JPH0648315B2 - 放射性廃棄物の加熱分解処理装置 - Google Patents
放射性廃棄物の加熱分解処理装置Info
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- JPH0648315B2 JPH0648315B2 JP62231857A JP23185787A JPH0648315B2 JP H0648315 B2 JPH0648315 B2 JP H0648315B2 JP 62231857 A JP62231857 A JP 62231857A JP 23185787 A JP23185787 A JP 23185787A JP H0648315 B2 JPH0648315 B2 JP H0648315B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
-
- G—PHYSICS
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-
- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は再処理工場や原子力発電所などで発生する放射
性廃棄物を、直接通電ジュール加熱することにより、そ
れに含まれているナトリウム化合物を分解気化して除去
し、安定な放射性固体を残渣として回収可能とした放射
性廃棄物の加熱分解処理装置に関するものである。
性廃棄物を、直接通電ジュール加熱することにより、そ
れに含まれているナトリウム化合物を分解気化して除去
し、安定な放射性固体を残渣として回収可能とした放射
性廃棄物の加熱分解処理装置に関するものである。
［従来の技術］ 再処理工場から発生する高レベル廃液にはナトリウム化
合物、体分裂生成物、アクチニド、腐食生成物等が含ま
れている。このような高レベル廃液は、通常、加熱装置
により加熱して液体成分を蒸発させ乾燥体にした後、ガ
ラス形成材を加えて混合し、加熱溶融してガラス固化体
を作成することにより処理されている。
合物、体分裂生成物、アクチニド、腐食生成物等が含ま
れている。このような高レベル廃液は、通常、加熱装置
により加熱して液体成分を蒸発させ乾燥体にした後、ガ
ラス形成材を加えて混合し、加熱溶融してガラス固化体
を作成することにより処理されている。
中低レベル廃液の場合には、プラスチック形成材やアス
ファルト形成材を用いた固化処理が行われている。
ファルト形成材を用いた固化処理が行われている。
［発明が解決しようとする問題点］ このような固化処理技術では、本来の放射性廃棄物に対
して非放射性の各種形成材を加えているため、最終処分
体が増量する大きな欠点があった。良い性状（性質）の
ガラス固化体を作るにはガラス中に含ませることのでき
るナトリウム量に限界があり、高レベル廃液を固化処理
しても安定な固化体となり難い。より一層安定化させよ
うとすると更に多くのガラス形成材を投入しなければな
らず廃棄物発生量が著しく増大してしまう。
して非放射性の各種形成材を加えているため、最終処分
体が増量する大きな欠点があった。良い性状（性質）の
ガラス固化体を作るにはガラス中に含ませることのでき
るナトリウム量に限界があり、高レベル廃液を固化処理
しても安定な固化体となり難い。より一層安定化させよ
うとすると更に多くのガラス形成材を投入しなければな
らず廃棄物発生量が著しく増大してしまう。
その上、一旦形成材を添加して固化体にしてしまうと、
将来それに含まれている有用元素を抽出することは極め
て困難となり、資源の有効利用を図ることができなくな
る。
将来それに含まれている有用元素を抽出することは極め
て困難となり、資源の有効利用を図ることができなくな
る。
そこで放射性廃棄物を大幅に減容する技術、並びに各種
形成材を加えることなく安定な固体に変換する技術の開
発が強く望まれていた。
形成材を加えることなく安定な固体に変換する技術の開
発が強く望まれていた。
本発明の目的は、ナトリウム化合物を含む放射性廃棄物
を大幅に減容し且つ安定な固体に変換でき、処理に要す
るエネルギーが少なくて済み、装置の小型化を図ること
ができ、安全確実に運転できるような装置を提供するこ
とにある。
を大幅に減容し且つ安定な固体に変換でき、処理に要す
るエネルギーが少なくて済み、装置の小型化を図ること
