JPH0795111B2 - マイクロ波加熱脱硝方法および装置 - Google Patents
マイクロ波加熱脱硝方法および装置Info
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- JPH0795111B2 JPH0795111B2 JP60218697A JP21869785A JPH0795111B2 JP H0795111 B2 JPH0795111 B2 JP H0795111B2 JP 60218697 A JP60218697 A JP 60218697A JP 21869785 A JP21869785 A JP 21869785A JP H0795111 B2 JPH0795111 B2 JP H0795111B2
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-
- 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
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- G21F9/06—Processing
- G21F9/08—Processing by evaporation; by distillation
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、硝酸ウラニル，硝酸プルトニウムまたはそ
れらの混合溶液などの硝酸塩溶液にマイクロ波を印加し
て加熱することによって、この溶液を蒸発濃縮、脱硝し
て脱硝体とするための方法と装置に関するものである。
れらの混合溶液などの硝酸塩溶液にマイクロ波を印加し
て加熱することによって、この溶液を蒸発濃縮、脱硝し
て脱硝体とするための方法と装置に関するものである。
かようなマイクロ波加熱による脱硝技術は、使用済みの
核燃料の再処理工程で得られた上記の如き硝酸塩溶液か
ら核燃料ペレット用酸化物粉末を得る際に特に有効に使
用することができる。
核燃料の再処理工程で得られた上記の如き硝酸塩溶液か
ら核燃料ペレット用酸化物粉末を得る際に特に有効に使
用することができる。
＜従来の技術＞ 従来、マイクロ波加熱により硝酸塩溶液を蒸発濃縮，脱
硝するに際しては、第５図に例示したように、被処理物
である硝酸塩溶液Ｓを収容した円筒状の加熱容器１を、
マイクロ波が印加されている通常矩形のオーブン２内に
置き、加熱容器１を回転装置３により水平に回転させな
がら加熱する方法が一般的に行なわれている。図中、参
照番号４はマイクロ波導波管、５はガス排出管を示す。
硝するに際しては、第５図に例示したように、被処理物
である硝酸塩溶液Ｓを収容した円筒状の加熱容器１を、
マイクロ波が印加されている通常矩形のオーブン２内に
置き、加熱容器１を回転装置３により水平に回転させな
がら加熱する方法が一般的に行なわれている。図中、参
照番号４はマイクロ波導波管、５はガス排出管を示す。
このようにしてマイクロ波を被処理物である溶液に照射
するに伴い、被処理物はマイクロ波を吸収して昇温して
いく。第６図は硝酸ウラニル溶液にマイクロ波を照射し
た場合の温度変化の一例を示すグラフであり、溶液が10
0〜120℃に達すると沸騰する（Ａ点）。溶液が沸騰し蒸
発している間は溶液温度はほぼ一定となるが、蒸発が進
むにつれて溶液は濃縮されて硝酸塩となる（Ｂ点）。こ
の硝酸塩は次いで時間とともに昇温して水分子を脱離し
つつ、約300℃（Ｃ点）までに硝酸根の分解に伴うNOxガ
スを放出しながら脱硝体である酸化物（UO3）に転換し
ていく。脱硝反応が生じている間は温度はほぼ一定であ
るが、脱硝反応が殆んど終了すると（Ｄ点）再び温度が
上昇する。加熱容器内に部分的に残留している湿り気を
帯びた硝酸塩が分解して脱硝反応が進行していく。残留
硝酸塩の脱硝反応も終了して完全に酸化物に転換され
（Ｅ点）、さらに温度が上昇する。従ってこの時点でマ
イクロ波照射を停止し、脱硝体の酸化物（UO3）を加熱
容器から取出せばよい。
するに伴い、被処理物はマイクロ波を吸収して昇温して
いく。第６図は硝酸ウラニル溶液にマイクロ波を照射し
た場合の温度変化の一例を示すグラフであり、溶液が10
0〜120℃に達すると沸騰する（Ａ点）。溶液が沸騰し蒸
発している間は溶液温度はほぼ一定となるが、蒸発が進
むにつれて溶液は濃縮されて硝酸塩となる（Ｂ点）。こ
の硝酸塩は次いで時間とともに昇温して水分子を脱離し
つつ、約300℃（Ｃ点）までに硝酸根の分解に伴うNOxガ
スを放出しながら脱硝体である酸化物（UO3）に転換し
ていく。脱硝反応が生じている間は温度はほぼ一定であ
るが、脱硝反応が殆んど終了すると（Ｄ点）再び温度が
上昇する。加熱容器内に部分的に残留している湿り気を
帯びた硝酸塩が分解して脱硝反応が進行していく。残留
硝酸塩の脱硝反応も終了して完全に酸化物に転換され
（Ｅ点）、さらに温度が上昇する。従ってこの時点でマ
イクロ波照射を停止し、脱硝体の酸化物（UO3）を加熱
容器から取出せばよい。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、マイクロ波を照射しながら被処理物の温
度を正確に測定することは極めて難しく、従って脱硝完
了点（Ｅ点）を正確に把握することは困難となる。その
ためマイクロ波を印加し過ぎて酸化物（UO3）の過加熱
体（U3O8）が部分的に生成してしまったり、あるいは脱
硝不完全の段階でマイクロ波印加を停止してしまう可能
性がある。過加熱体であるU3O8が生成すると、このもの
はUO3に比べてマイクロ波を吸収しやすいため加速度的
に昇温し、周囲のUO3を次々にU3O8に変化させる現象が
起る。U3O8に変化すると高温になり機器の損傷が起る可
能性があるため、U3O8ができた時点でマイクロ波の印加
を停止する必要がある。この停止した時点がＤ〜Ｅ点の
間の場合には、未脱硝部分が残ることになる。一方、脱
硝不完全の段階でマイクロ波印加を停止した場合には、
湿り気を帯びた残留硝酸塩のために加熱容器からの脱硝
体の取出しが効果的に行なえなくなる。
度を正確に測定することは極めて難しく、従って脱硝完
了点（Ｅ点）を正確に把握することは困難となる。その
ためマイクロ波を印加し過ぎて酸化物（UO3）の過加熱
体（U3O8）が部分的に生成してしまったり、あるいは脱
硝不完全の段階でマイクロ波印加を停止してしまう可能
