JPH10227896A - 放射性廃棄物の溶融固化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射性廃棄物のための効率的かつ経済的な処
理方式を提供する。 【解決手段】 放射性廃棄物を燃焼により溶融物を生成
する燃焼系に供給し、放射性廃棄物を溶融固化する方法
において、(1).アルミニウム粉体及び金属酸化物粉体か
らなるテルミット反応剤を主成分とするテルミット系自
燃性燃料の燃焼域に対して放射性廃棄物を供給し、(2).
放射性廃棄物を、前記テルミット系自燃性燃料の燃焼熱
及び／又は生成溶融物で処理するとともに溶融固化する
こと、を特徴とする放射性廃棄物の溶融固化法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼により溶融物
を生成する燃焼系を利用した各種の放射性物質により汚
染された廃棄物（以下、放射性廃棄物という。）の新規
な溶融固化法に関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、テルミット反応
（thermit reaction）により激しい発熱をともなって燃
焼するアルミニウム粉体と金属酸化物粉体を主成分とし
た自燃性の燃料（以下、テルミット系自燃性燃料という
ことがある。）の燃焼系を利用した放射性廃棄物の新規
な溶融固化法に関する。

【０００３】

【従来の技術】放射性廃棄物、例えば、原子力発電施設
や原子炉施設などから排出される高濃度及び／又は低濃
度の放射性廃棄物は、我々の生活環境の放射能汚染（ra
dioactive contaimination）、という観点からその安全
な処理対策が急がれている。

【０００４】前記した放射能汚染は、放射性物質による
環境汚染、及び前記した原子力関連施設からの機器（大
型）、器具（小型）、作業者の衣服や作業服、汚染土壌
や廃液などの高濃度レベル及び／又は低濃度レベルの放
射性物質による汚染、のことをいう。

【０００５】放射能汚染の主因である放射性廃棄物の処
理法として、各種のものが実行及び提案されているが、
不十分なものである。例えば、海洋投棄や地下貯蔵など
の放射性廃棄物の処理法は、中長期的な時間軸の中でみ
ると、大きな問題をはらんでいるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来法の限
界に鑑み、各種の放射性廃棄物に対する有効な処理法を
提案しようとするものである。本発明者らは、放射性廃
棄物の処理法として、特に減容化効果が大きく（体積の
圧縮率が大きく）、かつ外部への飛散、流出を防止する
ことができ、これら放射性廃棄物の集中管理（保管、貯
蔵）のメリットを生かすことができる処理法について鋭
意検討を加えた。

【０００７】その結果、本発明者らは、各種の放射性廃
棄物が、テルミット系自燃性燃料の燃焼系という特殊な
燃焼系において、効率的かつ経済的に溶融固化され、前
記した課題が解決される、という知見を見い出した。

【０００８】本発明は、前記知見をベースにして、放射
性廃棄物の燃焼及び／又は溶融固化のための熱源とし
て、アルミニウム粉体と金属酸化物粉体とから成るテル
ミット反応剤を主成分とするテルミット系自燃性燃料の
反応時に発生する極めて高温の燃焼熱（反応熱）及び副
生する高温度の溶融物を利用し、放射性廃棄物を効率的
かつ経済的に減容化、及び溶融固化体への吸蔵化や共溶
融化を通じての無害化を図ろうするものであり、従来の
処理方式を抜本的に改良しようとするものである。

【０００９】また、本発明は、前記したように放射性廃
棄物の処理用熱源として、テルミット反応剤を主成分と
するテルミット系自燃性燃料の燃焼熱（反応熱）及び副
生する高温度の溶融物を利用するものであるが、前記テ
ルミット系自燃性燃料をアルミニウム粉体と酸化鉄（Ｆ
ｅ₃Ｏ₄）などの金属酸化物粉体からなるテルミット反応
剤のみで構成する以外に、前記処理系で発生する放射性
の灰体（集塵灰）をも使用することにより、処理システ
ムのクローズド化を図ろうとするものである。

