JPS6056299A - 粒状放射性廃棄物の固化方法 - Google Patents

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、粒状放射性廃棄物の同化方法に関するもので
、より詳細には、塩類を含む粒状廃棄物を容器内に充填
された状態で固化剤の圧加及び充填が可能で、しかも固
化後には体積変化によるクラックの発生がなく、緻密性
及び機械的強度にも優れた粒状放射性廃棄物の同化方法
に関する。

従来、原子力発電所及び放射性物質取扱い設備等の運転
に伴い種々の低レベル放射性廃棄物が発生し、その処理
が問題となっている。即ち、これらの低レベル廃棄物は
、ドラム缶等の容器内に固化された状態で収容され、一
定の保管スＲ−ス内に保管されるが、この貯蔵保管性の
点で、この廃棄物を如伺に高い減溶比で固化するか、即
ら、単位容積比当りの廃棄物重量を如何に高く固化する
かが問題となっている。

従来、放射性廃棄物の固化方法としては、廃液やスラリ
ーを直接セメントにより固化する方法や、この廃液の乾
燥物やこの乾燥物の造粒物（ペレット等）を、セメント
、水ガラス、アスファルト。

樹脂等で固化する方法が仰られている。しかしながら、
前者の方法で（瓜減容比を大きくとることが困難であり
、−！た後者の方法でも、アスファルトや樹脂を同化剤
として用いる方法では、粘度が高いため減容比が犬きぐ
なる条件での混和が困難であると共に、生成した固化体
は熱により軟化したり、高熱下では燃焼するという問題
がある。

１だ、放射性廃棄物の内でも量の圧倒的に大きい低Ｖペ
ル廃棄物は、沸騰水型原子力発電所（ＢＷＲ）の場合に
は、主として硫酸す）　１１ウム（芒硝）を主成分とす
る内生廃液であり、一方加圧水型原子力発電所（ｐｗｎ
　）の場合には、ホウ酸塩を含む廃液であり、更には、
核燃料再処理施設からは硝酸す）　ＩＩウムを含む廃液
等が発生する。

従ってこれらの廃液を乾燥して得られる属莱物には多量
の可溶性塩が含葦れるため、セメント等の水性固化剤組
成物を用いた場合には、１ニメントバチルス組成の構成
を阻害させ緻密で強度のある硬化体を得ることが一般に
困難である。

この硬化性の問題に加えて、粒状固化方法の場合には、
固化剤の流動性の問題及び硬化後の体積変化の問題があ
る。即ち、粒状固化方法では、容器に充填する工程迄、
放射線管理区域外で同化剤を取扱えるという利点がある
が、その反面粒状物充填容器内に固化剤を注加したとき
５この固化剤が粒状物間或いは粒状物と容器との間の各
空隙に隙間なしに速やかに流動し充填するという特性が
要求される。′−！た。水性固化剤は取扱い０５容易で
あるという利点を有するが、粒状物内の塩類と同化剤中
の水媒質との相互作用により体積膨張等を生じて、固化
体にクラック等υＳ発生するという問題がある。

従って１本発明の目的は、上述した欠点が改善された粒
状放射性廃棄物の同化法を提供するにあ本発明の他の目
的は、塩類を含む粒状放射性廃棄物を２容器内に充填し
た状態で、水性硬化剤の迅速で一様な充填を行うことが
でき、高い減容比で廃棄物を処理し得る方法を提供する
にある。

本発明の虹に他の目的は、水性の無機固化剤を用いて２
体積変化によるクラック発生等のトラブルがなく、緻密
性及び機械的強度に優れた固化体に固化させ得る粒状放
射性廃棄物の固化法を提供するにある。

