JPS6017080B2 - 放射性廃棄物のプラスチツク固化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、放射性廃棄物のプラスチック固化処理方法に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

放射性廃棄物の処理法の一つとして、コンクリート、ア
スファルトなどの固化剤中に樹脂、スラツジ濃縮廃液な
どの放射性廃棄物を投入し、これをドラム缶などの容器
中で鷹畔混合して固化させるインドラムミキシングによ
る固化法、またはそれらを混合槽などの中で混合礎拝し
た後、ドラム缶などに入れるアウトドラムミキシングに
よる固化法が知られている。

このうち、セメント固化法においては、放射性廃棄物は
液状または固形分を含有したスラリーの状態葉でセメン
トと混合する。

放射性廃液の混合液においては、その混合液の粘度が高
いために放射性廃液中の放射性物質だけが沈降するとい
うことはない。

したがってかかる場合には、余分な非放射性物質を添加
しなくても、廃棄物パッケージの表面線量にムラが生じ
ることはない。

また、アスファルト固化法においても、アスファルトと
放射性廃棄物との混合液の粘度は高く、セメント固化法
と同様に余分な非放射性物質を添加しなくても廃棄物パ
ッケージの表面線量にムラが生じることはない。

上記の固化法の他に熱硬化性樹脂を用いるプラスチック
固化法が知られているが、この固化法においては、固化
剤である熱硬化性樹脂の粘度は、重合開始前の作用によ
りゲル化するまでは低い状態にある。

したがって、放射性廃棄物の浪合率が低い場合は、粒子
同士の干渉が低下するため混合槽より排出された後に所
定のパッケージ内で放射性廃棄物が沈降することがあり
得る。

この場合「混合槽で混合中は放射性廃棄物は均一に分散
しているため、この状態で表面線量が所定値であっても
、上記パッケージ内で沈降した場合は、その部分の表面
線量は所定値を越える場合もある。

これを防ぐためには熱硬化性樹脂がゲル化するまで放射
性廃棄物の沈降を防ぐ必要がある。

この手段の１つとして、ゲル化直前まで浪合槽で混合し
、放射性廃棄物を均一に分散させておき、容器に排出後
、すぐゲル化させ沈降を防ぐ方法が考えられるが、この
方法では混合槽内でゲル化するおそれがある。〔発明の
目的〕 本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、所定量
の非放射性充填材を添加し粒子間の干渉を増大させ、混
合物の粘度を上げ、熱硬化性樹脂がゲル化するまで放射
性廃棄物の沈降を防ぎ、固化剤中の放射性廃棄物の分布
がほぼ均一になり、しかもその表面線量が安定基準値以
下となる安全性の高い放射性廃棄物の固化体を得るため
のプラスチック固化処理方法を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は熱硬化性樹脂とその重合開始剤およ
び重合促進剤とを混合槽内に供給し、それらを混合して
なる固化法中に放射性廃棄物を投入するに際し、前記混
合槽内に投入された放射性廃棄物の表面線量を計測しそ
れが一定値になった場合には放射性廃棄物の投入を停止
し、放射性廃棄物の上記固化法中への投入予定量と実際
の投入量との差分に相当する量の被放射性充填材を充填
することを特徴とする放射性廃棄物のプラスチック固化
処理方法である。

〔発明の実施例〕

ところで、熱硬化性樹脂を固化剤として放射性廃棄物の
固化を行う場合、一般に混合槽による混合損梓装置が必
要である。

しかしながら、この混合燈梓による固化法では、熱硬化
性樹脂の重合硬化速度をある程度ゆるやかに制御して、
混合槽内における熱硬化性樹脂と放射性廃棄物との硬化
を防ぐ必要がある。

このため、熱硬化性樹脂の硬化反応の遅延に伴って、こ
の固化剤よりも比重の大きな廃棄物が沈降して、廃棄物
の分布の不均一な固化体ができることがあった。そこで
、乾燥処理した放射性廃棄物の固化剤中への混入量を種
々変化させたところ、その混入量が一定値以上、たとえ
ば濃縮廃液の場合では６の重量パーセント（Ｗ／○）以
上、イオン交換騒ぎ８旨の場合では５０（Ｗ／○）以上
、フィルタ助剤では３０（Ｗ／○）以上の値のときでは
、廃棄物同士の干渉を生じて、廃棄物の汝収奪が止まり
、比較的均一な固化体の得られることが明らかになった
。

しかしながら、固化剤に投入される放射性廃棄物中の放
射能量には自ずと幅があるため、上記の混入量まで放射
性廃棄物を投入した場合、放射性廃棄物パッケージ（た
とえばドラム缶）の表面線量が高くなり過ぎる可能性が
ある。したがって、このままでは、上記のような廃棄物
分布が均一で、しかも安全性の高い固化体を得ることは
不可能であった。