【００１０】本発明により、テルミット系自燃性燃料を
利用した効率的かつ経済的な新規な放射性廃棄物の溶融
固化法が提供される。また、本発明により、放射性廃棄
物の処理系から排出される放射性の灰体（集塵灰）を同
時に処理することができる効率的かつ経済的なテルミッ
ト系自燃性燃料を利用した放射性廃棄物の溶融固化法が
提供される。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、放射性廃棄物を燃焼により溶融物を生成する燃
焼系に供給し、放射性廃棄物を溶融固化する方法におい
て、(1).アルミニウム粉体及び金属酸化物粉体からなる
テルミット反応剤を主成分とするテルミット系自燃性燃
料の燃焼域に対して放射性廃棄物を供給し、(2).放射性
廃棄物を、前記テルミット系自燃性燃料の燃焼熱及び／
又は生成溶融物で処理するとともに溶融固化すること、
を特徴とする放射性廃棄物の溶融固化法に関するもので
ある。

【００１２】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明
は、図示ものに限定されないことはいうまでもないこと
である。

【００１３】本発明の放射性廃棄物の溶融固化法におい
て、最大の特徴点は、放射性廃棄物の処理用熱源として
テルミット反応剤を主成分としたテルミット系自燃性燃
料の燃焼熱（反応熱）及び副生する高温度の溶融物を利
用する、という点にある。

【００１４】本発明の放射性廃棄物の溶融固化法におい
て、放射性廃棄物の処理用熱源として、前記テルミット
系自燃性燃料を採用するという着想は、本発明者らが先
に提案した産業廃棄物として無害化処理のニーズが高い
各種の燃焼系から排出される灰体（集塵灰を含む。）の
処理技術、例えば、(i).灰体の処理方法とそのための装
置（特願平８−２２０７８７号）、(ii).灰体利用の自
燃性燃料棒（特願平８−２２０７８８号）、などに基礎
をおくものである。

【００１５】以下、本発明の理解を助けるという意味に
おいて、前記した本発明者らが先に提案したテルミット
系自燃性燃料を利用した灰体（集塵灰を含む。）の処理
技術について説明する。

【００１６】従来、各種の産業廃棄物、都市ゴミ、下水
汚泥（脱水汚泥、脱水ケーキ）などを焼却することによ
り排出される焼却灰あるいは新たに一般産業廃棄物に規
定された各種の集塵装置から排出される集塵灰（これは
飛灰ともいわれている。）などの灰体（以下、単に灰体
ともいう。）の排出量は、膨大な量に及ぶものである。

【００１７】このため、これら灰体を廃棄物専用埋立地
に埋立てるにしても、埋立地の確保がますます困難にな
ってきている。また、これら灰体において、重金属等の
有害物質が混入している場合、これら有害物質の外界へ
の飛散防止や焼却灰からの除去が強く求められている。

【００１８】前記した灰体の量的な問題、あるいは重金
属などの有害物質の除去の問題などから、従来からこれ
ら灰体を焼却設備において焼却し、灰体の減容化、無公
害化、再利用化（再資源化）などを図る提案が多くなさ
れている。

【００１９】前記した灰体の焼却設備としては、電気溶
融炉、バーナー溶融炉、プラズマ溶融炉、あるいはアー
ク溶融炉などが使用されている。しかしながら、これら
灰体の焼却炉（溶融炉）においては、その構造上、次の
ような問題点がある。 (1).灰体を溶融するために大量のエネルギーを消費す
る。例えば、プラズマ溶融炉やアーク溶融炉において
は、電力の使用量が６５０ｋｗ／ｔ程度が必要である。
また、バーナー溶融炉においては、燃料となる灯油や重
油などを大量に確保しなければならない。 (2).焼却設備として高価かつ大型のものが必要である。
例えば、灰体を高温下で溶融するため、焼却炉内の耐火
レンガの腐食や耐熱性の低下が激しく、連続操作及び安
定操作のために二基以上の並列運転が必要である。

【００２０】このような背景のもとで、本発明者らは、
前記した各種の灰体を効率よくかつ経済的に完全に無害
化する方法について検討した結果、(i).従来技術と比較
してより高い温度のもとで灰体を溶融固化することが好
ましく、かつ、(ii).前記高温下での溶融条件を実現す
るためには、テルミット法（thermitprocess）を適用す
ることが好ましい、という知見を見い出し、前記知見を
ベースにしてテルミット系自燃性燃料を利用した灰体処
理技術を先に提案した。