性がある。過加熱体であるU3O8が生成すると、このもの
はUO3に比べてマイクロ波を吸収しやすいため加速度的
に昇温し、周囲のUO3を次々にU3O8に変化させる現象が
起る。U3O8に変化すると高温になり機器の損傷が起る可
能性があるため、U3O8ができた時点でマイクロ波の印加
を停止する必要がある。この停止した時点がＤ〜Ｅ点の
間の場合には、未脱硝部分が残ることになる。一方、脱
硝不完全の段階でマイクロ波印加を停止した場合には、
湿り気を帯びた残留硝酸塩のために加熱容器からの脱硝
体の取出しが効果的に行なえなくなる。
マイクロ波照射中の被処理物の加熱状態を検知する方法
として、被処理物からのマイクロ波の反射波を測定する
方法が考えられる。しかしながら第５図に示したような
従来装置でマイクロ波加熱を行なった場合には、オーブ
ン２内で回転する加熱容器１がオーブン内のマイクロ波
分布を乱すことによってマイクロ波反射に大きな影響を
与えるため、第７図のグラフに示したように、反射波の
最大値と最小値の差が大きくなってしまう。さらにオー
ブン２の一辺の寸法がマイクロ波数波長に相当するよう
な大型の場合には、被処理物Ｓの表面積（加熱容器１の
表面積）に対してオーブン２内面の表面積が大きくなる
ため、マイクロ波反射波はオーブン内面からの影響が大
きくなり、被処理物からのマイクロ波反射波をぼやかし
てしまうことになる。
として、被処理物からのマイクロ波の反射波を測定する
方法が考えられる。しかしながら第５図に示したような
従来装置でマイクロ波加熱を行なった場合には、オーブ
ン２内で回転する加熱容器１がオーブン内のマイクロ波
分布を乱すことによってマイクロ波反射に大きな影響を
与えるため、第７図のグラフに示したように、反射波の
最大値と最小値の差が大きくなってしまう。さらにオー
ブン２の一辺の寸法がマイクロ波数波長に相当するよう
な大型の場合には、被処理物Ｓの表面積（加熱容器１の
表面積）に対してオーブン２内面の表面積が大きくなる
ため、マイクロ波反射波はオーブン内面からの影響が大
きくなり、被処理物からのマイクロ波反射波をぼやかし
てしまうことになる。
マイクロ波の反射波を測定する装置自体は既に開発され
ているが、上述したような理由のために、第５図のごと
き従来のマイクロ波加熱脱硝装置にマイクロ波反射波測
定装置を適用しても、被処理物からの反射波を正確に測
定することは不可能であった。
ているが、上述したような理由のために、第５図のごと
き従来のマイクロ波加熱脱硝装置にマイクロ波反射波測
定装置を適用しても、被処理物からの反射波を正確に測
定することは不可能であった。
そこでこの発明は、被処理物からのマイクロ波反射波を
効果的に測定することができ、これによって被処理物の
加熱状態を把握してマイクロ波照射の停止時期等を正確
に検知できるマイクロ波加熱脱硝方法および装置を提供
することを目的としてなされたものである。
効果的に測定することができ、これによって被処理物の
加熱状態を把握してマイクロ波照射の停止時期等を正確
に検知できるマイクロ波加熱脱硝方法および装置を提供
することを目的としてなされたものである。
＜問題点を解決するための手段＞ すなわちこの発明の第１の発明は、被処理物である硝酸
塩溶液にマイクロ波を印加して加熱脱硝する方法におい
て、マイクロ波の漏洩を阻止するチョーク機構を介して
上部と下部とに分割されかつマイクロ波が印加されてい
る円筒状オーブン内に直接被処理物を導入して該オーブ
ンの下部を回転させるとともに、発生するマイクロ波の
反射波を経時的に検出して被処理物の加熱状態を把握
し、この反射波の検出値に応じて印加するマイクロ波電
力を制御することを特徴とするマイクロ波加熱脱硝方法
である。
塩溶液にマイクロ波を印加して加熱脱硝する方法におい
て、マイクロ波の漏洩を阻止するチョーク機構を介して
上部と下部とに分割されかつマイクロ波が印加されてい
る円筒状オーブン内に直接被処理物を導入して該オーブ
ンの下部を回転させるとともに、発生するマイクロ波の
反射波を経時的に検出して被処理物の加熱状態を把握
し、この反射波の検出値に応じて印加するマイクロ波電
力を制御することを特徴とするマイクロ波加熱脱硝方法
である。
またこの発明の第２の発明は上記の方法を効率よく行な
うための装置に関するものであり、この装置は、マイク
ロ波が印加される円筒状オーブンをマイクロ波の漏洩を
阻止するチョーク機構を介して上部と下部とに分割でき
る構造とし、該オーブン下部を被処理物を収容する有底
容器としかつ該容器を回転装置により回転可能とし、該
オーブン上部の頂壁にマイクロ波導波管およびガス排出
管を取付け、該導波管をマイクロ波発生装置に接続する
とともに該導波管途中にマイクロ波反射波検出装置を配
設し、該反射波検出装置を制御装置を介して該マイクロ
波発生装置と電気的に接続して該反射波検出装置の検出
値に応じて該マイクロ波発生装置のマイクロ波電力を該
制御装置により制御するように構成したことを特徴とす
るものである。
うための装置に関するものであり、この装置は、マイク
ロ波が印加される円筒状オーブンをマイクロ波の漏洩を
阻止するチョーク機構を介して上部と下部とに分割でき
る構造とし、該オーブン下部を被処理物を収容する有底
容器としかつ該容器を回転装置により回転可能とし、該
オーブン上部の頂壁にマイクロ波導波管およびガス排出
管を取付け、該導波管をマイクロ波発生装置に接続する
とともに該導波管途中にマイクロ波反射波検出装置を配
設し、該反射波検出装置を制御装置を介して該マイクロ
波発生装置と電気的に接続して該反射波検出装置の検出
値に応じて該マイクロ波発生装置のマイクロ波電力を該
制御装置により制御するように構成したことを特徴とす
るものである。
なお、この発明において“マイクロ波電力を制御する”
という用語は、マイクロ波の印加を停止すること、およ
び印加中のマイクロ波電力を増減させることを含むもの
として使用している。
という用語は、マイクロ波の印加を停止すること、およ
び印加中のマイクロ波電力を増減させることを含むもの
として使用している。
＜作 用＞ この発明によれば、オーブンを回転可能な円筒状にし、
これをそのまま被処理物の収容容器として用いることに
よって、マイクロ波反射波はオーブン内面からの影響を
受けることが少なくなり、さらには、オーブン内に別体
の加熱容器を置いて回転させる構造ではないから、オー
ブン内のマイクロ波分布を乱すことがなく、従って被処
理物からのマイクロ波反射波を正確に検知することがで