本発明では、以下に示す実施例のような方法によって固
化剤中の廃棄物の分布がほぼ均一で、しかも安全性の高
い固化体を得ることを可能とするものである。

以下、図示の一実施例によって、この発明を説明する。

図において、放射性濃縮廃液およびスラリー廃液などの
廃棄物１は縦型薄膜乾燥機２に給液される。この乾燥機
２によって分離された廃棄物中の水分は凝縮機３に送ら
れて凝縮される。

一方、乾燥された廃棄物はホッパ４の下部から取りに出
されて、ホッパ４内に一時、貯蔵される。

そして、この廃棄物はホッパ４の下部に排出された粉体
供給装置５の作動によって、ホッパ４の下部から−定の
速度で取り出されたる。

ホッパ４から取り出された廃棄物は、粉体供給装置５の
供給用スクリュ５ａによって搬送され、混合槽６内に投
入される。

なお、この混合槽６内には、前記の廃棄物の投入に先立
って、その固化剤となる熱硬化性樹脂とその重合開始剤
とがそれぞれあらかじめ供恩給される。

熱硬化性樹脂Ａは、第１タンク１０内に貯蔵されていて
、第１ポンプＰＡの作動に伴って、第１タンク１０内か
ら混合槽６内に、所定量だけ供給される。

また、重合開始剤Ｂは、第２タンク１１内に貯蔵されて
いて、第２ポンプＰＡの作動に伴って、第２タンク１１
内から混合槽６内に、所定量だけ供給される。

なお、熱硬化性樹脂Ａの供給量は「たとえば１３０夕〜
１４０〆程度で、廃棄物パッケージとして使用するドラ
ム缶の規格によって、あらかじめ設定される。

また、重合集合開始剤Ｂの供給量は、熱硬化性樹脂Ａの
種類に応じた所定量があらかじめ設定される。

たとえば、固化剤として、１３０で〜１４０その不飽和
ポリエステル樹脂を供給した場合には、その重合開始剤
として使用されるメチルエチルケトンパーオキシドが固
化剤に対して０．５％〜２．０％の割合で供給される。

さて、混合槽６に供給された熱硬化性樹脂Ａと、重合貴
女台剤Ｂとは、擬洋機６ａの作動に伴って、互いに混合
鷹拝される。この混合擬拝された固化剤中に、前記の放
射性廃棄物が投入されて損拝されると、この廃棄物の投
入量の増加に伴って混合槽６の表面線量が上昇する。

ところで、この表面線量は、廃棄物固化体の安全性を確
保する必要から、一定値、たとえば２０仇沢／ｈｆ以下
の値に制限しなければならない。

そこで、この実施例では先ず、放射性検出器８（たとえ
ばシンチレーション検出器）を混合槽６の近傍に配置し
て、混合槽６の表面線量を測定する。そして、この放射
性検出器８の検出信号を解析器９によって解析し、浪合
槽６の表面線量が所定の安全基準値を越えるか否かを常
時監視する。

この監視の基準となる表面線量の値は、放射性廃棄物貯
蔵容器（たとえばドラム缶）に廃棄物と固化剤の混合物
がたとえば２０皿Ｒ／ｈｒが設定される。なお、混合槽
６の表面線量と廃棄物パッケージの表面線量とでは、あ
る程度の差が生じる。

この差は、廃棄物パッケージの構造との差を考慮して、
あらかじめ算出される。この算出値に基いて上記の表面
線量の混合槽６の表面での監視基準値が設定される。

ところで、前述したように、固化剤中への放射性廃棄物
の混入量は、通常、濃縮廃液の場合では６０（Ｗ／○）
以上、イオン交換樹脂の場合では５０（Ｗ／○）以上、
セルローズ系フィルタ助剤およびケィソウ士の場合では
３０（Ｗ／○）以上混入されることによって、廃棄物の
固化剤中での沈降が防止されて固化剤中での廃棄分布が
ほぼ一定した固化体を得ることができる。

しかしながら、上記の混入量に達する以前に、その廃棄
物の混合槽６の表面における放射線量が、監視基準値に
達することがある。

廃棄物の固化剤中への混入量をその分布性を考慮して、
設定した場合にはト得られた固化体の表面線量が高くな
って危険となる。そこで、混合槽表面における放射性量
が、前記監視基準量に達した時点で、解析器９から粉体
供給装置５に対して、作動停止信号を印加して、粉体供
給装置５の作動を停止させる。