【００２１】前記本発明者らの先に提案したテルミット
法をベースとした灰体の溶融固化法において、灰体の溶
融のための熱源を提供するテルミット法それ自体は、
(i).テルミット反応剤の第一の成分であるアルミニウム
は、ゴミの分別回収によりアルミニウム缶などの形態で
豊富に存在し、かつ容易に利用することができること、
かつ、(ii).テルミット反応剤の第二の成分である金属
酸化物、例えば酸化鉄などは、天然のイルメナイト鉱石
から酸化チタン（ＴｉＯ₂）を製造する際の産業廃棄物
として入取できること、しかも純度の高い酸化鉄を入取
することができること、また、(iii).前記金属酸化物
は、各種の灰体それ自体の中に豊富に存在すること、な
どの観点から、極めて経済的、省資源的なものである。

【００２２】即ち、本発明者らが先に提案したテルミッ
ト法をベースとした灰体の溶融固化技術（特願平８−２
２０９８７号及び特願平８−２２０７８８号）は、(1).
テルミット反応剤（アルミニウム及び金属酸化物）それ
自体の原料が、産業廃棄物で構成されること、(2).産業
廃棄物として無害化処理のニーズが高い各種の灰体にお
いて、その溶融固化物が、コンクリートの骨材、路盤
材、道路舗装ブロック材などとして再利用されること
（再資源化されること）、かつ、(3).産業廃棄物として
無害化処理のニーズが高い廃プラを同時に無害化分解で
きること、など公害対策や資源の再利用化の観点からみ
て極めて有用なものである。

【００２３】本発明の放射性廃棄物のテルミット系自燃
性燃料を利用した溶融固化法は、前記したことから明ら
かのように、本発明者らの先に提案したテルミット法に
よる灰体の溶融固化技術にヒントを置くものである。

【００２４】以下、本発明の放射性廃棄物の溶融固化法
について、詳しく説明する。

【００２５】まず、本発明の理解を助けるという意味に
おいて、テルミット法（thermit process）について、
若干、説明しておく。前記テルミット法は、周知のプロ
セスであるが、一般に下記式(1)で示されるように、ア
ルミニウム粉体と金属酸化物粉体の混合物に着火する
と、激しい発熱反応が起こり、金属酸化物が還元され、
生成する金属は高温のために溶融して反応容器の底に回
収されるという反応現象をいう。 ２Ａｌ＋３／２・Ｏ₂ ＝Ａｌ₂Ｏ₃ ＋３８６．２Ｋｃａｌ……… (1)

【００２６】前記テルミット反応をＡｌ粉末と酸化鉄
（Ｆｅ₃Ｏ₄）粉末の混合物で説明すると、前記混合物を
着火（約１１００℃〜１１５０℃）すると、下記式(2)
によりテルミット反応が進行し、その際、反応系は２７
５０℃以上という高温下にされされる。これらの反応状
況は、言葉の正確さを失するが、テルミット・プラズマ
（thirmit plasma）が発生しているということができ
る。 ８Ａｌ＋３Ｆｅ₃Ｏ₄ ＝９Ｆｅ＋４Ａｌ₂Ｏ₃ …………… (2)

【００２７】前記したように、式(2)で示されるＡｌ粉
末と酸化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）粉末の間のテルミット反応より
発生する反応熱は、２７５０℃以上であり、従来のバー
ナー溶融炉、プラズマ溶融炉、あるいはアーク溶融炉な
どで得られる高温条件よりも極めて高いものである。

【００２８】次に、本発明のアルミニウム粉体及び金属
酸化物粉体を主成分とするテルミット系自燃性燃料の構
成成分及び形態について説明する。 (1).本発明のテルミット系自燃性燃料は、テルミット反
応剤であるアルミニウム粉体及び金属酸化物粉体の二成
分で構成されてもよいものである。また、(2).本発明の
テルミット系自燃性燃料は、前記したように燃焼により
２７５０℃以上という極めて高い燃焼熱を発生するもの
であり、このような高温雰囲気下において、例えば固体
状の放射性廃棄物は、燃焼あるいは溶融により減容化さ
れるとともに、テルミット系自燃性燃料の燃焼により副
生する溶融物の中に、封じ込められる。このため、本発
明のテルミット系自燃性燃料は、前記したテルミット反
応剤であるアルミニウム粉体と金属酸化物粉体との二成
分系で構成されるほか、前記二成分系に、固体状放射性
廃棄物の細片体（ペレタイズしたものなど）を加えた三
成分系で構成してもよいものである。

