JPH0324995B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0324995B2 JPH0324995B2 JP59131557A JP13155784A JPH0324995B2 JP H0324995 B2 JPH0324995 B2 JP H0324995B2 JP 59131557 A JP59131557 A JP 59131557A JP 13155784 A JP13155784 A JP 13155784A JP H0324995 B2 JPH0324995 B2 JP H0324995B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- cobalt
- temperature
- iron
- ilmenite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の目的
［産業上の利用分野］
この発明は軽水炉１次系の主要被曝線源である
放射性腐蝕生成物、とりわけ線源として最大の寄
与をなすコバルト（イオン）を原子炉１次系温
度・圧力条件下において炉水中から吸着・除去す
る機能を有する高温コバルト吸着材に関するもの
である。
放射性腐蝕生成物、とりわけ線源として最大の寄
与をなすコバルト（イオン）を原子炉１次系温
度・圧力条件下において炉水中から吸着・除去す
る機能を有する高温コバルト吸着材に関するもの
である。
［従来の技術］
加圧水型原子炉をはじめとする原子力発電所に
おいて、放射線被曝の低減化を図るうえで１次冷
却系の放射性腐蝕生成物を炉水の中から除去する
ことは直線的、かつ、最も有効な対策である。
おいて、放射線被曝の低減化を図るうえで１次冷
却系の放射性腐蝕生成物を炉水の中から除去する
ことは直線的、かつ、最も有効な対策である。
従来、１次冷却材から放射性腐蝕生成物等を除
去するための炉水浄化設備には、主としてイオン
交換樹脂が用いられているが、このイオン交換樹
脂は通常有機合成ポリマーであり、その耐熱温度
が低い（〜80℃）のため水温80℃を超えると吸着
機能は劣化し、一担吸着した不純物を放出したり
ポリマー自身の成分溶出など起る。このため、１
次冷却材を浄化する場合、まず、炉水の一部を１
次系から抽出し熱交換設備などを用いて高温・高
圧の状態から常温・低圧にしたのち浄化設備に通
し浄化され炉水は再び加熱器等を用いて高温・高
圧状態にして１次系へ戻す操作を必要とする。従
つて、このようなプロセスでは大きな熱損失（即
ちプラントの熱効率の低下）を生ずるうえ、熱交
換設備の容積及びコストが崇む不利がある。ま
た、このためあまり大きな浄化容量をとることは
発電プラントとして実際の運用上から困難があり
その解決が望まれていた。
去するための炉水浄化設備には、主としてイオン
交換樹脂が用いられているが、このイオン交換樹
脂は通常有機合成ポリマーであり、その耐熱温度
が低い（〜80℃）のため水温80℃を超えると吸着
機能は劣化し、一担吸着した不純物を放出したり
ポリマー自身の成分溶出など起る。このため、１
次冷却材を浄化する場合、まず、炉水の一部を１
次系から抽出し熱交換設備などを用いて高温・高
圧の状態から常温・低圧にしたのち浄化設備に通
し浄化され炉水は再び加熱器等を用いて高温・高
圧状態にして１次系へ戻す操作を必要とする。従
つて、このようなプロセスでは大きな熱損失（即
ちプラントの熱効率の低下）を生ずるうえ、熱交
換設備の容積及びコストが崇む不利がある。ま
た、このためあまり大きな浄化容量をとることは
発電プラントとして実際の運用上から困難があり
その解決が望まれていた。
［発明が解決しようとする問題点］
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、従来、イオン交換樹脂による炉水浄
化設備において必要とした熱交換設備及び加熱器
等の設備を不用としプラントの熱効率の向上と設
備のコストダウンを図り得る高温コバルト吸着材
を提供することを目的とするものである。
のであつて、従来、イオン交換樹脂による炉水浄
化設備において必要とした熱交換設備及び加熱器
等の設備を不用としプラントの熱効率の向上と設
備のコストダウンを図り得る高温コバルト吸着材
を提供することを目的とするものである。
(ロ) 発明の構成
［問題を解決するための手段］
