JPS5928700A - 放射性物質汚染金属の溶解処理装置 - Google Patents
放射性物質汚染金属の溶解処理装置Info
- Publication number
- JPS5928700A JPS5928700A JP13860382A JP13860382A JPS5928700A JP S5928700 A JPS5928700 A JP S5928700A JP 13860382 A JP13860382 A JP 13860382A JP 13860382 A JP13860382 A JP 13860382A JP S5928700 A JPS5928700 A JP S5928700A
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- JP
- Japan
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- slag
- contaminated
- metal
- dissolving
- metals
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- Pending
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放射性廃棄物の処理装置に係り、特に超ウラン
元素で汚染された、いわゆるアルファ汚染の金属廃棄物
を除染、減容するに最適な装置に関する。
元素で汚染された、いわゆるアルファ汚染の金属廃棄物
を除染、減容するに最適な装置に関する。
プルトニウム汚染金属廃棄物を溶融固化する目的でエレ
クトロスラグ再溶解炉を用いている例（宮田、大塚、：
プルトニウム汚染金属廃棄物溶融固化試験−第４報−：
日本原子カ学会：秋の分科会予稿集（昭５６年）Ｐ７１
）がある。この例を第１図に示す。モールド１内のスラ
グ２中に２本のタングステン電極（パイフィラー）３が
挿入されており、保護定型４と電極間に電流を通じてス
ラグ層で発生するジュール熱でスラグを溶融する。これ
に、処理金属を添加、溶融させたときの様子を第２図に
示す。添加量を増すに従って溶融金属６の液面は上昇し
、下側に凝固層５が形成されていく。溶解前の汚染金属
表面を覆っているプルトニウムは、金属が溶融スラグ中
で溶解する過程でスラグ中に抽出されるので、次第にス
ラグ自身の比放射能は高くなる。一方スラグ層を流下し
た金属は、一般の材料として使用可能なレベルまで除染
される。本実施例の問題点は、除染された金属が凝固す
る過程で、モールド内壁と凝固層との間にプルトニウム
で汚染されたスラグ７が入シこむ点にある。この原因は
、金属が液相から固相に変わる過程で収縮を起こし、モ
ールド内壁との間にギャップが生じるためである。この
結果、切角、溶融スラグ中にプルトニウムを抽出し、除
染してもインゴットの円周面が再び汚染されることにな
る。
クトロスラグ再溶解炉を用いている例（宮田、大塚、：
プルトニウム汚染金属廃棄物溶融固化試験−第４報−：
日本原子カ学会：秋の分科会予稿集（昭５６年）Ｐ７１
）がある。この例を第１図に示す。モールド１内のスラ
グ２中に２本のタングステン電極（パイフィラー）３が
挿入されており、保護定型４と電極間に電流を通じてス
ラグ層で発生するジュール熱でスラグを溶融する。これ
に、処理金属を添加、溶融させたときの様子を第２図に
示す。添加量を増すに従って溶融金属６の液面は上昇し
、下側に凝固層５が形成されていく。溶解前の汚染金属
表面を覆っているプルトニウムは、金属が溶融スラグ中
で溶解する過程でスラグ中に抽出されるので、次第にス
ラグ自身の比放射能は高くなる。一方スラグ層を流下し
た金属は、一般の材料として使用可能なレベルまで除染
される。本実施例の問題点は、除染された金属が凝固す
る過程で、モールド内壁と凝固層との間にプルトニウム
で汚染されたスラグ７が入シこむ点にある。この原因は
、金属が液相から固相に変わる過程で収縮を起こし、モ
ールド内壁との間にギャップが生じるためである。この
結果、切角、溶融スラグ中にプルトニウムを抽出し、除
染してもインゴットの円周面が再び汚染されることにな
る。
本発明の目的は、溶解後のインゴット表面に、超ウラン
元素を含んだスラグが付着するのを防止することにより
、除染を可能とする放射性物質汚染金属の溶解処理装置
を提供するにある。
元素を含んだスラグが付着するのを防止することにより
、除染を可能とする放射性物質汚染金属の溶解処理装置
を提供するにある。
エレクトロスラグ再溶解炉は、ジュール熱であラカシメ
溶融させたスラグ中に処理金属を投入、溶解させ、スラ
グの精錬効果を利用して金属中の不純物を抽出するもの
で、放射性物質で汚染された金属を除染する方法として
最適である。したがってスラグの存在は不可欠である。
溶融させたスラグ中に処理金属を投入、溶解させ、スラ
グの精錬効果を利用して金属中の不純物を抽出するもの
で、放射性物質で汚染された金属を除染する方法として
最適である。したがってスラグの存在は不可欠である。
一方、炉型から、ルツボ自体を電極にする必要があり、