き、これによって被処理物の加熱状態に応じて印加する
マイクロ波電力を適切に制御することができるのであ
る。
これをそのまま被処理物の収容容器として用いることに
よって、マイクロ波反射波はオーブン内面からの影響を
受けることが少なくなり、さらには、オーブン内に別体
の加熱容器を置いて回転させる構造ではないから、オー
ブン内のマイクロ波分布を乱すことがなく、従って被処
理物からのマイクロ波反射波を正確に検知することがで
き、これによって被処理物の加熱状態に応じて印加する
マイクロ波電力を適切に制御することができるのであ
る。
＜実施例＞ 以下に実施例を示す図面を参照してこの発明を更に説明
する。
する。
第１図はこの発明の装置の実施例を示しており、マイク
ロ波が印加されるオーブン10はチョーク機構13を介して
オーブン上部11とオーブン下部12とに分割でき、オーブ
ン下部12は被処理物Ｓを収容する有底容器として使用す
るようになっている。オーブン10は全体として略円筒形
状を有しており、オーブン下部12をモータのごとき回転
装置14に接続することにより、オーブン上部11を固定し
たままでチョーク機構13から下方のオーブン下部12のみ
を回転させることができる。オーブン上部11の頂壁には
マイクロ波導波管15とガス排出管16とが取付けられ、導
波管15はマイクロ波発生装置17に接続される。ガス排出
管16は、被処理物の加熱脱硝過程で発生する排ガスをオ
ーブン外部に排出するものであり、排出されたガスは凝
縮器やスクラバ（図示せず）へ導かれて処理される。
ロ波が印加されるオーブン10はチョーク機構13を介して
オーブン上部11とオーブン下部12とに分割でき、オーブ
ン下部12は被処理物Ｓを収容する有底容器として使用す
るようになっている。オーブン10は全体として略円筒形
状を有しており、オーブン下部12をモータのごとき回転
装置14に接続することにより、オーブン上部11を固定し
たままでチョーク機構13から下方のオーブン下部12のみ
を回転させることができる。オーブン上部11の頂壁には
マイクロ波導波管15とガス排出管16とが取付けられ、導
波管15はマイクロ波発生装置17に接続される。ガス排出
管16は、被処理物の加熱脱硝過程で発生する排ガスをオ
ーブン外部に排出するものであり、排出されたガスは凝
縮器やスクラバ（図示せず）へ導かれて処理される。
導波管15の途中にはマイクロ波反射波検出装置18が設置
されており、マイクロ波発生装置17から導波管15を通っ
てオーブン下部12内の被処理物Ｓに印加されたマイクロ
波のうち、被処理物で吸収されずに反射されて導波管15
を通って戻ってきた反射波が検出装置18により検出され
る。
されており、マイクロ波発生装置17から導波管15を通っ
てオーブン下部12内の被処理物Ｓに印加されたマイクロ
波のうち、被処理物で吸収されずに反射されて導波管15
を通って戻ってきた反射波が検出装置18により検出され
る。
マイクロ波反射波検出装置18とマイクロ波発生装置17と
は制御装置19を介して電気的に接続され、反射波検出装
置18からの検出値信号に応じてマイクロ波発生装置17の
マイクロ波電力を制御装置19によって制御できるように
なっている。
は制御装置19を介して電気的に接続され、反射波検出装
置18からの検出値信号に応じてマイクロ波発生装置17の
マイクロ波電力を制御装置19によって制御できるように
なっている。
なお、オーブン10と反射波検出装置18との間の導波管15
の途中には、マイクロ波透過性物質からなる仕切窓20が
嵌め込まれている。
の途中には、マイクロ波透過性物質からなる仕切窓20が
嵌め込まれている。
次にこの装置の動作を記述しながら、併せてこの発明の
マイクロ波加熱脱硝方法の実施例を説明する。マイクロ
波発生装置17からオーブン10内へ印加されるマイクロ波
周波数を2450MHz（波長12.24cm）とし、円筒状オーブン
10の寸法は直径約４波長、高さ約２波長とする。被処理
物として硝酸ラウニル溶液（酸濃度0.5〜3.0N）を用
い、これをオーブン下部12からなる有底容器に入れる。
このときの硝酸ウラニル溶液の仕込量は、容器12の単位
底面積当りウラン・メタル量が0.95〜1.10g/cm2の範囲
となるようにすることが、未脱硝部分を残さないで効果
的にマイクロ波加熱脱硝を行なえるという観点から、一
般的に望ましい。被処理物Ｓを入れた容器12を、次いで
導波管15と接続されて固定されているオーブン上部11の
下方に置き、チョーク機構13が形成されるように所定個
所にセットする。このチョーク機構13によりマイクロ波
の漏洩を阻止できる。
マイクロ波加熱脱硝方法の実施例を説明する。マイクロ
波発生装置17からオーブン10内へ印加されるマイクロ波
周波数を2450MHz（波長12.24cm）とし、円筒状オーブン
10の寸法は直径約４波長、高さ約２波長とする。被処理
物として硝酸ラウニル溶液（酸濃度0.5〜3.0N）を用
い、これをオーブン下部12からなる有底容器に入れる。
このときの硝酸ウラニル溶液の仕込量は、容器12の単位
底面積当りウラン・メタル量が0.95〜1.10g/cm2の範囲
となるようにすることが、未脱硝部分を残さないで効果
的にマイクロ波加熱脱硝を行なえるという観点から、一
般的に望ましい。被処理物Ｓを入れた容器12を、次いで
導波管15と接続されて固定されているオーブン上部11の
下方に置き、チョーク機構13が形成されるように所定個
所にセットする。このチョーク機構13によりマイクロ波
の漏洩を阻止できる。
次に、回転装置14を駆動してオーブン下部の有底容器12
のみを水平に回転させながら、マイクロ波発生装置17を
作動させてマイクロ波をオーブン10内の被処理物Ｓへ印
加することにより、被処理物Ｓは時間の経過とともに第
６図の温度変化パターンに示したような加熱状態を経て
蒸発濃縮，脱硝され、脱硝体である酸化物（UO3）とな
る。
のみを水平に回転させながら、マイクロ波発生装置17を
作動させてマイクロ波をオーブン10内の被処理物Ｓへ印
加することにより、被処理物Ｓは時間の経過とともに第
６図の温度変化パターンに示したような加熱状態を経て
蒸発濃縮，脱硝され、脱硝体である酸化物（UO3）とな
る。
この発明においては、第６図に示したような加熱状態の
パターンを、被処理物Ｓの温度変化を測定するのではな
く、被処理物Ｓからのマイクロ波反射波を検出装置18に
より検出することによって把握するのである。反射波検
