JPH0743496A - 放射性廃液の蒸発処理方法 - Google Patents
放射性廃液の蒸発処理方法Info
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- JPH0743496A JPH0743496A JP18580393A JP18580393A JPH0743496A JP H0743496 A JPH0743496 A JP H0743496A JP 18580393 A JP18580393 A JP 18580393A JP 18580393 A JP18580393 A JP 18580393A JP H0743496 A JPH0743496 A JP H0743496A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】硝酸廃液Ｆを回転式ドラム４と伝熱面６からな
る蒸発装置で廃液を液滴状に噴射して蒸発させる硝酸廃
液の蒸発処理方法。 【効果】硝酸廃液は蒸発処理においてルテニウム及びテ
クネチウムの揮発を大幅に抑制することができる。
る蒸発装置で廃液を液滴状に噴射して蒸発させる硝酸廃
液の蒸発処理方法。 【効果】硝酸廃液は蒸発処理においてルテニウム及びテ
クネチウムの揮発を大幅に抑制することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核燃料再処理工程で発生
するルテニウム又はテクネチウムを含んだ硝酸廃液を蒸
発して硝酸を回収する工程に係り、特に、ルテニウム又
はテクネチウムの揮発量を低減するのに好適な硝酸蒸発
処理方法に関する。
するルテニウム又はテクネチウムを含んだ硝酸廃液を蒸
発して硝酸を回収する工程に係り、特に、ルテニウム又
はテクネチウムの揮発量を低減するのに好適な硝酸蒸発
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力工業第３５巻（１９８９）第９号
９ページより２３ページに述べられているように、使用
済核燃料の再処理では蒸発法により放射性廃液から放射
性物質を除去する。使用済核燃料の再処理プロセスにお
ける放射性廃液の一つである高レベル放射性廃液は、硝
酸で溶解した使用済核燃料からウランとプルトニウムを
回収したものである。高レベル放射性廃液は蒸発濃縮缶
により蒸発させられ、放射性物質は濃縮液として分離さ
れ、蒸発した硝酸は回収され再利用される。高レベル廃
液を濃縮する過程では、高レベル廃液に含まれる放射性
ルテニウムの一部が揮発性の四酸化ルテニウムに酸化さ
れ蒸気中に移行する場合がある。また、この過程で放射
性テクネチウムの一部が蒸気中に移行する場合もある。
硝酸蒸気中に移行した四酸化ルテニウムは、下流の工程
で還元により除去されるが、還元が不完全である場合に
は放射性ルテニウムの一部が最終的に低レベル廃液処理
工程まで移行する可能性がある。
９ページより２３ページに述べられているように、使用
済核燃料の再処理では蒸発法により放射性廃液から放射
性物質を除去する。使用済核燃料の再処理プロセスにお
ける放射性廃液の一つである高レベル放射性廃液は、硝
酸で溶解した使用済核燃料からウランとプルトニウムを
回収したものである。高レベル放射性廃液は蒸発濃縮缶
により蒸発させられ、放射性物質は濃縮液として分離さ
れ、蒸発した硝酸は回収され再利用される。高レベル廃
液を濃縮する過程では、高レベル廃液に含まれる放射性
ルテニウムの一部が揮発性の四酸化ルテニウムに酸化さ
れ蒸気中に移行する場合がある。また、この過程で放射
性テクネチウムの一部が蒸気中に移行する場合もある。
硝酸蒸気中に移行した四酸化ルテニウムは、下流の工程
で還元により除去されるが、還元が不完全である場合に
は放射性ルテニウムの一部が最終的に低レベル廃液処理
工程まで移行する可能性がある。
【０００３】高レベル廃液に含まれる放射性ルテニウム
の揮発量を低減する、すなわち、放射性ルテニウムの除
染係数を大きくするための従来の方法は、特開昭61−26
0196号公報に記載されるように、ルテニウムを含んだ硝
酸の蒸発処理において蒸発装置内における溶液の平均加
熱時間を短縮することによってルテニウムの揮発が抑制
されることが示されていた。
の揮発量を低減する、すなわち、放射性ルテニウムの除
染係数を大きくするための従来の方法は、特開昭61−26
0196号公報に記載されるように、ルテニウムを含んだ硝
酸の蒸発処理において蒸発装置内における溶液の平均加