これによって、混合槽６への放射性廃棄物の投入が停止
され混合槽６の表面線量が監視基準以下に押えられる。

一方、上記のように廃棄物の混合槽６への投入が、その
規定廃棄物混入量に達する以前に、放射線量の上昇を押
えるために、やむなく中断された場合、その投入量が不
足した状態となるため、廃棄物同士での干渉が少なくな
って、固化剤中での廃棄物の沈降や、偏寄が生じ、得ら
れた固化体中での廃棄物分布が不均一となって、その表
面線量が、局部的に安全値より高くなるおそれがある。
そこで、混合槽６内への放射性廃棄物の投入量を重量計
７および解析器９と連動してバルブＶが開閉される充填
剤タンク１３を設ける。そして、放射性検出器８のとら
えた混合槽６の投入された廃棄物の表面線量が基準に達
し、かつ、重量計７のとらえた廃棄物の投入量が、所望
量に達していない場合、解析器９から、総体供給装置５
に対して、停止信号を出して、廃棄物の投入を中断する
と共に、バルブＶに開放信号を印放して、バルブＶを開
き、充填材タンク１３に貯蔵された充填材１３ａを混合
槽６内に供Ｖ給する。

すなわち、この充填材１３ａは、固化体の廃棄物分布を
均一にするために必要な量の廃棄物の投入が、その放射
線線量の増加のために不可能な場合に、この廃棄物の不
足分を補うためのダミーの働きをする。したがってこの
充填材としては、非放射性物質であることが望ましい。

また、その比重も廃棄物もしくは固化剤のそれとほぼ等
しいことが望ましい。

こうした点から、充填材としては、ケィ砂が適当である
。

なお、この充填材の補充量Ｓは、次の式で決められる。

Ｓ（Ｋｇ）＝Ｍ−Ｎここで、Ｍは規定廃棄物混入量、Ｎ
は廃棄物入量とする。

さて、上記のようにして、充填材１３ａが、混合槽６内
に補充され、それによって、重量計７の監視値が、規定
投入量に達した時点で、バルブＶを閉鎖し、充填材１３
ａの補充を停止する。

なお、混合槽６内に投入された廃棄物が、その規定混入
量に達するまでにその表面線量が基準値を越えない場合
には、解析器９は信号を出さない。そして、この場合に
は、廃棄物の投入量が規定量に達した時点で、重量計７
から粉体供給装置５に信号が出されて廃棄物の混合槽６
への投入が停止される。

上記のようにして、放射性廃棄物、熱硬化性樹脂、重合
開始剤および充填材が混合槽内に適宜供給された後、第
３タンク１２に貯蔵された重合促進剤Ｃが、第３タンク
１２に貯蔵された重合促進剤Ｃが、第３ポンプＰＣによ
って、混合槽６内に供Ｖ給され十分に磯拝されてる。

なお、この重合促進剤としては、不飽和ポリエステルを
固化剤とし、メチルエチルケトンパーオキシドを重合剤
とした場合、固化剤に対して０．５〜２．０％の割のナ
フテン酸コバルトが適当である。

混合槽６内において、それに投入された各種の投入物が
十分に混合燈梓された後、混合槽下部のパイプ１４が開
放され、上記の投入物は、放射性廃棄物貯蔵容器１５内
に充填される。

この貯蔵容器１５内に充填された投入物は、この容器内
で、重合硬化して、プラスチック固化体となる。

上記のように、この発明による放射性廃棄物のプラスチ
ック固化処理方法によって得られる固化体は、その表面
線量が、所定の安全基準値（たとえばこのままで取扱う
場合は、２００ｈＲ／ｈｒ以下）以下に押さえられてい
るので、安全性の高い固化体となる。

また、この固化体は、固化剤中の放射性廃棄物混入率が
、非放射性充填材の補充によって、常に、その最適な混
入量に保たれその結果、熱硬化性樹脂がゲル化するまで
放射性廃棄物の沈降が防げ、固化剤中での廃棄物分布が
ほぼ均一な安全性の高い固化体が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の放射性廃棄物のプラスチック固化処理
方法の一実施例を示すフローチャートである。 Ａ・・…・熱硬化性樹脂、Ｂ・・・・・・重合開始剤、
Ｃ・・・・・・重合促進剤、６・・・・・・混合槽、７
・・・・・・重量計、８・・・・・・放射性検出器、９
・・・・・・解析器、１３ａ…・・・充填材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱硬化性樹脂とその重合開始剤および重合促進剤と
   を混合槽内に供給し、それらを混合してなる固化剤中に
   放射性廃棄物を投入するに際し、前記混合槽内に投入さ
   れた放射性廃棄物の表面線量を計測しそれが一定値にな
   つた場合には放射性廃棄物の投入を停止し、放射性廃棄
   物の上記固化剤中への投入予定量と実際の投入量との差
   分に相当する量の被放射性充填材を充填することを特徴
   とする放射性廃棄物のプラスチツク固化処理方法。 ２ 前記日放射性充填剤は、ケイ砂であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の放射性廃棄物のプラス
   チツク固化処理方法。