出装置18でマイクロ波の反反射量を経時的に検出して得
られたグラフは第２図のようになる。このグラフにおけ
るＡ〜Ｅ点は、各々第６図の温度変化パターンに示した
Ａ〜Ｅ点に対応している。すなわち、Ａ−Ｂ点の間は溶
液が沸騰し濃縮されている状態、Ｂ−Ｃ点の間は濃縮さ
れた硝酸塩から水分子が脱離している状態、Ｃ−Ｄ点は
NOxガスを放出しながら硝酸根が分解する脱硝反応が進
行している状態、Ｄ−Ｅ点は残留硝酸塩が脱硝している
状態における反射波パターンを各々表わしている。
パターンを、被処理物Ｓの温度変化を測定するのではな
く、被処理物Ｓからのマイクロ波反射波を検出装置18に
より検出することによって把握するのである。反射波検
出装置18でマイクロ波の反反射量を経時的に検出して得
られたグラフは第２図のようになる。このグラフにおけ
るＡ〜Ｅ点は、各々第６図の温度変化パターンに示した
Ａ〜Ｅ点に対応している。すなわち、Ａ−Ｂ点の間は溶
液が沸騰し濃縮されている状態、Ｂ−Ｃ点の間は濃縮さ
れた硝酸塩から水分子が脱離している状態、Ｃ−Ｄ点は
NOxガスを放出しながら硝酸根が分解する脱硝反応が進
行している状態、Ｄ−Ｅ点は残留硝酸塩が脱硝している
状態における反射波パターンを各々表わしている。
ここでＤ点は脱硝反応がほぼ終了した点、Ｅ点は脱硝反
応が完全に終了した点を示している。従って、Ｄ点直後
の被処理物中には脱硝体UO3と残留硝酸塩とが混在して
おり、Ｄ点以降のマイクロ波加熱は残留硝酸塩の硝酸が
目的であり、硝酸生成物であるUO3の加熱はできるだけ
抑えなければならない。既に述べたように、UO3を過度
に加熱すると過加熱体であるU3O8が生成し、これはUO3
に比べてマイクロ波を吸収しやすいため局部的に高温域
を形成して周囲のUO3をU3O8に変化させてしまうからで
ある。そのため、Ｄ点以降では既に生成されているUO3
の温度を過度に上昇させずに、残留硝酸塩を脱硝してUO
3を生成させるのに必要なマイクロ波電力をマイクロ波
発生装置17から印加してやればよい。一方、Ｅ点では残
留硝酸塩の脱硝反応も終了しているため、生成したUO3
を過度に加熱しないように速やかにマイクロ波発生装置
17を停止させる必要がある。
応が完全に終了した点を示している。従って、Ｄ点直後
の被処理物中には脱硝体UO3と残留硝酸塩とが混在して
おり、Ｄ点以降のマイクロ波加熱は残留硝酸塩の硝酸が
目的であり、硝酸生成物であるUO3の加熱はできるだけ
抑えなければならない。既に述べたように、UO3を過度
に加熱すると過加熱体であるU3O8が生成し、これはUO3
に比べてマイクロ波を吸収しやすいため局部的に高温域
を形成して周囲のUO3をU3O8に変化させてしまうからで
ある。そのため、Ｄ点以降では既に生成されているUO3
の温度を過度に上昇させずに、残留硝酸塩を脱硝してUO
3を生成させるのに必要なマイクロ波電力をマイクロ波
発生装置17から印加してやればよい。一方、Ｅ点では残
留硝酸塩の脱硝反応も終了しているため、生成したUO3
を過度に加熱しないように速やかにマイクロ波発生装置
17を停止させる必要がある。
そこでこの発明によれば、反射波検出装置18により得ら
れる第２図のごとき反射波変化パターンに基づいて、反
射波が零付近から急激に増大するＤ点を検知し、このＤ
点付近の適当な時期に制御装置19を介してマイクロ発生
装置17に信号を伝え、マイクロ波発生装置17からの照射
マイクロ波電力を所定値に低減させるように制御するこ
とができる。また、引続き反射波変化パターンに基づい
て、反射波の増大が徐々に緩やかになって平坦に移行す
るＥ点を検知し、この時点で制御装置19を介してマイク
ロ波発生装置17を停止することができる。
れる第２図のごとき反射波変化パターンに基づいて、反
射波が零付近から急激に増大するＤ点を検知し、このＤ
点付近の適当な時期に制御装置19を介してマイクロ発生
装置17に信号を伝え、マイクロ波発生装置17からの照射
マイクロ波電力を所定値に低減させるように制御するこ
とができる。また、引続き反射波変化パターンに基づい
て、反射波の増大が徐々に緩やかになって平坦に移行す
るＥ点を検知し、この時点で制御装置19を介してマイク
ロ波発生装置17を停止することができる。
なお、マイクロ波印加の開始から溶液が蒸発濃縮してい
るＢ点までの間は、その時間を短縮するために印加する
マイクロ波電力を高めるように制御装置19によりマイク
ロ波発生装置17を制御することもできる。印加マイクロ
波電力を高めるような制御を行なう場合には、複数本の
導波管をオーブン上部11の頂壁に接続してもよい。
るＢ点までの間は、その時間を短縮するために印加する
マイクロ波電力を高めるように制御装置19によりマイク
ロ波発生装置17を制御することもできる。印加マイクロ
波電力を高めるような制御を行なう場合には、複数本の
導波管をオーブン上部11の頂壁に接続してもよい。
第３図および第４図は、第１図のこの発明装置を連続加
熱脱硝装置に適用した実施例を示すものである。図中、
第１図の装置における要素と同じ要素には、第１図と同
じ参照番号を付すことにより説明を省略する。この連続
装置は、所定の時間間隔で間欠的に回転するターンテー
ブル30上に、４個の有底容器31,32,33,34を載置し、各
々の容器において被処理物である硝酸塩溶液の蒸発濃縮
工程Ｉ、濃縮された硝酸塩の脱硝工程II、得られた脱硝
体の冷却工程III、および脱硝体の掻取払出工程IVが各
々なされるようになっている（第３図）。図示の実施例
においては硝酸工程IIを行なう装置に、第１図のごとき
この発明のマイクロ波加熱脱硝装置を用いている。ま
た、蒸発濃縮工程Ｉを行なうマイクロ波加熱装置のオー
ブン部分は、第１図と同様にチョーク機構35を介して上
下２分割しうるオーブン31,31aを用いて行なうようにし
てあり、このオーブン上部31aにはマイクロ波発生装置3
6からの導波管37とガス排出管38が取付けられ、導波管3
7途中にはマイクロ波整合装置39とマイクロ波反射波検
出装置40が配設されている。この反射波検出装置40は、
照射されたマイクロ波の反射波を検出してマイクロ波整
合装置39を機能させるためのものである。第４図におけ
る参照番号41はターンテーブル30を所定時間間隔で間欠
的に回転させるモータであり、42および43はそれぞれ蒸
発濃縮工程Ｉおよび脱硝工程IIにある有底容器31,32を
連続的に回転させるモータである。
熱脱硝装置に適用した実施例を示すものである。図中、