この目的に対応して、この発明の高温コバルト
吸着材は、高温高圧水中でコバルトに対し吸着機
能を有する複合酸化物であつて、前記複合酸化物
は主要構成結晶相がコランダム型に属する鉱物で
ある鉄イルメナイトと同一構造を有し、かつ、前
記鉄イルメナイトの金属成分組成として Fe：53.8重量％、Ti：46.2重量％となつていると
ころを次のような割合 Fe或いは／及びNi；50〜70重量％ Ti；30〜50重量％ Li；０〜５重量％ の成分比としたことを特徴としている。
吸着材は、高温高圧水中でコバルトに対し吸着機
能を有する複合酸化物であつて、前記複合酸化物
は主要構成結晶相がコランダム型に属する鉱物で
ある鉄イルメナイトと同一構造を有し、かつ、前
記鉄イルメナイトの金属成分組成として Fe：53.8重量％、Ti：46.2重量％となつていると
ころを次のような割合 Fe或いは／及びNi；50〜70重量％ Ti；30〜50重量％ Li；０〜５重量％ の成分比としたことを特徴としている。
［作用］
第１図はこの発明の高温コバルト吸着材（試験
片は焼結ペレツト）についてのコバルトイオン吸
着試験結果であり、横軸に浸漬時間（hr）、縦軸
にコバルト濃度を対ブランク比で表している。
片は焼結ペレツト）についてのコバルトイオン吸
着試験結果であり、横軸に浸漬時間（hr）、縦軸
にコバルト濃度を対ブランク比で表している。
図中、記号FTはFeTiO3（鉄イルメナイト）の
略称であり、高温コバルト吸着材（焼結ペレツ
ト）である試料FT−１はLi添加なし、FT−２は
Li添加（例えば0.3重量％）の試験片である。
略称であり、高温コバルト吸着材（焼結ペレツ
ト）である試料FT−１はLi添加なし、FT−２は
Li添加（例えば0.3重量％）の試験片である。
図に示される試験結果から明らかなようにLiを
添加しなくてもコバルトをよく吸着するが（FT
−１）、Liを微量添加すると（FT−２）浸漬時間
が長くなるにつれLiとCoのイオン交換メカニズ
ムの効果が大きくなり、コバルト吸着機能は図示
し曲線の傾向から明らかなように、浸漬６時間以
降ではLiを添加していない試料FT−１を上回る
ことがわかる。このメカニズムは （Ｒ−Li）＋Go++→（Ｒ−Co）＋2Li+ コバルト吸着材 溶液中 コバルト吸着材 溶液
中 によつて説明することができる。
添加しなくてもコバルトをよく吸着するが（FT
−１）、Liを微量添加すると（FT−２）浸漬時間
が長くなるにつれLiとCoのイオン交換メカニズ
ムの効果が大きくなり、コバルト吸着機能は図示
し曲線の傾向から明らかなように、浸漬６時間以
降ではLiを添加していない試料FT−１を上回る
ことがわかる。このメカニズムは （Ｒ−Li）＋Go++→（Ｒ−Co）＋2Li+ コバルト吸着材 溶液中 コバルト吸着材 溶液
中 によつて説明することができる。
尚、Li添加量を増すと吸着機能が増すが、あま
り添加量を増やすと原子炉１次系へ適用した場合
炉水中へのLi溶出が多くなり好ましくないので、
Li添加は５重量％程度が限度と考えられる。
り添加量を増やすと原子炉１次系へ適用した場合
炉水中へのLi溶出が多くなり好ましくないので、
Li添加は５重量％程度が限度と考えられる。
［実施例（実験例）］
本発明による高温コバルト吸着材は、まず、そ
の主要構成結晶相がコランダム型（α−Al2O3）
に属する鉱物である鉄イルメナイト（FeTiO3）
と同一構造を有し、かつ、その金属成分である
Fe、Tiがそれぞれ 53.8重量％、対46.2重量％になつている組成のと
ころを次の成分・組成割合になるように原料を調
整する。
の主要構成結晶相がコランダム型（α−Al2O3）
に属する鉱物である鉄イルメナイト（FeTiO3）
と同一構造を有し、かつ、その金属成分である
Fe、Tiがそれぞれ 53.8重量％、対46.2重量％になつている組成のと
ころを次の成分・組成割合になるように原料を調
整する。
Fe或いは／及びNi…50〜70重量％
Ti…30〜50重量％
Li…０〜５重量％
次に、この原料を粉末冶金法でペレツト状に焼
結するか、もしくは、溶融してボタン状に成型す
る。
結するか、もしくは、溶融してボタン状に成型す
る。
こうして得られた本発明の高温コバルト吸着材
について高温高圧水中（250〜320℃、80〜
160bar）50時間接触（浸漬）によるコバルトイ
オン吸着試験を実施した結果、その除染係数