ができ、安全確実に運転できるような装置を提供するこ
とにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成できる本発明は、ナトリウム化合物を
含む放射性廃棄物の溶融体を収容する槽と、その溶融体
に接触する電極と、該電極間に数十秒毎に極性を変えて
電圧を印加し通電する電源とを具備し、前記溶融体を直
接通電ジュール加熱することにより、含まれているナト
リウム化合物を分解気化して除去し、安定な放射性固体
を残渣として回収できる放射性廃棄物の加熱分解処理装
置である。
含む放射性廃棄物の溶融体を収容する槽と、その溶融体
に接触する電極と、該電極間に数十秒毎に極性を変えて
電圧を印加し通電する電源とを具備し、前記溶融体を直
接通電ジュール加熱することにより、含まれているナト
リウム化合物を分解気化して除去し、安定な放射性固体
を残渣として回収できる放射性廃棄物の加熱分解処理装
置である。
本発明は使用済み燃料の再処理工場から生じる高レベル
廃液の処理のみならず、各種原子力施設から発生する中
低レベル廃液の処理等も含めて、ナトリウム化合物を含
む廃棄物の加熱分解処理に適用可能である。
廃液の処理のみならず、各種原子力施設から発生する中
低レベル廃液の処理等も含めて、ナトリウム化合物を含
む廃棄物の加熱分解処理に適用可能である。
［作用］ ナトリウム化合物を含む放射性廃棄物を、任意の外部加
熱装置等によって加熱して溶融状態にすると直接通電ジ
ュール加熱することが可能になる。つまり溶融体に接触
している電極間に所定の電圧を印加して所定の電流を流
すことによって溶融体を効率良く加熱できる。この加熱
によって、含まれているナトリウム化合物は分解気化さ
れ放射性固化体が残渣として回収される。
熱装置等によって加熱して溶融状態にすると直接通電ジ
ュール加熱することが可能になる。つまり溶融体に接触
している電極間に所定の電圧を印加して所定の電流を流
すことによって溶融体を効率良く加熱できる。この加熱
によって、含まれているナトリウム化合物は分解気化さ
れ放射性固化体が残渣として回収される。
電極間に印加する電圧の極性を数十秒毎に変えれば、陽
極面上に付着して陽極降下の原因となる気体等の影響を
除去でき、連続的に且つ効率良く加熱分解処理すること
ができる。
極面上に付着して陽極降下の原因となる気体等の影響を
除去でき、連続的に且つ効率良く加熱分解処理すること
ができる。
このようにして得られた放射性残渣は主として酸化物か
らなり、ナトリウム分を含んでいないため安定な状態で
ある。従ってこのまま一時保管することもできるし、更
に安定化処理をしてから最終処分体として処分すること
もできる。
らなり、ナトリウム分を含んでいないため安定な状態で
ある。従ってこのまま一時保管することもできるし、更
に安定化処理をしてから最終処分体として処分すること
もできる。
［実施例］ 第１図は本発明における放射性廃棄物の加熱分解処理装
置の一実施例を示す説明図である。この処理装置は、ナ
トリウム化合物を含む放射性廃棄物の溶融体１０を収容
する槽１２と、前記溶融体１０に接触するように上部か
ら挿入された２本の電極１４と、それら電極１４間に所
定の電圧を印加する電源１６とを具備している。
置の一実施例を示す説明図である。この処理装置は、ナ
トリウム化合物を含む放射性廃棄物の溶融体１０を収容
する槽１２と、前記溶融体１０に接触するように上部か
ら挿入された２本の電極１４と、それら電極１４間に所
定の電圧を印加する電源１６とを具備している。
溶融体１０を収容する槽１２は、例えばステンレスや鉄
等の金属製、もしくはアルミナや炭化硅素等のセラミッ
ク製であり、周囲および底部は保温材１８により取り囲
まれていて、上部は蓋２０で覆われている。蓋２０には
原料投入口２２および排ガス排出口２４が形成される。
等の金属製、もしくはアルミナや炭化硅素等のセラミッ
ク製であり、周囲および底部は保温材１８により取り囲
まれていて、上部は蓋２０で覆われている。蓋２０には
原料投入口２２および排ガス排出口２４が形成される。
電極１４は、例えば白金、炭化硅素、鉄、ハステロイ、
黒鉛等からなり、前記蓋２０を貫通して槽１２の内部に
設置される。
黒鉛等からなり、前記蓋２０を貫通して槽１２の内部に
設置される。
電源１６は、電極１４間に数十秒（例えば約３０秒程