第１図の装置における要素と同じ要素には、第１図と同
じ参照番号を付すことにより説明を省略する。この連続
装置は、所定の時間間隔で間欠的に回転するターンテー
ブル30上に、４個の有底容器31,32,33,34を載置し、各
々の容器において被処理物である硝酸塩溶液の蒸発濃縮
工程Ｉ、濃縮された硝酸塩の脱硝工程II、得られた脱硝
体の冷却工程III、および脱硝体の掻取払出工程IVが各
々なされるようになっている（第３図）。図示の実施例
においては硝酸工程IIを行なう装置に、第１図のごとき
この発明のマイクロ波加熱脱硝装置を用いている。ま
た、蒸発濃縮工程Ｉを行なうマイクロ波加熱装置のオー
ブン部分は、第１図と同様にチョーク機構35を介して上
下２分割しうるオーブン31,31aを用いて行なうようにし
てあり、このオーブン上部31aにはマイクロ波発生装置3
6からの導波管37とガス排出管38が取付けられ、導波管3
7途中にはマイクロ波整合装置39とマイクロ波反射波検
出装置40が配設されている。この反射波検出装置40は、
照射されたマイクロ波の反射波を検出してマイクロ波整
合装置39を機能させるためのものである。第４図におけ
る参照番号41はターンテーブル30を所定時間間隔で間欠
的に回転させるモータであり、42および43はそれぞれ蒸
発濃縮工程Ｉおよび脱硝工程IIにある有底容器31,32を
連続的に回転させるモータである。
この連続脱硝装置の動作は次の通りである。蒸発濃縮工
程Ｉのオーブン下部の有底容器31に被処理物である硝酸
塩溶液を導入し、オーブン上部31aの下方に置いて、チ
ョーク機構35が形成されるように所定個所にセットす
る。次いでマイクロ波発生装置36を動作させて導波管37
を通して容器31内の硝酸塩溶液にマイクロ波を印加し、
蒸発濃縮を行なう。この間、モータ42により１〜9rpmの
速度で容器31を水平回転させる。所定時間の蒸発濃縮を
おこなったのちモータ41によりターンテーブル30を回転
させて、チョーク機構35より下方の容器31のみを脱硝工
程II位置に移動させ、脱硝装置のオーブン上部32aとチ
ョーク機構が形成されるようにセットする。この位置
で、容器32（容器31がII位置に移動してきたもの）内の
濃縮済被処理物は、マイクロ波発生装置17からのマイク
ロ波により加熱されて脱硝処理され、脱硝体である酸化
物粉末に転換される。この間、モータ43により１〜9rpm
の速度で容器32を水平回転させる。この脱硝工程IIにお
いてこの発明のマイクロ波加熱脱硝装置を用いているた
め、マイクロ波反射波検出装置18によって得られた第２
図のごとき反射波変化パターンに基づいて、脱硝反応が
ほぼ終了したＤ点および脱硝反応の完了したＥ点を正確
に把握して、適切な時期に制御装置19を介してマイクロ
波発生装置17からのマイクロ波電力を低減させ、さらに
はマイクロ波発生装置17を停止させることが可能とな
る。
程Ｉのオーブン下部の有底容器31に被処理物である硝酸
塩溶液を導入し、オーブン上部31aの下方に置いて、チ
ョーク機構35が形成されるように所定個所にセットす
る。次いでマイクロ波発生装置36を動作させて導波管37
を通して容器31内の硝酸塩溶液にマイクロ波を印加し、
蒸発濃縮を行なう。この間、モータ42により１〜9rpmの
速度で容器31を水平回転させる。所定時間の蒸発濃縮を
おこなったのちモータ41によりターンテーブル30を回転
させて、チョーク機構35より下方の容器31のみを脱硝工
程II位置に移動させ、脱硝装置のオーブン上部32aとチ
ョーク機構が形成されるようにセットする。この位置
で、容器32（容器31がII位置に移動してきたもの）内の
濃縮済被処理物は、マイクロ波発生装置17からのマイク
ロ波により加熱されて脱硝処理され、脱硝体である酸化
物粉末に転換される。この間、モータ43により１〜9rpm
の速度で容器32を水平回転させる。この脱硝工程IIにお
いてこの発明のマイクロ波加熱脱硝装置を用いているた
め、マイクロ波反射波検出装置18によって得られた第２
図のごとき反射波変化パターンに基づいて、脱硝反応が
ほぼ終了したＤ点および脱硝反応の完了したＥ点を正確
に把握して、適切な時期に制御装置19を介してマイクロ
波発生装置17からのマイクロ波電力を低減させ、さらに
はマイクロ波発生装置17を停止させることが可能とな
る。
かくして所定時間の脱硝処理をおこなったのち再びモー
タ41によりターンテーブル30を回転させて、チョーク機
構13より下方の容器32のみを冷却工程IIIの位置に移動
させ、この位置での停止期間中に容器33（容器32がIII
位置に移動してきたもの）内の脱硝体は放冷される。所
定時間の放冷後再びモータ41によりターンテーブル30を
回転させて、容器33を掻取払出工程IVの位置に移動さ
せ、この位置で容器34（容器33がIV位置に移動してきた
もの）内の冷却済脱硝体を掻取装置（図示せず）により
掻き取り、容器から払い出す。上記の説明からわかるよ
うに、冷却工程IIIおよび掻取払出工程IVの位置に置か
れる有底容器33および34はその上部が覆われておらず、
従って第３図のIIIおよびIVの位置には有底容器のみが
示されている。
タ41によりターンテーブル30を回転させて、チョーク機
構13より下方の容器32のみを冷却工程IIIの位置に移動
させ、この位置での停止期間中に容器33（容器32がIII
位置に移動してきたもの）内の脱硝体は放冷される。所
定時間の放冷後再びモータ41によりターンテーブル30を
回転させて、容器33を掻取払出工程IVの位置に移動さ
せ、この位置で容器34（容器33がIV位置に移動してきた
もの）内の冷却済脱硝体を掻取装置（図示せず）により
掻き取り、容器から払い出す。上記の説明からわかるよ
うに、冷却工程IIIおよび掻取払出工程IVの位置に置か
れる有底容器33および34はその上部が覆われておらず、
従って第３図のIIIおよびIVの位置には有底容器のみが
示されている。
上述の説明は１つの有底容器に着目して、その１つの容
器内の被処理物の処理工程を順次説明したが、１つの容
器についての蒸発濃縮工程Ｉが終了してこの容器を脱硝
工程IIへ移動させたのちは、硝酸塩溶液を収容した別の
新たな容器を引続き蒸発濃縮工程Ｉの位置にセットする
ことにより、蒸発濃縮工程−脱硝工程−冷却工程−掻取
払出工程の一連の処理をターンテーブル30の回転ととも
に連続して行なうことができる。
器内の被処理物の処理工程を順次説明したが、１つの容