本発明によれば、硫酸塩５ホウ酸塩、硝酸塩等の塩類を
含む放射性廃液乾燥物の粒状体を容器内に充填し、ホウ
ケイ酸アルカリ結着剤並びに固形物基準てホウケイ酸ア
ルカリ結着剤１００重量部当つ１０乃至６０重量部のリ
ン酸ケイ素硬化剤及５０乃至１２０重量部の実質上水に
不溶性乃至弱溶解性の塩基性ケイ酸塩から成る流動促進
剤兼硬化助剤を含有し且つ混水量が２２乃至６０重量−
の範囲にある水硬性セメントペーストを、粒状体充填容
器内に注加して、該被−ストを空隙内に充填させ、該被
−ストを固化させることを特徴とする粒状放射性廃棄物
の同化方法が提供される。

本発明の詳細な説明するための第１図において、先ず工
程（Ａ）において、原子力発電設備等より発生する廃液
乃至は再生廃液１を、１次濃縮機２により濃縮し、この
濃縮液６を５濃縮乾燥機４で乾燥粉末５とする。この乾
燥粉末５を造粒機６て造粒して、粒状物７を得、この粒
状物７を廃棄処理用容器８に充填する。次いで、工程（
Ｂ）において、固形分のみから成る粉末ワンパッケージ
・セメント組成物９を用意し５この粉末９と所定量の水
１０とを混合槽１１にて混合撹拌して、水性Ｒ−スト１
２を形成させる。最後に工程（Ｃ）にお・いて。

粒状物７が充填された容器８内に水性に一スト１２を注
力口し５粒状物間の空隙や粒状物−容器間空隙内に水性
ペーストを充満させ、波−スト１２を固化させて同化体
１６とする。

本発明は、ホウケイ酸アルカリに対して特定量のリン酸
ケイ素硬化剤と特定量の塩基性ケイ酸ｊ蔦系流動促進剤
兼硬化助剤とを配合した組成物は、比較的少ない混水量
で、前述した粒状物の空隙や粒状物−容器間空隙の内部
に重力の作用のみで充満するのに十分な流動性を有して
おり、しかも体積膨張によるクランク発生のない固化体
を形成し得るという発見に基づくものである。

ホウケイ酸アルカリ結着剤とリン酸ケイ素硬化剤との組
合せから成る無機質結着剤は１本発明者等により既に、
特公昭５７−４２５８１号公報において提案をれたもの
ではあるが、この組成物は粒状物の同化剤としての用途
に対しては未だ流動性が低すぎるという欠点り５あり、
粘性を下げるために混水量を増力口させた場合には、強
度低下や体積変化に伴ないクラックを発生するという問
題がある。

これに対して、本発明に用いるセメントペーストは、先
ず従来の水硬性セメントａに比して、著しく少ない混水
量で流動性を有し且つ硬化し得るという特性を有する。

即ち、この組成物は５その配合比によっても相違するが
、一般に２２乃至６０％、特に２４乃至２８％の水分量
で流動性と自己硬化性とを示し、例えばポルトランドセ
メントが２６乃至６５％５石膏プラスターが２９乃至６
８％の混水量を有するのに対して、著しく少ない混水量
を有することがわかる。この混水量は得られる固化体の
緻密性とも密接に関連しており、本発明によれば、より
緻密な同化体を形成させることが可能となるものである
。

１だ、本発明に用いるセメントイーストは、このように
少ない混水量を有するにもかかわらず、著しく流動性に
優れているという利点を有する。

即ち、このような水硬性組成物の流動性は、この組成物
を傾斜板に施こし、所定時間経過後の流下技部ち、後述
する定義によるフロー値として表わすことができるが、
従来のポルトランドセメントスラリのフロー値は５分経
時後ですでに５乃至２０　ｃ′ｍ／　ｒｒＬｉｎの値を
示ししかも離水現象（セグリケション）を起こす、１だ
ホウケイ酸アルカリ−ポリリン酸ケイ素・スラリーのフ
ロー値は初期には高いとしても、６００分経後には数ｃ
ｙｎ／ｒｎｉｎのオーダーに低下するのに対して、本発
明に用いるセメント組成物は、上述した混水量範囲でし
かも６０分経過後においても２５乃至６０　ｃｍ　／　
ｒｎｉｎのフロー値を示し、流動性に顕著に優れて（１
）ることかわかる。

