JPS62175699A - 放射性廃棄物処理用原料の製造方法及びその装置 - Google Patents
放射性廃棄物処理用原料の製造方法及びその装置Info
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- JPS62175699A JPS62175699A JP61260843A JP26084386A JPS62175699A JP S62175699 A JPS62175699 A JP S62175699A JP 61260843 A JP61260843 A JP 61260843A JP 26084386 A JP26084386 A JP 26084386A JP S62175699 A JPS62175699 A JP S62175699A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
岩形成成分との親密な混合物を製造する方法及び装置に
関する。この混合物は、その後、高温、高圧下での焼結
処理により、放射性廃棄物を含む合成岩に変えられる。
関する。この混合物は、その後、高温、高圧下での焼結
処理により、放射性廃棄物を含む合成岩に変えられる。
この種の公知の方法には、例えば本出願人の出願に係る
特開昭57− 118200号公報(特願昭56−10
9533号)に開示されているように、混合物を最初に
準備するのに、廃棄物(高レベルの放射性核廃棄物の形
で)が合成岩形成材料中に混合された混成のスラリを形
成する方法がある。このスラリは、一部750℃の温度
で作動する回転炉に供給され、その回転炉内においてス
ラリは加熱され、スラリ中のかなりの量の水分が蒸発さ
れ、か焼された混合物は粒状物となる。この粒状物は、
放射性廃棄物と合成前形成材料との親密な混合物である
。回転炉は最初に合成岩の鉱物質を形成する。一例とし
て、ある合成前形成材料は、最終的な合成岩中に、3つ
のチタン酸塩(オランダイト(hollandite)
BaAlzTieO+s. ジルコノライト( zi
rconolite )CaZrT+zO7.ペロブス
カイト(perovskiLe)CaTiOs)、プラ
スルヂル二酸化チタン( plus rutilet
itanium oxide )TiO,及び微虫の
チタン金属を生成する。チタン金属は還元するためのも
のであり、好ましくは、粒状として添加され、かつ混合
物が容器内に注入される前に、か焼された粉体と混合さ
れる。上記容器は、その後に熱間で単一軸方向に加圧さ
れるしのであり、ヘロー状の側壁を宵しているのか好ま
しい。
特開昭57− 118200号公報(特願昭56−10
9533号)に開示されているように、混合物を最初に
準備するのに、廃棄物(高レベルの放射性核廃棄物の形
で)が合成岩形成材料中に混合された混成のスラリを形
成する方法がある。このスラリは、一部750℃の温度
で作動する回転炉に供給され、その回転炉内においてス
ラリは加熱され、スラリ中のかなりの量の水分が蒸発さ
れ、か焼された混合物は粒状物となる。この粒状物は、
放射性廃棄物と合成前形成材料との親密な混合物である
。回転炉は最初に合成岩の鉱物質を形成する。一例とし
て、ある合成前形成材料は、最終的な合成岩中に、3つ
のチタン酸塩(オランダイト(hollandite)
BaAlzTieO+s. ジルコノライト( zi
rconolite )CaZrT+zO7.ペロブス
カイト(perovskiLe)CaTiOs)、プラ
スルヂル二酸化チタン( plus rutilet
itanium oxide )TiO,及び微虫の
チタン金属を生成する。チタン金属は還元するためのも
のであり、好ましくは、粒状として添加され、かつ混合
物が容器内に注入される前に、か焼された粉体と混合さ
れる。上記容器は、その後に熱間で単一軸方向に加圧さ
れるしのであり、ヘロー状の側壁を宵しているのか好ま
しい。
本発明は、材料を最初に混合ずろ湿性のスラリを用いる
場合の固有の欠点を除去する新規でかつ有益な方法を提
供しようとするものである。すなわち、湿性のスラリを
混合することなく、放射性廃棄物と合成岩形成成分との
十分親密な混合物を形成できることかわかったのである
。
場合の固有の欠点を除去する新規でかつ有益な方法を提
供しようとするものである。すなわち、湿性のスラリを
混合することなく、放射性廃棄物と合成岩形成成分との
十分親密な混合物を形成できることかわかったのである
。
湿性のスラリを混合する場合のいくつかの欠点を、以下
に列記ずろ。
に列記ずろ。
(a)混成のスラリを関連装置にポンプで送給できるよ
うにするため、スラリに条里の水を含ませる必要がある
。したがって、望ましくない副産物として、大型の高レ
ベル放射能汚染水が発生し、その汚染水を危険性のない
ようにさらに厳重に取扱わなければならない。
うにするため、スラリに条里の水を含ませる必要がある
。したがって、望ましくない副産物として、大型の高レ
ベル放射能汚染水が発生し、その汚染水を危険性のない
ようにさらに厳重に取扱わなければならない。
(b)放射線区域すなわちアクティブセル(activ
e cell )内において、より大型でより複雑な取
扱い装置が必要である。その結果、アクティブセルのた
めの設備費が、該セルの大きさに関係なくかなり高価と
なる。
e cell )内において、より大型でより複雑な取
扱い装置が必要である。その結果、アクティブセルのた
めの設備費が、該セルの大きさに関係なくかなり高価と
なる。
(c)か焼工程が始まる以前に、スラリから水分を蒸気
の形で取除くため、炉のかなりの部分を用いなければな
らないので、回転炉を艮く−する必要がある。この点に
関しても、設備費が大となる不利は避けられない。
の形で取除くため、炉のかなりの部分を用いなければな
らないので、回転炉を艮く−する必要がある。この点に
関しても、設備費が大となる不利は避けられない。
(d)回転炉から発生するかなり大型のガスを取扱うの