器についての蒸発濃縮工程Ｉが終了してこの容器を脱硝
工程IIへ移動させたのちは、硝酸塩溶液を収容した別の
新たな容器を引続き蒸発濃縮工程Ｉの位置にセットする
ことにより、蒸発濃縮工程−脱硝工程−冷却工程−掻取
払出工程の一連の処理をターンテーブル30の回転ととも
に連続して行なうことができる。
図示した連続装置の実施例においては、４つの工程の各
々に１個宛の容器を使用したが、蒸発濃縮工程Ｉと脱硝
工程IIの両工程を１個の容器を用いて行なってもよく、
あるいはこれら各工程の処理時間を短くするために蒸発
濃縮工程Ｉと脱硝工程IIのそれぞれの工程を複数個の容
器を用いて行なうこともできる。
々に１個宛の容器を使用したが、蒸発濃縮工程Ｉと脱硝
工程IIの両工程を１個の容器を用いて行なってもよく、
あるいはこれら各工程の処理時間を短くするために蒸発
濃縮工程Ｉと脱硝工程IIのそれぞれの工程を複数個の容
器を用いて行なうこともできる。
＜発明の効果＞ この発明は上述したような構成としたため、被処理物か
らのマイクロ波反射波をオーブン壁面からの影響を最小
にして検出でき、この検出値によって被処理物の加熱状
態を正確に把握することができる。従って、反射波検出
装置による反射波の検出値に応じて、被処理物に印加し
ているマイクロ波電力を適切な時期に正確に制御するこ
とができ、その結果、未脱硝部分や過加熱体を生成する
ことなく良好な脱硝体を安定して得ることができるもの
である。
らのマイクロ波反射波をオーブン壁面からの影響を最小
にして検出でき、この検出値によって被処理物の加熱状
態を正確に把握することができる。従って、反射波検出
装置による反射波の検出値に応じて、被処理物に印加し
ているマイクロ波電力を適切な時期に正確に制御するこ
とができ、その結果、未脱硝部分や過加熱体を生成する
ことなく良好な脱硝体を安定して得ることができるもの
である。
第１図はこの発明の装置の実施例を示す断面図、第２図
はこの発明の装置を用いて硝酸ウラニル溶液をマイクロ
波加熱脱硝したときのマイクロ波反射波検出装置により
検出された反射波変化パターンを示すグラフ、第３図は
この発明の装置を連続加熱脱硝装置に適用した実施例を
示す平面図、第４図は第３図の装置の部分の縦断面図、
第５図は従来のマイクロ波加熱脱硝装置の代表例を示す
断面図、第６図は硝酸ウラニル溶液をマイクロ波加熱脱
硝したときの被処理物温度の変化パターンを示すグラ
フ、および第７図は第５図の従来装置を用いてマイクロ
波反射波検出装置により検出された反射波変化パターン
の一例を示すグラフである。 10……オーブン、11……オーブン上部、12……オーブン
下部（有底容器）、13……チョーク機構、14……回転装
置、15……導波管、16……ガス排出管、17……マイクロ
波発生装置、18……マイクロ波反射波検出装置、19……
制御装置、Ｓ……被処理物（硝酸塩溶液）。
はこの発明の装置を用いて硝酸ウラニル溶液をマイクロ
波加熱脱硝したときのマイクロ波反射波検出装置により
検出された反射波変化パターンを示すグラフ、第３図は
この発明の装置を連続加熱脱硝装置に適用した実施例を
示す平面図、第４図は第３図の装置の部分の縦断面図、
第５図は従来のマイクロ波加熱脱硝装置の代表例を示す
断面図、第６図は硝酸ウラニル溶液をマイクロ波加熱脱
硝したときの被処理物温度の変化パターンを示すグラ
フ、および第７図は第５図の従来装置を用いてマイクロ
波反射波検出装置により検出された反射波変化パターン
の一例を示すグラフである。 10……オーブン、11……オーブン上部、12……オーブン
下部（有底容器）、13……チョーク機構、14……回転装
置、15……導波管、16……ガス排出管、17……マイクロ
波発生装置、18……マイクロ波反射波検出装置、19……
制御装置、Ｓ……被処理物（硝酸塩溶液）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川戸 喜実 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 有重 達志 神奈川県相模原市上鶴間５−13―２ (72)発明者 玉井 秀昭 埼玉県上福岡市大字福岡1500番地23 新日 本無線株式会社川越製作所内 (72)発明者 峯 志津雄 埼玉県上福岡市大字福岡1500番地23 新日 本無線株式会社川越製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−55843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−149829（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−69928（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】被処理物である硝酸塩溶液にマイクロ波を
印加して加熱脱硝する方法において、マイクロ波の漏洩
を阻止するチョーク機構を介して上部と下部とに分割さ
れかつマイクロ波が印加されている円筒状オーブン内に
直接被処理物を導入して該オーブン下部を回転させると
ともに、発生するマイクロ波の反射波を経時的に検出し
て被処理物の加熱状態を把握し、この反射波の検出値に
応じて印加するマイクロ波電力を制御することを特徴と
するマイクロ波加熱脱硝方法。 - 【請求項２】被処理物である硝酸塩溶液にマイクロ波を
印加して加熱脱硝する装置において、マイクロ波が印加
される円筒状オーブンをマイクロ波の漏洩を阻止するチ
ョーク機構を介して上部と下部とに分割できる構造と
し、該オーブン下部を被処理物を収容する有底容器とし
かつ該容器を回転装置により回転可能とし、該オーブン
上部の頂壁にマイクロ波導波管およびガス排出管を取付
け、該導波管をマイクロ波発生装置に接続するとともに
該導波管途中にマイクロ波反射波検出装置を配設し、該
反射波検出装置を制御装置を介して該マイクロ波発生装
置と電気的に接続して該反射波検出装置の検出値に応じ
て該マイクロ波発生装置のマイクロ波電力を該制御装置
により制御するように構成したことを特徴とするマイク
ロ波脱硝装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60218697A JPH0795111B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | マイクロ波加熱脱硝方法および装置 |
