図、第４図は、同じく第４実施例を示す概略断面
図である。 1,1′,2、２′……スクリューコンベヤ、3,5……モー
タ、4,6……スクリュー軸、７……ガス出口、8,8′……
ガス入口、９……加熱手段、10……ホッパ、11,11′…
…か焼領域、12,12′……入口、13……受けホッパ、1
3′……排出口、14……容器、15……マニュピレータ、1
6……コンベヤ、17……前段圧縮プレス、18……プレス
装置、20……か焼室、22……垂直管、23……加熱コイ
ル、25……排出ホッパ、30……入口マニホルド、40……
回転翼型コンベヤ、41……入口ホッパ、42……入口、43
……ヒータ、44……ガス入口、45……回転炉、46……ホ
ッパ、47……入口、50……円筒炉、51……窓、52……極
超短波エネルギガイド、53……入口、54……スクリュー
コンベヤ、55……受けホッパ。
施例を示す概略断面図、第２図は、同じく第２実施例を
示す概略断面図、第３図は、同じく第３実施例を示す概
略断面図、第４図は、同じく第４実施例を示す概略断面
図である。 1,1′,2、２′……スクリューコンベヤ、3,5……モー
タ、4,6……スクリュー軸、７……ガス出口、8,8′……
ガス入口、９……加熱手段、10……ホッパ、11,11′…
…か焼領域、12,12′……入口、13……受けホッパ、1
3′……排出口、14……容器、15……マニュピレータ、1
6……コンベヤ、17……前段圧縮プレス、18……プレス
装置、20……か焼室、22……垂直管、23……加熱コイ
ル、25……排出ホッパ、30……入口マニホルド、40……
回転翼型コンベヤ、41……入口ホッパ、42……入口、43
……ヒータ、44……ガス入口、45……回転炉、46……ホ
ッパ、47……入口、50……円筒炉、51……窓、52……極
超短波エネルギガイド、53……入口、54……スクリュー
コンベヤ、55……受けホッパ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリク・ジョン・ラーム オーストラリア国ニューサウスウェールズ 2229 リリーピリー市イマーナストリー ト10 (72)発明者 ウィルヘルムス・ジョセフ・バイクス オーストラリア国ニューサウスウェールズ 2223 エンガディーン市ニューランドプ レース12 (72)発明者 アルフレッド・エドワード・リングウッド オーストラリア国エーシーティー2603 レ ッドヒル市バンクーバーストリート３ (56)参考文献 特開 昭57−118200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−82499（ＪＰ，Ａ)
Claims (20)
- 【請求項１】原料を熱間加圧処理することにより、放射
性廃棄物が分配されかつ不動化された合成岩を形成する
方法に用いられる前記原料として最適な材料を供給する
方法であって、 入口から出口までの間の混合領域に沿って粒状物を前進
させる連続したミキサに乾燥した粒子状の合成岩形成成
分を供給する行程と、 液状の放射性廃棄物を前記ミキサの混合領域に沿って間
隔を隔てた複数の位置から合成岩形成成分中に供給する
工程と、 ミキサを作動させて放射性廃棄物を合成岩形成成分中に
ほぼ均一に分配させると同時に、合成岩形成成分と放射
性廃棄物を加熱して前記混合領域に沿って粒状物をほぼ
乾燥状態に維持する工程と、 前記ほぼ乾燥状態の粒状物をか焼して、合成岩形成成分
とその中に分配された放射性廃棄物とを含む粉体状の原
料を生成する工程と、 を包含することを特徴とする、放射性廃棄物を含む合成
岩を形成するための原料の製造方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、放射性廃棄物と合成岩形成成分との混合物中からの
水分蒸気、他の蒸気成分及び浮遊する粒状物を捕集及び
処理するように作動する排ガス処理装置を設けた、放射
性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製造方
法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、使用されるミキサが、ほぼ水平方向を向く混合領域
を有するスクリューコンベヤミキサと回転翼ミキサとを
含むグループの中から選択される、放射性廃棄物を含む
合成岩を形成するための原料の製造方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、か焼を、ミキサの下流側のか焼工程において、前記
ミキサ内の温度より高い温度で行なう、放射性廃棄物を
