JPS5946595A - セシウムトラツプの運転方法 - Google Patents

セシウムトラツプの運転方法

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JPS5946595A
JPS5946595A JP57157054A JP15705482A JPS5946595A JP S5946595 A JPS5946595 A JP S5946595A JP 57157054 A JP57157054 A JP 57157054A JP 15705482 A JP15705482 A JP 15705482A JP S5946595 A JPS5946595 A JP S5946595A
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JP
Japan
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cesium
trap
sodium
cold
amount
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Pending
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JP57157054A
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English (en)
Inventor
内藤 袈裟博
敏雄 高井
飯沢 克幸
高荷 智
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Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カーボン材充填型セシウム1へラップの核分
裂生成物セシウム捕獲能力を向上させることのできる運
転方法に関し、更に詳しくは、炉運転前に液体金属中初
期含有不純物セシウムの除去運転を行ない、それによっ
て、燃Flピン破損時の核分裂生成物セシウムを効果的
に捕獲で゛きるように1)たものである。
高速増殖炉−次す1〜リウム冷1、D系の放射性物質低
減化対第として、燃料ビン破損時に漏れ出す放射性セシ
ウムを効果的に捕獲づるため、カーボン材充填型のセシ
ウムトラップが考えらねている。カーボン材が使用され
る理由は、これがRh 、C3、に、Na等アルカリ金
属を吸蔵し易い性質を持っていることが知られているた
めである。しかしながらカーボン材のセシウ11捕獲量
を定量的に評価できるデータが知られていないため、カ
ーボン材充填邑を見積ることができていない。セシウム
トラップは、放射線量率が高い機器となり、散開線遮蔽
を施す必要上できるだけ小型化する必要がある。小型化
のためには放射性セシウムを有効に捕獲させ、無駄な容
積を極力無くすのが望ましい。換言すれば、放射性セシ
ウムだけを捕獲できればカーボン材の所要■を少なくで
き、トラップ小型化ができることになる。
ナトリウム中には製造時の不純物として非放射性セシウ
ム(Cs)が含まれている。初期購入時の原子炉用プ用
〜リウムについて、ナトリウムメーカーに仕様を与えて
す]−リウム中セシウム濃度を低く押えることは可能で
あろうが、人聞に使用するす1〜リウムのコスト高に繋
がり好ましくない。なおナトリウムメーノJ−ではセシ
ウム濃度低減化の手法はニーズがないためもあって少な
くとも工業的規模のものは確立されていない状況である
。ナトリウム中のセシウム温度はす1−リウム製造の原
料である岩塩等の中に含まれているレシウムIi1度に
よって左右され、各国のす1〜リウ八使用炉で異イ≧つ
た伯になっている。国内の高速実験炉゛′常陽″に使用
されているす1ヘリウムでは0.lppm以下であり、
米国の[三B R−I炉では0.015ppm 、l−
47) 報告6 ミラれる。例えば0.O5ppmのセ
シウム捕獲量のす1−リウムを原型炉゛もんじゆ級の8
00トン使用したどすれば、非放射性セシウム全量は約
40グラムとなり、放射性セシウム O8の飽和放則能
(J換算ずれば約4000キコリー分となる。セシウム
トラップにおいてこの量の1/10がカーボン材に捕獲
されたと仮定しても Cs  400キコリ一分の捕獲
容量を非放射性セシウムのために費してしまっているこ
とになり経済的でないことがわかる。
本発明は上記のような従来技術の実情に鑑み、セシウム
1〜ラツプに関する様々な試験の結束に基づきなされた
もので、その目的は、カーボン材充填型セシウムトラッ
プにおいて、核分裂生成物(FP)セシウム捕獲能力を
一層向上させることができ、それによってセシウム1〜
ラツプの小型化、コストの低減化、放射線遮蔽の容易化
を泪ることができるようなセシウムトラップの運転方法
を提供することにある。
上記のような[1的を達成するために案出された本発明
は、原子炉プラン1−において、炉運転の前(ホラ1〜
運転の前)に液体金属中の非放射性セシウム濃度を低減
化することを基本とし、放射性セシウム捕獲量を著しく
高めうるにう工夫されている。
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明は、本発明者等が先に行なったセシウムトラップ