| US06/910,644 US4727231A (en) | 1985-10-01 | 1986-09-23 | Method and apparatus for denitration of nitrate solution by microwave heating |
| GB8623341A GB2182482B (en) | 1985-10-01 | 1986-09-29 | Method and apparatus for denitration of nitrate solution by microwave heating |
| FR8613510A FR2591915B1 (fr) | 1985-10-01 | 1986-09-29 | Procede et appareillage pour la denitration de solutions de nitrate par chauffage par micro-ondes |
| DE19863633231 DE3633231A1 (de) | 1985-10-01 | 1986-09-30 | Verfahren und vorrichtung zum denitrieren einer nitratloesung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60218697A JPH0795111B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | マイクロ波加熱脱硝方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6279394A JPS6279394A (ja) | 1987-04-11 |
| JPH0795111B2 true JPH0795111B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=16723996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60218697A Expired - Lifetime JPH0795111B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | マイクロ波加熱脱硝方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4727231A (ja) |
| JP (1) | JPH0795111B2 (ja) |
| DE (1) | DE3633231A1 (ja) |
| FR (1) | FR2591915B1 (ja) |
| GB (1) | GB2182482B (ja) |
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| AT391848B (de) * | 1988-06-22 | 1990-12-10 | Andritz Ag Maschf | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von metalloxiden |
| DE4007855A1 (de) * | 1990-03-13 | 1991-09-19 | Reinhard Schulze | Verfahren zur mikrowellenbehandlung von stoffen und zugehoerige anwendung sowie einrichtung |
| GB9005707D0 (en) * | 1990-03-14 | 1990-05-09 | Atomic Energy Authority Uk | Tritium removal |
| JPH0766076B2 (ja) * | 1990-08-14 | 1995-07-19 | 動力炉・核燃料開発事業団 | マイクロ波による連続加熱脱硝装置 |
| JPH0529783U (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-20 | 金三郎 松田 | フラツトフアイル |
| FR2690557B1 (fr) * | 1992-04-23 | 1994-10-21 | Cogema | Procédé de dissolution du plutonium et/ou d'autres éléments radioactifs présents dans des produits solides ou liquides et dispositif de chauffage par micro-ondes pour mettre en Óoeuvre ce procédé. |
| US6228337B1 (en) | 1998-12-02 | 2001-05-08 | Cameco Corporation | Method for reducing uranium trioxide |
| US7404489B1 (en) | 2003-03-04 | 2008-07-29 | Qol Medical, Llc | Cyanocobalamin low viscosity aqueous formulations for intranasal delivery |
| US7229636B1 (en) | 2003-03-04 | 2007-06-12 | Nastech Pharmaceutical Company Inc. | Cyanocobalamin low viscosity aqueous formulations for intranasal delivery |
| WO2007022345A2 (en) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Fleming And Company, Pharmaceuticals | Vitamin b12 nasal spray and method of use |
| US7717654B2 (en) * | 2006-05-26 | 2010-05-18 | Cirino Thomas J | Drill tip with serrated and dowel pinned shank interface |
