JPS61260197A - 低レベル放射性廃棄物の処理方法 - Google Patents
低レベル放射性廃棄物の処理方法Info
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- JPS61260197A JPS61260197A JP10354085A JP10354085A JPS61260197A JP S61260197 A JPS61260197 A JP S61260197A JP 10354085 A JP10354085 A JP 10354085A JP 10354085 A JP10354085 A JP 10354085A JP S61260197 A JPS61260197 A JP S61260197A
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- silica
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、原子炉等から発生する低レベル放射性廃棄
物の処理方法に間するものである。
物の処理方法に間するものである。
従来の技術
原子炉等から発生する低レベル放射性廃棄物には、濃縮
廃液、イオン交換樹脂及び雑固体等がある。沸騰水型原
子炉から発生する濃縮廃液の主成分は硫酸ナトリウム（
ＮａＳ’０４）であり、この濃縮廃液のような低レベル
放射性廃棄物の固化処理法としては、セメント固化、ア
スファルト固化、プラスチック固化等の方法が実施或い
は実施の検討がされている。
廃液、イオン交換樹脂及び雑固体等がある。沸騰水型原
子炉から発生する濃縮廃液の主成分は硫酸ナトリウム（
ＮａＳ’０４）であり、この濃縮廃液のような低レベル
放射性廃棄物の固化処理法としては、セメント固化、ア
スファルト固化、プラスチック固化等の方法が実施或い
は実施の検討がされている。
発明が解決しようとする問題点
原子炉等から発生する低レベル放射性廃棄物についての
処理は、固化処理法が確立されていない現状である。セ
メント固化による処理方法では、セメントによる硬化体
であるコンクリートの寿命より長寿命の放射性同位元素
を含む廃棄物については環境を汚染する可能性がある。
処理は、固化処理法が確立されていない現状である。セ
メント固化による処理方法では、セメントによる硬化体
であるコンクリートの寿命より長寿命の放射性同位元素
を含む廃棄物については環境を汚染する可能性がある。
又、アスファルト固化或いはプラスチック固化による処
理方法は、機械的強度が余り高くないため、放射性廃棄
物の封じ込めには不安がある等の問題があったのである
。
理方法は、機械的強度が余り高くないため、放射性廃棄
物の封じ込めには不安がある等の問題があったのである
。
問題点を解決するための手段
この発明は、上述の問題点に鑑み、これを解決せんとし
て提案せられたものであり、原子炉等から発生する低レ
ベル放射性廃棄物と、珪石及び珪華の混合物をマトリッ
クスとを混合すると共に、前記廃棄物とマトリックスに
廃棄物中のＮａＳＯ４を固定化するためにアルカリ土類
金属酸化物及び水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）
を添加したものを水熱条件下で圧縮して生成した硬化物
に低レベル放射性廃棄物を封じ込める処理方法を提供せ
んとするものである。
て提案せられたものであり、原子炉等から発生する低レ
ベル放射性廃棄物と、珪石及び珪華の混合物をマトリッ
クスとを混合すると共に、前記廃棄物とマトリックスに
廃棄物中のＮａＳＯ４を固定化するためにアルカリ土類
金属酸化物及び水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）
を添加したものを水熱条件下で圧縮して生成した硬化物
に低レベル放射性廃棄物を封じ込める処理方法を提供せ
んとするものである。
作用
この発明は、沸騰水型原子炉等から発生する濃縮廃液の
ような硫酸ナトリウム（ＮａＳＯ４）を主成分とする低
レベル放射性廃棄物を珪石と珪華を混合したものをマト
リックスとして、水熱条件下で圧縮して硬化物を生成す
る場合に、マトリックスにアルカリ土類金属酸化物及び
水酸化アルミニウムを添加し、ＳＯ４２−は金属硫化物
として、Ｎａ＋はアルミニウムケイ酸塩としてマトリッ
クス中に固定化する。
ような硫酸ナトリウム（ＮａＳＯ４）を主成分とする低
レベル放射性廃棄物を珪石と珪華を混合したものをマト
リックスとして、水熱条件下で圧縮して硬化物を生成す