【００２９】本発明において、前記したように、アルミ
ニウム粉体及び酸化鉄などの金属酸化物粉体の二成分か
らなるテルミット系自燃性燃料の場合、各種の放射性廃
棄物は、前記二成分系のテルミット系自燃性燃料の燃焼
域、即ち燃焼火炎域及び／又は副生する高温溶融物に供
給されることになる。一方、本発明において、各種の放
射性廃棄物それ自体を、前記二成分に加えて、テルミッ
ト系自燃性燃料の第三成分として使用してもよいもので
ある。

【００３０】本発明において、テルミット系自燃性燃料
を構成する成分は、前記したように、(1).アルミニウム
粉体及び酸化鉄などの金属酸化物粉体の二成分系、(2).
前記二成分に固体状放射性廃棄物の細片体を加えた三成
分系、などで構成されてもよいものである。本発明の前
記三成分系以上の多成分系において、第三成分は、前記
した固体状放射性廃棄物の細片体に限定されない。例え
ば、高濃度及び／又は低濃度の液状放射性廃棄物（廃
液）を処理する場合、放射性廃液を所望の吸着媒体に吸
着させ、次いで所望の粒度のものに調整したものを第三
成分として使用してもよい。また、放射性廃棄物で汚染
された金属製の機器などの場合、これらを所望の大きさ
に破砕、粉砕したものを第三成分として使用してもよ
い。

【００３１】本発明のテルミット系自燃性燃料の形態
は、後述する実施態様に示されるように、顆粒状（粉末
状も含む）あるいは棒状などの所望の形態であってよい
ものである。本発明において、前記した所望の燃料形態
を実現するために、前記した燃料の構成成分、即ち二成
分系、三成分系などの燃料の構成成分に対して、保形性
を付与するために各成分を固着あるいは粘着するための
可燃性媒体を添加してもよいことはいうまでもないこと
である。

【００３２】本発明において、前記可燃性媒体として、
天然鉱油系物質、合成油系物質、あるいはプラスチック
廃棄物などを使用することができる。なお、前記可燃性
媒体のうち、プラスチック廃棄物は、これがテルミット
系自燃性燃料の一構成成分として使用されるときは、省
略してもよいものである。前記、可燃性媒体として、重
油、灯油、潤滑油、廃油などの天然鉱物系物質、あるい
はエステル系や低分子量ポリマー（ポリエチレンワツス
など）の合成油系物質を使用することができる。また、
プラスチック廃棄物（分別回収されたプラスチックのペ
レットなど）を可燃性媒体として使用することができ
る。

【００３３】前記可燃性媒体は、テルミット系自燃性燃
料の各成分を混合するとき、例えば混練機（ニーダ）や
押出機中で混合するとき、各成分を相互に固着あるいは
粘着させることができ、これにより各成分が均一に分散
したテルミット系自燃性燃料を調製することができる。

【００３４】本発明において、前記したテルミット系自
燃性燃料を構成する成分、即ちアルミニウム粉体と金属
酸化物粉体からなるテルミット反応剤、放射性廃棄物
（ペレット及び／又は細片体）、放射性灰体（集塵
灰）、更には可燃性媒体などの配合割合は、所望に設定
すればよく特段の制約を受けるものではない。例えば、
テルミット反応剤、即ちアルミニウム粉体と金属酸化物
粉体の配合重量比は、一般に１：２〜１：４に設定すれ
ばよい。また、アルミニウム粉体と金属酸化物粉体を放
射性廃棄物のための溶融固化剤というとき、前記溶融固
化剤と放射性廃棄物成分の配合重量比は、一般に１：１
〜１：４に設定すればよい。更に、アルミニウム粉体と
金属酸化物粉体を放射性廃棄物成分のための溶融固化剤
というとき、前記溶融固化剤、放射性廃棄物成分及び可
燃性媒体の配合重量比は、一般に可燃性媒体を基準にし
て２：２：１〜２：８：１に設定すればよい。

【００３５】本発明の前記テルミット系自燃性燃料は、
他の配合成分、例えばテルミット反応の促進剤（硫化物
や塩化物など）、発火剤（過酸化バリウムとアルミニウ
ム粉末など）を含んでもよいことはいうまでもないこと
である。また、これらの配合成分の使用割合は所望に設
定すればよく、特段の制約を受けるものではない。