熱時間を短縮することによってルテニウムの揮発が抑制
されることが示されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の方法では蒸発装
置について平均加熱時間を短縮するという条件があり、
これを達成するには極めて熱伝達率の良い加熱管を用い
なければならないという技術的な課題がある。
置について平均加熱時間を短縮するという条件があり、
これを達成するには極めて熱伝達率の良い加熱管を用い
なければならないという技術的な課題がある。
【０００５】本発明の目的は、核燃料再処理工程で発生
するルテニウム及びテクネチウムを含んだ硝酸溶液を蒸
発して回収する工程において、ルテニウム及びテクネチ
ウムの揮発量を低減する小規模かつ簡便な蒸発方法を提
供することにある。
するルテニウム及びテクネチウムを含んだ硝酸溶液を蒸
発して回収する工程において、ルテニウム及びテクネチ
ウムの揮発量を低減する小規模かつ簡便な蒸発方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的の一つであるル
テニウムの揮発量低減は、再処理廃液の貯留体積を低減
するとともに硝酸濃度の低い状態で蒸発させることによ
り達成される。また、もう一つの目的であるテクネチウ
ムの揮発量低減は、供給廃液をテクネチウム濃度の低い
状態で直接蒸発することにより達成される。本発明者
は、二つの事実に基づき、再処理廃液を伝熱面に液滴状
に噴射する構造からなる蒸発装置を用いることによって
ルテニウムおよびテクネチウムの揮発量を低減できるこ
とを見いだした。また、再処理廃液に回転搭内で遠心力
を与え、回転軸中心部近傍の廃液を局所的に加熱し蒸発
させる構造からなる蒸発装置を用いることによってルテ
ニウムおよびテクネチウムの揮発量を低減できることを
見いだした。
テニウムの揮発量低減は、再処理廃液の貯留体積を低減
するとともに硝酸濃度の低い状態で蒸発させることによ
り達成される。また、もう一つの目的であるテクネチウ
ムの揮発量低減は、供給廃液をテクネチウム濃度の低い
状態で直接蒸発することにより達成される。本発明者
は、二つの事実に基づき、再処理廃液を伝熱面に液滴状
に噴射する構造からなる蒸発装置を用いることによって
ルテニウムおよびテクネチウムの揮発量を低減できるこ
とを見いだした。また、再処理廃液に回転搭内で遠心力
を与え、回転軸中心部近傍の廃液を局所的に加熱し蒸発
させる構造からなる蒸発装置を用いることによってルテ
ニウムおよびテクネチウムの揮発量を低減できることを
見いだした。
【０００７】
【作用】本発明の目的の一つであるルテニウムの揮発量
を低減する作用について説明する。ルテニウムを含んだ
再処理廃液を蒸発処理する際のルテニウムの気相への移
行速度は、廃液中での四酸化ルテニウムの生成速度によ
って決まることがジャーナル オブ ニュークリア サ
イエンス アンド テクノロジー（Journal ofNuclear
Science and Technology ,25[5],pp.472〜478(May,198
8))に示されている。また、７０℃〜１１５℃の温度範
囲では高温になるほど四酸化ルテニウムの生成速度が速
く、再処理廃液の硝酸濃度が６ｍｏｌ／ｄｍ2 より大き
くなると四酸化ルテニウムの生成が加速されることも同
論文に示されている。この事実から、再処理廃液の蒸発
処理で一般的に用いられているケトル型の蒸発管では、
四酸化ルテニウムの生成速度は蒸発管内に貯留される再
処理廃液の量に比例する。蒸発管内に貯留された再処理
廃液を加熱した場合に１分間に１ppm の四酸化ルテニウ
ムが発生するとした場合、１０トンの再処理廃液が貯留
された蒸発管では１分間に１０ｇの四酸化ルテニウムが
気相に移行するのに対し、１トンの再処理廃液が貯留さ
れた蒸発管では１分間に１ｇの四酸化ルテニウムが気相
に移行することになる。そこで、廃液の貯留体積を小さ
くして廃液を蒸発した場合、ルテニウムの揮発量は大幅
に低減される。また、本発明のように再処理廃液を継続
的に供給しながら蒸発処理を行い、処理済み廃液（濃縮
液）を連続的に排出すれば、硝酸濃度の低い廃液のみが
蒸発処理され、硝酸濃度の高い廃液はただちに除去され
るため、ルテニウムの揮発を抑制することができる。
を低減する作用について説明する。ルテニウムを含んだ
再処理廃液を蒸発処理する際のルテニウムの気相への移
行速度は、廃液中での四酸化ルテニウムの生成速度によ
って決まることがジャーナル オブ ニュークリア サ
