JPH08248188A - インゴットの連続的引抜を伴う低温るつぼ溶融作業による、スラグを介してのジルカロイの汚染除去 - Google Patents
インゴットの連続的引抜を伴う低温るつぼ溶融作業による、スラグを介してのジルカロイの汚染除去Info
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- JPH08248188A JPH08248188A JP1668996A JP1668996A JPH08248188A JP H08248188 A JPH08248188 A JP H08248188A JP 1668996 A JP1668996 A JP 1668996A JP 1668996 A JP1668996 A JP 1668996A JP H08248188 A JPH08248188 A JP H08248188A
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- G21F9/28—Treating solids
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- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
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- G21F9/302—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放射性核種および核分裂生成物における、ジ
ルカロイ基合金の溶融中の放射能による汚染を除去する
ための、最大溶解度の不足等に関する従来の欠点が改善
された方法を提供すること。 【解決手段】 固形インゴットの連続的な引抜きを伴っ
た低温るつぼ溶融作業において、氷晶石を含有するスラ
グを使用し、前記氷晶石に耐火性ふっ化物を添加し、
鉄、ニッケル等の金属の添加により前記合金の融点を低
減させ、ジルコニウムと結晶化される合金と同じ組織で
結晶化を生起させ、水による浸出に対する抵抗性のすぐ
れた金属母体が得られるようにする。
ルカロイ基合金の溶融中の放射能による汚染を除去する
ための、最大溶解度の不足等に関する従来の欠点が改善
された方法を提供すること。 【解決手段】 固形インゴットの連続的な引抜きを伴っ
た低温るつぼ溶融作業において、氷晶石を含有するスラ
グを使用し、前記氷晶石に耐火性ふっ化物を添加し、
鉄、ニッケル等の金属の添加により前記合金の融点を低
減させ、ジルコニウムと結晶化される合金と同じ組織で
結晶化を生起させ、水による浸出に対する抵抗性のすぐ
れた金属母体が得られるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高度にβ−γ汚染
されたα廃棄物である原子炉の燃料被覆（ｒｅａｃｔｏ
ｒ ｃａｎ）廃棄物（ｗａｓｔｅ）あるいはハル廃棄物
（ｈｕｌｌ ｗａｓｔｅ）の汚染除去の分野に関するも
のである。加圧水形原子炉からの廃棄物はジルカロイ
（ｚｉｒｃａｌｏｙ）である。
されたα廃棄物である原子炉の燃料被覆（ｒｅａｃｔｏ
ｒ ｃａｎ）廃棄物（ｗａｓｔｅ）あるいはハル廃棄物
（ｈｕｌｌ ｗａｓｔｅ）の汚染除去の分野に関するも
のである。加圧水形原子炉からの廃棄物はジルカロイ
（ｚｉｒｃａｌｏｙ）である。
【０００２】汚染物にはアクチニドが含まれ、その中で
プルトニウムは最も重要な元素である。汚染物は、核分
裂生成物と放射化生成物とで構成される。核分裂生成物
は、 3Ｈ、90Ｓｒ、93Ｚｒ、99Ｔｃ、 106Ｒｕ、 134Ｃ
ｓ、 135Ｃｓ、 137Ｃｓ、144Ｃｅ、 147Ｐｍ、 151Ｓ
ｍ、 154Ｅｕである。
プルトニウムは最も重要な元素である。汚染物は、核分
裂生成物と放射化生成物とで構成される。核分裂生成物
は、 3Ｈ、90Ｓｒ、93Ｚｒ、99Ｔｃ、 106Ｒｕ、 134Ｃ
ｓ、 135Ｃｓ、 137Ｃｓ、144Ｃｅ、 147Ｐｍ、 151Ｓ
ｍ、 154Ｅｕである。
【０００３】放射化生成物は次の諸元素、54Ｍｎ、55Ｆ
ｅ、60Ｃｏ、59Ｎｉ、63Ｎｉ、93Ｚｒ、94Ｎｂ、 119Ｓ
ｎ、 125Ｓｂから成る。それらはハル（ｈｕｌｌ）内に
存在する成分元素から生起され、従って根源で除去しな
ければならない、即ちハルの合金の製造の際に用いられ
る鉱石を選択することより、除去しなければならない。
原子炉における放射に次いで前記合金は、前記放射化生
成物を、除去しないとしても少なくとも最小化できるよ
うにしなければならない。
ｅ、60Ｃｏ、59Ｎｉ、63Ｎｉ、93Ｚｒ、94Ｎｂ、 119Ｓ
ｎ、 125Ｓｂから成る。それらはハル（ｈｕｌｌ）内に
存在する成分元素から生起され、従って根源で除去しな