る場合に、マトリックスにアルカリ土類金属酸化物及び
水酸化アルミニウムを添加し、ＳＯ４２−は金属硫化物
として、Ｎａ＋はアルミニウムケイ酸塩としてマトリッ
クス中に固定化する。
実施例
この発明の一実施例を詳細に説明する。マトリックスと
しては、福島県産珪石（低温型石英）と鹿児島県産珪華
（アルミナ等を含む無定形シリカ）を混合したものを使
用した。混合割合は珪石を７０重量％とした。
しては、福島県産珪石（低温型石英）と鹿児島県産珪華
（アルミナ等を含む無定形シリカ）を混合したものを使
用した。混合割合は珪石を７０重量％とした。
廃棄物としては、市販のＮａ２ＳＯ４とＨＣＯ３の混合
したものを用いた。混合割合はＮａ２５Ｑａを７３重量
％とした。
したものを用いた。混合割合はＮａ２５Ｑａを７３重量
％とした。
廃棄物とマトリックスに５０４２−を固定化するための
アルカリ土類金属酸化物としてＭｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（
ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２・８Ｈ２０或いは８ａ（０，
Ｈ）ｚ・８１１２Ｑを使用した。又、廃棄物とマトリッ
クスにＮａ＋を固定化するためにＡＩ（ＯＨ）、を使用
した。
アルカリ土類金属酸化物としてＭｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（
ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２・８Ｈ２０或いは８ａ（０，
Ｈ）ｚ・８１１２Ｑを使用した。又、廃棄物とマトリッ
クスにＮａ＋を固定化するためにＡＩ（ＯＨ）、を使用
した。
廃棄物、マトリックス、アルカリ土類金属酸化物及び水
酸化アルミニウム混合した総量ｔｔ３０ｇとし、均一に
混合した。アルカリ土類金属酸化物としてＭｇ（ＯＨ）
２或いはＣａ（ＯＨ）２を使用した場合には、更に水を
２．５ｃｃ加えて練り合せた。これを水熱熱間成型用オ
ートクレーブに充填し、２７５にｇ／Ｃ１１２の圧搾圧
力で加圧しながら、温度３００℃で２０分間反応させた
。
酸化アルミニウム混合した総量ｔｔ３０ｇとし、均一に
混合した。アルカリ土類金属酸化物としてＭｇ（ＯＨ）
２或いはＣａ（ＯＨ）２を使用した場合には、更に水を
２．５ｃｃ加えて練り合せた。これを水熱熱間成型用オ
ートクレーブに充填し、２７５にｇ／Ｃ１１２の圧搾圧
力で加圧しながら、温度３００℃で２０分間反応させた
。
こうして得られた固化体（直径２０．ａｍ）を、高さ２
４ｇｖに切出し圧縮強度を測定した。又、固化体を７冒
■角の立方体に成型し、イオン交換水３゜ＣＣと共にオ
ートクレーブに入れ、温度２００℃の水熱条件化で２０
時間の浸出試験を行った。轟出率は試料の試験前の重量
に対する゛重量減少率として表した。浸出試験後の浸出
液は原子吸光分析法により分析した。
４ｇｖに切出し圧縮強度を測定した。又、固化体を７冒
■角の立方体に成型し、イオン交換水３゜ＣＣと共にオ
ートクレーブに入れ、温度２００℃の水熱条件化で２０
時間の浸出試験を行った。轟出率は試料の試験前の重量
に対する゛重量減少率として表した。浸出試験後の浸出
液は原子吸光分析法により分析した。
廃棄物量を１０重量％とし、廃棄物中のＳ ０４２．−
と等モル量のアルカリ土類金属酸化物をマトリックスに
加えて作製した固化体に対して、圧縮強度はそれぞれＭ
ｇ（０）１）２の場合は２８０ ｋｇ／ｃ＋ｗ２、Ｃａ
（ＯＨ）２の場合は６３０ｋｇ／ｃｒａ２．５ｒ（０１
１）２の場合は９４０ ｋｇ／ｃｍ２、Ｂａ（ＯＨ）２
の場合は１２００ ｋｇ／ｃ＋ｓ２であった。
と等モル量のアルカリ土類金属酸化物をマトリックスに
加えて作製した固化体に対して、圧縮強度はそれぞれＭ
ｇ（０）１）２の場合は２８０ ｋｇ／ｃ＋ｗ２、Ｃａ
（ＯＨ）２の場合は６３０ｋｇ／ｃｒａ２．５ｒ（０１
１）２の場合は９４０ ｋｇ／ｃｍ２、Ｂａ（ＯＨ）２
の場合は１２００ ｋｇ／ｃ＋ｓ２であった。
アルカリ水熱条件下での珪石・珪華混合物マトリックス
の硬化反応は（イ）式によりシリカの溶解・析出反応に
より説明することができる。
の硬化反応は（イ）式によりシリカの溶解・析出反応に
より説明することができる。
（イ） ５ｉＱ２＋２ＮａＯＨ←→ Ｎａ２ＳｉＯ
３＋Ｈ２０（ロ） Ｎａ２ＳｉＯ３Ｍ（ＯＨ）２−
＋ ＭＳＯ４＋２ＮａＯＨここでＭは、Ｍｇ、Ｃａ５
Ｓｒ、 Ｂａのアルカリ土類金属のいずれかを意味する
。
３＋Ｈ２０（ロ） Ｎａ２ＳｉＯ３Ｍ（ＯＨ）２−