度）毎に極性を変えて１０〜３０Ｖの電圧を印加でき、
２〜５Ａの電流を供給できるような性能を有する装置で
ある。なお図面においては電圧極性が変わることをスイ
ッチによって模式的に表してあるが、実際には自動的に
制御される。
度）毎に極性を変えて１０〜３０Ｖの電圧を印加でき、
２〜５Ａの電流を供給できるような性能を有する装置で
ある。なお図面においては電圧極性が変わることをスイ
ッチによって模式的に表してあるが、実際には自動的に
制御される。
硝酸ナトリウム等を含む高レベル廃液は、先ずマイクロ
波や電気あるいは蒸気等の加熱源を用いた別の加熱器に
より加熱され、液体成分を蒸発させて硝酸ナトリウム、
核分裂生成物、アクチニド、腐食生成物等よりなる乾燥
体になる。このような乾燥体が原料として原料投入口２
２から槽１２内に供給される。
波や電気あるいは蒸気等の加熱源を用いた別の加熱器に
より加熱され、液体成分を蒸発させて硝酸ナトリウム、
核分裂生成物、アクチニド、腐食生成物等よりなる乾燥
体になる。このような乾燥体が原料として原料投入口２
２から槽１２内に供給される。
硝酸ナトリウムの融点は３０８℃であり、従来公知の任
意の、例えば抵抗加熱のような外部加熱源２５により溶
融状態にする。その後、電源１６から前述のように電極
１４間に約３０秒に１回の割合で極性を変えた１０〜３
０Ｖの電圧を印加し２〜５Ａ通電することにより直接通
電ジュール加熱を行う。これによってナトリウム化合物
は分解気化されて排出口２４から外部のオフガス処理系
へと排出され、槽１２内には安定な放射性固体が残渣と
して残る。
意の、例えば抵抗加熱のような外部加熱源２５により溶
融状態にする。その後、電源１６から前述のように電極
１４間に約３０秒に１回の割合で極性を変えた１０〜３
０Ｖの電圧を印加し２〜５Ａ通電することにより直接通
電ジュール加熱を行う。これによってナトリウム化合物
は分解気化されて排出口２４から外部のオフガス処理系
へと排出され、槽１２内には安定な放射性固体が残渣と
して残る。
本発明のように電源１６により電極１４に印加する電圧
の極性を数十秒毎に変えると、陽極面上に付着して陽極
降下（電流が流れなくなる現象）の原因となる気体等の
影響を除去することができ、連続的に効率良く加熱分解
処理できる。また電源１６は１分間に２回程度極性が変
わる交流を発生する装置であってもよい。
の極性を数十秒毎に変えると、陽極面上に付着して陽極
降下（電流が流れなくなる現象）の原因となる気体等の
影響を除去することができ、連続的に効率良く加熱分解
処理できる。また電源１６は１分間に２回程度極性が変
わる交流を発生する装置であってもよい。
ナトリウム化合物を分解気化し除去した後に槽１２から
取り出される放射性残渣は、ナトリウム分を含んでおら
ず、しかも主として酸化物から構成されるため非常に安
定なものである。従って含有有用元素を分離するために
処理したり、その処理が行われるまでの間そのまま一時
保管できる。更に安定化処理を施してから最終処分体に
することもできる。
取り出される放射性残渣は、ナトリウム分を含んでおら
ず、しかも主として酸化物から構成されるため非常に安
定なものである。従って含有有用元素を分離するために
処理したり、その処理が行われるまでの間そのまま一時
保管できる。更に安定化処理を施してから最終処分体に
することもできる。
このような装置において、例えば１kgの硝酸ナトリウム
を分解するには約1000Ａの電流を１時間程度流せばよ
く、処理コストは他の処理装置に比べてはるかに安くて
済む。また従来技術では１ｔの使用済み燃料を再処理す
ると約８０kgの固体を含む廃液が１〜３ｍ３発生し、こ
れをガラス形成材と混合して１００〜１３０のガラス
固化体にしている。放射性固体の約４０％は酸化ナトリ
ウムであり、残りの６０％が核分裂生成物、アクチニ
ド、腐食生成物等である。本発明によってナトリウム化
合物を分解気化し除去できるから、最終処分体は重量で
約５０kg、容積は約１５程度となり大幅な減容化が達
成される。
を分解するには約1000Ａの電流を１時間程度流せばよ
く、処理コストは他の処理装置に比べてはるかに安くて
済む。また従来技術では１ｔの使用済み燃料を再処理す
ると約８０kgの固体を含む廃液が１〜３ｍ３発生し、こ
れをガラス形成材と混合して１００〜１３０のガラス
固化体にしている。放射性固体の約４０％は酸化ナトリ