本発明に用いるセメント波−ストは更に、硬−ストを江
別し硬化させた後ての体積膨張によるクラック発生が少
ないという顕著な利点を有してＧ）る。即ち、この固化
体においては、塩類を含む粒状廃棄物が存在し、この塩
類が結着媒質中の水分を吸収し、この粒状物が体積膨張
を起すことの結果として５硬化した結着媒質にクラック
を発生せしめるのである。このようなりラックの発生に
より、同化体の模様的強度や耐水性が失われることにな
るので、塩類を含む廃棄物の同化におＧ１ては、この体
積膨張による固化体のクラック発生を如何に防止するか
が重要な１」題となるのである。本発明に用いるセメン
トイーストが、硬化後におＧ）て体積膨張によるクラッ
ク発生がないのは、硬化した結着媒質がメタケイ酸ナト
リウムのＸ−線回折ピークを示すことからみて、結着媒
質中の水分が結晶水の形で安定化てれており、硬化後の
結着媒質から粒状物中の塩類への水分の移行が防止され
るためであると考えられる。

本発明では、固形物基準でホウケイ酸アルカリ結着剤１
００重量部当り、ポ１１１１ン酸ケイ素系硬化剤を１０
乃至３０屯量部の限定はれた量で用いることも重敏であ
る。この陵を越えると、セメントペーストの流動性が著
しく低下するようになり５粒状物を容器内に充填した後
での硬化処理が困錐となる。才だ、この範囲よりも小芒
いと５如何に硬化助剤と組合せたとしても均質で強固な
硬化が困難となり、同化体は強度に劣ったものとなる。

更に、本発明では、実質上水不溶性乃至弱溶解性のアル
カリ性ケイ酸塩を流動同上削兼硬化助ＭＩＪとして用い
ることが前述した目的に関して重要となる。この水不溶
性乃至弱溶解性のアルカリ性ケイ酸塩は、用いるペース
トの流動性を顕著に向上させる一方で、結着剤の最終的
な硬化を助ける作用を行なう。これら２つの作用は一見
相矛盾する作用のように見受けられるが、この作用機構
を１本発明者等は次のように推定してい、る。即ち、こ
の水不溶性乃至弱溶解性のアルカリ性ケイ酸塩は、先ず
、全組成当りの粘性流体となるホウケイ酸アールカリ結
着剤の量比を下げる働きを行い、更にポ１１１１ン酸ケ
イ素硬化剤から初期にリン酸分が放出される場合にも、
Ｋ−ストのｐＨを低下させないように作用するものと思
われる。かくして、このバーストの流動性の向上が説明
できる。しかも、この水不溶性乃至弱溶解性のアルカリ
ケイ酸塩は、固体のケイ酸質骨格を有しており、しかも
ホウケイ酸アルカリ及びポリリン酸ケイ素硬化剤との反
応で全体にわたってケイ酸質から成るネットワークを形
成し、硬化を助長する作用を有するものと思われる。

本発明においては、この塩基性ケイ酸塩流動促進剤兼硬
化助剤を、ホウケイ酸アルカリ結着剤当り５０乃至１２
０重量部の、計で用いることも重要であり、この量が上
記範囲よりも少ないとき罠は、流動性及び硬化性の点で
不満足な結果となり、一方上記範囲よりも多い場合には
、固化体の緻密性や機織的強度が本発明範囲内のものよ
りも劣ったものとなる傾向がある。

ホウケイ酸アルカリ結着剤としては、水溶性ホウケイ酸
アルカリｉたは水溶性ケイ酸アルカリとアルカリ水溶液
例可溶なホウ酸アルカリとの組合せを、使用することが
できる。ここで用うるポウ酸アルカリ塩としてはこのも
のがアルカリ性水溶ＩＫ可溶であるという榮件内て任意
の塩を用いることができ、例えばホウ酸ノーダ、ホウ酸
カリが好適に使用される。これらのホウ酸塩Ｃは、無水
塩でも、或いは６水塩、５水塩５７水憔、１ｏ水堪のよ
うな含水基てあってもよい。