含む合成岩を形成するための原料の製造方法。 - 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の方法におい
て、ミキサ内温度が約300℃で、かつか焼工程時の温度
が約750℃である、放射性廃棄物を含む合成岩を形成す
るための原料の製造方法。 - 【請求項６】特許請求の範囲第４項記載の方法におい
て、か焼工程を、混合工程を行なう装置と別体でかつそ
れより下流側の回転炉内において行なう、放射性廃棄物
を含む合成岩を形成するための原料の製造方法。 - 【請求項７】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、か焼工程を、粒状物を前進させる回転手段を有する
ほぼ水平のコンベヤの下流領域で行ない、かつその上流
領域では混合工程を行なう、放射性廃棄物を含む合成岩
を形成するための原料の製造方法。 - 【請求項８】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、か焼工程を、ほぼ垂直下向きのダクトを有する円筒
炉内において行なう、放射性廃棄物を含む合成岩を形成
するための前処理方法。 - 【請求項９】特許請求の範囲第８項記載の方法におい
て、か焼工程を、極超短波加熱手段を用いて行なう、放
射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製造方
法。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、合成岩形成成分を形成する前工程として、水性スラ
リを水抜きして、固体粒子の湿性ケーキを形成し、前記
湿性ケーキをその後の処理温度に比して比較的低い温度
で乾燥し、かつ流動可能な粉体として扱う工程を含む、
放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製造
方法。 - 【請求項１１】特許請求の範囲第10項記載の方法におい
て、前記湿性ケーキを予圧縮して、粒状化した合成岩形
成成分を形成し、かつ約300℃の温度で予焼結させて、
粒子の機械的強度を向上し、もって流動可能な生成物を
製造する工程を含む、放射性廃棄物を含む合成岩を形成
するための原料の製造方法。 - 【請求項１２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、合成岩形成成分をスラリとして形成し、前記スラリ
を吹きつけ乾燥させて、細かい粒子を形成し、かつこの
細かい粒子を約300℃の温度で予焼結させ、前記ミキサ
に供給するための粉体状の材料とする前工程を含む、放
射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製造方
法。 - 【請求項１３】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、合成岩形成成分をゾルーゲル処理工程内において形
成し、ついでその材料を約300℃の温度で焼結させ、流
動可能な粉体を生成する前工程を含む、放射性廃棄物を
含む合成岩を形成するための原料の製造方法。 - 【請求項１４】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
て、か焼工程において非爆発性の還元ガス雰囲気を維持
し、かつそのガスを排ガス装置とガス処理装置とに循環
させて、排ガス中からあらゆる放射性成分を除去するこ
とを包含する、放射性廃棄物を含む合成岩を形成するた
めの原料の製造方法。 - 【請求項１５】特許請求の範囲第14項記載の方法におい
て、還元ガスが、ほぼ純粋な水素、重量比で少なくとも
80％の水素を含む水素と窒素との混合物、及び重量比で
ほぼ３％の水素を含む水素と窒素との混合物を含むグル
ープの中から選択される、放射性廃棄物を含む合成岩を
形成するための原料の製造方法。 - 【請求項１６】原料を熱間加圧処理することにより、放
射性廃棄物が分配されかつ不動化された合成岩を形成す
る方法に用いられる前記原料として最適な材料を供給す
る方法であって、 入口から出口までの間の混合領域に沿って粒状物を前進
させる連続したミキサに乾燥した粒子状の合成岩形成成
分を供給する行程と、 液状の放射性廃棄物を前記ミキサの混合領域に沿って間
隔を隔てた複数の位置から合成岩形成成分中に供給する
工程と、 ミキサを作動させて放射性廃棄物を合成岩形成成分中に
ほぼ均一に分配させると同時に、合成岩形成成分と放射
性廃棄物を加熱して前記混合領域に沿って粒状物をほぼ
