JPS608478B2 - 放射性廃棄物の固化処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射性廃棄物の固化処理法の改良に関する。

中ないし低レベルの放射性廃棄物の処分には、できるだ
け減客ののち、ドラム鍵などの容器に充填し、セメント
、アスファルトまたは、プラスチックにより固化するこ
とが行なわれている。将来企図されている海洋投棄を可
能にするためには、固化物が十分な耐海水性をそなえて
いなければならないことは、いうまでもない。すなわち
、放棄物が海水に長時間触れ、容器のドラム機などが（
もちろん、それ自体に可能な限りの防食対策はとるとし
ても）腐食して穴があいても、内容物が海水中に溶出し
ないことが要求される。プラスチック固化においてこの
目的を達成する試みとして、ドラム機の内面に液体モノ
マーを吸収する材料たとえばアスベストを貼りつけてお
き、放射性廃棄物を鍵に充填した上から、重合開始剤を
添加したスチレンなどの液体のモ／マ−を隣の頂面まで
注入し、密閉することが提案されたく袴公昭５３−４５
４８び号）。

この方法によるときは、液体モノマーがドラム籍に内貼
りした吸収材に合浸して行き、そこで重合固化すること
によって、内容物である放射性廃棄物のプラスチック固
化体の表面を被覆することになり、海水の内部浸透が阻
止されるというものである。同じような手法は、アスフ
ァルト固化においても試みられた。

それは、ドラム機内にグラスウールの内張りを施してお
き、そこへ、溶融状態のアスファルトと放射性廃棄物と
の混合物を充填し、冷却固化させる方法である。グラス
ウールの層にアスファルトだけが浸透し、固体の廃棄物
は浸透しないから、アスファルト固化体の表面をグラス
ウールに含浸したアスファルト層が被覆したような結果
が得られる。しかし、いずれの場合も、液体を吸収する
多孔質の材料をドラム蛾の内面に内張りしておく手数を
要し、固化体表面の被覆層の形成が、上記の多孔質の材
料への液体の浸透にまつという、直接コントロールする
ことの困難な機構によるため「いく分かは不確実さを伴
うことが避けられない。

本発明者らは、放射性廃棄物のプラスチック固化処理に
際しても固化体の表面におけるプラスチックだけの層の
形成をも液体の含浸よりはもっと直接的にコントロール
可能な手段で確実に行ない、かつその操作をもっと簡易
に実施できる方法を求めて本発明に至った。本発明で採
用した着想はも放射性の廃棄物を収容するドラム蛾など
の内面に、充填に先立ってライニングを行なっておき、
このライニング層に固化体の表面被覆の役割を果させよ
うとするものである。この着想はｔプラスチックとして
常温で硬化可能な熱硬化性樹脂を用い、それにフレーク
状ガラスを適量加えた混合物をドラム機などの内面に適
用してラィニングを形成することと「 このラィニング
の表面が完全に硬化しないうちに、放射性廃棄物と常温
で硬化可能な熱硬化性樹脂とを混合してドラム鰹などに
充填し「蓋をかぶせて密閉するという特徴的な構成によ
って有用な技術に発展した。常温で硬化可能な熱硬化性
樹脂を用いて放射性廃棄物をプラスチック固化すること
は「特開昭４８一４４７００号により開示され〜よく知
られている。

使用できる樹脂は多種あるが、最も代表的なものはスチ
レンモノマーを混合した不飽和ポリエステル樹脂である
。これらの樹脂を常温で硬化させるには、重合触媒すな
わちラジカル開始剤、および必要により重合促進剤を加
えればよい。前者の例としては、ベンゾイルパーオキサ
イド「メチルエチルケトン′ぐーオキサイド「 ｔーブ
チル′ぐーベンゾェート「などがあり、役者にはナフテ
ン酸コバルト、ナフテン酸マンガン、オクト酸バナジル
、ジメチルアニリン、トリエタノ−ルアミン、フエニル
モルフオリンなどが含まれる。なお、熱硬化性樹脂は「
パラフィンのような空気遮断剤を加えて市販されている
ことが多いが、本発明では、これを含まないものを用い
なければならない。

熱硬化性樹脂の常温硬化に際しては、空気と触れる表面
では開始剤によりもたらされたラジカルの連鎖が酸素に
よって断たれ、重合が進み難いため、空気との接触を防
ぐ不活性物質を加える。しかし本発明は、この空気によ
り硬化が不完全に終ることを逆に利用する。

すなわち、ドラム確などの内面にラィニングした熱硬化
性樹脂の表表が未だ硬化せず粘着性を有している間に、
液状の樹脂に放射性廃棄物を加えた混合物を充填するこ
とにより、新たにラジカル開始剤と接触するに至った未
硬化のラィニング表面においては、もはや空気が存在し
ないので再び重合反応が活溌に起り、結果としてラィニ
ング層のプラスチックと充填したプラスチックとの間に
強固な化学結合が生じる。それによって、ドラム燈内に
おける放射性廃棄物のプラスチック固化体表面に「プラ
スチックだけの強固な保護被覆が一体に形成される。こ
のことから明らかなようにトライニングに用いる常温硬
化型の熱硬化性樹脂と放射性廃棄物と混合して充填する
ための常温硬化型の熱硬化性樹脂とは、同一種類のもの
であれば全く問題ないがト異種の組み合わせであっても
「両者の間に上記のような重合反応による化学結合が起
り得るならばト差支えなく使用できる。また、放射性廃
棄物と熱硬化性樹脂とは、あらかじめ均一に混合してお
いてドラム遂に注入するだけでなく、ドラム鰹内で混合
してもよい。本発明において、「混合して容器内に充填
し一とは〜 このような場合をも包含する。フレーク状
ガラスは、平均径１山内外の楕円形であってごく薄いリ
ン片状のものが市販されており、それが使用できる。

この程度の小径の粒子であれば、常温硬化型の熱硬化性
樹脂に混合して、スプレーガンによりドラム滋などの内
面にスプレー塗布でき「好都合である。フレーク状ガラ
スの混合割合は、樹脂との混合物中、重量で少なくとも
０．５％ないと効果が認められないが、数％で十分な効
果が得られる。

スプレー塗布の場合は、５％を越える混合は適用に困難
が生じることがあるから、避けた方がよい。塗布は、も
ちろんハケ塗りやロールを用いる方法によってもよい。
その場合はもっと大量にガラスを混合できるが、過大で
あると「かえってプラスチック固化体表面の保護被覆を
弱めるおそれがあるから好ましくない。容器内面のラィ
ニングの厚さは、少なくとも０．１側は必要であり、好
ましくは０．５〜１．仇伽またはそれ以上欲しい。

３側を超える厚さは必要ない。

ラィニングを施したのち、放射性廃棄物を充填固化する
ことのできる期間「換言すれば、ラィニングの表面が前
述のように硬イｂ不完全のまま粘着性を有している期間
は、熱硬化性樹脂の種類Ｌ開始剤の量、周囲温度などの
因子によって多小は異なるが、通常は２ヵ月程度である
。従って、あらかじめ多数の容器にラィニングを施して
おいて、その有効期間内に順次プラスチック固化に使用
するといったことが可能である。容器内に充填した放射
性廃棄物と熱硬化性樹脂との混合物が固化したら〜蓋を
してト縁をかしめるなどの手段により密閉する。

その際、固化体の上部表面の耐水性を高め「かつ容器内
の空間をみたすように、常温硬化型の熱硬化性樹脂〜好
ましくはそれにフレーク状ガラスを混合したもの、を使
用する。本発明に従ってプラスチック固化処理するに適
した放射性廃棄物は、粉末状ないし粒状のものであって
、具体的には「原子力発電所から排出される諸廃液（ホ
ゥ酸廃液「再生廃液、床ドレン廃液など）の濃縮液を乾
燥粉末化したもの「使用済イオン交撫樹脂、フィル夕−
スラツジおよびこれらを粉末化したものなどである。

固化した放射性廃棄物を水中に投棄可能にするための尺
度である耐水性は、一般に、固化体を水中に浸潰してお
き、廃棄物中の特定の物質または核種が浸債水中に溶出
して行く速度をもって評価する。

逐次測定を続けて行くとき、第ｎ回目の測定時の浸出率
Ｒｎ〔地／洲−ｄａｙ〕は次式であらわされる。Ｒｎ：
知三‐≠ｎ ここで、Ａｎはｎ回目の測定期間内に浸出した特定核種
などの量、Ａｏは当初固化体中に閉じ込めた特定核種な
どの量、Ｖは固化体の容積〔地〕、Ｆは固化体の鞍水表
面積〔地〕、ｔｎはｎ−１回目の測定期間〔船ｙ〕であ
る。

通常Ｒｎは浸債の当初はある高さを示し、漸減する傾向
にある。

当初の値が低く、かつ速やかに減少してゼロに近づくこ
とが望ましいわけである。Ｒｎは、プラスチック固化体
がセメント固化体やアスファルト固化体より低く、最も
耐水性がすぐれているといえるが、これまでに到達した
レベルは、１０‐３から最もよい場合で１０‐６程度で
ある。本発明によるときは、下記の実例に明らかなよう
に、さらに改善がみられる。次に示す実例は、いずれも
本発明の処理法の摸擬実験として「硫酸ナトリウムまた
は硫酸ナトリウムと塩化ナトリウムとの粉末を対象とし
てプラスチック固化した場合の、Ｎａ十の浸出率をト本
発明に従った場合とそうでない場合とについて、それぞ
れ測定した結果である。

試験例 市販の不飽和ポリエステル樹脂（スチレンモノマー含有
）２００多と硫酸ナトリウムの粉末３００９とを混合し
、これに重合触媒としてメチルエチルケトンパーオキサ
イド２９「重合促進剤としてナフテン酸コバルト１９を
加えてさらによく混合し、ビーカー中で常温に放置して
固化させた。

得られた円柱状の固化体の表面に、フレーク状ガラス１
％（重量）を配合した不飽和ポリエステル樹脂（上記と
同じもので「触媒および促進剤の添加により常温硬化可
能になっている）を、０．５肋の厚さに塗布し硬化させ
た。

これを水中に浸潰し〜Ｎａ十の浸出率の変化を追跡した
。

その結果を、上記の表面塗布処理をしてないものと比較
して、図面に示す。（それぞれ曲線耳および０）１００
日目の浸出率は、無処理のものは１０‐５に達したのに
対し、処理をしたものは１０‐７に止まった。実施例
１ ２００そのドラム曜の内面に、試験例で用いたフレーク
状ガラス配合不飽和ポリエステル樹脂をスプレーガンで
塗布し、厚さ１脚のラィニング層を形成した。

その中へ、同じ不飽和ポリエステル樹脂１５０ｋ９と硫
酸ナトリウム粉末２３０ｋｇを入れ、蝿梓機で混合して
からメチルエチルケトンパーオキサィド１．５ｋ９とナ
フテン酸コバルト０．７５ｋ９を加えてさらに混合し、
常温で硬化させた。

ドラムを切開し、て得られた円柱状の固化体を上中下三
つに輪切り‘こし、中のものをさらに放射状に４等分し
た。

切断により露出した平面を、ラィニングに用いた樹脂で
、厚さ５肋に被覆した。

これを水中に浸潰して、１００日後のＮが浸出量を測定
した。

切断面からの浸出の可能性は、上記の被覆により実質上
ゼロに近くなったから、浸出は主としてドラム鞍内面に
接していた面の、厚さ１柳のラィニング層を通して行な
われると解される。Ｒ側＝１０‐７という好ましい値が
得られた。実施例 ２２００クドラム鰹の内面に、フレ
ーク状ガラス０．５％を配合した不飽和ポリエステル樹
脂をハケで塗布し、厚さ０．５綱のラィニングを形成し
た。

不飽和ポリエステル樹脂１５０ｋ９、硫酸ナトリウム１
５０ｋｇおよび塩化ナトリウム８０ｋｇを入れて混合し
、ベンゾイルパーオキサイド１．５ｋｇトジメチルアニ
リン０．２ｋｇを加えて固化させた。固化体について実
施例１と同様な処理および水中浸債試験を行なった。

Ｒ，ｏｏ＝５×１０‐９という結果を得た。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の試験例におけるプラスチック固化体中
のＮａ十の浸出率の経時変化を「比較例のそれとともに
示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 常温で硬化可能な熱硬化性樹脂とフレーク状ガラス
   との混合物を容器内面に適用してライニングを形成し、
   ライニングの表面が完全に硬化しないうちに、放射性廃
   棄物と常温で硬化可能な熱硬化性樹脂とを混合してこの
   容器内に充填し、蓋をかぶせて密閉することからなる放
   射性廃棄物の固化処理法。 ２ 常温で硬化可能な熱硬化性樹脂として、スチレンを
   含有する不飽和ポリエステル樹脂にラジカル開始剤を添
   加したものを用いる特許請求の範囲第１項の固化処理法
   。 ３ フレーク状ガラスを、樹脂との混合物中０．５〜５
   重量％の割合で含有する混合物を用いて、容器内面のラ
   イニングを形成する特許請求の範囲第１項の固化処理法
   。