このため金属ルツボな使わなければならず、溶解後の凝
固は不可欠となる。すなわち、基本的には従来法とあま
り変わらない。そこで、凝固後のインゴット表面を被覆
するスラグを放射能を含まないものにし、一方これと同
一液相のスラグで超ウラン元素の分離を行う方式を考え
ざるを得なくなった。
このため金属ルツボな使わなければならず、溶解後の凝
固は不可欠となる。すなわち、基本的には従来法とあま
り変わらない。そこで、凝固後のインゴット表面を被覆
するスラグを放射能を含まないものにし、一方これと同
一液相のスラグで超ウラン元素の分離を行う方式を考え
ざるを得なくなった。
このため、溶融スラグを中心部と外側の２つの領域に分
け、中心部のスラグでのみ除染を行ない、外側のスラグ
は汚染しないようにする本発明を提案するに至った。
け、中心部のスラグでのみ除染を行ない、外側のスラグ
は汚染しないようにする本発明を提案するに至った。
本発明の実施例を第３図に示す。溶解炉はルツボ（モー
ルド）本体１、底盤２、パイフィラー電極３およびカー
ボン製円筒７から構成される。溶解処理時においてはま
ず、ルツボ中にスラグ剤（粉末）を添加し、３と７の間
に直流、もしくは交流を通しジュール熱でスラグ剤を溶
解させる。
ルド）本体１、底盤２、パイフィラー電極３およびカー
ボン製円筒７から構成される。溶解処理時においてはま
ず、ルツボ中にスラグ剤（粉末）を添加し、３と７の間
に直流、もしくは交流を通しジュール熱でスラグ剤を溶
解させる。
°しかるのちルツボ上部から、カーボン製円筒内へ汚染
金属を投入する。投入された汚染金属は溶融スラグ４中
で溶解するが、この過程で金属表面を覆っているウラニ
ウム、プルトニウムなどの超ウラン元素の酸化物もしく
はフッ化物はスラグその反応によりスラグ中に抽出され
る。その後、溶融金属はスラグの下側に沈積する。ルツ
ボおよび底盤は外部から水９により冷却されているので
、この部分と接触した溶融金属は漸次凝固し、インゴッ
ト６を形成して、溶融状の金属５は、溶融スラグとの界
面近傍にしか存在しなくなるう凝固過程において、ルツ
ボ内壁面と接触すると金属は収縮するので、インゴット
外表面とルツボ内面との間にギャップが生じ、スラグの
被膜８が形成される。
金属を投入する。投入された汚染金属は溶融スラグ４中
で溶解するが、この過程で金属表面を覆っているウラニ
ウム、プルトニウムなどの超ウラン元素の酸化物もしく
はフッ化物はスラグその反応によりスラグ中に抽出され
る。その後、溶融金属はスラグの下側に沈積する。ルツ
ボおよび底盤は外部から水９により冷却されているので
、この部分と接触した溶融金属は漸次凝固し、インゴッ
ト６を形成して、溶融状の金属５は、溶融スラグとの界
面近傍にしか存在しなくなるう凝固過程において、ルツ
ボ内壁面と接触すると金属は収縮するので、インゴット
外表面とルツボ内面との間にギャップが生じ、スラグの
被膜８が形成される。
ここでスラグの被膜８は、すてにルツボ内に挿入された
カーボン製円筒とルツボ壁とで囲まれた領域に存在する
溶融スラグ層から流れこむ。この部分のスラグは、ウラ
ニウム、プルトニウムを含有したルツボ中央部のスラグ
とはカーボン製円筒で仕切られているため、非汚染物で
ある。溶融処理を継続するとスラグ液面は上昇するので
、これに伴なってパイフィラー電極とカーボン製円筒は
、昇降機構１１で上昇させる。この場合、カーボン製円
筒の先が、常に溶融スラグ層を貫通して溶融金属層に入
りこんでいることが肝要である。、また、電極とカーボ
ン製円筒は絶縁材（磁性）１０で１体となって昇降する
ので、昇降に際しては、成極先端のスラグ剤中での位置
のみを制御すれば、カーボン円筒の先端の位置は自動的
に決まることになる。放射性汚染金属に対する除染効果
を左右するものはスラグ剤の成分、組成、添加量と溶融
温度である。そこで、１例として、ウランで汚染した鉄
について、スラグ剤の成分、組成を変えて除染の効果を
調べた結果を表１に示す。試験では、９８〜１００ｇの
汚染鉄を１回の試験で供試し、これに対してｉｔパーセ
ントで１０パーセントのスラグ剤を添加、溶融したとき
の除染の効果を示しである。表から、スラグ剤として、
４０パーセントの酸化ケイ素、４０％の酸化カルシウム
と２０チのフッ化カルシウムの組成を有するスラグが最
も効果が大きいことがわかる。このときの除染後のイン
ゴット中のウランは０．２６ｐｐｍであり、はぼ一般鉄
材中に含まれるウラン濃度に近い。したがって、本発明
を実施すると のスラグ剤として、汚染金属が鉄の場合
は、上記組成のスラグ剤を用いればよいことになる。
カーボン製円筒とルツボ壁とで囲まれた領域に存在する
溶融スラグ層から流れこむ。この部分のスラグは、ウラ
ニウム、プルトニウムを含有したルツボ中央部のスラグ
とはカーボン製円筒で仕切られているため、非汚染物で
ある。溶融処理を継続するとスラグ液面は上昇するので
、これに伴なってパイフィラー電極とカーボン製円筒は
、昇降機構１１で上昇させる。この場合、カーボン製円
筒の先が、常に溶融スラグ層を貫通して溶融金属層に入
りこんでいることが肝要である。、また、電極とカーボ