| US20090211522A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Use of Variable Frequency Microwaves to Control the Teflon Profile of Gas Diffusion Media |
| US9398646B2 (en) * | 2009-07-10 | 2016-07-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Microwave heating device and microwave heating control method |
| WO2012153793A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 物質の状態の測定、検出方法及び検出装置 |
| JP5783528B2 (ja) * | 2011-07-05 | 2015-09-24 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | 使用済み核燃料の再処理溶液のマイクロ波加熱方法 |
| RU2693820C1 (ru) * | 2018-12-24 | 2019-07-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство периодического действия для СВЧ-обработки материалов |
| JP7368620B2 (ja) | 2019-11-04 | 2023-10-24 | エックス－エナジー， エルエルシー | 酸欠乏硝酸ウラニル溶液の調製 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1589466A (en) * | 1976-07-29 | 1981-05-13 | Atomic Energy Authority Uk | Treatment of substances |
| JPS54121442A (en) * | 1978-03-13 | 1979-09-20 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Microwave heating device for radioactive material |
| JPS5590424A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-09 | Toshiba Corp | Denitration device under microwave heating |
| JPS5823337B2 (ja) * | 1979-05-28 | 1983-05-14 | 株式会社東芝 | 転換装置 |
| JPS5655843A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-16 | Toshiba Corp | Denitrifying device |
| JPS56128592A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-08 | Doryokuro Kakunenryo | Method and device for heating with microwave |
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| JPS5930653B2 (ja) * | 1981-05-13 | 1984-07-28 | 株式会社東芝 | マイクロ波加熱脱硝装置 |
| JPS58213261A (ja) * | 1982-05-13 | 1983-12-12 | マシン・テクノロジ−・インコ−ポレイテツド | エネルギ−計測装置 |
| JPS5973776A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-26 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | マイクロ波印加時の放電検知方法 |
| JPS5969928U (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-12 | 株式会社東芝 | マイクロ波加熱脱硝装置 |
| JPS59114498A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-02 | 動力炉・核燃料開発事業団 | マイクロ波による連続濃縮・脱硝装置 |
| JPS59133141U (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-06 | 三洋電機株式会社 | マイクロ波フライ装置 |
-
1985
- 1985-10-01 JP JP60218697A patent/JPH0795111B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-09-23 US US06/910,644 patent/US4727231A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-29 GB GB8623341A patent/GB2182482B/en not_active Expired
- 1986-09-29 FR FR8613510A patent/FR2591915B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1986-09-30 DE DE19863633231 patent/DE3633231A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2182482B (en) | 1989-11-08 |
| GB2182482A (en) | 1987-05-13 |
| US4727231A (en) | 1988-02-23 |
| JPS6279394A (ja) | 1987-04-11 |
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