の挙動に関する実験により得られた結果が考え方の基本
となっている。第1図は、カーボン材(ガラス状非晶質
カーボン)による液体ナトリウム中不純物セシウムの捕
獲量を定量的に求め得た結果である。分配係数で表わさ
れているのは、ガラス状非晶質カーボンによるレシウム
捕Wt祖は一般に考えれている表面吸着に5− よるJ:りも部材肉質体内への拡散浸透昆が決定的であ
ると解明され、重IH1度で評価できることが判明した
ためである。
セシウム捕獲量はナトリウム中セシウム園度及びす1〜
リウム温度によって異なることが示されている。なお温
度変化に対し可逆f1を有することも確認された。
第1図を用いれば捕獲すべきセシウム量に対するカーボ
ン材所要量を算出できる。すなわち、ナ1〜リウム中初
期セシウム1fl1度が分っており、それをどの程度に
低下させるか(目標セシウム濃度)を仮定し、目標セシ
ウム濃度における分配係数の値を第1図から読みとる。
捕獲すべきセシウム量は系内ナトリウム量と(初期セシ
ウム濃度−目標セシウム濃度)の積として求まる。
分配係数の定義式の分母は目標セシウム濃度をモル分率
に換算して求まり、従って上記の分子の値が得られ、こ
の値と捕獲すべきセシウム量の値とからカーボン材所要
量を算出することができる。
6− 以上のようにして充1眞すべきカーボン材の吊が見積ら
れねば適正な大ぎさのセシウム1〜ラツプを決定できる
ことになる。また第1図から、l?シウムトラップの運
転温度が低い程分配係数は大ぎくなり、従ってセシウム
捕獲間が増大することが分る。」:って」二記しノだカ
ーボン材所要出算出にあたってはセシウムトラップ運転
温iを選定することも重要である。このことはプラン1
〜の一次ナトリウム冷却系における設置位置にも係わる
ので、システム設W1を慎重に行なう必要がある。
第2図は本発明の主旨に沿った運転が可能なセシウムト
ラップシステムのフロー線図を示すもので、セシウムト
ラップを一次ナトリウム純化系のコールド1−ラップラ
インに並列に設置さけた例である。ナトリウムの流れは
セシウムトラップを通った後コールドトラップを通るよ
うにもなっている。I?シウムトラップの配置そのもの
に新規性はないが、これを利用【ノた運転法に本発明の
特徴がある。
第2図の構成はつぎのJ:うになっている。IIT!化
系主配管1に、ポンプ2、コールド1〜ラツプ流入管3
、コールドトラップ4、コールド1−ラップ流出管5、
戻り管6からなるコールドトラップ系と、セシウムトラ
ップ流入管7、セシウム1〜ラツプ8、セシウム1〜ラ
ツプ流出答9からなるレシウ11トラップ系を接続し、
またセシウム1へラップ出口とコールド1〜ラツプ入口
を結ぶバイパス管10を設けである。この系の要所には
ナトリウム弁11〜17が接続されでいる。
またセシウム1〜ラツプ8にはドレンタンク18がド1
ノン弁19を介して付設されている。
本構成によるシステムでは、ナトリウム中の主に、酸素
、炭素、水素及びこれらの化合物除去を目的とした炉運
転前おJ:び平常時のプトリウム純化はコールド1〜ラ
ツプ4の運転(こにり達成される。セシウムトラップ8
のならし運転では、ナトリウムは、ナトリウム弁11、
ポンプ2、ナトリウム弁15、セシウム1ヘラツブ流入
管7、セシウムトラップ8、ナ[〜リウム弁17、バイ
パス管10.コールドトラップ4、ナトリウム弁13、
コールドトラップ流出管5、ナトリウム弁14、及び戻
り管6の順に流れる。すなわち、セシウムトラップ8の
充填カーボン材からの破損カーボン流出物及び溶出不純
物をコールド1〜ラツプ4で捕獲し、ナトリウム−次冷
ムロ系の汚染を防止するにうに流れる。燃料ピン破損が
生じてナトリウム−次冷却系が放射性セシウムで汚染さ
れた場合は、必要に応じセシウム1ヘラツブ系のみ、上
記の如くセシウムトラップ8とコールドトラップ4の直
列運転、あるいはレシウムトラップ系とコールドトラッ
プ系の並列運転の三方法のうちのいずれかが採られる。
ところで前述したように、ナトリウム中には製造時の非
放射性不純物セシウムが含まれている。本発明では、こ
のセシウムトラップ8のならし運転を従来のように単な
るナトリウム流動試験としないで、かなり長時間、かつ
より低温で行ないナトリウム中非放射性不純物セシウム
除去を目的とした運転に位置づけるのである。
9− 1なりち炉運転前の操作手順の一つとして]−ルビ1ヘ
ラツブ4によるすl−リウム純化運転と並んでセシウム
トラップ8による非放射性セシウム除去運転を組み入れ
るものである。セシウムトラップ8はカーボン部材が密
に充填されるため、ナトリウム中の酸素、炭素、水素及
びその化合物等の温度が高いと低温にした場合コールド
トラップと同様の作用をなし、これら不純物が除去され
てナトリウム流路が閉塞される可能性がある。そこで非
放射性セシウム除去運転は、コールドトラップ4より高
目の湿度で運転しつつ、コールドトラップ4による上記
酸素、炭素、水素及びそれらの化合物等の除去が終了し
た段階で最終的にコールドトラップ運転温度とほぼ等し
い副1にで下げる方法が好ましい。非放射性セシウム除
去運転が終了したならセシウム1〜ラツプ8内のナトリ
ウムを一ロドレンタンク1日に落とし、充填されている