ン製円筒は絶縁材（磁性）１０で１体となって昇降する
ので、昇降に際しては、成極先端のスラグ剤中での位置
のみを制御すれば、カーボン円筒の先端の位置は自動的
に決まることになる。放射性汚染金属に対する除染効果
を左右するものはスラグ剤の成分、組成、添加量と溶融
温度である。そこで、１例として、ウランで汚染した鉄
について、スラグ剤の成分、組成を変えて除染の効果を
調べた結果を表１に示す。試験では、９８〜１００ｇの
汚染鉄を１回の試験で供試し、これに対してｉｔパーセ
ントで１０パーセントのスラグ剤を添加、溶融したとき
の除染の効果を示しである。表から、スラグ剤として、
４０パーセントの酸化ケイ素、４０％の酸化カルシウム
と２０チのフッ化カルシウムの組成を有するスラグが最
も効果が大きいことがわかる。このときの除染後のイン
ゴット中のウランは０．２６ｐｐｍであり、はぼ一般鉄
材中に含まれるウラン濃度に近い。したがって、本発明
を実施すると のスラグ剤として、汚染金属が鉄の場合
は、上記組成のスラグ剤を用いればよいことになる。
本発明によれば、ウラニウムあるいはプルトニウムなど
の超ウラン元素で汚染された金属廃棄物を、除染係数で
約２Ｘ１０’程度まで除染でき、しかも、１／１０程度
まで減溶できるので、放射性廃棄物を著しく低減できる
。
の超ウラン元素で汚染された金属廃棄物を、除染係数で
約２Ｘ１０’程度まで除染でき、しかも、１／１０程度
まで減溶できるので、放射性廃棄物を著しく低減できる
。
第１図および第２図は従来用いられているエレクトロス
ラグ再溶融炉の断面図であり、第３図は本発明になるエ
レクトロスラグ再溶解炉の断面図である。 ３・・・パイフィラー型電極、４・・・溶融スラグ、５
・・・溶融金属、６・・・イ゛ンゴット、７・・・カー
ボン製円筒、＼
ラグ再溶融炉の断面図であり、第３図は本発明になるエ
レクトロスラグ再溶解炉の断面図である。 ３・・・パイフィラー型電極、４・・・溶融スラグ、５
・・・溶融金属、６・・・イ゛ンゴット、７・・・カー
ボン製円筒、＼
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ウラニウム、プルトニウムなどの超ウラン元素の配
化物あるいはフッ化物で表面が汚染された金属をパイフ
ィラー型エレクトロスラグ再溶解炉を用いて溶解処理す
る方法において、パイフィラー電極とは別にスラグ中に
モールド内径より小さい外径を有するカーボン製の円筒
を上方から挿入し、当該スラグを中心部とモールド内周
部分の２つの領域に分離し、中心部のスラグのみを介し
て、当該汚染金属を溶解させることを特徴とした放射性
物質汚染金属の溶解処理装置。 ２、特許請求範囲第１項において、放射性物質汚染金属
を溶解処理することを特徴とした放射性物質汚染金属の
溶解処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13860382A JPS5928700A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 放射性物質汚染金属の溶解処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13860382A JPS5928700A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 放射性物質汚染金属の溶解処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928700A true JPS5928700A (ja) | 1984-02-15 |
Family
ID=15225943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13860382A Pending JPS5928700A (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 放射性物質汚染金属の溶解処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928700A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPH04312615A (ja) * | 1991-04-11 | 1992-11-04 | Kajima Corp | 杭打工法およびその装置 |
-
1982
- 1982-08-11 JP JP13860382A patent/JPS5928700A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPH0531759B2 (ja) * | 1984-07-18 | 1993-05-13 | Hitachi Ltd | |
| JPH04312615A (ja) * | 1991-04-11 | 1992-11-04 | Kajima Corp | 杭打工法およびその装置 |
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