（DF）は10〜100を得ることができ、しかも、耐
食性に関しても腐蝕率が 〜10-4mg／ｄm2・hr以下と極めて優れたものであ
つた。
について高温高圧水中（250〜320℃、80〜
160bar）50時間接触（浸漬）によるコバルトイ
オン吸着試験を実施した結果、その除染係数
（DF）は10〜100を得ることができ、しかも、耐
食性に関しても腐蝕率が 〜10-4mg／ｄm2・hr以下と極めて優れたものであ
つた。
尚、前記成分のうちFe、Ni及びTiの割合は、
第２図のFe−Ti−Ｏ相平衡図から明らかなよう
に、結晶相として鉄イルメナイト（FeTiO3）を
主成分とする領域を選択するために限定された範
囲である。（第２図の横軸の数値はモル％を単位
として表されているが金属成分を重量％に換すれ
ばほぼ前記のものとなる。）また、鉄（Fe−Ti−
Ｏ系）に代えてニツケル（Ni−Ti−Ｏ）を使用
しても、鉄の場合と同じ結晶構造、ほぼ等しい格
子間距離を有する化合物を形成し、鉄の場合同
様、コバルト吸着機能を有するので、ニツケル系
（Ni−Ti−Ｏ系）を用いることができる。
第２図のFe−Ti−Ｏ相平衡図から明らかなよう
に、結晶相として鉄イルメナイト（FeTiO3）を
主成分とする領域を選択するために限定された範
囲である。（第２図の横軸の数値はモル％を単位
として表されているが金属成分を重量％に換すれ
ばほぼ前記のものとなる。）また、鉄（Fe−Ti−
Ｏ系）に代えてニツケル（Ni−Ti−Ｏ）を使用
しても、鉄の場合と同じ結晶構造、ほぼ等しい格
子間距離を有する化合物を形成し、鉄の場合同
様、コバルト吸着機能を有するので、ニツケル系
（Ni−Ti−Ｏ系）を用いることができる。
次に、高温コバルト吸着材を原子炉１次系に適
用して１次系冷却材中のコバルトを吸着・除去す
る場合について説明する。第３図は加圧水型原子
炉に適用する場合の一例を示すものであるが、図
中符号６は本発明による高温コバルト吸着材を装
荷した炉水浄化設備であり、１次系主循環ポンプ
５の出口からバイパスされた１次冷却材（炉水）
が前記炉水浄化設備６に送られ、ここで１次系冷
却材中に含まれる放射性腐蝕生成物であるコバル
ト（イオン）が吸着除去され、浄化された１次冷
却材（炉水）は再び統に戻される。尚、図中符号
１は原子炉、２は加圧器、３は蒸気発生器、４は
２次冷却水配管、７は１次冷却水配管、矢印は冷
却材の流れ方向を示している。
用して１次系冷却材中のコバルトを吸着・除去す
る場合について説明する。第３図は加圧水型原子
炉に適用する場合の一例を示すものであるが、図
中符号６は本発明による高温コバルト吸着材を装
荷した炉水浄化設備であり、１次系主循環ポンプ
５の出口からバイパスされた１次冷却材（炉水）
が前記炉水浄化設備６に送られ、ここで１次系冷
却材中に含まれる放射性腐蝕生成物であるコバル
ト（イオン）が吸着除去され、浄化された１次冷
却材（炉水）は再び統に戻される。尚、図中符号
１は原子炉、２は加圧器、３は蒸気発生器、４は
２次冷却水配管、７は１次冷却水配管、矢印は冷
却材の流れ方向を示している。
(ハ) 発明の効果
この発明によれば、従来の炉水浄化設備と異な
り大がかりな熱交換設備や加熱器などを必要とせ
ず、１次冷却材の温度・圧力そのままの条件の炉
水に適用できるため、その浄化設備は簡単でコン
パクトなものとなり、プラント設備のコストダウ
ンを図ることができる。また、熱損失がほとんど
ないため大きな浄化容量をとることが可能とな
り、したがつて、炉水中の放射性腐蝕生成物（コ
バルトイオン）濃度を大幅に下げることができ原
子力発電所における職業人の放射線被曝低減に大
きく寄与する。
り大がかりな熱交換設備や加熱器などを必要とせ
ず、１次冷却材の温度・圧力そのままの条件の炉
水に適用できるため、その浄化設備は簡単でコン
パクトなものとなり、プラント設備のコストダウ
ンを図ることができる。また、熱損失がほとんど
ないため大きな浄化容量をとることが可能とな
り、したがつて、炉水中の放射性腐蝕生成物（コ
バルトイオン）濃度を大幅に下げることができ原
子力発電所における職業人の放射線被曝低減に大
きく寄与する。
第１図はこの発明の高温コバルト吸着材につい
てのコバルトイオン吸着試験結果を示す図、第２
図はFe−Ti−Ｏ相平衡図、及び第３図はこの発
明の高温コバルト吸着材を加圧水型原子炉に適用