＋ ＭＳＯ４＋２ＮａＯＨここでＭは、Ｍｇ、Ｃａ５
Ｓｒ、 Ｂａのアルカリ土類金属のいずれかを意味する
。
（イ）式は、溶解反応が右方向の反応で、析出反応は左
方向の反応で表される。
方向の反応で表される。
Ｂａ（ＯＨ）２を用いた場合、最も高い圧縮強度をもつ
固化体が得られた原因は（０）式で表される反応がアル
カリ土類金属のイオン半径が大きいほど進行しやすく・
Ｍｇ、 Ｃａ、 Ｓｒ、 Ｂａの順に（イ）式ζこより
硬化反応を促進するＮａ０）ｌが多量に生成するためで
ある。
固化体が得られた原因は（０）式で表される反応がアル
カリ土類金属のイオン半径が大きいほど進行しやすく・
Ｍｇ、 Ｃａ、 Ｓｒ、 Ｂａの順に（イ）式ζこより
硬化反応を促進するＮａ０）ｌが多量に生成するためで
ある。
これらの固化体の浸出試験を行ったところ、Ｎａ（０■
）２を用いた固化体は、試料の形状がくずれてしまった
が、他のものは、いずれも形状を保っており、浸出率も
１０％程度であった。
）２を用いた固化体は、試料の形状がくずれてしまった
が、他のものは、いずれも形状を保っており、浸出率も
１０％程度であった。
浸出液中のナトリウム（Ｎａ）量、ケイ素（Ｓｌ）量は
、アルカリ土類金属の種類によってＣａ、Ｓｒ、Ｂａの
順に顕著に多くなっており、Ｂａ（ＯＨ）２を用いた場
合が、最も廃棄物を固定化することができる次に廃棄物
１０重量％の時の廃棄物中の５０４２−と等モル量のＢ
ａ（ＯＨ）２・８Ｈ２０をマトリックスに添加し、廃棄
物量を変化させなから固化体を作製した。第１図は横軸
の廃棄物量１に対する圧縮強度２と侵出率３の変化を示
している。
、アルカリ土類金属の種類によってＣａ、Ｓｒ、Ｂａの
順に顕著に多くなっており、Ｂａ（ＯＨ）２を用いた場
合が、最も廃棄物を固定化することができる次に廃棄物
１０重量％の時の廃棄物中の５０４２−と等モル量のＢ
ａ（ＯＨ）２・８Ｈ２０をマトリックスに添加し、廃棄
物量を変化させなから固化体を作製した。第１図は横軸
の廃棄物量１に対する圧縮強度２と侵出率３の変化を示
している。
廃棄物量１が１０重量％まで増加するに伴い固化体の圧
縮強度２が増大しているのは、前記（０）式によるＮａ
ＳＯ４とＢａ（ＯＨ）２との反応により生成するＮａＯ
Ｈ量が増加したことによるものである。一方廃棄物量が
１０重量％を越えると圧縮強度２が減少することは、相
対的にマトリックス量が減少し、過剰のＮａ２５Ｏａが
多量に存在するために硬化反応が抑制されたものと考え
られる。
縮強度２が増大しているのは、前記（０）式によるＮａ
ＳＯ４とＢａ（ＯＨ）２との反応により生成するＮａＯ
Ｈ量が増加したことによるものである。一方廃棄物量が
１０重量％を越えると圧縮強度２が減少することは、相
対的にマトリックス量が減少し、過剰のＮａ２５Ｏａが
多量に存在するために硬化反応が抑制されたものと考え
られる。
浸出率３は廃棄物量ｌが増加するに伴ない直線的に増加
している。浸出液中のＮａ量は浸出率３と全く同様な傾
向を示したが、Ｓｉ量は廃棄物量１が１０重量％まで増
加し、その後はほぼ一定の値となった。このことから廃
棄物量がｌＯＩ量％までは、Ｎａ２ＳＯ４とＢａ（ＯＨ
）２との反応により生成したＮａＯＨは、マトリックス
の硬化反応を促進したものの、水に可溶なＮａ２ＳｉＯ
３の形となっており、そのためにＳｉと共に溶出しやす
くなったものと考えられる。
している。浸出液中のＮａ量は浸出率３と全く同様な傾
向を示したが、Ｓｉ量は廃棄物量１が１０重量％まで増
加し、その後はほぼ一定の値となった。このことから廃
棄物量がｌＯＩ量％までは、Ｎａ２ＳＯ４とＢａ（ＯＨ
）２との反応により生成したＮａＯＨは、マトリックス
の硬化反応を促進したものの、水に可溶なＮａ２ＳｉＯ
３の形となっており、そのためにＳｉと共に溶出しやす
くなったものと考えられる。
又、廃棄物量が１０重量％を越えると、過剰のＮａ２５
Ｏａが溶出し浸出液中のＮａ量は廃棄物量の増加に伴い
増加するが、Ｓｉの浸出量の増加を誘引しなかったもの
と考えられる。このことから、廃棄物量に対するＢａｆ
ｆ１は廃棄物中のＳＯ４２−と等モル量が適している。
Ｏａが溶出し浸出液中のＮａ量は廃棄物量の増加に伴い
増加するが、Ｓｉの浸出量の増加を誘引しなかったもの
と考えられる。このことから、廃棄物量に対するＢａｆ
ｆ１は廃棄物中のＳＯ４２−と等モル量が適している。
５ｉ０２とＡｌ（ＯＨ）３をＮａＯＨ水溶液中で水熱処
理すると・アナルサイトなどのナトリウムアルミニウム
ケイ酸塩が生成する。そこでＮａ、 Ｓｉを固定化する
ためにＡＩ（０）１）３を添加して固化体を作製した。
