JPS6199896A - 放射性廃液の処理方法 - Google Patents

放射性廃液の処理方法

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JPS6199896A
JPS6199896A JP22106384A JP22106384A JPS6199896A JP S6199896 A JPS6199896 A JP S6199896A JP 22106384 A JP22106384 A JP 22106384A JP 22106384 A JP22106384 A JP 22106384A JP S6199896 A JPS6199896 A JP S6199896A
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glass
radioactive waste
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reaction
crushed
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JP22106384A
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仲道 山崎
星野 吉廣
雄 久保田
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、使用済核燃料の再処理工場等から排出される
放射性廃液を固形化処理するようにした放射性廃液の処
理方法に関するものである。
[従来の技術] 使用済核燃料の再処理工場等から排出される放射性廃液
とりわけ高レベルの放射能を帯びた廃液は、従来、廃液
のまま貯蔵されていた。また、近年、保管をより容易な
ものとするためにガラス固化体とし、キャニスタと称さ
れるステンレス等からなる耐久性を有する容器に充填し
て保存するガラス固化法が開発されている。
従来性なわれているガラス固化法について、第2図を参
照しながら説明すると、 a、 まず放射性廃液lにガラス原料(例えばガラスカ
レット等)を混ぜ、 b、 これ、をガラス溶解炉3中にて溶融させた後。
C0その底部の抜出ノズル4からキャニスタ5に流し出
す。
図中6はガラス流を示す。また7は、溶解炉3111で
発生する蒸気を、処理設備に送給する配管を示す。
[発明が解決しようとする問題点1 .1−記従来のプロセスにおいては、 イ、 高温の溶融ガラスがキャニスタの内面に直に接触
する。
口、 この接触は酸化雰囲気(空気雰囲気)で行なわれ
る。
ハ、 溶融ガラスが急冷されて破砕物状となるので、固
化ガラスの比表面積が大きくなる。
等の改善課題がある。また、 二、 充填するキャニスタを交換する場合等には、ガラ
ス流6を断続させねばならず、従ってノズル4を通過す
る溶融ガラスが間欠的となる。そのため、ノズル4に温
度の昇降による膨張、収縮が負荷され、ノズル4の寿命
が短くなる。
等の問題もあった。
E問題点を解決するための手段1 上記問題点を解決するために1本発明はガラス溶融炉中
の溶融ガラスを水中に流し出して破砕物状となし、これ
を水熱条件下で固めて躯体化するようにしたものであり
放射性廃液にガラス原料を混ぜた後加熱してガラスを溶
融させ、この溶融物を水中に流し出して破砕物状の固化
ガラスとなし、次いでこの破砕物状ガラスを、水の存在
下で圧カフ 0 K g / c m’以上、温度15
0℃以上の加熱加圧状態に保持して躯体化させた後、キ
ャニスタ中に保存することを特徴とする放射性廃液の処
理方法、 を要旨とするものである。
以下本発明について更に詳細に説明する。
第1図は本発明の好ましい一態様を示す系統図である。
本発明方法では、 ■ 放射性廃液lにガラス原料2を混じ。
■ ガラス溶融炉3にて溶融する。放射性廃液l中の放
射性物質の大部分は、溶融ガラス中に取り込まれ、一部
は水蒸気と共に配管7より揮散するが、配管7の下流側
に設置されている捕集r段(図示せず)により捕集され
る。
■ ガラス溶融炉3中の溶融ガラスは、水8中に流し出
され、これにより固化すると共に、急冷されるので細か
な破砕物状ガラス9となる。
■ この破砕物状ガラス9は乾燥器lOで乾燥した後、
又は水切装jlllで所要量の付着水を水切した後、 ■ 水熱条件下にて躯体化し、キャニスタ中に保存する
ヒ記一連のプロセスについて次に詳細に説明する。
プロセスΦについて: 本発明では、処理対象となる放射性廃液は、特に限定さ
れるものではなく、使用済核燃料の再処理設備から排出
される廃液の他、原子力発電所、研究施設等から排出さ
れる液等、各種の放射性廃液に適用し得る。
ガラス原料としては、珪酸(SiO2)を含むものが用
いられ、例えば、ホウ珪酸ガラス、ソーダホウ珪酸ガラ
ス等の他、ソーダ石灰質ホウ珪酸ガラス、ソーダ石灰ガ
ラス、高鉛珪酸塩ガラス、含リン酸塩珪酸質ガラス等も
用い得る。
ガラス原料と放射性廃液との混合割合は、放射性廃液中
の固形分1重量部に対しガラス原料日重量部以上、とり
わけ 3〜10重量部程度とするのが好ましい。
プロセス■について; ガラスを溶融する温度は、そのガラスが十分な流動性を
帯びる温度であれば良く、特に高温にする必要はない。
このガラス溶融炉3及び前記乾燥器lOから生じる蒸気
は、配管7で抜き出され捕集・処理設備に送給される。
プロセス■について; 水8中に流し出された溶融ガラスは冷却されて固化する
と共に、急冷されるので破砕物状となる。この破砕物状
ガラスはパケットコンベア。
ネットコンベア等の適宜の手段により搬出され、次プロ
セスに送られる。
なお、溶融ガラスの保有熱により水8が加熱され蒸発す
るので、蒸発量に応じて水を補給するのが好ましい。
プロセス■について; このプロセスでは、次の水熱固化フロセスにて必要とす
る星以−にの水を破砕物状ガラスから取り除く。この手
段としては、図示の乾燥器lO1水切装置11のいずれ
か一方又は双方を用いるのが好適であるが、その他の手
段によっても良い。
プロセス■について; プロセス■から送給される破砕物状ガラスに、必要に応
じて水を加えた後1反応用圧力容器に入れ、水熱条件と
なるよう加熱して破砕物状ガラスを躯体化せしめる。