イエンス アンド テクノロジー（Journal ofNuclear
Science and Technology ,25[5],pp.472〜478(May,198
8))に示されている。また、７０℃〜１１５℃の温度範
囲では高温になるほど四酸化ルテニウムの生成速度が速
く、再処理廃液の硝酸濃度が６ｍｏｌ／ｄｍ2 より大き
くなると四酸化ルテニウムの生成が加速されることも同
論文に示されている。この事実から、再処理廃液の蒸発
処理で一般的に用いられているケトル型の蒸発管では、
四酸化ルテニウムの生成速度は蒸発管内に貯留される再
処理廃液の量に比例する。蒸発管内に貯留された再処理
廃液を加熱した場合に１分間に１ppm の四酸化ルテニウ
ムが発生するとした場合、１０トンの再処理廃液が貯留
された蒸発管では１分間に１０ｇの四酸化ルテニウムが
気相に移行するのに対し、１トンの再処理廃液が貯留さ
れた蒸発管では１分間に１ｇの四酸化ルテニウムが気相
に移行することになる。そこで、廃液の貯留体積を小さ
くして廃液を蒸発した場合、ルテニウムの揮発量は大幅
に低減される。また、本発明のように再処理廃液を継続
的に供給しながら蒸発処理を行い、処理済み廃液（濃縮
液）を連続的に排出すれば、硝酸濃度の低い廃液のみが
蒸発処理され、硝酸濃度の高い廃液はただちに除去され
るため、ルテニウムの揮発を抑制することができる。
【０００８】次に本発明のもう一つの目的であるテクネ
チウムの揮発量を低減する作用について説明する。テク
ネチウムを含んだ再処理廃液を蒸発処理する際のテクネ
チウムの気相への移行は、２ＨＴｃＯ4（溶液）→Ｔｃ2
Ｏ7（気体）＋Ｈ2Ｏの反応によって起こることが日本原
子力学会「１９９２秋の大会予稿集」４１４頁に示され
ている。このことから、廃液からのテクネチウムの揮発
速度は廃液中のテクネチウム濃度の二乗に比例すること
がわかる。そこで、再処理廃液を大量に貯留して蒸発さ
せた場合には、テクネチウム濃度の高い廃液を大量に加
熱することになり、テクネチウムの揮発量が非常に大き
くなる。本発明では供給廃液を直接蒸発させるため、テ
クネチウム濃度の低い液を蒸発させるので、テクネチウ
ムの揮発量を大幅に低減できる。
チウムの揮発量を低減する作用について説明する。テク
ネチウムを含んだ再処理廃液を蒸発処理する際のテクネ
チウムの気相への移行は、２ＨＴｃＯ4（溶液）→Ｔｃ2
Ｏ7（気体）＋Ｈ2Ｏの反応によって起こることが日本原
子力学会「１９９２秋の大会予稿集」４１４頁に示され
ている。このことから、廃液からのテクネチウムの揮発
速度は廃液中のテクネチウム濃度の二乗に比例すること
がわかる。そこで、再処理廃液を大量に貯留して蒸発さ
せた場合には、テクネチウム濃度の高い廃液を大量に加
熱することになり、テクネチウムの揮発量が非常に大き
くなる。本発明では供給廃液を直接蒸発させるため、テ
クネチウム濃度の低い液を蒸発させるので、テクネチウ
ムの揮発量を大幅に低減できる。
【０００９】
（実施例１）本発明の一実施例を図１に示す。本実施例
は、蒸発装置に供給される再処理廃液を液滴状に噴射し
て、伝熱面で廃液を蒸発させ、硝酸を気相に移して回収
し、濃縮廃液を貯槽へ連続的に移送する。蒸発装置は、
加熱器３を備えた蒸発容器１と蒸発容器内の伝熱面６に
供給再処理廃液Ｃを噴射するための回転式ドラム４で構
成されている。加熱器には蒸気発生装置２から加熱蒸気
Ｈが供給される。供給再処理廃液Ｆは、回転式ドラム４
から液滴状に噴射され、蒸気発生装置２から供給される
加熱蒸気Ｈによって高温に保たれた伝熱面６で瞬時に蒸
発される。伝熱面には濃縮液Ｃが容易に下方の濃縮液貯
層へ流れるように急な角度をつけておく。
は、蒸発装置に供給される再処理廃液を液滴状に噴射し
て、伝熱面で廃液を蒸発させ、硝酸を気相に移して回収
し、濃縮廃液を貯槽へ連続的に移送する。蒸発装置は、
加熱器３を備えた蒸発容器１と蒸発容器内の伝熱面６に
供給再処理廃液Ｃを噴射するための回転式ドラム４で構
成されている。加熱器には蒸気発生装置２から加熱蒸気
Ｈが供給される。供給再処理廃液Ｆは、回転式ドラム４
から液滴状に噴射され、蒸気発生装置２から供給される
加熱蒸気Ｈによって高温に保たれた伝熱面６で瞬時に蒸
発される。伝熱面には濃縮液Ｃが容易に下方の濃縮液貯
層へ流れるように急な角度をつけておく。
【００１０】この方法を用いると、再処理廃液を貯留す
る必要がなく、硝酸濃度の低い廃液から瞬時に硝酸を蒸
発させるため、ルテニウムの揮発量を大幅に低減する効