ケイ酸アルカリとホウ酸アルカリとは、ケイ酸アルカリ
中のＳ　Ｓ　Ｏ２に対するホウ酸アルカリ中の＆Ｏｓ　
Ｃ１）ｒｒ＝ル比ｂｓ　１　：　０．０３　乃至１　：
　［１，３、％ｉＣ１：０．０５乃至１　：　０．２５
の範囲となるように組合せ使用するのがよい。

ケイ酸アルカリとホウ酸アルカリとを、粉末混合物とし
て使用する代りに、これらをホウケイ酸アルカリ水溶液
の形で用いることもできる。即ち。

この水溶液は前記２つの塩を水に溶解し、所望により加
熱反応させることにより得られる。

同、ホウ酸分（Ｂ２　ｏｓ　）のモル比が上記範囲より
も小宴いときには、耐水性が低下すると共に５安定性も
低下する傾向があり、一方上記範囲よりも太きくしても
それによる格別の利点は得られず、経済的にも不利とな
る。

ボ１１１Ｊン酸ケイ素硬化剤としては、必須成分として
リン酸分とシリカ分とを含有するものであり且つリン酸
分が縮合された形で含有はれるものが使用される。この
ポリ１１ン酸ケイ素は、Ｂ２０．　：５ｉＣｈのモル比
で表わして、１　：　１．８乃至１°５、特に１：２．
０乃至１：３．３の範囲のモル比を有することが望まし
い。即ち、リン酸分（１−’２　ｏ、　）のモル比が上
記範囲よりも小さい場合には、所望とする硬化性が得ら
れず、機械的強度も低いものとなる傾向がある。また、
このモル比が上記範囲よりも大きい場合には、この組成
物を水性分散液としたとき、早期ゲル化や部分ゲル化が
生じるようになる。

このポ１１１１ン酸ケイ素は、早期ゲル化や部分ゲル化
を防止し、ケイ酸アルカリ結着剤を一様ＫＬ。

かも強固に硬化させるためには、リン酸分の徐放性を有
することが重要である。この点に関して。

本発明に使用するポリリン酸ケイ素は、下記式％式％ 式中、Ｘは前記硬化剤１グラムを４規定苛性ソ一ダ水溶
液１００ｍＪ中に添加した試料溶液の１２０分迄の経過
時間（分）を表わし５Ｙは前記試料溶液中に溶出したリ
ン酸Ｃｐ２ｏ＊）の積ｎ溶出量（〜／１００１１１Ｊ）
を表わす、で定義される初期溶出量ＣＢ）が２５０以下
、好適には２００以下、特例好適には１００以下及び平
均加水分解速度定数（Ａ）が０．２以上、特に好適には
０．３乃至１．６の範囲に夫々あることが特に望ましい
。このような徐放性リン酸質硬化剤の製法及び特性の詳
細は、米国特許第４，０１８，６１６号明細書に述べら
れている。

実質上水不溶性乃至は弱溶解性の塩基性ケイ酸塩として
は、５０９／βの濃度で水に分散はせた時のｐｌＩが８
乃至１３．特に１０乃至１２の範囲にあるケイ酸のアル
カリ土類金Ｂ４塩又はアルミニウムＪｇが使用される。

ケイ酸のアルカリ金属塩としては、無定形ケイ酸バリウ
ムやメタケイ酸バリウムが好適に使用され、１だケイ酸
アルミニウムとしては、フライアッシュのようなガラス
質球状ケイ酸アルミニウムが特に好適に用いられる。

無定形ケイ酸バリウムは、活性ケイ酸ゲルと炭酸バリウ
ムとを１結晶化温度よりも低い温度、例えば７００乃至
９００℃のｌ’Ａ度で焼成することにより得られ、Ｓｚ
　Ｏ２：　ＢａＯのモル比は５：１乃至６：１のものが
有利に用いられる。ごの無定形ケイ酸バリウムは、一般
に５乃至４０μの粒径を有するものが望ましい。