本発明の方法においては、水熱反応を行なわせるには、
筒状の反応容器の一端又は両端に圧縮ピストンを嵌装さ
せて筒体中央に反応充填室を形成した装置を用いるのが
便利である。即ち、水を添加した破砕物状ガラスをこの
反応充填室内に充填し、圧縮ピストンで充填物を圧縮し
ながら加熱して水熱反応を行なわせるのである。
この反応容器としてキャニスタを用いれば、水熱反応終
了後に取り出して、キャニスタに充填する手間が省ける
なおこの水熱反応を行なわせるに際し、破砕物状ガラス
にアルカリ例えばNaOH,KOHlCa (OH) 
2 、 S r (OH) 2等を混ぜても良い、この
ようにすれば、破砕物状ガラスを固化させる水熱反応を
促進させることができる。アルカリの添加量は破砕物状
ガラス100重品一部に対し重量部以下とするのが好ま
しい。
本発明方法においては、破砕物状ガラスを反応容器に充
填するに際して、破砕物状ガラスを2又はそれ以」二に
区分けし、−区分は量を反応容器に充填する毎にプレス
(以下、仮プレスということがある。)するのようにす
るのが好ましい、このように仮プレスすれば、反応容器
内に充填され1、た−区分は量の破砕物状ガラスが直ち
に圧縮されてその体積が小さくなるので、反応容器内に
多量の破砕物状ガラスを充填することが可能となり、反
応容器の小容量化も可能となる。この仮プレス圧は、同
化反応時の圧力よりも小さくて良く、例えば固化反応時
の圧力のl/10程度で良い。なお、区分けした破砕物
状ガラスを全て反応容器内に充填した後のプレスは、こ
のような軽度の仮プレスを行なうことなく、固化反応時
の圧力でプレスし、反応を開始すれば足りる。
而して、本発明の方法においては、水熱反応を行なって
いるときに、破砕物状ガラスが加熱加圧状態にあれば良
く、所定の反応圧力への昇圧と、所定の反応温度への昇
温は、これらのいずれかを先行させても良く、これらを
同時に行なっても良い。
本発明において、水熱反応の圧力は70Kg/CrrI
′以−Fである。圧力の上限は、実用的には500 K
 g / c rn’程度である。なお圧力は、当然な
がらその反応温度における水の蒸気圧よりも高い圧力と
し、水熱状態になるようにする。
水熱反応の温度は、150℃よりも低いと、固化反応が
進行せず、極めて強度の低い固化体しか得られない。特
に好ましい温度は200〜350℃以上である。
水熱反応時間は、5分から2時間程度で十分である。水
熱反応の圧力、温度が低い場合にはこの反応時間は長目
になり、逆に圧力、温度を高くすれば反応時間は短くて
足りる。なお本発明者等の研究によれば、上記圧力及び
温度の範囲において、なるべく低い圧力及び温度の条件
下に長い時間保持する方が、得られる固化体の強度が高
いことが認められた。
第1図のプロセスは本発明方法の一例を示すものである
から、本発明方法はこの第1図のプロセスに限定される
ものではない。
[作用] 放射性廃液中の固形分はガラスに封じ込められる。この
ガラスは、一旦溶融したものを水中に流し出して破砕物
状ガラスとされ、その後水熱反応によって躯体化された
ものである0、従って、比較的温度の低いガラスがキャ
ニスタに接触する。
キャニスタに充填されたガラス躯体は1割れ等が殆どな
く、比表面積が小さい。
また、ガラス溶融炉から溶融ガラスを連続的に流し出す
ことができるので溶融ガラス流し出し川のノズル4への
熱衝撃が極めて小さくなる。更に、ノズル4の如き格別
の流し出し手段を設ける必要も無く、溶融炉3から溶融
ガラスをオーバーフローさせて水8中に流し出す様にす
ることもできる。このようにすれば、溶融炉3の構成も
簡易なもので足りる。
[実施例1 以下に本発明を実施例を挙げて更に具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定
されるものではない。
実施例1 平均粒径40 m mのホウ珪酸ガラス(組成は表−1
)のカレッ)14.4Kgに核燃料再処理工場の廃液6
0文を混合した1100℃で溶融し、次いで水中に流し
出して表−1に示す放射性ガラス固体化を得た。これを
120メツシユ(0,125mm)以下に粉砕し、固化
試験をした結果を第3図および第4図に示す。
第3図は、ガラス固化体20Kgに対し2文の水を添加
し、十分に混合した後、このうちの約4Kgを内径12
cmの加圧反応容器に充填し、圧力300 K g /
 c m″において10分間の反応をさせた場合の反応
温度と圧縮強度の関係を示す。
第4図は、同じ手順で1反応温度を270℃とした場合
の反応時間と圧縮強度の関係を示す。
なお、表−2は得られた躯体の分析値である。
表−1 (wt%) 表−2 (wt %) 第3図及び第4図より、本発明法によれば、極めて強度
の高い躯体とし得ることが明らかである。特に、300
Kg/crn’で加圧の場合、反応温度を270℃以上
、反応時間を10mm以上とすることにより著しく高強
度1(なることが認められる。
また、このようにした得られた躯体をステンレス製キャ
ニスタ中に保管したところ、経時的な変化は全く生じな
く、長時間にわたって安定して保存し得ることが認めら
れた。
[効果] 以上詳述した通り、本発明においては、放射性廃液中の
固形分を含有した溶融ガラスを−d氷水中流し出し、破
砕物状ガラスとなした後、水熱反応させて躯体とするよ
うにしたものであり、高温の溶融ガラスが直接にキャニ
スタに接触しない。
そのためキャニスタの長寿命化が図れる。また躯体の比
表面積が小さく、金属イオン等の溶出が借手である。ま
た、躯体の体積も、小さなものとなる。更に、加熱、加
圧装置も通常のもので足り。
その他の特別の装置を用いる必要がないと共に、添加剤
も安価であるのでランニングコストも低い。更に、ガラ
ス溶融炉の構成も簡易なものとし得ると共に、その寿命
も長いものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施の一手順を示す系統図。 第2図は従来例を示す系統図である。また第3図及び第
4図は実施例における測定結果を表わすグラフである。 1、・・・・・・放射性廃液 2、・・・・・・ガラス厚材 3、・・・・・・ガラス溶融炉 8、・・・・・・水 9、・・・・・・破砕物状ガラス 代理人  弁理士  重 野  剛 @   辱