する場合の一例を示す図である。 １…原子炉、２…加圧器、３…蒸気発生器、４
…２次冷却水配管、５…１次系主循環ポンプ、６
…高温コバルト吸着材を装荷した炉水浄化設備、
７…１次冷却水配管、FT…FeTiO3（鉄イルメナ
イト）の略、Fe…鉄、Ni…ニツケル、Ti…チタ
ン、Li…リチウム。
てのコバルトイオン吸着試験結果を示す図、第２
図はFe−Ti−Ｏ相平衡図、及び第３図はこの発
明の高温コバルト吸着材を加圧水型原子炉に適用
する場合の一例を示す図である。 １…原子炉、２…加圧器、３…蒸気発生器、４
…２次冷却水配管、５…１次系主循環ポンプ、６
…高温コバルト吸着材を装荷した炉水浄化設備、
７…１次冷却水配管、FT…FeTiO3（鉄イルメナ
イト）の略、Fe…鉄、Ni…ニツケル、Ti…チタ
ン、Li…リチウム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高温高圧水中でコバルトに対し吸着機能を有
する複合酸化物であつて、前記複合酸化物は主要
構成結晶相がコランダム型に属する鉱物である鉄
イルメナイトと同一構造を有し、かつ、前記鉄イ
ルメナイトの金属成分組成として Fe：53.8重量％、Ti：46.2重量％となつていると
ころを次のような割合 Fe或いは／及びNi；50〜70重量％ Ti；30〜50重量％ Li；０〜５重量％ の成分比としたことを特徴とする高温コバルト吸
着材。 ２ 前記複合酸化物は、その原料粉を粉末冶金的
方法によりペレツト状に焼結し、或いは溶融法に
よりボタン状に成形したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の高温コバルト吸着材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59131557A JPS6110797A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 高温コバルト吸着材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59131557A JPS6110797A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 高温コバルト吸着材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110797A JPS6110797A (ja) | 1986-01-18 |
| JPH0324995B2 true JPH0324995B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=15060848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59131557A Granted JPS6110797A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 高温コバルト吸着材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6110797A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5954993A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-29 | 三菱重工業株式会社 | 核燃料取扱装置 |
| JPS6479696A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | Mitsubishi Atomic Power Ind | Filter covered with ion adsorbate for high temperature water |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59131557A patent/JPS6110797A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6110797A (ja) | 1986-01-18 |
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