結晶性メタケイ酸バリウムは、一般に無水塩の形である
ことが好てしく、一般に１乃至３１１　直量係のＪｍＯ
水可啓分を含有することが流動性改良の見地から重重し
い。

この結晶性メタケイ酸バリウムは、文献によると、計算
；Ｉ　Ｏ）酸化バリウムと二酸化ケイ素とを融解するこ
とにより得られるが、本発明者等の１υＦ究によると１
石英型結晶構造のケイ砂上炭酸・・リウム、酸化バリウ
ム或いは水酸化バリウムとをンＯＵ乃至１２００℃の温
度で焼成することにより容易に得られる。冑、本明細書
において、結晶性メタケイ順バリウムを主体とする゛と
は、この結晶性メタケイ酸バリウムが主成分であること
を意味しており、例えば少壮の二酸化ケイ素や酸化バリ
ウム或いは炭酸バリウム０５含有されていても差支えｆ
ｌいことを意味する。このメタケイ酸バリウムは、６０
メソシユよりも小さい粒度を有することが望ましい。

フライアッシュとしては、粒径り５．２乃至４０μの範
囲のもの０５好適である。

本兄明で用いるセメントスラリーには、上述した成分に
加えて、任意の改良剤乃至助剤を配合できる。例えば、
この組成物に、ホウケイ醒アルカ１１１０１、Ｊ重情部
当り１０獣量部迄の、硫Ｃクナ）　ＩＩウムＣ８５）等
の中性の水溶性アルカリ金（二４塩を／Ｊ［］えること
により、硬化反応に際して助触媒的作用が得られる。才
だ、リン酸亜鉛ＣＺＩ））等の微溶腑性すン酸塔をほぼ
同じ量で〃口えることによってもほぼ同にｐな作用が達
成される。助剤としては１本発明のセメント組成物とし
ての水性イーストの粘性を高めたり、尻棄物充填固化体
の安定性を損なわない条件において、炭酸カルシウム、
炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸
鉛、ホウケイ酸塩、ケイ酸カルシウム、ポルトランドセ
メント、カイヤナイト、硅砂粉等を補強剤として加える
ことができる。

本発明に２いて対象とする廃液は、芒硝を主体とするＢ
ＷＲの再生廃液やホウ酸塩を生体とするＰ　Ｗ　１１の
廃液であり、更には核燃料再処理施設から発生する硝酸
ナトリウムを生体とする廃液である。これを乾燥し造粒
処理することにより上記塩を含有する粉粒体とする。こ
の塩類は、無水芒硝或いはＮα２ＳＯ４・１０Ｈ２０の
ような有水堪であってもよく、了たホウ酸塩は、Ｎａ２
Ｏと＆Ｏｚとのモル比が種々の塩、例えばＮ（Ｌ　ＢＯ
２、Ｎ４　＆　Ｏｑ　＊ＮａＢｓ０ａ　＊　ＮａｚＢｅ
Ｏｒｏ　ｓ　Ｎａ２ＢｓＣｈｓ　、　Ｎａｄ３２０ａ等
の塩であることができ、これらの塩は無水塩でも含水塩
であってもよい。更に、これらのホウ酸塩はナトリウム
塩以外の塩、例えばカルシウム塩であることができる。

放射性廃液乾燥物は、上述した塩類を主体とするもので
あるが、これらの塩類以外に、廃液処理過程で生ずる種
々のスラツジや使用済みのイオン交換樹脂等の成分を含
有していても何等差支えない。

この乾燥粉末を、必要によりワックス、樹脂′唄等の造
粒媒体乃至バインダーを加えて、粒状体に成形する。こ
の放射性廃液乾燥物が粒状体であって、その粒径が１０
−以上、特に４０’−以下のものを用いることが、先ず
減容比を高める上で重要となる。