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放射性廃液にガラス原料を混ぜた後加熱してガラ
    スを溶融させ、この溶融物を水中に流し出して破砕物状
    の固化ガラスとなし、次いでこの破砕物状ガラスを、水
    の存在下で圧力70Kg/cm^2以上、温度150℃
    以上の加熱加圧状態に保持して躯体化させた後、キャニ
    スタ中に保存することを特徴とする放射性廃液の処理方
    法。
  2. (2)放射性廃液ガラスを加熱加圧状態に保持して躯体
    化させる反応容器としてキャニスタを用いることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の放射性廃液の処理
    方法。
  3. (3)破砕物状ガラスにアルカリを混じて躯体化せしめ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に
    記載の放射性廃液の処理方法。
JP22106384A 1984-10-19 1984-10-19 放射性廃液の処理方法 Granted JPS6199896A (ja)

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JPS6199896A true JPS6199896A (ja) 1986-05-17
JPH055078B2 JPH055078B2 (ja) 1993-01-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6383697A (ja) * 1986-09-29 1988-04-14 日揮株式会社 放射性溶融水冷スラグの固化処理法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6383697A (ja) * 1986-09-29 1988-04-14 日揮株式会社 放射性溶融水冷スラグの固化処理法

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JPH055078B2 (ja) 1993-01-21

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