ければならない、即ちハルの合金の製造の際に用いられ
る鉱石を選択することより、除去しなければならない。
原子炉における放射に次いで前記合金は、前記放射化生
成物を、除去しないとしても少なくとも最小化できるよ
うにしなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、α放射性核種およびβ−γ核分裂生成物におけるジ
ルカロイの汚染除去方法にある。
は、α放射性核種およびβ−γ核分裂生成物におけるジ
ルカロイの汚染除去方法にある。
【０００５】
【従来の技術】インゴットの連続的引抜を伴う、酸化物
またはふっ化物タイプのスラグの存在下での直接低温る
つぼ誘導によるステンレス鋼の溶融のため、一つの方法
が周知されている。この方法の原理を図１に関連して要
約する。
またはふっ化物タイプのスラグの存在下での直接低温る
つぼ誘導によるステンレス鋼の溶融のため、一つの方法
が周知されている。この方法の原理を図１に関連して要
約する。
【０００６】この方法の本質は、水の循環により冷却さ
れる銅製の円筒状るつぼ２である。参照数字４は、冷却
水入口および出口コレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を示
す。るつぼはまた、磁界を創成するソレノイド誘導子６
に囲まれ、るつぼは設計に従い電磁界に対して透過性で
ある。
れる銅製の円筒状るつぼ２である。参照数字４は、冷却
水入口および出口コレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を示
す。るつぼはまた、磁界を創成するソレノイド誘導子６
に囲まれ、るつぼは設計に従い電磁界に対して透過性で
ある。
【０００７】溶融される金属は、分配開口部８によりる
つぼ２へ規則的に導入され、そこでそれが、１０KHz の
周波数で加熱される。誘導により創成される交番電磁界
によって生成されたうず電流は金属塊の周囲を流れ、ジ
ュール効果により、エネルギをそこへ散逸させる。電磁
界と金属内へ誘導された電流との間の相互作用により、
ネッキングの効果（ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎ
ｅｃｋｉｎｇ）を有する溶融金属浴の内部に向かって指
向される電磁力が生成され、それがドーム形状と、中心
から浴の外側へのかくはんとを溶融浴にもたらし、それ
により金属の組成および温度が均等化される。
つぼ２へ規則的に導入され、そこでそれが、１０KHz の
周波数で加熱される。誘導により創成される交番電磁界
によって生成されたうず電流は金属塊の周囲を流れ、ジ
ュール効果により、エネルギをそこへ散逸させる。電磁
界と金属内へ誘導された電流との間の相互作用により、
ネッキングの効果（ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎ
ｅｃｋｉｎｇ）を有する溶融金属浴の内部に向かって指
向される電磁力が生成され、それがドーム形状と、中心
から浴の外側へのかくはんとを溶融浴にもたらし、それ
により金属の組成および温度が均等化される。
【０００８】金属は、分配開口部１０により導入される
フラックスまたはスラグの存在の下に溶融される。参照
数字１２はアルゴンのようなガスを導入する開口部を、
また数字１４は溶融中に放出されるガスを集収し得るよ
うにさせる出口を表示する。溶融は、凝固帯域１８の基
底部に位置する冷却炉床２０の存在により漸進的凝固が
行われる帯域１８の上方に位置する帯域１６において生
起される。冷却炉床２０は下方へ移動でき、従って、装
置外へ通過するや否や固形インゴットに固まる溶融金属
を引き抜くことができる。この方法により、大部分の放
射性元素をスラグへ移すことができる。同じ方法によ
り、ジルカロイ燃料被覆廃棄物を溶融することができ
る。
フラックスまたはスラグの存在の下に溶融される。参照
数字１２はアルゴンのようなガスを導入する開口部を、
また数字１４は溶融中に放出されるガスを集収し得るよ
うにさせる出口を表示する。溶融は、凝固帯域１８の基
底部に位置する冷却炉床２０の存在により漸進的凝固が
行われる帯域１８の上方に位置する帯域１６において生
起される。冷却炉床２０は下方へ移動でき、従って、装
置外へ通過するや否や固形インゴットに固まる溶融金属
を引き抜くことができる。この方法により、大部分の放
射性元素をスラグへ移すことができる。同じ方法によ
り、ジルカロイ燃料被覆廃棄物を溶融することができ
る。
【０００９】現在使用可能であり、かつ実際に使用され
ているスラグは、何れも単体または混合物としての、Ｃ
ａＦ2 、ＢａＦ2 およびＬａＦ3 のようなふっ化物であ
る。それらは、放射性元素を可溶性にすることもできる
ジルカロイの還元特性に関しては安定である。ジルカロ