即ちぞの粒径が１０ｒ５ｒｎ以下になると、細密充填さ
れた容器内に出来る間隙が微細すぎて本発明による水性
ペーストが流動性及び作業性に擾＜イシているとはいえ
、この間隙に注入させることが困難となり、従って、廃
棄物の充填率を小をくシ、注入される間隙１で、充填量
を少なくしなければならないため、その結果、減容比が
小芒くなる。

更に該粒匝が４０−以上になると、充填量が著しく減少
することから、これも減容比を下げることから問題とな
る。

この粒状物、ドラム、コンクリート容器或いはこれらの
接合容器内に充填し、次いで前記ペーストを圧加し、こ
れを室温において硬化はせて同化体とする。

本発明による作用効果を次の例でより具体的に説明する
。

実施例１ Ａ、水ｉ生分散体のセメント組成物について説明する。

Ａ−１，粉末ケイ酸ソーダ 下記第１表に表示する組成を有する４種の粉末ケイｒ伎
ソーダを市販工業薬品より選んだ。

第　１　表 Ａ−２，アルカリ水溶液可溶なホウ酸アルカリ下記第２
表に表示する分子式を有する３種のホウ酸塩を市販試薬
より選んだ。

第　２　表 Ａ−６，水溶性ホウケイ酸アルカリ 上記ケイ酸ソーダとホウ酸塩の肉粉末を下記６表に示す
縫割合で均質に混合して結着剤を調製しｆ二〇 第　６　表 Ａ−４，ポ１４１１ン酸ケイ素（酸性硬化剤）ポ１１１
Ｊン酸ケイ素は本発明者等の２件の特許（特発＋＋Ｓ　
４６−４０８６６号および特公昭４６−４２７１１号公
報及び特願昭５７−３２２７７号公報）明細書記載の方
法に準拠して調製された第４表（で表示した試、！’４
’１号ＰＳ−１のポリリン酸ケイ素を工に選んだ。

なお、ここに調製したポ１１１Ｊン酸ケイ素について、
下記に記載する測定方法によって分散性ならびにゲル化
時間を測定し、その結果を第４表に併せ表示する。

第４表 Ａ）分散性ならびにゲル化時間の測定 分散性ならびにゲル化時間の測定は、本発明者らの出願
特許（特公昭５７−４２５８１号公報及び特願昭５７−
３２２７７号公報）明細書記載の方法に準拠して測定し
た。

このゲル化時間は、一般通常の無機質バインダーとして
は４０℃で２０分以上必決であり１本発明セメント組成
物の硬化剤においても同様である。

又もちろん分散性不良の試料は本発明の硬化剤とはなら
ない。

Ａ−５，結晶性メタケイ酸バリウム 結晶性メタケイ酸バリウムとしては、一般市販のもので
も良いが、本実施例においては代表的調製方法として下
記参考例１に記載された方法により調製した結晶性メタ
ケイ酸バリウム粉末（試料番号Ｂ５−１１０）を選んだ
。

なおここに調製したＢＳ−１１０は、ＢａＯ成分として
２６重重量の水可溶分を持り〇 参考例１゜ ケイ酸源にフラタリ硅砂粉末とジルトンＡ（水滓化学工
業（株）製の易反応性ケイ酸ゲル粉末）との等モル混合
物、バリウム源としては市販試薬の炭酸バリウム全還び
、ＳｉＯ２／ＢａＯのモル比が１になるように両者を混
合し、１５乃至２０％の水で調湿造粒にて約１０ｍｍ径
の顆粒状とした後、回転式キルンを用いて１０００乃至
１１００℃で０゜５時間、焼成し、乾式粉砕にて粒径６
０μ以下９５％以上に分級した結晶性メタケイ酸バリウ
ム塩粉末を選んだ。

Ｂ）成分（Ｃ）の水可溶ＢａＯの測定 試料５１を秤量し、２００Ａ三角フラスコに入れ蒸留水
１００ｍ１を加え、密栓して６０分間攪拌した後口別し
、そのＦ液中のＢａＯ成分を分析し、試料５Ｉで徐した
重量をもって、ＢａＯ成分の水可溶分とする。

Ａ−６無定形ケイ酸バリウム 無定形ケイ酸バリウムとしては、一般市販のものでも良
いが、本実施例においては代表的調製方法として本発明
者等の特許（特開昭５７−３２２７７号公報）明細書記
載の方法に準拠して調製した無定形ケイ酸バリウム（試
料番号Ｂ５−６８）を主に選んだ。

なおここに調製されたケイ酸バリウムＣＢ５−６８）の
粒度分布は、１０μ以下（５０重量％）、１０乃至６０
μ（６０重量％）、６０乃至６０μ（２０重量％）又こ
のものの５％水分散ｐＨは１１及びＢｃＬＯの水可溶分
は２．６重量％であった。

Ａ−７，７ライアツシユ（ＦＡ） 東北発電工業株式会社製の５Ｚ０２６３％、Ａ１１ｔＯ
ｓ　２３％の市販品を使用した。

第５衣に表示した配合及び固化条件による本発明のセメ
ント組成物の基本特注については、下記に記載の測定方
法によってそれぞれ評価し、その結果を第６衣に表示し
た。

なお本発明の特徴を明確にするために試料番号“Ｈ−″
シリーズを比較例として検討した。

Ｃ）混水量 ペースト中の添加水の重量％ Ｄ）フロー値 試料粉体を所定量の混水量（重量％〕で均質な水性ペー
ストとし、各経時毎にその一定量５廐を注射器で傾斜角
５０°のガラス順斜板上に流し、その１分間の初期落下
長（儒）を１１１足し、その値をフロー値（ｃｍ／　ｍ
ｉ　ｎ　）と定参し、この値から水性ペーストの流動特
性全評価した。

Ｅ）固化時間 水性ペーストが温度６０℃、関係湿度７５％の条件で経
時的にゲル化しつつ硬化して、同化体の表面が硬度Ｈの
鉛畑の芯がささらなくなる時間を計り、同化時間（ｈτ
）とした。

Ｆ）圧縮強度 水性ペーストを２５φＸ５０ｍｍ寸法の容器に流し込み
温度２０℃、関係湿度７５％で７日間の固化養生した後
、ＪＩＳ−Ａ１１１４に準拠して、形状比２（Ｌ／Ｄ）
の円柱体の供試体について一軸圧縮強（ｋｇ／ｃｍ２）
を測定した。

Ｇ）同化体の膨張率 ＪＩＳ、ＡＳＴＭ規格による石Ｗ硬化体の膨張率測足器
を用いてこれに粒状廃棄物を充填し、次いでペーストを
注入し、水分の蒸発を防正するため検体の表面をビニー
ルシートで完全に覆って、６０℃で６日間の固化養生し
た後、５℃の雰囲気中に保管し下記式より同化体の膨張
率を算出した。

ただし供試体寸法は３０ｘ３０ｘ２００１３ｏ＝　２０
０．０　ｍｍ ｌは測定値 Ｗ　固化体の耐クラツク性 ５００ｍ６のガラス製ビー力に粒状廃棄物を充填し所定
の混水量のペーストラ注入し２０及び６５℃で固化させ
、その温度に６０日以上継続保管する検体と、固化４日
後に５℃の温度条件に１０日以上継続して保管した時、
固化体及びカラスピーカに発生するクラックの有無を確
認し、いずれの条件においてもクラック発生を起こさぬ
固化体をもって、耐クラツク性を有りとして評価した。

Ｂ９粒状放射性廃棄物の固化体について説明する。

第５衣に表示しだ同化剤及び固化条件によって、第６表
に表示した組成から成る粒状の模擬放射性廃棄物をそれ
ぞれ固化処理し、得られた同化体について、本発明の同
化剤による廃棄物充填量と固化体の安定性について評価
をし、その結果を第７表に併せて表示した。