果がある。また、テクネチウム濃度が低い状態のまま瞬
時に蒸発処理を行うことにより、テクネチウムの揮発も
同時に抑制できる。
る必要がなく、硝酸濃度の低い廃液から瞬時に硝酸を蒸
発させるため、ルテニウムの揮発量を大幅に低減する効
果がある。また、テクネチウム濃度が低い状態のまま瞬
時に蒸発処理を行うことにより、テクネチウムの揮発も
同時に抑制できる。
【００１１】（実施例２）本発明の第二の実施例を図２
に示す。本実施例は、再処理廃液を遠心分離の要領で濃
度の高い部分と濃度の低い部分とに分けて、濃度の低い
部分のみを加熱し蒸発させる。蒸発装置は、回転容器１
の中央にら旋状の加熱管２を通し、回転容器の外側に冷
却管３を配し、さらにその外側を断熱層４で覆ったもの
である。回転容器はモータ６と連結したロータ５によっ
て回転される。回転容器に供給された再処理廃液Ｆは回
転容器を高速回転させることにより、回転軸からの距離
によって組成が変化する。すなわち、回転軸付近では硝
酸濃度が低く、比重の高い核分裂生成物ＦＰの濃度も低
いのに対し、回転軸から離れた位置では硝酸濃度もＦＰ
濃度も高くなっている。また、回転容器の中央に加熱管
を、外側に冷却管を配しているために、硝酸およびＦＰ
濃度の低い部分を中心に温度が高くなっている。この蒸
発装置では、硝酸濃度の低い回転容器中央付近の廃液だ
けを蒸発させるため、ルテニウムの揮発量を低減でき
る。また、比重の大きなテクネチウムは回転容器の外側
に集まり、加熱蒸発される回転容器中央付近の廃液はテ
クネチウム濃度が低くなっているため、テクネチウムの
揮発量も低減される。
に示す。本実施例は、再処理廃液を遠心分離の要領で濃
度の高い部分と濃度の低い部分とに分けて、濃度の低い
部分のみを加熱し蒸発させる。蒸発装置は、回転容器１
の中央にら旋状の加熱管２を通し、回転容器の外側に冷
却管３を配し、さらにその外側を断熱層４で覆ったもの
である。回転容器はモータ６と連結したロータ５によっ
て回転される。回転容器に供給された再処理廃液Ｆは回
転容器を高速回転させることにより、回転軸からの距離
によって組成が変化する。すなわち、回転軸付近では硝
酸濃度が低く、比重の高い核分裂生成物ＦＰの濃度も低
いのに対し、回転軸から離れた位置では硝酸濃度もＦＰ
濃度も高くなっている。また、回転容器の中央に加熱管
を、外側に冷却管を配しているために、硝酸およびＦＰ
濃度の低い部分を中心に温度が高くなっている。この蒸
発装置では、硝酸濃度の低い回転容器中央付近の廃液だ
けを蒸発させるため、ルテニウムの揮発量を低減でき
る。また、比重の大きなテクネチウムは回転容器の外側
に集まり、加熱蒸発される回転容器中央付近の廃液はテ
クネチウム濃度が低くなっているため、テクネチウムの
揮発量も低減される。
【００１２】本実施例では、蒸発による濃縮の効果と遠
心分離による濃縮の効果を組み合わせることにより、効
率的な再処理廃液の濃縮が可能であり、ルテニウムおよ
びテクネチウムの揮発量を同時に低減できる。
心分離による濃縮の効果を組み合わせることにより、効
率的な再処理廃液の濃縮が可能であり、ルテニウムおよ
びテクネチウムの揮発量を同時に低減できる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、再処理工程で発生する
ルテニウムおよびテクネチウムを含む硝酸廃液を蒸発し
て留出液から硝酸を回収する工程で、蒸発装置内での廃
液の貯留体積を低減するとともに硝酸濃度の低い状態で
蒸発させることによってルテニウムの揮発量が大幅に低
減する。また、テクネチウム濃度の低い状態で直接蒸発
処理することにより、テクネチウムの揮発量を大幅に低
減する。
ルテニウムおよびテクネチウムを含む硝酸廃液を蒸発し
て留出液から硝酸を回収する工程で、蒸発装置内での廃
液の貯留体積を低減するとともに硝酸濃度の低い状態で
蒸発させることによってルテニウムの揮発量が大幅に低
減する。また、テクネチウム濃度の低い状態で直接蒸発
処理することにより、テクネチウムの揮発量を大幅に低
減する。
【図１】本発明の一実施例で適用する再処理廃液濃縮装
置の説明図。
置の説明図。
【図２】本発明の第二の実施例で適用する再処理廃液濃
縮装置の説明図。
縮装置の説明図。
１…蒸発容器、２…蒸気発生装置、３…加熱器、４…回
転式ドラム、５…濃縮液貯槽、６…伝熱面。
転式ドラム、５…濃縮液貯槽、６…伝熱面。
Claims (3)
- 【請求項１】ルテニウムおよび／またはテクネチウムを
含む核燃料再処理廃液を蒸発処理して硝酸を回収する工
程において、廃液の貯留体積の低減をはかるとともに硝
酸濃度もしくはテクネチウム濃度の低い状態で蒸発させ
ることによってルテニウムおよびテクネチウムの揮発を
抑制することを特徴とする放射性廃液の蒸発処理方法。 - 【請求項２】請求項１において、廃液の貯留体積の低減
をはかり、硝酸濃度もしくはテクネチウム濃度の低い状
態で蒸発させる方法が、再処理廃液を伝熱面に液滴状に
噴射する構造からなる蒸発装置を用いる放射性廃液の蒸
発処理方法。 - 【請求項３】請求項１において、廃液の貯留体積の低減
をはかり、硝酸濃度もしくはテクネチウム濃度の低い状
態で蒸発させる方法が、再処理廃液に回転搭内で遠心力
を与え、回転軸中心部近傍の廃液を局所的に加熱し蒸発
させる構造からなる蒸発装置を用いる放射性廃液の蒸発
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18580393A JPH0743496A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 放射性廃液の蒸発処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18580393A JPH0743496A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 放射性廃液の蒸発処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743496A true JPH0743496A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16177166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18580393A Pending JPH0743496A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 放射性廃液の蒸発処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743496A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996010830A1 (de) * | 1994-10-04 | 1996-04-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Trocknungsstation für flüssigen oder feuchten abfall |
| CN111508631A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-07 | 清华大学 | 外循环式高放废液连续蒸发浓缩脱硝器 |
| CN119185969A (zh) * | 2024-11-25 | 2024-12-27 | 江苏永安化工有限公司 | 一种高效节能型硝酸蒸发浓缩装置 |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP18580393A patent/JPH0743496A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996010830A1 (de) * | 1994-10-04 | 1996-04-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Trocknungsstation für flüssigen oder feuchten abfall |
| CN111508631A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-07 | 清华大学 | 外循环式高放废液连续蒸发浓缩脱硝器 |
| CN111508631B (zh) * | 2020-04-24 | 2021-11-09 | 清华大学 | 外循环式高放废液连续蒸发浓缩脱硝器 |
| CN119185969A (zh) * | 2024-11-25 | 2024-12-27 | 江苏永安化工有限公司 | 一种高效节能型硝酸蒸发浓缩装置 |
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