イのこの２つの特性の組合せにより、そこでの放射性核
種の保持を助け、従ってそれらのスラグへの移動を制限
することができる。
ているスラグは、何れも単体または混合物としての、Ｃ
ａＦ2 、ＢａＦ2 およびＬａＦ3 のようなふっ化物であ
る。それらは、放射性元素を可溶性にすることもできる
ジルカロイの還元特性に関しては安定である。ジルカロ
イのこの２つの特性の組合せにより、そこでの放射性核
種の保持を助け、従ってそれらのスラグへの移動を制限
することができる。
【００１０】前記スラグの可溶能力は、ハル汚染酸化物
を集収するスラグの能力を評価することを可能にさせる
酸化ウラン溶解試験により評価することができる。
を集収するスラグの能力を評価することを可能にさせる
酸化ウラン溶解試験により評価することができる。
【００１１】この目的のために測定セルが用いられてい
るが、これは、黒鉛るつぼ内に包有された溶融フラック
スを加熱する誘導炉で形成される。
るが、これは、黒鉛るつぼ内に包有された溶融フラック
スを加熱する誘導炉で形成される。
【００１２】固体酸化ウランのバー（ｂａｒ）が溶融フ
ラックス内で回転される。次いで、溶解試験全体を通じ
てフラックス内のウラン濃度が測定される。
ラックス内で回転される。次いで、溶解試験全体を通じ
てフラックス内のウラン濃度が測定される。
【００１３】２つの因子即ちバーの温度と回転速度と
が、所与のフラックスにおける酸化物の溶解動力学に影
響を及ぼす可能性を有する。
が、所与のフラックスにおける酸化物の溶解動力学に影
響を及ぼす可能性を有する。
【００１４】媒質の動力学は Ｖ＝ｄＣ／ｄｔ＝ｋＡ（Ｃs −Ｃ） という形式の１次方程式に支配されることが考えられ
る。ここにＡは固体〜液体接触面、Ｖは液体フラックス
容積、ｋは移動係数、Ｃは時間ｔにおけるフラックス内
の酸化物濃度、そしてＣs は飽和濃度である。
る。ここにＡは固体〜液体接触面、Ｖは液体フラックス
容積、ｋは移動係数、Ｃは時間ｔにおけるフラックス内
の酸化物濃度、そしてＣs は飽和濃度である。
【００１５】この方程式の積分により、次の式が導かれ
る。 Ｌｏｇ｛Ｃs ／（Ｃs −Ｃ）｝＝ｋｔ・Ａ／Ｖ
る。 Ｌｏｇ｛Ｃs ／（Ｃs −Ｃ）｝＝ｋｔ・Ａ／Ｖ
【００１６】表１により、限界溶解度の値（Ｃs ）およ
び移動係数（ｋ）が試験の各々について得られる。
び移動係数（ｋ）が試験の各々について得られる。
【００１７】
【表１】
【００１８】酸化ウランの溶解度がＣａＦ2 −ＢａＦ2
の場合に極めて低く、また０．０４％の最大値を有する
ことを、これらの結果から推論することができる。
の場合に極めて低く、また０．０４％の最大値を有する
ことを、これらの結果から推論することができる。
【００１９】同様に、ＣａＦ2 −ＢａＦ2 フラックス
（５０−５０重量％）の場合のジルコニア（ＺｒＯ2 ）
溶解試験は、５．７×１０-3cm／ｓの移動係数の場合
に、最大重量溶解度が０．０４％であることを示してい
る。
（５０−５０重量％）の場合のジルコニア（ＺｒＯ2 ）
溶解試験は、５．７×１０-3cm／ｓの移動係数の場合
に、最大重量溶解度が０．０４％であることを示してい
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段】このように、従来の技術
において用いられたスラグは最大溶解度が低く、従って
スラグの量は、溶融中にそれが飽和しないことを保証す
るほどに充分な量でなければならない。
において用いられたスラグは最大溶解度が低く、従って
スラグの量は、溶融中にそれが飽和しないことを保証す
るほどに充分な量でなければならない。
【００２１】本発明は、この、低い溶解度という問題を
解決すべく探求するものである。
解決すべく探求するものである。
【００２２】従って本発明は、ジルカロイを含有する合
金の溶融中に、スラグ内への放射能を移すことによる前
記合金の汚染除去方法において、アルカリ金属をＭで示
した化学式３ＭＦ−ＡｌＦ3 から成る少なくとも１つの
氷晶石を前記スラグが含有することを特徴とする方法に
関するものである。Ｍは、例えばナトリウム、カリウム
またはリチウムの中から選択することができる。
金の溶融中に、スラグ内への放射能を移すことによる前
記合金の汚染除去方法において、アルカリ金属をＭで示
した化学式３ＭＦ−ＡｌＦ3 から成る少なくとも１つの
氷晶石を前記スラグが含有することを特徴とする方法に
関するものである。Ｍは、例えばナトリウム、カリウム
またはリチウムの中から選択することができる。
【００２３】飽和酸化物濃度は、例えばＣａＦ2 −Ｂａ
Ｆ2 について得られるそれより１０ないし２０倍も大で
ある。氷晶石の場合には、酸化物による飽和効果も重要
であるが、それは、はるかに多量（数％）の酸化物を溶
解した後に発生する。
Ｆ2 について得られるそれより１０ないし２０倍も大で