ウムであり、残りの６０％が核分裂生成物、アクチニ
ド、腐食生成物等である。本発明によってナトリウム化
合物を分解気化し除去できるから、最終処分体は重量で
約５０kg、容積は約１５程度となり大幅な減容化が達
成される。
第２図は本発明における加熱分解処理装置の他の実施例
を示す説明図である。基本的な構成は上記第１図に示す
実施例の場合と同様であるから、対応する部分には同一
符号を付し、それらについての説明は省略する。
を示す説明図である。基本的な構成は上記第１図に示す
実施例の場合と同様であるから、対応する部分には同一
符号を付し、それらについての説明は省略する。
この実施例が前記第１図に示す実施例と相違する点は、
槽１２自体を電極材料で構成して一方の電極としても兼
用し、溶融体１０の中央に１本の電極棒１４を挿入し
て、該電極１４と槽１２との間に電源１６を接続するよ
うに構成した点である。
槽１２自体を電極材料で構成して一方の電極としても兼
用し、溶融体１０の中央に１本の電極棒１４を挿入し
て、該電極１４と槽１２との間に電源１６を接続するよ
うに構成した点である。
このように構成しても、前記の実施例と同様に放射性廃
棄物中のナトリウム化合物を加熱分解気化して除去し、
安定した放射性固体を残渣として回収できる。
棄物中のナトリウム化合物を加熱分解気化して除去し、
安定した放射性固体を残渣として回収できる。
［発明の効果］ 本発明は上記のように放射性廃棄物の溶融体を収容する
槽と、該溶融体に接触する電極と、電極間に数十秒毎に
極性を変えて電圧を印加し通電する電源とを具備する加
熱分解処理装置であるから、放射性廃棄物の溶融体を直
接通電ジュール加熱して、含まれているナトリウム化合
物を分解気化して除去することができ、そのため安定な
主として酸化物からなる放射性固体を残渣として回収で
き最終処分体の大幅な減容化と安定化を図ることができ
る優れた効果がある。
槽と、該溶融体に接触する電極と、電極間に数十秒毎に
極性を変えて電圧を印加し通電する電源とを具備する加
熱分解処理装置であるから、放射性廃棄物の溶融体を直
接通電ジュール加熱して、含まれているナトリウム化合
物を分解気化して除去することができ、そのため安定な
主として酸化物からなる放射性固体を残渣として回収で
き最終処分体の大幅な減容化と安定化を図ることができ
る優れた効果がある。
また本発明では少ない加熱エネルギーでナトリウム化合
物を分解除去することができ、処理装置を小型化できる
し、印加電圧の極性を数十秒毎に変化させているためナ
トリウム化合物の分解を連続的に効率良く行うことがで
きる。
物を分解除去することができ、処理装置を小型化できる
し、印加電圧の極性を数十秒毎に変化させているためナ
トリウム化合物の分解を連続的に効率良く行うことがで
きる。
本発明装置を用いることにより得られた放射性残渣は、
ガラス形成材等を加えることなく保存が可能であるた
め、含まれている有用な元素の回収も容易に行うことが
でき資源の有効利用を図ることができる点でも極めて有
効である。
ガラス形成材等を加えることなく保存が可能であるた
め、含まれている有用な元素の回収も容易に行うことが
でき資源の有効利用を図ることができる点でも極めて有
効である。
第１図は本発明における放射性廃棄物の加熱分解処理装
置の一実施例を示す説明図、第２図は本発明の他の実施
例を示す説明図である。 １０……放射性廃棄物の溶融体、１２……槽、１４……
電極、１６……電源、２５……外部加熱源。
置の一実施例を示す説明図、第２図は本発明の他の実施
例を示す説明図である。 １０……放射性廃棄物の溶融体、１２……槽、１４……
電極、１６……電源、２５……外部加熱源。
Claims (1)
- 【請求項１】ナトリウム化合物を含む放射性廃棄物の溶
融体を収容する槽と、その溶融体に接触する電極と、該
電極間に数十秒毎に極性を変えて電圧を印加し通電する
電源とを具備し、前記溶融体を直接通電ジュール加熱す
ることにより、含まれているナトリウム化合物を分解気
化して除去し、安定化した放射性固体を残渣として回収
できるようにした放射性廃棄物の加熱分解処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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