カーボン部材を取出して新しいものと交換すればよい。
この作業は放射線の無い状態で行なわれるため、いわ1
0− ゆるコールドの扱いができるので作業性に問題はない。
このような運転方法tこよりす)〜リウム中の1?シウ
ム帛は低減化されるため、新しく入れ換え・たヒシウム
i〜ラップ8のカーボン部側は、燃お1ピン破損時に漏
れ出1−放躬性レシウム捕獲だけに有効に活用される。
したがって、その量も少なくてすみ、レシウムトラップ
8の小型化が可能となる。
以上のJこうに高い放射線源物となるセシウム1〜ラツ
プが小型化できることは、物量低減による経済性向上の
面ばかりでなく、放射線遮蔽の容易化及びスペースの余
裕等保守作業の能率や安全↑りの而でも向上が計れるこ
とになる。
なJ5ガラス状非晶質カーボン拐は、第3図に示すにう
にナトリウム中不純物カリウムも良く捕獲づ゛る特性を
有している。第3図はセシウムの場合ど同様、本発明者
等の試験でjgられた結果を分配係数で整理したもので
ある。ナトリウム中不純物カリウムはやはりナトリウム
製造の過程で原料物質に含)1、れていたものである。
例えば実験炉パ常陽°′のす1−リウム中には50〜7
0111)m混入されている。このカリウム(1<)は
原子炉で中性子照射により超民半減期(12偉(T)の
放射性カリウム Kの生成源になるθrましくない元素
である。しかし上記の非数!J=1441けシウム除去
運転によねばこれを効果的にす1〜リウム中から除去で
きる効果も生まれる。
以上、ナ]ヘリウム純化系に設置されたセシウム1〜ラ
ツプの運転法について述べ1こが、このヒシウムトラッ
プを一次ナトリウム冷7.11系に供給する前過程のす
1〜リウム、すなわらす1〜リウム移送タンク又は供給
タンク、あるいはノー1〜リウム製造時においてその系
内に設置して同様の効果を得ることも可能である。
本発明は前記のように構成されているので、高い放射線
源物となるセシウム1〜ラツプを小型化でき、それ故、
物量低減による経済性向上の面ばかりでなく、放射線遮
蔽の容易化及びスペースの余裕等保守作業の能率や安全
性の向上の面で顕著な効果を秦しうるほか、同時に不純
物カリウムをも効率よく除去することもできる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はカーボン材によるセシウム捕獲特性を示すグラ
フ、第2図は高速炉−次冷却系の純化系の構成の一例を
示す説明図、第3図はカーボン材によるカリウム捕獲特
性を示ずグラフである。 1・・・純化系主配管、4・・・コールドトラップ、8
・・・セシウム1〜ラツプ、18・・・ドレンタンク。 特許出願人   動力炉・核燃料開発事業団代  理 
 人       尾  股  行  雄同     
     茂  見     穣同         
 荒  木  友之助13−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、液体金属冷却型高速炉の一次冷却系の純化系に設C
    プられているカーボン月充填型セシウムL・ラップの運
    転方法であって、原子炉運転前のコールド1〜ラツプに
    にる液体金属純化運転中またはその後に、セシウム1へ
    ラップを]−ルドトラップ運転潟1狂近くまで下げた状
    態で運転して一次冷ム(J系内に装荷された液体金属中
    に含まれている非数q4性セシウムをセシウム1ヘラツ
    ブ内に捕獲して除去し、その後レシウムトラップ内の液
    体金属をドレンし、内部に充填されているカーボン部材
    を新しいカーボン部材と交換することを特徴とする高速
    炉のホット運転前におけるセシウムトラップの運転方法
    。 2、セシウムトラップがコールドトラップと直列に運転
    される特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、セシウムトラップが−1−ルド1〜ラップと並列に
    運転される特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP57157054A 1982-09-09 1982-09-09 セシウムトラツプの運転方法 Pending JPS5946595A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52113312A (en) * 1976-03-19 1977-09-22 Toshiba Corp Cleaning apparatus for sodium
JPS548521A (en) * 1977-06-21 1979-01-22 Asahi Optical Co Ltd Multiiexposure changeeover device in motor drive camera
JPS5624598A (en) * 1979-08-07 1981-03-09 Doryokuro Kakunenryo Method and device collecting radioactive impurity in liquid metal

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