に、比較的高価な排ガス処理装置が必要である。
に、比較的高価な排ガス処理装置が必要である。
全般的に言うと、本発明は、上述したスラリ処理におけ
る欠点を、少なくとも、部分的に除去することを目的と
するとともに、容器に入れて熱間加圧するための粒子状
材料を製造する簡単な方法を提供しようとするものであ
る。本発明を、熱間で単一軸方向に加圧するための粒状
物の製造に適用することは非常に重要なことであるが、
本発明は、このような適用のみに制限されるものではな
く、例えば加熱するが加圧しないで処理するような熱間
等圧平行処理その他の処理方法により、放射性廃棄物を
含む合成岩を形成するための材料を製造するのにも等し
く適用することができる。
る欠点を、少なくとも、部分的に除去することを目的と
するとともに、容器に入れて熱間加圧するための粒子状
材料を製造する簡単な方法を提供しようとするものであ
る。本発明を、熱間で単一軸方向に加圧するための粒状
物の製造に適用することは非常に重要なことであるが、
本発明は、このような適用のみに制限されるものではな
く、例えば加熱するが加圧しないで処理するような熱間
等圧平行処理その他の処理方法により、放射性廃棄物を
含む合成岩を形成するための材料を製造するのにも等し
く適用することができる。
本発明の一つの目的は、原料を熱間加圧処理することに
より、放射性廃棄物が分配されかつ不動化された合成岩
を形成する方法に用いられる前記原料として最適な材料
を供給する方法であって、合成岩形成成分を乾燥した粒
子状としてミキサに供給する工程と、放射性廃棄物を液
状としてミキサ内の粒状物中に供給する工程とミキサを
作動させて、放射性廃棄物を合成岩形成成分中にほぼ均
一に分配させる工程と、ミキサから排出された粒状物を
か焼して合成岩形成成分とその中に分配された放射性廃
棄物とを含む粉体状の原料を生成する工程とを包含する
放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための前処理方法
を提供することにある。
より、放射性廃棄物が分配されかつ不動化された合成岩
を形成する方法に用いられる前記原料として最適な材料
を供給する方法であって、合成岩形成成分を乾燥した粒
子状としてミキサに供給する工程と、放射性廃棄物を液
状としてミキサ内の粒状物中に供給する工程とミキサを
作動させて、放射性廃棄物を合成岩形成成分中にほぼ均
一に分配させる工程と、ミキサから排出された粒状物を
か焼して合成岩形成成分とその中に分配された放射性廃
棄物とを含む粉体状の原料を生成する工程とを包含する
放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための前処理方法
を提供することにある。
この明細書においては、放射性廃棄物(例えば原子炉の
使用済み燃料棒からの高レベル放射性核廃棄物)は、液
体状で添加されるものとしである。
使用済み燃料棒からの高レベル放射性核廃棄物)は、液
体状で添加されるものとしである。
「液体」の表現は、溶液だけでなく、懸澗液のような液
状の担体内におけろ他の混合物をも含む意味である。
状の担体内におけろ他の混合物をも含む意味である。
本発明のその他の幾多の特徴は、以下に説明する本発明
のいくつかの実施例中に含まれてい条。
のいくつかの実施例中に含まれてい条。
しかし、本発明は、全般的に言うと、アクティブセル外
での何らかの便利な方法で提供されたすでに乾燥された
粒子状となっている合成岩形成成分を使用することがで
き、これによって、高価なアクティブセルのスペースを
減少し、遠隔マニピュレータによって行なわなければな
らない作業】を減少し、かつ合成岩形成成分を経済的に
製造することができる。合成岩元5成成分は、容易に注
ぐことができるような形態としておくことが好ましい。
での何らかの便利な方法で提供されたすでに乾燥された
粒子状となっている合成岩形成成分を使用することがで
き、これによって、高価なアクティブセルのスペースを
減少し、遠隔マニピュレータによって行なわなければな
らない作業】を減少し、かつ合成岩形成成分を経済的に
製造することができる。合成岩元5成成分は、容易に注
ぐことができるような形態としておくことが好ましい。
また、合成岩中に放射性廃棄物が非常に均質で且つ親密
に分散されるととらに、さらにアクティブセル内におけ
るスペース上の要求や排ガス上の要求が減少することが
わかった。
に分散されるととらに、さらにアクティブセル内におけ
るスペース上の要求や排ガス上の要求が減少することが
わかった。
本発明の一実施例においては、ミキサは、材料を人口か
ら出口まで進行さ仕る長いミキサであり、放射性廃棄物
は、そのミキサの進行路に沿って累進的に導入され、ま
たミキサは、進行路に沿って、粒状物を比較的乾燥状態
に推持するヒータを備えており、さらに、放射性廃棄物
と合成岩形成成分との混合物から水分蒸気、その他の蒸
気成分及び浮遊する粒子を捕集しかつ処理する排ガス装
置を備えている。
ら出口まで進行さ仕る長いミキサであり、放射性廃棄物
は、そのミキサの進行路に沿って累進的に導入され、ま
たミキサは、進行路に沿って、粒状物を比較的乾燥状態
に推持するヒータを備えており、さらに、放射性廃棄物
と合成岩形成成分との混合物から水分蒸気、その他の蒸
気成分及び浮遊する粒子を捕集しかつ処理する排ガス装
置を備えている。
ミキサの形態は、ほぼ水平を向く混合路を有するスクリ
ューコンベヤミキサと回転翼ミキサとを含むグループの
中から選択するのが好ましい。
ューコンベヤミキサと回転翼ミキサとを含むグループの
中から選択するのが好ましい。
ミキサ内での加熱は、誘導加熱、熱ガス、油又は極超短
波加熱により行なうことができる。
波加熱により行なうことができる。
か焼工程は、ミキサの下流側のか焼室において、ミキサ
内の温度より高温で行なうのが好ましい。
内の温度より高温で行なうのが好ましい。
例えば、ミキサ内の温度を約300℃とした場合、か焼
段階での温度は約750℃とするのがよい。
段階での温度は約750℃とするのがよい。
か焼工程は回転炉で行なうが、又はスクリューコンベヤ
、回転翼コンベヤ(これらはミキサ部分の延長部とする
のがよい)、下方を向き、かつ受けホッパに連なる多数
の平行管装置及び下方を向き、かつ内部で加熱が行なわ
れる1個又はわずかの個数の比較的大径のチューブより
なる管装置よりなるグループの中から選んだ装置におい
て行なうのがよい。
、回転翼コンベヤ(これらはミキサ部分の延長部とする
のがよい)、下方を向き、かつ受けホッパに連なる多数
の平行管装置及び下方を向き、かつ内部で加熱が行なわ
れる1個又はわずかの個数の比較的大径のチューブより
なる管装置よりなるグループの中から選んだ装置におい
て行なうのがよい。
か焼された粒状物は、か焼工程から受け取って、スクリ
ューコンベヤにより、熱間加圧作業用の容器に収容させ
ろ工程に搬送するのが好ましい。粒状物は頂部か開口し
た容器に注入しなければならないので、また注入作業は
アクティブセル内においてマニュピレータによって行な
わなければならないことを考慮すれば、粒状物の形態を
、非常に確実に注入し得るようなものとしておくことが
非常に望ましい。本発明の実施例によると、この目的に
沿った都合のよい形態の粒状物を製造することができろ
。
ューコンベヤにより、熱間加圧作業用の容器に収容させ
ろ工程に搬送するのが好ましい。粒状物は頂部か開口し
た容器に注入しなければならないので、また注入作業は
アクティブセル内においてマニュピレータによって行な
わなければならないことを考慮すれば、粒状物の形態を
、非常に確実に注入し得るようなものとしておくことが
非常に望ましい。本発明の実施例によると、この目的に
沿った都合のよい形態の粒状物を製造することができろ
。
か焼工程において、加熱は、例えば抵抗加熱、誘導加熱
、熱ガス加熱又は極超短波加熱等の適宜の手段によって
行なうことができる。特に、比較的大径の下向きの円筒
か焼炉を用いろ場合には、極超短波加熱が、材料全体に
ほぼ均一なか焼温度を与える効果的な手段である。また
、比較的大径の円筒構造が用いられるのであるから、粒
状物の流れを、装置が確実に作動するように維持するの
に有利である。
、熱ガス加熱又は極超短波加熱等の適宜の手段によって
行なうことができる。特に、比較的大径の下向きの円筒
か焼炉を用いろ場合には、極超短波加熱が、材料全体に
ほぼ均一なか焼温度を与える効果的な手段である。また
、比較的大径の円筒構造が用いられるのであるから、粒
状物の流れを、装置が確実に作動するように維持するの
に有利である。
アクティブセルの外で合成岩形成成分を製造する準備段
階に関しては、幾多の実施例がある。本発明の他の特徴
に関連する有利な実施例として、次のようなものがある
。
階に関しては、幾多の実施例がある。本発明の他の特徴
に関連する有利な実施例として、次のようなものがある
。
(a)合成岩形成成分を最初に水成のスラリとして形成
し、これを水抜きして、固体粒子の湿性ケーキとし、次
いで、これを比較的低温(例えば130°C)で乾燥さ
せて、乾燥した粉体とする。この粉体を、必要に応じて
、混合装置に供給するのに適するように流動可能な形態
に調整する。
し、これを水抜きして、固体粒子の湿性ケーキとし、次
いで、これを比較的低温(例えば130°C)で乾燥さ
せて、乾燥した粉体とする。この粉体を、必要に応じて
、混合装置に供給するのに適するように流動可能な形態
に調整する。
(b)上記(a)の方法によって製造された粉体を予圧
縮して粒状体とし、次いでこれ、を例えば約300℃の
低温で予焼結させて、粒体の機械的強度を向上させ、次
いでこれをミキサに原料として供給する。この原料は容
易に流動することができる形態であるとともに、比較的
容易にかつ経済的製造することができる。
縮して粒状体とし、次いでこれ、を例えば約300℃の
低温で予焼結させて、粒体の機械的強度を向上させ、次
いでこれをミキサに原料として供給する。この原料は容
易に流動することができる形態であるとともに、比較的
容易にかつ経済的製造することができる。
(c)上記(b)の工程をさらに変形し、粒体を球体化
して、その流動性をさらに増強する。
して、その流動性をさらに増強する。
(d)合成岩形成成分のスラリを吹きつけ乾燥して、細
かな粒子に形成し、次いでこれを例えば約300℃の低
温で予焼結させて、ミキサ用−の粉状原料とする。
かな粒子に形成し、次いでこれを例えば約300℃の低
温で予焼結させて、ミキサ用−の粉状原料とする。
(e)予焼結に続くゾル−ゲル処理により、より注ぎや
すい粉体を形成することができる。
すい粉体を形成することができる。
ここに提供する本発明のさらに重要な追加的な特徴は、
か焼工程時に、放射性廃棄物と合成岩形成成分との混合
物に接触するガスの制御に関係している。この発明の特
徴は、ここに説明した本発明の乾燥及び混合工程の実施
例と組合せることができるが、本出願人の出願に係る特
公昭57−118200号公報(特願昭56−1095
33号)に開示されている回転炉に混同したスラリを供
給する工程の改良としても適用することができる。特に
、ガス雰囲気の制御は、か焼工程時に材料を通過ずろ非
爆発性の還元ガスを維持することに関する。か焼工程時
に、か焼工程段階の高温部分において、放射性廃棄物中
の硝酸塩が分解して、合成音構造内において逆作用を生
じるに十分な亜酸化窒素ガス(笑気ガス)を発生ずるこ
とが考えられろ。
か焼工程時に、放射性廃棄物と合成岩形成成分との混合
物に接触するガスの制御に関係している。この発明の特
徴は、ここに説明した本発明の乾燥及び混合工程の実施
例と組合せることができるが、本出願人の出願に係る特
公昭57−118200号公報(特願昭56−1095
33号)に開示されている回転炉に混同したスラリを供
給する工程の改良としても適用することができる。特に
、ガス雰囲気の制御は、か焼工程時に材料を通過ずろ非
爆発性の還元ガスを維持することに関する。か焼工程時
に、か焼工程段階の高温部分において、放射性廃棄物中
の硝酸塩が分解して、合成音構造内において逆作用を生
じるに十分な亜酸化窒素ガス(笑気ガス)を発生ずるこ
とが考えられろ。
この発明の観点は、好ましくはほぼ純粋な水素を含むカ
スを供給ずろことによって達成される。
スを供給ずろことによって達成される。
このガスは、純粋な水素とするのが好ましいが、窒素の
ような不活性ガスと水素との混合物とすることができろ
。この場合、用いられろ混合物が爆発性とならないよう
にするために、少なくとも80%の水素を含むようにし
なければならない。
ような不活性ガスと水素との混合物とすることができろ
。この場合、用いられろ混合物が爆発性とならないよう
にするために、少なくとも80%の水素を含むようにし
なければならない。
このガスは、か焼炉及びミキサを連続して通過し、そこ
から発生するあらゆる放射性ガスを含む排ガスを除去す
る。このガスは、次いでフィルタ装置を通して処理され
、あらゆる放射性成分が除去される。
から発生するあらゆる放射性ガスを含む排ガスを除去す
る。このガスは、次いでフィルタ装置を通して処理され
、あらゆる放射性成分が除去される。
純粋な水素を用いる一つの利点は、か焼炉内に滞在する
時間を減少させることができる(約60分から10分)
ことである。これによって、か焼炉の長さを減小するこ
とができる。その他の利点は、か焼炉内に酸素の部分圧
を低圧に維持し、かつ乾燥及びか焼時におけるルテニウ
ムの揮発を最小に押さえ、もって合成岩の質を向上し、
かつ排ガス装置の汚染を少なくすることができるという
点にある。
時間を減少させることができる(約60分から10分)
ことである。これによって、か焼炉の長さを減小するこ
とができる。その他の利点は、か焼炉内に酸素の部分圧
を低圧に維持し、かつ乾燥及びか焼時におけるルテニウ
ムの揮発を最小に押さえ、もって合成岩の質を向上し、
かつ排ガス装置の汚染を少なくすることができるという
点にある。
本発明の第2の目的は、上述した方法の各実施例の工程
を実施ずろのに使用されろ各手段を存する装置を提供す
ることにあり、また本発明の第3の目的は、上記の方法
及び装置により製造され1こ粒状物を提供することにあ
る。
を実施ずろのに使用されろ各手段を存する装置を提供す
ることにあり、また本発明の第3の目的は、上記の方法
及び装置により製造され1こ粒状物を提供することにあ
る。
以下、本発明の一実施例を、添付図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
各図面は、高レベルの放射性廃棄物、例えば原子炉から
の核廃棄物を、合成前向に不動化する方法に使用する装
置を示す。第1図は、水平な第1のスクリューコンベヤ
1と垂直下向きの第2スクリユーコンベヤ2とを有する
装置を示す。第1のスクリューコンベヤ1は、ホッパl
Oより投入された高レベルの放射性廃棄物と合成岩形成
成分とを混合し、かつか焼するとともに、その生成物を
第2のスクリューコンベヤ2に供給するためのもので、
また第2のスクリューコンベヤ2は、入口12より供給
されたわずかの割合のチタンの粉体をさらに混合して、
その結果物である混合物を、受けポッハ13に排出する
ためのものである。以下ニ詳述するように、次の段階で
、粉体は高温高圧にさらされ、内部に高レベルの放射性
廃棄物が不動化された合成岩を形成する。
の核廃棄物を、合成前向に不動化する方法に使用する装
置を示す。第1図は、水平な第1のスクリューコンベヤ
1と垂直下向きの第2スクリユーコンベヤ2とを有する
装置を示す。第1のスクリューコンベヤ1は、ホッパl
Oより投入された高レベルの放射性廃棄物と合成岩形成
成分とを混合し、かつか焼するとともに、その生成物を
第2のスクリューコンベヤ2に供給するためのもので、
また第2のスクリューコンベヤ2は、入口12より供給
されたわずかの割合のチタンの粉体をさらに混合して、
その結果物である混合物を、受けポッハ13に排出する
ためのものである。以下ニ詳述するように、次の段階で
、粉体は高温高圧にさらされ、内部に高レベルの放射性
廃棄物が不動化された合成岩を形成する。
第1のスクリューコンベヤlの人口側端部にはi+のモ
ータ3が配設され、このモータ3は、コンベヤのハウジ
ングと協働して混合及び搬送作用をする長いスクリュー
軸4を駆動する。また、同様に、第2のスクリューコン
ベヤ2の頂部には、第2のモータ5が配設され、このモ
ータ5は、材料を第2のスクリューコンベヤ2の頂部か
ら受けホッパ13まで搬送ずろ第2のスクリュー軸6を
駆動する。
ータ3が配設され、このモータ3は、コンベヤのハウジ
ングと協働して混合及び搬送作用をする長いスクリュー
軸4を駆動する。また、同様に、第2のスクリューコン
ベヤ2の頂部には、第2のモータ5が配設され、このモ
ータ5は、材料を第2のスクリューコンベヤ2の頂部か
ら受けホッパ13まで搬送ずろ第2のスクリュー軸6を
駆動する。
第1のスクリューコンベヤ1のほぼ真中の位置には、ガ
ス出ロアが設けられており、第1のスクリューコンベヤ
lの刊1用端部に設けられたガス人口8より導入されて
逆流ずろ水素及び窒素(又はより好ましくは純粋な水素
)よりなる浄化ガス流とともに、スクリューコンベヤ1
内において発生したカスかこのガス出ロアより除去され
るようになっている。ほぼ純粋な水素は非爆発性である
とともに、か焼工程時に材料の粒子を還元させるという
有利な効果を有しているので、浄化ガスとして好ましい
。
ス出ロアが設けられており、第1のスクリューコンベヤ
lの刊1用端部に設けられたガス人口8より導入されて
逆流ずろ水素及び窒素(又はより好ましくは純粋な水素
)よりなる浄化ガス流とともに、スクリューコンベヤ1
内において発生したカスかこのガス出ロアより除去され
るようになっている。ほぼ純粋な水素は非爆発性である
とともに、か焼工程時に材料の粒子を還元させるという
有利な効果を有しているので、浄化ガスとして好ましい
。
純粋な、又はほぼ純粋な水素を用いることにより、か焼
領域として短いスクリューコンベヤを用いることが可能
となる。
領域として短いスクリューコンベヤを用いることが可能
となる。
第1のスクリューコンベヤlの全長にわたって、加熱手
段9(例えば誘導コイル)が設けられている。
段9(例えば誘導コイル)が設けられている。
この加熱手段9は2つの機能を有している。第1の機能
は、合成岩形成成分及び放射性廃棄物をtlが成する供
給された粉体中に存在するあらゆる水分を蒸発させるこ
とである。この粒状物は通常最初は湿気を含んでいる。
は、合成岩形成成分及び放射性廃棄物をtlが成する供
給された粉体中に存在するあらゆる水分を蒸発させるこ
とである。この粒状物は通常最初は湿気を含んでいる。
第2の機能は、特にスクリューコンベヤlの下流端に向
かって粉体をか焼し、排出された粉体内に乾燥した粒子
構造か存在するようにすることである。なお、か焼時に
、合成岩形成成分中に鉱物相の形成が始まる。
かって粉体をか焼し、排出された粉体内に乾燥した粒子
構造か存在するようにすることである。なお、か焼時に
、合成岩形成成分中に鉱物相の形成が始まる。
図中、スクリューコンベヤlのか焼領域11は、下流端
寄りに示しである。
寄りに示しである。
第2のスクリューコンベヤ2に排出され1こ粒状物は、
徐々に下方に向けて移動させられ、かつ入口12より追
加され1こチタンの粉体と親密に混合さ′Iする。
徐々に下方に向けて移動させられ、かつ入口12より追
加され1こチタンの粉体と親密に混合さ′Iする。
受けホッパ13に受けられた粒状物は、熱間プレス作業
に供給するのに用いられる。この熱間プレス作業は、こ
の実施例においては、ベロー状の円筒壁を有する金属性
の容器14を用いる本出願人の上述した従来の特許出願
の明細書に開示されているのと概ね同様である。第1図
に示すように、各容器14は、受けホッパ13よりの混
合物で満たされ、かつコンベヤ16により、受けホッパ
13の下から、一連のステーションA、B及びCを通り
、各ステーションにおいて、容器は、順次、蓋を受け取
り、溶接により閉塞され、汚染浄化され、かつ計量され
る。次いでマニュピレータ■5が各容器14を順次前段
圧縮プレス17に搬送し、ここで容器14は部分的に一
軸方向に圧縮される。次いで、部分的に圧縮された各容
器17は、熱間−軸プレス装置18に送られ、ここで、
ベロー型の容器14は、約1200℃に加熱され、かつ
14〜21MPaの圧力で、−軸方向にプレスされ、容
器14内において、高レベルの放射性廃棄物か不動化さ
れた合成前を形成する。このプレス装置18は、誘導加
熱コイル18a、金属感応スリーブ+gb、覆い18c
、上部固定受面18d 、及び液圧ラム18eを有して
いる。
に供給するのに用いられる。この熱間プレス作業は、こ
の実施例においては、ベロー状の円筒壁を有する金属性
の容器14を用いる本出願人の上述した従来の特許出願
の明細書に開示されているのと概ね同様である。第1図
に示すように、各容器14は、受けホッパ13よりの混
合物で満たされ、かつコンベヤ16により、受けホッパ
13の下から、一連のステーションA、B及びCを通り
、各ステーションにおいて、容器は、順次、蓋を受け取
り、溶接により閉塞され、汚染浄化され、かつ計量され
る。次いでマニュピレータ■5が各容器14を順次前段
圧縮プレス17に搬送し、ここで容器14は部分的に一
軸方向に圧縮される。次いで、部分的に圧縮された各容
器17は、熱間−軸プレス装置18に送られ、ここで、
ベロー型の容器14は、約1200℃に加熱され、かつ
14〜21MPaの圧力で、−軸方向にプレスされ、容
器14内において、高レベルの放射性廃棄物か不動化さ
れた合成前を形成する。このプレス装置18は、誘導加
熱コイル18a、金属感応スリーブ+gb、覆い18c
、上部固定受面18d 、及び液圧ラム18eを有して
いる。
第2図は、容器への充填装置の上流側部分のみの変形例
を示す。第1図に示す部材に対応する部材には類似の符
号を付して説明を省略し、相違点のみについて説明する
。
を示す。第1図に示す部材に対応する部材には類似の符
号を付して説明を省略し、相違点のみについて説明する
。
第2図を参照して説明すると、第1図の2つの室よりな
る装置は、3つの室よりなる装置に変形してあり、その
うちか焼領域11’ は垂直方向を向く平行な管状のか
焼室20よすなっている。第1のスクリューコンベヤ1
′に設けられた加熱手段9は、単に供給材料を乾燥させ
る効果を有しているのみであり、スクリューコンベヤド
の下流端領域4′は供給材料を一連の孔2■に分配し、
番孔21は供給材料を垂直管22に分配する。垂直管2
2は、互いに離れて配設され、かつそれぞれが耐火性材
料24内に埋設された加熱コイル23によって取り巻か
れている。
る装置は、3つの室よりなる装置に変形してあり、その
うちか焼領域11’ は垂直方向を向く平行な管状のか
焼室20よすなっている。第1のスクリューコンベヤ1
′に設けられた加熱手段9は、単に供給材料を乾燥させ
る効果を有しているのみであり、スクリューコンベヤド
の下流端領域4′は供給材料を一連の孔2■に分配し、
番孔21は供給材料を垂直管22に分配する。垂直管2
2は、互いに離れて配設され、かつそれぞれが耐火性材
料24内に埋設された加熱コイル23によって取り巻か
れている。
か焼された粉体は、か焼領域11′を通って、排出ホッ
パ25に排出される。排出ホッパ25の下流側スロート
部には、浄化ガス人口8′が設けられている。浄化ガス
は、か焼領域11’を上方に向けて通過しスクリューコ
ンベヤビの下流端に至る。
パ25に排出される。排出ホッパ25の下流側スロート
部には、浄化ガス人口8′が設けられている。浄化ガス
は、か焼領域11’を上方に向けて通過しスクリューコ
ンベヤビの下流端に至る。
第2図において、第2のスクリューコンベヤ2′は、第
1図に示すもののように垂直ではなく、水平なものとし
、チタンの粉体用の入口12’ と、混合した粉体を排
出するための下向きの排出口13′ とを有している。
1図に示すもののように垂直ではなく、水平なものとし
、チタンの粉体用の入口12’ と、混合した粉体を排
出するための下向きの排出口13′ とを有している。
第2図の実施例においては、入ロマニポルド(ロ)の形
状を、狭い頚部で第1のスクリューコンベヤlに接続さ
れ、かつそこから垂直管22の集合体の幅に相当する幅
まで外側に向かって拡開するような形状に変更すること
ができろ。
状を、狭い頚部で第1のスクリューコンベヤlに接続さ
れ、かつそこから垂直管22の集合体の幅に相当する幅
まで外側に向かって拡開するような形状に変更すること
ができろ。
第3図は、スクリューコンベヤの代わりに、回転翼(パ
ドル)型コンベヤ40を用いたさらに別の実施例を略示
している。このコンベヤ40は、中心軸40aと、コン
ベヤ40内において粉体を混合したり前進させたりする
ために軸方向に適宜の間隔を隔てた回転翼40bと、円
筒形のハウジング40cとを有している。ハウジング4
0cは、その上流側端部に、粒状又はゾル−ゲル処理工
程から抽出された形の合成岩形成成分を受けるための入
口ホッパ41を何している。この材料は徐々に下流側に
搬送され、一連の間隔を隔てた入口42より液状として
流入させられた高レベルの放射性廃棄物と徐々に混合さ
せられる。ここで親密な混合物が形成され、かつヒータ
43の作用で、高レベルの放射性廃棄物中の水分が蒸発
させられるとともに、低圧ガスフィルタ装置に接続され
たガス出口44より排出される。
ドル)型コンベヤ40を用いたさらに別の実施例を略示
している。このコンベヤ40は、中心軸40aと、コン
ベヤ40内において粉体を混合したり前進させたりする
ために軸方向に適宜の間隔を隔てた回転翼40bと、円
筒形のハウジング40cとを有している。ハウジング4
0cは、その上流側端部に、粒状又はゾル−ゲル処理工
程から抽出された形の合成岩形成成分を受けるための入
口ホッパ41を何している。この材料は徐々に下流側に
搬送され、一連の間隔を隔てた入口42より液状として
流入させられた高レベルの放射性廃棄物と徐々に混合さ
せられる。ここで親密な混合物が形成され、かつヒータ
43の作用で、高レベルの放射性廃棄物中の水分が蒸発
させられるとともに、低圧ガスフィルタ装置に接続され
たガス出口44より排出される。
高レベルの放射性廃棄物と合成岩形成成分との乾燥させ
られた親密な混合物は、回転炉45に排出され、ここで
か焼され、その生成物はホッパ46に排出される。還元
ガス流は、入口47がら流入して、回転炉45を通り、
出口44がら排出される。
られた親密な混合物は、回転炉45に排出され、ここで
か焼され、その生成物はホッパ46に排出される。還元
ガス流は、入口47がら流入して、回転炉45を通り、
出口44がら排出される。
さらに別の実施例を第・1図に示しである。この実施例
は、回転炉45を単一の幅の広い縦型円筒炉50と置き
換えたことを除いて;よ、第3図示のものと同一である
。円筒炉50は、生成物が炉内を通るコラム内に下降す
る際に、生成物をか焼する各極超yり波エネルギガイド
52に接続された適切な窓51を有している。円筒炉5
0の底部には、浄化カス(純粋な水素又はほぼ3%の水
素と窒素との混合物よりなる)用の人口53が設けられ
ている。第4図において、粒子状の生成物を受けホッパ
55に排出するための水平なスクリューコンベヤ54が
設けら例においては、高レベルの放射性廃棄物(通常懸
濁液又は溶液として供給される)と、合成岩形成成分と
を親密に混合し得る利点があるとともに、その混合物を
乾燥した状態で経済的にかつ便利に取扱うことができ、
さらに合成岩形成成分を、粒子状またはゾル−ゲル処理
工程から抽出した形態で、非常に均一に分散させること
ができる利点がある。また、乾燥工程に関しては、最初
はほとんど水分が含まれておらず、しかもか焼工程に先
だって、すべての水分を急速に蒸発させる必要があるの
で、わずかの放射性廃棄物の分だけ蒸発させればよいと
いうことは非常に有利である。したかって、この乾燥工
程によると、排ガスのフィルタ装置の簡略化及び設置ス
ペースの減少を図ることかできろ。最ら重要なことは、
比較的単純な方法及び装置とすることができ、しかもア
クティブセルを連続して長期間使用できることである。
は、回転炉45を単一の幅の広い縦型円筒炉50と置き
換えたことを除いて;よ、第3図示のものと同一である
。円筒炉50は、生成物が炉内を通るコラム内に下降す
る際に、生成物をか焼する各極超yり波エネルギガイド
52に接続された適切な窓51を有している。円筒炉5
0の底部には、浄化カス(純粋な水素又はほぼ3%の水
素と窒素との混合物よりなる)用の人口53が設けられ
ている。第4図において、粒子状の生成物を受けホッパ
55に排出するための水平なスクリューコンベヤ54が
設けら例においては、高レベルの放射性廃棄物(通常懸
濁液又は溶液として供給される)と、合成岩形成成分と
を親密に混合し得る利点があるとともに、その混合物を
乾燥した状態で経済的にかつ便利に取扱うことができ、
さらに合成岩形成成分を、粒子状またはゾル−ゲル処理
工程から抽出した形態で、非常に均一に分散させること
ができる利点がある。また、乾燥工程に関しては、最初
はほとんど水分が含まれておらず、しかもか焼工程に先
だって、すべての水分を急速に蒸発させる必要があるの
で、わずかの放射性廃棄物の分だけ蒸発させればよいと
いうことは非常に有利である。したかって、この乾燥工
程によると、排ガスのフィルタ装置の簡略化及び設置ス
ペースの減少を図ることかできろ。最ら重要なことは、
比較的単純な方法及び装置とすることができ、しかもア
クティブセルを連続して長期間使用できることである。
第1図は、本発明の方法を実施するための装置の第1実
施例を示す概略断面図、第2図は、同じく第2実施例を
示す概略断面図、第3図は、同じく第3実施例を示す概
略断面図、第4図は、同じく第4実施例を示す概略断面
図である。 1.1’ 、2.2′ −−スクリューコンベヤ、3.
5・・モータ、4.6・・スクリュー軸、7・・ガス出
口、8.8′ ・・ガス入口、9・・加熱手段、10・
・ホッパ、11. If′ ・・か焼領域、12、1
2’ ・・入口、13・・受けホッパ、13′ ・
・排出口、14・・容器、15・・マニュピレータ、1
6・・コンベヤ、17・・前段圧縮プレス、18・・プ
レス装置、20・・か焼室、22・・垂直管、23・・
加熱コイル、25・・排出ホッパ、30・・入ロマニポ
ルド、40・・回転翼型コンベヤ、41・・入口ホッパ
、42・・入口、43・・ヒータ、44・・ガス人口、
45・・回転炉、46・・ポソバ、47・・入口、50
・・円筒炉、51・・窓、52・・極超短波エネルギガ
イド、53・・入口、54・・スクリューコンベヤ、5
5・・受けホッパ。 ・“〜゛、
施例を示す概略断面図、第2図は、同じく第2実施例を
示す概略断面図、第3図は、同じく第3実施例を示す概
略断面図、第4図は、同じく第4実施例を示す概略断面
図である。 1.1’ 、2.2′ −−スクリューコンベヤ、3.
5・・モータ、4.6・・スクリュー軸、7・・ガス出
口、8.8′ ・・ガス入口、9・・加熱手段、10・
・ホッパ、11. If′ ・・か焼領域、12、1
2’ ・・入口、13・・受けホッパ、13′ ・
・排出口、14・・容器、15・・マニュピレータ、1
6・・コンベヤ、17・・前段圧縮プレス、18・・プ
レス装置、20・・か焼室、22・・垂直管、23・・
加熱コイル、25・・排出ホッパ、30・・入ロマニポ
ルド、40・・回転翼型コンベヤ、41・・入口ホッパ
、42・・入口、43・・ヒータ、44・・ガス人口、
45・・回転炉、46・・ポソバ、47・・入口、50
・・円筒炉、51・・窓、52・・極超短波エネルギガ
イド、53・・入口、54・・スクリューコンベヤ、5
5・・受けホッパ。 ・“〜゛、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 原料を熱間加圧処理することにより、放射性廃棄物
が分配されかつ不動化された合成岩を形成する方法に用
いられる前記原料として最適な材料を供給する方法であ
って、合成岩形成成分をミキサに供給する工程と、放射
性廃棄物をミキサに供給する工程と、ミキサを作動させ
て、放射性廃棄物を合成岩形成成分中にほぼ均一に分配
させ、粒状物を生成する工程と、前記粒状物をか焼して
、合成岩形成成分とその中に分配された放射性廃棄物と
を含む粉体状の原料を生成する工程とを包含する放射性
廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製造方法に
おいて、合成岩形成成分を乾燥した粒子状として供給す
るとともに、放射性廃棄物を液状として供給することを
特徴とする放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための
原料の製造方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記放
射性廃棄物を、前記ミキサの入口から出口までの間の混
合領域に沿って間隔を隔てた複数の位置から合成岩形成
成分中に漸次導入し、さらに、前記粒状物を加熱して、
前記混合領域内を比較的乾燥状態に維持し、かつ排ガス
処理装置を用いて放射性廃棄物と合成岩形成成分との混
合物中からの水分蒸気、他の蒸気成分及び浮遊する粒状
物を捕集及び処理する、放射性廃棄物を含む合成岩を形
成するための原料の製造方法。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法におい
て、回転するスクリュー又は回転翼を有するとともに、
ほぼ水平方向を向く混合領域を有する連続したミキサ内
において混合を行なう、放射性廃棄物を含む合成岩を形
成するための原料の製造方法。 4 特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に
記載の方法において、か焼を、混合工程の下流側のか焼
工程において、前記ミキサ内の温度より高い温度で行な
う、放射性廃棄物を含む合成音を形成するための原料の
製造方法。 5 特許請求の範囲第4項記載の方法において、ミキサ
内温度が約300℃で、かつか焼工程時の温度が約75
0℃である、放射性廃棄物を含む合成音を形成するため
の原料の製造方法。 6 特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載
の方法において、か焼工程を、混合工程を行なう装置と
別体でかつそれより下流側の回転炉内において行なう、
放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製造
方法。 7 特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載
の方法において、か焼工程を、スクリューコンベヤ又は
回転翼型コンベヤの下流側で行ない、かつその上流側で
混合工程を行なう、放射性廃棄物を含む合成岩を形成す
るための原料の製造方法。 8 特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載
の方法において、か焼工程を、ほぼ垂直下向きのダクト
を有する円筒炉内において行なう放射性廃棄物を含む合
成岩を形成するための前処理方法。 9 特許請求の範囲第1項乃至第5項及び第8項のいず
れかに記載の方法において、か焼工程を、極超短波加熱
手段を用いて行なう、放射性廃棄物を含む合成岩を形成
するための原料の製造方法。 10 特許請求の範囲第1項乃至第9項のいずれかに記
載の方法において合成岩形成成分を形成する前工程とし
て、水成スラリを水抜きして、固体粒子の湿性ケーキを
形成し、前記湿性ケーキをその後の処理温度に比して比
較的低い温度で乾燥し、かつ流動可能な粉体として扱う
工程を含む、放射性廃棄物を含む合成岩を形成するため
の原料の製造方法。 11 特許請求の範囲第10項に記載の方法において、
前記湿性ケーキを予圧縮して、粒状化した合成岩形成成
分を形成し、かつ約300℃の温度で予焼結させて、粒
子の機械的強度を向上し、もって流動可能な生成物を製
造する工程を含む放射性廃棄物を含む合成岩を形成する
ための原料の製造方法。 12 特許請求の範囲第1項乃至第9項のいずれかに記
載の方法において、合成岩形成成分をスラリとして形成
し、前記スラリを吹きつけ乾燥させて、細かい粒子を形
成し、かつこの細かい粒子を約300℃の温度で予焼結
させ、前記ミキサに供給するための粉体状の材料とする
前工程を含む、放射性廃棄物を含む合成岩を形成するた
めの原料の製造方法。 13 特許請求の範囲第1項乃至第9項のいずれかに記
載の方法において、前工程において、合成岩形成成分を
ゾル−ゲル処理工程内において形成し、ついでその材料
を約300℃の温度で焼結させ、流動可能な粉体を生成
する、放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料
の製造方法。 14 特許請求の範囲第1項乃至第13項のいずれかに
記載の方法において、か焼工程において非爆発性の還元
ガス雰囲気を維持し、かつそのガスを排ガス装置とガス
処理装置とに循環させて、排ガス中からあらゆる放射性
成分を除去することを包含する放射性廃棄物を含む合成
岩を形成するための原料の製造方法。 15 特許請求の範囲第1項乃至第14項のいずれかに
記載の方法において、還元ガスがほぼ純粋な水素、重量
比で少なくとも80%の水素を含む水素と窒素との混合
物、又は重量比でほぼ3%の水素を含む水素と窒素との
混合物よりなる放射性廃棄物を含む合成岩を形成するた
めの原料の製造方法。 16 特許請求の範囲第1項乃至第15項のいずれかに
記載の方法において、次の追加的な工程と組合わされた
放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製造
方法。 (a)注入工程において、各々がベロー状の円筒形側壁
を有する容器内に、か焼された生成物を順次注入する工
程。 (b)各ベロー状の容器を順次蓋で閉塞し、かつ閉塞さ
れた容器を溶接する工程。 (c)各容器を熱間で単一軸方向に順次加圧して、容器
内の内容物を高密度化し、かつ放射性廃棄物が内部に不
動化させられた合成岩を形成する工程。 17 ほぼ水平をなす概ね円筒形のハウジングを有し、
粒状の合成岩形成成分及び放射性廃棄物を受け入れると
ともに、それらを混合しながら搬送する混合搬送手段(
1、1′、40)と、該混合搬送手段内における混合物
を乾燥させる加熱手段(9、43)と、前記合成岩形成
成分と放射性廃棄物との混合物を受け入れるとともに、
前記混合物が進行するのにつれて前記混合物をか焼して
、か焼された粒状物を生成する加熱手段(9、23、5
1、52)を有するか焼コンベヤ(11、20、50)
と、か焼された粒状物を、処分用の容器(14)に排出
する排出手段(2、13、2′、13′、46、54、
55)と、を備えることを特徴とする放射性廃棄物を含
む合成岩を形成するための前処理装置。 18 特許請求の範囲第17項記載のものにおいて、前
記か焼コンベヤのほぼ上流端側に設けられたガス排出手
段(7、44)と、前記か焼コンベヤの下流側部分に設
けられた還元ガス入口手段(8、8′、47、53)と
を備え、前記か焼コンベヤをガス循環系の一部としてな
る放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の製
造装置。 19 特許請求の範囲第17項又は第18項記載ののも
のにおいて、か焼コンベヤから排出された粒状物を処理
するスクリューコンベヤ(2′)と、最終的な混合物中
にわずかの量のチタンの粒体をさらに混合させる手段(
12′)とを備える放射性廃棄物を含む合成岩を形成す
るための原料の製造装置。 20 特許請求の範囲第17項乃至第19項のいずれか
に記載のものにおいて、か焼コンベヤが、垂直下向きに
延出する円筒状の構造(20、50)を備え、その中を
粒状物が加熱されながら重力により落下するようにして
なる放射性廃棄物を含む合成岩を形成するための原料の
製造装置。 21 特許請求の範囲第20項記載のものにおいて、円
筒状の構造が、比較的大径の円筒体(50)を備え、該
円筒体(50)の側面に沿って、極超短波エネルギを透
過し得る窓(51)を適宜の間隔で設けるとともに、該
窓を、極超短波エネルギを前記円筒体内に案内し、かつ
粒状物を加熱及びか焼する極超短波エネルギガイド(5
2)に接続してなる放射性廃棄物を含む合成岩を形成す
るための原料の製造装置。
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