ある。氷晶石の場合には、酸化物による飽和効果も重要
であるが、それは、はるかに多量（数％）の酸化物を溶
解した後に発生する。
【００２４】あるプロセス遂行条件の下で発生し得る第
２の問題は、使用される氷晶石の溶融温度と使用温度と
の間の変動である。この問題は、スラグの溶融温度を増
大させかつ／または合金の溶融温度を低減させることに
より解決することができる。
２の問題は、使用される氷晶石の溶融温度と使用温度と
の間の変動である。この問題は、スラグの溶融温度を増
大させかつ／または合金の溶融温度を低減させることに
より解決することができる。
【００２５】ある実施例によれば、スラグの溶融温度を
増大させるため、氷晶石が耐火性ふっ化物と混合され
る。
増大させるため、氷晶石が耐火性ふっ化物と混合され
る。
【００２６】この補助剤はまた、自動的な皮殻（ｃｒｕ
ｓｔ）除去をもたらすことを可能にさせ、かつ、スラグ
をインゴットから分離することから成る付随的な化学工
学的作業を不要にさせる。このふっ化物は、例えばふっ
化カルシウム（ＣａＦ2 ）であっても良い。
ｓｔ）除去をもたらすことを可能にさせ、かつ、スラグ
をインゴットから分離することから成る付随的な化学工
学的作業を不要にさせる。このふっ化物は、例えばふっ
化カルシウム（ＣａＦ2 ）であっても良い。
【００２７】別の実施例によれば、合金の溶融温度を低
減するため、鉄またはニッケルなどの金属が同じ物に加
えられる。
減するため、鉄またはニッケルなどの金属が同じ物に加
えられる。
【００２８】本発明の特定の実施例により解決される別
の二次的な問題は、揮発性のＺｒＦ 4 の形成についてで
ある。
の二次的な問題は、揮発性のＺｒＦ 4 の形成についてで
ある。
【００２９】この目的のため、本発明は、Ｚｒと結晶化
される合金と同じ組織の母材のＺｒの部分と結晶化する
元素を、合金−スラグ混合物へ添加することを提案す
る。
される合金と同じ組織の母材のＺｒの部分と結晶化する
元素を、合金−スラグ混合物へ添加することを提案す
る。
【００３０】この添加により、スラグからジルコニウム
へのアルミニウムの移動がなく、従ってスラグが安定化
されることを保証することができる。
へのアルミニウムの移動がなく、従ってスラグが安定化
されることを保証することができる。
【００３１】この添加はまた、インゴットを形成する諸
元素の劣化が少なく、かつその放射能の拘束性が高まる
ようなインゴットを得るのに有利である。この添加はま
た、インゴットの構成元素に有利な効果をもたらす。こ
の添加は更に、水による浸出処理に対するインゴットの
抵抗性を増大させる（Ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｉｎ
ｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ
ｔｈｅ ｉｎｇｏｔｔｏ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｂｙ
ｗａｔｅｒ）。添加元素はアルミニウムであっても良
い。
元素の劣化が少なく、かつその放射能の拘束性が高まる
ようなインゴットを得るのに有利である。この添加はま
た、インゴットの構成元素に有利な効果をもたらす。こ
の添加は更に、水による浸出処理に対するインゴットの
抵抗性を増大させる（Ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｉｎ
ｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ
ｔｈｅ ｉｎｇｏｔｔｏ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｂｙ
ｗａｔｅｒ）。添加元素はアルミニウムであっても良
い。
【００３２】本発明はまた、上述のそれと同様の方法で
得られた金属インゴットに関するものである。
得られた金属インゴットに関するものである。
【００３３】特に、合金のジルコニウムの部分と結晶化
する元素が、スラグ−合金混合物へ添加されていてもよ
く、結晶化はＺｒと結晶化される合金と同じ組織で生起
される。この元素はアルミニウムでもよく、インゴット
はアルミニウムが浸透した溶岩相を含有し、この溶岩相
はＺｒ2 （ＡｌＮｉ）を含んでもよい。
する元素が、スラグ−合金混合物へ添加されていてもよ
く、結晶化はＺｒと結晶化される合金と同じ組織で生起
される。この元素はアルミニウムでもよく、インゴット
はアルミニウムが浸透した溶岩相を含有し、この溶岩相
はＺｒ2 （ＡｌＮｉ）を含んでもよい。
【００３４】本発明のその他の諸態様は、従属クレイム
から推測することができる。
から推測することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】本発明の諸特徴および諸利点は、
図１に関連させて説明的かつ限定的な様態で示した、次
の実施例の説明から更に良く推測することができる。
図１に関連させて説明的かつ限定的な様態で示した、次
の実施例の説明から更に良く推測することができる。
【００３６】本発明による方法には、例えば、図１に関
連して既に説明された機器が用いられる。
連して既に説明された機器が用いられる。
【００３７】本発明により提案されたスラグは、例えば
カリウム、ナトリウムまたはリチウムの中から選択され
たアルカリ金属をＭで示した化学式３ＭＦ−ＡｌＦ3 か
ら成る氷晶石の中から選択されている。スラグはまた、
前記氷晶石の混合物であっても良い。最後に、スラグ
は、大部分の形態において、氷晶石または氷晶石混合物
を含有することができる。
カリウム、ナトリウムまたはリチウムの中から選択され
たアルカリ金属をＭで示した化学式３ＭＦ−ＡｌＦ3 か
ら成る氷晶石の中から選択されている。スラグはまた、
前記氷晶石の混合物であっても良い。最後に、スラグ
は、大部分の形態において、氷晶石または氷晶石混合物
を含有することができる。
【００３８】合金の溶融中、放射性元素がスラグへ移
り、そこに捕そくされる。従来技術のスラグに比較する
と、氷晶石の選択により、放射性核種に対してジルカロ
イの還元能力および可溶化能力を一層容易に備えること
が可能となる。更に、引抜作業全体を通じてこれらの放
射性核種が氷晶石型のスラグ内に維持され、それが、従
来技術のスラグにより生起される問題を解決する別の態
様を示している。
り、そこに捕そくされる。従来技術のスラグに比較する
と、氷晶石の選択により、放射性核種に対してジルカロ
イの還元能力および可溶化能力を一層容易に備えること
が可能となる。更に、引抜作業全体を通じてこれらの放
射性核種が氷晶石型のスラグ内に維持され、それが、従
来技術のスラグにより生起される問題を解決する別の態
様を示している。
【００３９】ハル汚染酸化物（ｈｕｌｌ−ｃｏｎｔａｍ
ｉｎａｔｉｎｇ ｏｘｉｄｅｓ）を集収する氷晶石の能
力を評価すべく、氷晶石で実施される酸化ウラン（ＵＯ
2 ）溶解試験が行われた。
ｉｎａｔｉｎｇ ｏｘｉｄｅｓ）を集収する氷晶石の能
力を評価すべく、氷晶石で実施される酸化ウラン（ＵＯ
2 ）溶解試験が行われた。
【００４０】試験は、ＣａＦ2 −ＢａＦ2 の可溶化能力
を評価すべく、上述のそれらと同一の条件の下で実施さ
れた。測定セルは同一であり、固体酸化ウラン浴は溶融
スラグ内で回転される。
を評価すべく、上述のそれらと同一の条件の下で実施さ
れた。測定セルは同一であり、固体酸化ウラン浴は溶融
スラグ内で回転される。
【００４１】最大酸化ウラン濃度およびスラグ内への移
動速度は、温度およびかくはん、即ち種々の氷晶石と幾
つかの混合物とについての酸化ウランの回転速度の関数
として測定された。結果は次の表２に集められている。
動速度は、温度およびかくはん、即ち種々の氷晶石と幾
つかの混合物とについての酸化ウランの回転速度の関数
として測定された。結果は次の表２に集められている。
【００４２】
【表２】
【００４３】これらの試験の重要な結果は、飽和酸化ウ
ラン濃度が、ＣａＦ2 −ＢａＦ2 について得られたそれ
らより１０ないし２００倍も大きいことである。氷晶石
の場合には、酸化物による飽和効果も重要であるが、そ
れは、より多量（数％）の酸化物の溶解後に発生する。
ラン濃度が、ＣａＦ2 −ＢａＦ2 について得られたそれ
らより１０ないし２００倍も大きいことである。氷晶石
の場合には、酸化物による飽和効果も重要であるが、そ
れは、より多量（数％）の酸化物の溶解後に発生する。
【００４４】氷晶石の溶解温度は、８００℃と１０００
℃の直ぐ上との間（Ｌｉ3 ＡｌＦ6に対し８００℃、Ｎ
ａ3 ＡｌＦ6 に対し１０１０℃、またＫ3 ＡｌＦ6 に対
し１０２０℃）である。ある場合においては（特にリチ
ウム氷晶石の場合）、氷晶石の融点と、るつぼ内の合金
の融点との間の差が重要である。この差を低減するため
にはスラグの融点を増大させ、または合金の融点を減少
させることが何れも可能であるが、両者は同時に遂行で
きる。
℃の直ぐ上との間（Ｌｉ3 ＡｌＦ6に対し８００℃、Ｎ
ａ3 ＡｌＦ6 に対し１０１０℃、またＫ3 ＡｌＦ6 に対
し１０２０℃）である。ある場合においては（特にリチ
ウム氷晶石の場合）、氷晶石の融点と、るつぼ内の合金
の融点との間の差が重要である。この差を低減するため
にはスラグの融点を増大させ、または合金の融点を減少
させることが何れも可能であるが、両者は同時に遂行で
きる。
【００４５】リチウム氷晶石の場合は、ふっ化カルシウ
ムの添加が好ましい。ＣａＦ2 のような耐火性ふっ化物
の添加によっても、スラグが純粋の氷晶石で構成されて
いる場合より更に容易に、インゴットをスラグから分離
をすることが可能になる。
ムの添加が好ましい。ＣａＦ2 のような耐火性ふっ化物
の添加によっても、スラグが純粋の氷晶石で構成されて
いる場合より更に容易に、インゴットをスラグから分離
をすることが可能になる。
【００４６】リチウム氷晶石の場合、２元のＬｉ3 Ａｌ
Ｆ6 −ＣａＦ2 混合物を安定させるため、ふっ化ナトリ
ウムを添加することにより３元混合物（例えば重量で４
０％のＬｉ3 ＡｌＦ6 、２０％のＣＡＦ2 、４０％のＬ
ｉＦ、または３０％のＬｉ3ＡｌＦ6 、３０％のＬｉＦ
および４０％ＣａＦ2 の混合物）を形成することができ
る。酸化物に対するＬｉＦの可溶化能力は等量混合物Ｃ
ａＦ2 −ＢａＦ2 のそれより１０倍も優れているが、Ｌ
ｉ3 ＡｌＦ6 のそれより１０倍も劣っている。一般的に
言えば、氷晶石（３ＭＦ−ＡｌＦ3 ）とふっ化物とで構
成された２元混合物を安定させるため、ＭＦを添加する
ことにより３元混合物を形成することができる。
Ｆ6 −ＣａＦ2 混合物を安定させるため、ふっ化ナトリ
ウムを添加することにより３元混合物（例えば重量で４
０％のＬｉ3 ＡｌＦ6 、２０％のＣＡＦ2 、４０％のＬ
ｉＦ、または３０％のＬｉ3ＡｌＦ6 、３０％のＬｉＦ
および４０％ＣａＦ2 の混合物）を形成することができ
る。酸化物に対するＬｉＦの可溶化能力は等量混合物Ｃ
ａＦ2 −ＢａＦ2 のそれより１０倍も優れているが、Ｌ
ｉ3 ＡｌＦ6 のそれより１０倍も劣っている。一般的に
言えば、氷晶石（３ＭＦ−ＡｌＦ3 ）とふっ化物とで構
成された２元混合物を安定させるため、ＭＦを添加する
ことにより３元混合物を形成することができる。
【００４７】合金の融点を低減させるため、鉄もしくは
ニッケルまたは鉄とニッケルとの混合物のような金属を
少量添加することができる。鉄またはニッケルの添加重
量は、１ないし１０％の間で変動する。
ニッケルまたは鉄とニッケルとの混合物のような金属を
少量添加することができる。鉄またはニッケルの添加重
量は、１ないし１０％の間で変動する。
【００４８】溶融スラグはまた、極めてジルコニウムに
富んだ金属合金の溶融中、化学的に安定でなければなら
ない。揮発性のＺｒＦ4 化合物の形成を回避するため、
合金とスラグとの混合物へアルミニウムを直接に添加す
ることができる。これによりスラグからジルコニウムへ
のアルミニウムのいかなる移動も回避され、従ってスラ
グは安定化される。
富んだ金属合金の溶融中、化学的に安定でなければなら
ない。揮発性のＺｒＦ4 化合物の形成を回避するため、
合金とスラグとの混合物へアルミニウムを直接に添加す
ることができる。これによりスラグからジルコニウムへ
のアルミニウムのいかなる移動も回避され、従ってスラ
グは安定化される。
【００４９】更にまたアルミニウム添加は、水による浸
出処理（ｌｅａｃｈｉｎｇ）に対する最終金属母材の抵
抗を増大させるのに寄与するので、該アルミニウム添加
は前記母材またはインゴットに有利な効果をもたらす。
従って合金は溶岩相を包有し、この溶岩相にＺｒ2 Ｎｉ
の存在を確認することが可能である。この種の合金の浸
出処理により、ニッケルの溶解がもたらされる。アルミ
ニウムは、該合金の金属母材と一体をなしかつ、水によ
る浸出処理中安定なＺｒ2 （ＡｌＮｉ）型の化合物を形
成する溶岩相を浸透する性質を備えているが、ニッケル
は溶解されない。全質量の１ないし１０％に等しいアル
ミニウム質量を添加することが望ましい。
出処理（ｌｅａｃｈｉｎｇ）に対する最終金属母材の抵
抗を増大させるのに寄与するので、該アルミニウム添加
は前記母材またはインゴットに有利な効果をもたらす。
従って合金は溶岩相を包有し、この溶岩相にＺｒ2 Ｎｉ
の存在を確認することが可能である。この種の合金の浸
出処理により、ニッケルの溶解がもたらされる。アルミ
ニウムは、該合金の金属母材と一体をなしかつ、水によ
る浸出処理中安定なＺｒ2 （ＡｌＮｉ）型の化合物を形
成する溶岩相を浸透する性質を備えているが、ニッケル
は溶解されない。全質量の１ないし１０％に等しいアル
ミニウム質量を添加することが望ましい。
【００５０】更に概括すれば、母材のジルコニウムの部
分と同じ組織で結晶化する少量（全質量の約１ないし１
０％）の元素を添加することにより、良好な放射能拘束
性を備える安定した母材を得ることができる。
分と同じ組織で結晶化する少量（全質量の約１ないし１
０％）の元素を添加することにより、良好な放射能拘束
性を備える安定した母材を得ることができる。
【００５１】Ａｌおよび／または別の元素によるＺｒの
この置換のその他の利点は、合金還元能力および特にジ
ルコニウムの低減であり、これはジルコニウムの汚染除
去にとって好都合である。
この置換のその他の利点は、合金還元能力および特にジ
ルコニウムの低減であり、これはジルコニウムの汚染除
去にとって好都合である。
【図１】連続的引抜を伴う低温るつぼ溶融方法を遂行す
る機器を示す図。
る機器を示す図。
２ るつぼ ４ コレクタ ６ ソレノイド誘導子 ８ 分配開口部 １０ 分配開口部 １２ ガス導入開口部 １４ 出口 ２０ 冷却炉床
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルネ ピシナト フランス国マルセイユ，リュット デ ３ ルクス バレンタイン 35 (72)発明者 ロジェ ボエン フランス国サン アレクサンドル，カルチ ェ ”ル ガゼレ”（番地なし) (72)発明者 クリスチャン ラディラ フランス国サン ローラン デ アルブ ル，シュマン デ ラ コステ デ ルブ スク（番地なし) (72)発明者 ポール ベルシェール フランス国ラ ガルドゥ アドマル，ル プラン（番地なし) (72)発明者 ミシェル ポール アドリアン アリベー ル フランス国グルノーブル，リュ ラボアシ ェール 23
Claims (13)
- 【請求項１】 ジルカロイ基合金の溶融中に、スラグ内
へ放射能を移すことによる前記合金の汚染除去方法にお
いて、アルカリ金属をＭで示した化学式３ＭＦ−ＡｌＦ
3 から成る少なくとも１つの氷晶石を前記スラグが含有
することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載された方法において、Ｍ
がリチウム、ナトリウムまたはカリウムである該方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された方
法において、耐火性ふっ化物が前記氷晶石に添加される
該方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載された方法にして、添加
されるふっ化物がふっ化カルシウム（ＣａＦ2 ）である
該方法。 - 【請求項５】 請求項３に記載された方法にして、氷晶
石とふっ化物との混合物がＭＦ添加により安定化される
該方法。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５までの何れか１項
に記載された方法にして、前記合金の融点が、金属の添
加により低減される該方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載された方法にして、前記
合金へ添加される金属が、鉄、ニッケルまたはそれらの
混合物の中から選択される該方法。 - 【請求項８】 請求項１から請求項７までの何れか１項
に記載された方法において、Ｚｒと結晶化される合金と
同じ組織の合金母材のジルコニウムの部分と結晶化する
元素の添加がスラグ−合金混合物に対しておこなわれる
該方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載された方法にして、添加
される元素がアルミニウムである該方法。 - 【請求項１０】 請求項１から請求項９までの何れか１
項に記載された方法によって得られる金属インゴット。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載された方法にして、
前記合金のジルコニウムの部分と結晶化する元素が、ス
ラグ−合金混合物へ添加され、且つ結晶化が、Ｚｒと結
晶化される合金と同じ組織内で生じる該方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載された方法にして、
添加される元素がアルミニウムであり、アルミニウムが
浸透した溶岩相をインゴットが含有する該方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載された方法にして、
溶岩相がＺｒ2 （ＡｌＮｉ）を包有するようにする方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9501159 | 1995-02-01 | ||
| FR9501159A FR2730091A1 (fr) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | Decontamination de zircaloy a l'aide d'un laitier par une operation de fusion en creuset froid avec tirage continu du lingot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248188A true JPH08248188A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=9475733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1668996A Pending JPH08248188A (ja) | 1995-02-01 | 1996-02-01 | インゴットの連続的引抜を伴う低温るつぼ溶融作業による、スラグを介してのジルカロイの汚染除去 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08248188A (ja) |
| FR (1) | FR2730091A1 (ja) |
| GB (1) | GB2298080B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19547298A1 (de) * | 1995-12-18 | 1997-06-19 | Siemens Ag | Verfahren zur Verwertung kontaminierter Metallteile |
| RU2481659C2 (ru) * | 2011-03-22 | 2013-05-10 | Юрий Иванович Сорокин | Способ комплексной переработки твердых радиоактивных отходов методом плавления в электрической печи постоянного тока |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3943062A (en) * | 1974-05-13 | 1976-03-09 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Cryolite process for the solidification of radioactive wastes |
| FR2479540A1 (fr) * | 1980-03-27 | 1981-10-02 | Gagneraud Pere Fils Entr | Procede de traitement d'elements en magnesium, rendus radioactifs |
| DE3318377C2 (de) * | 1983-05-20 | 1986-05-15 | Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH, 3000 Hannover | Verfahren zur Dekontamination von radioaktiv kontaminiertem Eisen- und/oder Stahlschrott |
| JPS6126898A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-06 | 株式会社日立製作所 | 放射能汚染金属の溶融除染方法 |
| GB2272566B (en) * | 1992-11-17 | 1996-01-24 | Clyde Shaw Ltd | Decontamination method |
-
1995
- 1995-02-01 FR FR9501159A patent/FR2730091A1/fr active Granted
-
1996
- 1996-01-23 GB GB9601320A patent/GB2298080B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-01 JP JP1668996A patent/JPH08248188A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9601320D0 (en) | 1996-03-27 |
| FR2730091B1 (ja) | 1997-02-28 |
| GB2298080B (en) | 1998-09-16 |
| GB2298080A (en) | 1996-08-21 |
| FR2730091A1 (fr) | 1996-08-02 |
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Legal Events
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Effective date: 20060104 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20060407 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060704 |
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