理すると・アナルサイトなどのナトリウムアルミニウム
ケイ酸塩が生成する。そこでＮａ、 Ｓｉを固定化する
ためにＡＩ（０）１）３を添加して固化体を作製した。
第２図は横軸のＡｌ（ＯＨ）３量４に対する圧縮強度５
と浸出率６の変化を示している。Ａｌ（ＯＨ）３が１０
重量％までは圧縮強度Ｓ及び浸出率６は共に減少し、Ａ
ｌ（ＯＨ）３が１０重量％を越えると、圧縮強度５はほ
ぼ一定で、浸出率６はやや増加している。
と浸出率６の変化を示している。Ａｌ（ＯＨ）３が１０
重量％までは圧縮強度Ｓ及び浸出率６は共に減少し、Ａ
ｌ（ＯＨ）３が１０重量％を越えると、圧縮強度５はほ
ぼ一定で、浸出率６はやや増加している。
従って、廃棄物量が１０重量％の時、Ａｌ（ＯＨ）３を
１０重量％添加することが廃棄物を固定化するための好
適条件といえる。Ａｌ（ＯＨ）３を添加することにより
、圧縮強度δと浸出率６が低下したことは、遊離したＮ
ａＯＨ或いはＮａ２ＳｉＯ３が固化体中に化合物の形で
固定化されたことを示しており、実際に浸出液中のＮａ
、 ５ｉｌＬは、Ａｌ（ＯＨ）３の添加により大幅に減
少している。
１０重量％添加することが廃棄物を固定化するための好
適条件といえる。Ａｌ（ＯＨ）３を添加することにより
、圧縮強度δと浸出率６が低下したことは、遊離したＮ
ａＯＨ或いはＮａ２ＳｉＯ３が固化体中に化合物の形で
固定化されたことを示しており、実際に浸出液中のＮａ
、 ５ｉｌＬは、Ａｌ（ＯＨ）３の添加により大幅に減
少している。
発明の効果
以上述べたように、この発明によれば、沸騰水型原子炉
等から排出される低レベル放射性廃棄物に対して、珪石
及び珪華の混合物をマトリックスとして使用すると共に
、廃棄物とマトリックスに５０４２−を固定化するため
アルカリ土類金属酸化物を添加し、ざらにＮａ量を固定
化するためＡｌ（ＯＨ）３を添加した混合物を水熱条件
化で圧縮して硬化、岩石状とするので、完全な無機化合
物の形で廃棄物を固定化でき、危険な放射性廃棄物を長
期間に渡って機械的強度も高く、且つ浸出率も極めて低
い、安全て信頼性のある封じ込めができる等の効果を有
するものである。
等から排出される低レベル放射性廃棄物に対して、珪石
及び珪華の混合物をマトリックスとして使用すると共に
、廃棄物とマトリックスに５０４２−を固定化するため
アルカリ土類金属酸化物を添加し、ざらにＮａ量を固定
化するためＡｌ（ＯＨ）３を添加した混合物を水熱条件
化で圧縮して硬化、岩石状とするので、完全な無機化合
物の形で廃棄物を固定化でき、危険な放射性廃棄物を長
期間に渡って機械的強度も高く、且つ浸出率も極めて低
い、安全て信頼性のある封じ込めができる等の効果を有
するものである。
第１図はこの発明の実施例による廃棄物量に対する固化
体の圧縮強度の変化並びに浸出率の変化を示すグラフ、
第２図はＡｌ（ＯＨ）３の添加量に対する固化体の圧縮
強度の変化並びに浸出率の変化を示すグラフである。
体の圧縮強度の変化並びに浸出率の変化を示すグラフ、
第２図はＡｌ（ＯＨ）３の添加量に対する固化体の圧縮
強度の変化並びに浸出率の変化を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、珪石及び珪華を混合した物をマトリックスとし、前
記マトリックスと原子炉等から発生する低レベル放射性
廃棄物とを混合すると共に、前記混合物にアルカリ土類
金属酸化物及び水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）＿３
）を添加し、水熱条件下で圧縮して生成した硬化物中に
前記放射性廃棄物を封じ込めることを特徴とする低レベ
ル放射性廃棄物の処理方法。 ２、珪石は低温型石英を主成分とし、一方珪華は無定形
シリカを主成分とし、前記珪石をほぼ７０重量％の割合
で混合したものををマトリックスとすることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の低レベル放射性廃棄物の
処理方法。 ３、低レベル放射性廃棄物中に含む硫酸イオン（ＳＯ＿
４＾２＾−）量に対し、添加するアルカリ土類金属酸化
物中の金属量がほぼ等モル量に設定することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の低レベル放射性廃棄物の
処理方法。 ４、低レベル放射性廃棄物量と水酸化アルミニウム（Ａ