Ｉ）粒状廃棄物の充填率 実容量２００１の円筒容器に粒状廃棄物を充填させ、所
定量のペーストを注入し、固化させた同化体中の廃棄物
の充填率を下式の如く定義した。

以上の結果、第５．６及び７衣から明らかなように芒硝
、ホウ酸ソーダ、硝酸ソーダ等をそれぞれ主成分とする
粒状放射性廃棄物を高い充填率で容器内に固化処理をし
、本発明の目的である該廃棄物処理の高減容性を確保し
、しかも同化体が長期に亘って安全に保管されるために
本発明の水硬性セメントに具備すべき特性として、第１
に枝状廃棄物を細・ｍ充填させ高減容性分確保するため
容器内に生ずる微小間隙にペーストが十分に注入される
ことによって緻密な同化体と成すペーストの優ぐれた流
動性は、従来の水硬性セメント、荷に比較例１１−６の
ポルトランドセメントでは全く不可能であるし、しかも
従来の固化剤と比較して著しく低温水量で流動性に侵ぐ
イｔたペーストとなることが良く珪フ宕されるし、更ら
に第２に同化体が長期保管において安定であるためには
、第７表から理解される如く、固化体に生ずる膨張に留
意しなければならない。

このことは固化の前後全通して水性ペースト及び固化体
内において該廃棄物は湿潤、塩類の溶解−再結晶等によ
る体積膨張を誘発するため、固化体が耐クラツク性を堅
持するためには、この体積異状を防止しなければならな
い。

従って従来の水硬性セメン）％にポルトランドセメント
に代表されるように流動性ペーストと成すために高い混
水量を必要としたり、著しい離聚及びブリージング現象
を併ない、固化体内の該廃棄物への水の移動を生じ易い
固化剤では、本発明の目的とする高減容固化体を調製す
ることは、特に安定な固化体としての耐クランク性の観
点から不可能であり、よって本発明による水硬性セメン
トは同化の前後に亘って保水性に優ぐれた同化剤として
も理解される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における原子力発電施設より発生ずる放
射性廃棄物の粒状物を同化処理する工程の概略図の一例
である。 工程（，４） １　廃液及び再生廃酸 ２１次濃縮機 ６　濃縮廃液 ４　濃縮乾燥機 ５　廃棄物乾燥粉末 ６　造粒機 ７　廃棄物粒状物 ８　廃棄処理用容器 工程（Ｂ） ９　固化剤粉末 １０水 １１　水性ペースト 工程ＣＣ） １２　粒状廃棄物の固化体 特許出願人　水澤化学工業株式会社 〆 代理人　弁理土鈴木郁男　・） 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）硫酸塩、ホウ酸塩、硝酸ユ豆等の塩類を含む放射
   性廃液乾燥物の粒状体を容器内に充填し、ホウケイ酸ア
   ルカリ結）身剤並びに固形物基準でホウケイ酸アルカリ
   佑着剤１００東量部当り１０乃至６０取は部のリン酸ケ
   イ累硬〔ヒ剤及び５０乃至１２０１（（１ｉ士部の実質
   上水に不溶注乃至弱溶解性の塩基性ケイ酸」塩から成る
   流動促進剤兼硬化助剤を含有し且つ混水量が２２乃至３
   ０屯量係の範囲にある水イ史性セメントペーストを粒状
   廃冥物充填容器内に圧加して、該イーストを空隙内に充
   填はせ、該波−ストを固化させることを特徴とする粒ル
   （放射性ヅ８１ご１１の同化方法。 （２）流動促進剤兼硬化助剤が、固形物基準てホウケイ
   倣アルカリ結着剤１００重量部当り、５乃至４０重量部
   の無定形ケイ酸バリウム、５乃至４０重量部の結晶性メ
   タケイ酸バリウム及び０乃至４０重−・都のフライアッ
   シュの組合せから成る特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 （６）水硬性セメントスラリーが、固形物基準でホウケ
   イ酸アルカリ結着剤１００重量部当り１０点量部迄の硬
   化反応助触媒を含有することから成る特許請求の範囲第
   １項記載の方法。