乾燥状態に維持する工程と、 前記ほぼ乾燥状態の粒状物をか焼して、合成岩形成成分
とその中に分配された放射性廃棄物とを含む粉体状の原
料を生成する工程と、 注入工程において、各々がベロー状の円筒形側壁を有す
る容器内に、か焼された生成物を順次注入する工程と、 各ベロー状の容器を順次蓋で閉塞し、かつ閉塞された容
器を溶接する工程と、 各容器を熱間で単一軸方向に順次加圧して、容器内の内
容物を高密度化し、かつ放射性廃棄物が内部に不動化さ
せられた合成岩を形成する工程と、 を包含することを特徴とする、放射性廃棄物を含む合成
岩を形成するための原料の製造方法。 - 【請求項１７】ほぼ水平をなす概ね円筒形のハウジング
を有し、粒子状の合成岩形成成分を受け入れるととも
に、入口から出口までの間の混合領域に沿って間隔を隔
てた複数の位置から液状の放射性廃棄物を合成岩形成成
分中に漸次導入し、それらを混合しながら搬送する混合
搬送手段（40）と、該混合搬送手段内における混合物を
乾燥させる加熱手段（43）と、前記合成岩形成成分と放
射性廃棄物との混合物を受け入れるとともに、前記混合
物が進行するのにつれて前記混合物をか焼して、か焼さ
れた粒状物を生成する加熱手段（51,52）を有するか焼
コンベヤ（50）と、か焼された粒状物を、処分用の容器
（14）に排出する排出手段（46,54,55）と、を備えるこ
とを特徴とする、放射性廃棄物を含む合成岩を形成する
ための原料の製造装置。 - 【請求項１８】特許請求の範囲第17項記載のものにおい
て、前記か焼コンベヤのほぼ上流端側に設けられたガス
排出手段（44）と、前記か焼コンベヤの下流側部分に設
けられた還元ガス入口手段（47,53）とを備え、前記か
焼コンベヤをガス循環系の一部としてなる、放射性廃棄
物を含む合成岩を形成するための原料の製造装置。 - 【請求項１９】特許請求の範囲第17項又は第18項記載の
ものにおいて、か焼コンベヤが、垂直下向きに延出する
円筒状の構造（50）を備え、その中を粒状物が加熱され
ながら重力により落下するようにしてなる、放射性廃棄
物を含む合成岩を形成するための原料の製造装置。 - 【請求項２０】特許請求の範囲第19項記載のものにおい
て、円筒状の構造が、比較的大径の円筒体（50）を備
え、該円筒体（50）の側面に沿って、極超短波エネルギ
を透過し得る窓（51）を適宜の間隔で設けるとともに、
該窓を、極超短波エネルギを前記円筒体内に案内し、か
つ粒状物を加熱及びか焼する極超短波エネルギガイド
（52）に接続してなる、放射性廃棄物を含む合成岩を形
成するための原料の製造装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPH324485 | 1985-11-04 | ||
| AU3244 | 1985-11-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62175699A JPS62175699A (ja) | 1987-08-01 |
| JPH0738040B2 true JPH0738040B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=3771355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61260843A Expired - Fee Related JPH0738040B2 (ja) | 1985-11-04 | 1986-11-04 | 放射性廃棄物処理用原料の製造方法及びその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4778626A (ja) |
| EP (1) | EP0244534B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0738040B2 (ja) |
| CA (1) | CA1288586C (ja) |
| DE (1) | DE3683768D1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0444104B1 (en) * | 1988-11-18 | 1995-02-15 | Australian Nuclear Science And Technology Organisation | Processing of a dry precursor material |
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