ｌ（ＯＨ）＿３）がほぼ等量であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の低レベル放射性廃棄物の処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103540A JPH0634096B2 (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 低レベル放射性廃棄物の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103540A JPH0634096B2 (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 低レベル放射性廃棄物の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61260197A true JPS61260197A (ja) | 1986-11-18 |
| JPH0634096B2 JPH0634096B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=14356673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60103540A Expired - Fee Related JPH0634096B2 (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 低レベル放射性廃棄物の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634096B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2741552A1 (fr) * | 1995-11-29 | 1997-05-30 | Commissariat Energie Atomique | Procede de conditionnement de dechets toxiques |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187899A (ja) * | 1982-04-17 | 1983-11-02 | ケルンフオルシユングスツエントルム・カ−ルスル−エ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 放射性廃棄物の長期間貯蔵に必要な固化特性改良方法 |
| JPS6082896A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 放射性廃液の固化処理方法 |
| JPS60116100A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-22 | 三菱電機株式会社 | 航空管制装置 |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP60103540A patent/JPH0634096B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187899A (ja) * | 1982-04-17 | 1983-11-02 | ケルンフオルシユングスツエントルム・カ−ルスル−エ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 放射性廃棄物の長期間貯蔵に必要な固化特性改良方法 |
| JPS6082896A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 放射性廃液の固化処理方法 |
| JPS60116100A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-22 | 三菱電機株式会社 | 航空管制装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2741552A1 (fr) * | 1995-11-29 | 1997-05-30 | Commissariat Energie Atomique | Procede de conditionnement de dechets toxiques |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0634096B2 (ja) | 1994-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |