JPS62259100A - 放射性液体の処理 - 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】 １．。

１′１のム」 ／゛ ３、発明の、；Ｔ　１ｍ１ｌな説すＪ 本発明は低し・・、ル放射性廃液、特に、ベータ線また
はガンマ線のレベルか低い放射性物質を含む廃液を処理
して保管＋１（能な固体に変換する方法に関する。

原子力産業の主要な問題の１つは、放射性廃棄物、特に
廃液の保管にある。廃液を処理して最小限の体積の安定
した生成物に変換することが必要である。

いくつかの解決方法か提案されており、そのなかても、
廃液を稀釈して中性化し、金属水酸化物を沈殿させるこ
とからなる方法が有望てあった。

また、水の一部を蒸発させてスラ・ンシを形成し、この
スラッジを遠心力て分離し、ビチューメシあるいはセメ
ントて包むかあるいは灰化することも公知である。これ
らの方法は特殊化した処理センタてしか実行″Ｃきない
。

米国特許第４０６５４００号か霧ｆヒした廃液な不活性
の熱い粒子の流動床に導入し、流動床の一部と共にか焼
した後取り出してからガラス化する方法を教示している
。

芙国特詐第２０４６４９９号か廃液の放射性元素をイオ
ン交換樹脂上に固定し、次に有機物質内に包封し、’／
Ｍ底に置く方法を教示している。これらの方法はいかな
る場所でも使用てきるというわけにもいかず、動かすこ
ともてきない嵩張った設備を必要とする。また、包封て
きる乾燥生成物を得るには、これらの方法ては、余分な
物質を導入しなければならず、これは保管すべき体積を
大きくする。

自由水を含んだ低レベル放射性廃棄物の体積を減らすの
に廃棄物を霧化した噴流の形に変換し、この噴流を熱が
すと接触させて乾燥した流動性粉末と水碧気を形成する
方法がヨーロッパ公開特許０１２５３８１　（Ｒｏｃｋ
ｗｅｌ　１）で公知である。粉末は保管用のマトリック
ス内に組込まれる。この方法は固定設備の炭素鋼容器内
て実施され、ガスは燃料を燃焼させることによって加熱
される。この方法は、放射性汚染物か容器内に溜りかち
てあり、余計な予防手段を採用しないと燃料か汚染源と
なるため、有効とはいえない。

本発明の目的は低レベル放射性廃液を処理するほとんど
汚染のない方法を提供することにあり、この方法を実施
する装置は寿命が長く安全てあり、また、長期間の保管
寿命により良く適応する固体を得ることかてきる。本発
明の別の目的は上記方法を実施する装置であって輸送可
使な装置を提供することにある。

本発明の或る特徴によれば、低レベルの放射性廃液を処
理する方法てあって、廃液を霧化しで固体放射性物質の
粒子とし、これらの粒子を或るマトリックス内に包封す
ることからなる方法において、廃液のｐＨを霧化段階の
前にほぼ中性となるように調節することを特徴とする方
法を得ることかできる。

廃液のｐＨの３Ｉｒｒｉは、液体を霧化するときに生成
された固体かこの方法を実施する装置内で結晶化する傾
向かなくなるという効果を有する。この固体堆積は霧化
器の内壁面上および対応したバイブ内に生しる回部性か
あり、腐蝕の原因となり、場合によっては閉塞する可能
性もある。さらに、放射性粒子か中性のｐＨを持ってい
るのて、後にマトリックス、たとえば、樹脂とかコンク
リ−１・とかビチューメンとかに包封した詩に、化学的
な浸食あるいは不安定性の傾向か減る。

好ましくは、廃液のｐＨは約６から約８までの値、最も
好ましくは約６．７の値まて調節する。

このｐＨの調節には種々の中立化剤を使用し得るか、廃
液のＰＨを調節するのに強い苛性アルカリ溶液を使用す
るのか好ましい。最も好ましくは。

この強い苛性アルカリ溶液は苛性かりである。中立化は
好ましくは攪拌と冷却によって行なわれ、エーロゾル生
成温度に達することかない。

中立化した液体（懸濁液てあってもよい）は次に遠心輪
式霧化器、代表的には霧化ドライヤのタービンに供給す
る。タービンは円筒円錐形の室の頂部内側にあると好ま
しい。好ましくは、タービンの開演速度は毎分約１ｓｏ
ｏｏ回転から２４０００回転てあって、細かい液滴の霧
を形成し、この霧の中に加熱空気か噴射されて乾燥粒子
を形成する。これら乾燥粒子は凝集することはないし、
室の壁面に付若することもない。粒子は熱風の流れによ
って室の円錐形の底て取り出される。空気は、好ましく
は不汚染手段、たとえば、電気ヒータによって加熱し、
最も好ましくは約４００℃から約５００℃まで加熱する
。

空気の供給率と出力は、霧化器出口で 約１０５℃から１５０℃の温度を持つように調節する。

空気、粒子および水蒸気の混合物は次にプレフィルタに
送り、次いてフィルタに、そして最終的に最終フィルタ
に送る。こうして、ガス流は完全に汚染物を除かれ、大
気に戻される。

フィルタて回収された乾燥粒子は次いで包封剤、好まし
くは熱硬化性プラスチック材料と混ぜ合わされ、この混
合物を約２００から約４００Ｐａの真空を発生するプラ
スチック材料のバッキング内に置き、約５１Ｏ℃から約
１５０℃で加熱を行なってプラスチック材料を流動化す
る。次にこれらのバッキングをたるに入れ、通常の要領
て保管するか、埋める。

熱硬化性プラスチック材料は低密度ポリエチレンか好ま
しいか、特に放射性汚′！ｐ：鞠を伶有する或る種の生
成物に対しては樹脂、コンクリートあるいはビチューメ
ンを使用てきる。バッキングはポリエチレンであると好
ましい。

こうして、本発明の方法はベータ線あるいはガンマ線に
よって汚染された廃液を完全に処理してＡＮＤＲＡによ
つて定められた規格に適った固体生成物を得ることかで
きる。

この方法はなんら中断なしに一連の完全に統合した段階
を包含し、生成物は極度に小さい体積を持つ塊を包含す
る。この塊は化学的に不活性てあり、適当な機械特性を
有し、抽出テス１〜を実施するときに有害物質が放出さ
れることかないし、結露現象もなんら観察されない。

本発明は低レベル放射性の任意の源を含む廃液に適用で
き、特に、ベータ線、ガンマ線放射物を含む低レベル放
射線廃棄物に適用できる。放射線レベルは代表的には４
ｘ　１０−’Ｇ、Ｂｑ、ｍ−’より低い。

別の特徴によれば、本発明は低レベルの放射性廃液の処
理に使用する装置てあって、廃液を受取り、それを霧化
器に供給する容器と、霧化器に加熱空気を供給する手段
と、固体粒子と水蒸気とを分離する瀘過手段とを包含す
る装置において、廃液を霧化器に供給する前に廃液のｐ
Ｈを調節することのてきる手段を備えることを特徴とす
る装置を提供する。

好ましくは、装置の内壁面はステンレス鋼て作る。好ま
しくは、霧化器は毎分約１８０００回転から約２４００
０回転の速度て回転するように配置され、後に加熱空気
て霧化される液滴を形成するタービンを包含する。最も
好ましくは、霧化器に供給される加熱空気は電気ひいた
によって加熱される。

本発明の好ましい特徴によれば、装置は輸送装置上に装
着され、処理しようとしている液体の源まで移動するこ
とかてきる。この目的のために、輸送装置は耐放射線シ
ーリド内に包まれる。

本発明をより良く理解してもらうべく、以下、・添付図
面を参照しながら説明する。

第１図の装置は多数の容器を包含し、それらの内壁面は
Ｔ　Ｎ０Ｘ３１４または３１６のようなステンレス鋼で
作っである。受領容ｎｌは中空壁１２を有し、水のよう
な冷却液を受け、循環させるようになっている。パイプ
３か容器ｌの出口４と保持タンク５を接続している。パ
イプ３は制御弁６を備えている。容器ｌ、５の各々が攪
拌装置７を備えている。パイプ８がタンク６の出口９か
ら霧化ドライヤ１１の屋根１０まで延びており、この霧
化ドライヤはフランス国のＮＩＲＯＡｔｏｍｉｚｅｒの
市販しているＦＩＯまたはＰ６のような公知のタイプで
ある。パイプ８には真空ポンプ１２かある。ドライヤ１
１は一定直径の上部１３と円錐形の下部１４とを有する
。回転タービン１５がドライヤ１１の屋根１０から下方
に延びており、毎分約１８０００回転から約２４０００
回転の速度て回転するように配置しである。約１４０Ｋ
Ｗの能力を有する電気ヒータ１６に空気か供給され、加
熱された空気はパイプ１７を経てドライヤ１１に供給さ
れる。パイプ１８はドライヤ１１の出口から第１のフィ
ルタ１９まて延びている。フィルタはフィルタ要素２０
を包含する。フィルタ１９の下方出口２１は流動床２２
に通しており、側部出口２３か第２のフィルタ２４に通
し、この第２フイルタは換気排出装置２５に通している
。流動床２２の出口端はヒーｈ・ユニ・ント２６に通し
ており、このヒート・ユニットを固体粒子および熱硬化
性樹脂か通り、下方に保／Ｉｌｆ′領域２７がある。

使用にあたって、低レベル放射性廃液を容器ｌに導入し
、水に水酸化カリウムを加えた溶液のような中性化剤を
加えると共に、中空壁１２を通して冷却材を循環させ、
攪拌装置７を作動させる。廃液のｐＨは、約６から約８
まて、好ましくは約６．７となるまて監視する。中性化
した廃液は次に保持タンク２に通す。ヒータ１６て加熱
された空気をパイプ１７を経て１−ライヤ１１に通す。

次に中性化廃液を回転タービン１５に圧送する。このタ
ービン１５は約１８０００から２４０００回転て回転し
てドライヤ１１内で液滴を形成し、加熱空気かこれら液
滴を霧化して粒子と水蒸気を形成し、これらの粒子はド
ライヤ１１の内壁面に粉末として付着する。次に空気か
粉末をフィルタ１９に通し、水蒸気を粒子から分離し１
粒子は流動床２２上をヒータ２６まで流れ、真空、熱の
下て樹脂に包封される。この方法は作動簡単てあり、装
着の１ｇｉ台はない。廃液の体積はかなり減少し、高密
度、低含水率のかなり安定した最終生成物となる。

第２図に示す装置は車輪３１を有するトレイラ３０上に
装着した第１図の装置である。トレイラは現場から現場
まで移動することかでき、低レベル放射性廃Ｓ物を現場
て処理てきる。耐放射性シールド３２か装はの外部を覆
っている。

本発明をさらに次の実施例によって説明する。

実施例Ｉ 「水泳浴」汚染を受けた種々の成分を、燐酸と硫酸の５
０１５０重量％混合物て形成した溶液と反応させ、次い
て水洗することによって電解式に清浄化した。

１２５　ｇ　／　ｌ　（７）　Ｈ２Ｓ　Ｏ−、１２５ｇ
　／　ｌのＨ３Ｐ　Ｏ４，３−３ｇ　／文の金属イオン
を含む懸濁液を集め、懸濁液の約８０１／ｈの処理を行
なうことのてきる設備において本発明による方法を施し
た。まず、９０℃より低い温度を維持しながら懸濁液を
４５ｏｇ／ｌのＫＯＨによる抽出によって６．７のｐＨ
まで中性化した。全塩度４３８　ｇ／交の懸濁液を集め
、これを１８００Ｏｒ、ｐ、ｍて回転しているタービン
を備えた霧化器内て処理した。霧化器内部では、９８０
ｍ″／ｈの空気か循環し、これは４５０℃で入り、１１
０℃て出る。濾過液かフィルタから回収され、２６ミク
ロンの平均粒度、０．５７の密度を持ち、０，０５％未
満の湿度の粒子を約３５ｋｇ、／ｈを回収した。ガス状
の廃棄粒子の含有量は０．０１ｍｇ／Ｎｍ’未満てあっ
た。

これら固体粒子を３００ミクロン粒度の低密度ポリエチ
レン１５ｋｇと混ぜ合わせ、この混合物をポリエチレン
・バッキング内に置いた。これらのバッキングは２５０
Ｐａの相対真空度まて引き、１３０℃まて加熱した。包
まれた生成物は５０　ｄ　ｍ’を示した。

実施例■■ 低レベル放射性廃液を代表する溶液を次のように形成し
た。

ＨユＰＯ４６ｇ６ｇ／交 Ｈ，Ｓ０４　　　　　３８７ｇ／又 Ｆｅ　　　　　　　　　　　２０ｇ／立Ｃｒ　　　　　
　　　４．７５ｇ／又 Ｎｉ　　　　　　　　　　２．８ｇ／見この溶液１００
ｍＱをＺｏｏｍ又の氷て稀釈し、約０．５９Ｈの混合物
を生成した。この混合物をか性カリ溶液（４部の水内に
１．５個の苛性カリ玉）て６．５のｐＨ値まで中性化し
た。中性化の途中て、緑色の結晶性沈殿物か生成し、簡
単な攪拌によってこれを浮遊状態に保った。

中性化溶液を第１図の装置て処理した。加熱空気はＳＯ
Ｏ℃″Ｃ霧化ドライヤに入り、１２０℃てそこを出た。

タービンは毎分２００００回転て回転し、乾燥時間は約
４５分てあった。次に、ドライヤを開き、ドライヤの下
部にある約１０％の湿度の粉末付着物をｒｇ１察した。

乾鰻後、含水率は３％まて落ちた。ふるいを分析したと
ころ。

１０％の生ｒ＆物か１４ミクロン未満てあり、５０％が
４１ミクロン未満であり、９０％が８６ミクロン未満て
あった。

実施例■ 実施例Ｉの方法を入口温度４２５℃、出口温度１３０’
Ｃて繰り返した。タービン回転速度は毎分２４０００回
転てあり、乾燥は約２．５時間行なった。ふるい分析て
は、１０％の生成物か９ミクロン未満てあり、５０％が
３０ミクロン未満てあり、９０％が６３ミクロン未満て
あった。

本発明の装置は脱イオン水な用いて清掃することかてき
る。本発明の方法は非腐蝕性放射性物質を得、容器の内
側ライニングがステンレス鋼であるから、装置内ての放
射性物質の蓄積は少ないか、あるいは、まったくない。

したかって、長期間の安全寿命を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１Ｕ５４は本発明の装置の概略図である。 第２図は輸送装置上に装着した第１図の装置の′斜視図
である。 図面において、ｉ−・・容器、２・・・中空壁、３・・
・パイプ、５・・・保持タンク、６・・・制御弁、７・
・・攪拌装置、８・−・パイプ、１１・・・霧化ドライ
ヤ、１２・・・真空ポンプ、１５・・・タービン、１６
・・・電気ヒータ、１７・・・パイプ、１９・・・フィ
ルタ、２２・・・流動法、２６・・・ヒート・ユニット
、３０−・・トレイラ、３１・・・車輪、３２・・・耐
放射線シールド代理人　　弁理士　　河　　　野　　　
昭手続補正出（自発） ２．弁明の名称 放則ＭＷｔ体の処理 ３、補正をする者 事イ９との関係　　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、低レベルの放射性廃液を処理する方法であって
   、廃液を霧化して固体放射性物質の粒子とし、これらの
   粒子を或るマトリックス内に包材することからなる方法
   において、廃液のｐＨを霧化段階の前にほぼ中性となる
   ように調節することを特徴とする方法。 （２）、特許請求の範囲第１項記載の方法において、ｐ
   Ｈを約６から８の値に調節することを特徴とする方法。 （３）、特許請求の範囲第２項記載の方法において、ｐ
   Ｈを約６．７に調節することを特徴とする方法。 （４）、特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か１つの項に記載の方法において、強い苛性アルカリ溶
   液を用いて廃液のｐＨを調節することを特徴とする方法
   。 （５）、特許請求の範囲第４項記載の方法において、強
   い苛性アルカリ溶液が苛性カリであることを特徴とする
   方法。 （６）、特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
   か１つの項に記載の方法において、ｐＨの調節中、廃液
   を攪拌し、冷却することを特徴とする方法。 （７）、特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれ
   か１つの項に記載の方法において、ｐＨの調節を霧化器
   に接続した容器内で行ない、この容器と霧化器の両方が
   ステンレス鋼の内壁面を有することを特徴とする方法。 （８）、特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれ
   か１つの項に記載の方法において、霧化器が回転タービ
   ンを有し、ほぼ中性の廃液をこのタービンに供給し、タ
   ービンを回転させて廃液の液滴を形成し、これらの液滴
   を霧化器に熱風を通すことによって霧化させて放射性物
   質の粒子を形成し、これらの粒子を霧化器の内壁面に吹
   き付けることを特徴とする方法。 （９）、特許請求の範囲第８項記載の方法において、霧
   化器に供給する加熱空気を電気ヒータによって約４００
   ℃から約５００℃の入口温度まて加熱することを特徴と
   する方法。 （１０）、特許請求の範囲第８項または第９項記載の方
   法において、加熱空気が約１０５℃から約１５０℃の出
   口温度で霧化器から出ることを特徴とする方法。 （１１）、特許請求の範囲第８項または第９項記載の方
   法において、固体粒子をフィルタに通すことによって水
   蒸気から分離することを特徴とする方法。 （１２）、特許請求の範囲第１１項記載の方法において
   、フィルタが一組のフィルタからなり、それぞれのフィ
   ルタのふるい目サイズが順次に細かくなり、大気に清浄
   な空気を戻すように配置してあることを特徴とする方法
   。 （１３）、特許請求の範囲第１項から第１２項までのい
   ずれか１つの項に記載の方法において、固体粒子を水蒸
   気から分離した後に流動床上に通すことを特徴とする方
   法。 （１４）、特許請求の範囲第１項から第１３項までのい
   ずれか１つの項に記載の方法において、固体粒子を熱硬
   化性樹脂、コンクリートあるいはビチューメン内に真空
   下で包封することを特徴とする方法。 （１５）、特許請求の範囲第１項から第１４項までのい
   ずれか１つの項に記載の方法において、脱イオン水を容
   器および霧化器に通してそれらを清浄化することを特徴
   とする方法。 （１６）、低レベルの放射性廃液の処理に使用する装置
   であって、廃液を受取り、それを霧化器に供給する容器
   と、霧化器に加熱空気を供給する手段と、固体粒子と水
   蒸気とを分離する瀘過手段とを包含する装置において、
   廃液を霧化器 （１１）に供給する前に廃液のｐＨを調節することので
   きる手段（１）を備えることを特徴とする装置。 （１７）、特許請求の範囲第１６項記載の装置において
   、装置の内壁面がステンレス鋼で形成してあることを特
   徴とする装置。 （１８）特許請求の範囲第１６項から第１７項記載の装
   置において、霧化器１１がタービン１５を包含しており
   、このタービンが加熱された空気によって霧化された廃
   液の液滴を形成するために毎分ほぼ１８０００乃至２４
   ０００回転の速度で回転するごとくされていることを特
   徴とする装置。 （１９）特許請求の範囲第１６項から第１８項までのい
   ずれか一つの項に記載の装置において、霧化器に供給さ
   れる熱風が電熱器によって加熱されることを特徴とする
   装置。 （２０）特許請求の範囲第１６項から第１９項までのい
   ずれか一つの項に記載の装置において、該装置が加熱さ
   れる廃液の方に移動できるようにトレイラ３０上に装架
   されていることを特徴とする装置。 （２１）特許請求の範囲第２０項に記載の装置において
   、トレイラ３０が耐放射線シールド３２中に収容されて
   いることを特徴とする装置。