【００３６】次に、本発明のテルミット系自燃性燃料の
燃焼方式について説明する。本発明において、テルミッ
ト系自燃性燃料は、前記したように燃焼時に極めて高い
反応熱（燃焼熱）を発生するものである。このため、燃
焼炉の耐久性、耐火性を長期に維持するという観点か
ら、テルミット系自燃性燃料は、燃焼に際して燃焼炉の
構成部材（耐火レンガなど）に無接触状態で燃焼される
ことが好ましい。

【００３７】前記したテルミット系自燃性燃料の燃焼炉
内での無接触型燃焼方式を実現するために、燃料の形態
を固形状の棒状体とすることは好ましいことである。こ
れは、前記した固形状かつ棒状の形態の燃料棒を使用す
ることによって、片持ち状態の燃焼棒の先端部から炉材
に対して無接触状態で燃焼させることができるためであ
る。別言すれば、本発明のテルミット系自燃性燃料は空
間燃焼させることができる。

【００３８】本発明において、後述する実施態様に示さ
れるように、テルミット系自燃性燃料の燃焼方式は、前
記した棒状に成形された燃料を燃焼炉内で炉材に対して
無接触状態で燃焼する方式のものに限定されず、所望の
燃焼方式を採用することができるものである。そして、
本発明において、テルミット系自燃性燃料の形態は、採
用する燃焼方式に適合した形態、例えば前記したように
顆粒状（ペレット状）、棒状、あるいは管状などの所望
の形態を採用しうるものである。

【００３９】本発明の放射性廃棄物の溶融固化法におい
て、テルミット系自燃性燃料が、例えば、(i).テルミッ
ト反応剤を構成するアルミニウム粉体（第一成分）と金
属酸化物粉体（第二成分）、及び、(ii).放射性廃棄物
（第三成分）、で構成される場合、前記放射性廃棄物
（第三成分）は、テルミット反応剤（第一〜第二成分）
の激しい発熱反応のもとで完全に燃焼かつ溶融して減容
化し、最終的には前記第一〜第二成分の溶融物と混合し
て、混合溶融物となる。

【００４０】前記第一〜第三成分から成る混合溶融物
は、所望の受容器に受容され、かつ冷却されて固化され
る。前記冷却は、例えば下記に示すような所望の方式で
行えばよい。 (i).溶融物を冷却水で急冷水砕し、ガラス状の水砕スラ
グ（固化物）とする。 (ii).溶融物を空冷して空冷スラグ（結晶化スラグ）と
する。

【００４１】前記した第一〜第三成分から成る混合溶融
固化物は、第三成分の放射性廃棄物の観点からみると、
第三成分は、大幅に減容化されること、かつ、溶融固化
体から外部への飛散、流出などによる二次公害が防止さ
れること、などからみて好ましい形態のものである。

【００４２】前記したように、本発明の放射性廃棄物の
溶融固化法は、減容化効果が大きく（体積の圧縮率が大
きく）、かつ溶融固化物からの放射性汚染物質の流出な
どの二次公害の防止の面で好ましいものである。前記し
た減容化効果のメリットは、処理が必要な放射性廃棄物
の量が膨大であること、放射性廃棄物の集中管理（地上
及び地下）などの観点から重要である。

【００４３】本発明の放射性廃棄物の溶融固化法におい
て、その排気ガス処理系は、放射性粉じんの系外への飛
散など二次公害の発生がないように構成されなければな
らないことはいうまでもないことである。例えば、排気
ガスは、集塵機などにより処理され、放射性微粒子（粉
じん）を完全に回収されなければならない。なお、本発
明において、回収された放射性微粒子（粉じん）は、テ
ルミット系自燃性燃料の燃焼域にフィードバックされ、
溶融固化体とされる。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の放射性廃棄物の溶融固化法を
実施態様により更に詳しく説明する。なお、本発明は、
以下に説明する実施態様にのものに限定されず、また、
参照図面のものに限定されないことはいうまでもないこ
とである。また、以下の実施態様は、放射性廃棄物とし
て、放射性物質により汚染された金属製機器の細片体を
利用し、かつこれをテルミット系自燃性燃料の第三成分
として利用する方式を採用した。

【００４５】図１は、本発明の放射性廃棄物の溶融固化
法に適用される処理装置（Ａ）、即ち、テルミット系自
燃性燃料棒の製造と同時に、当該燃料棒を燃焼処理する
装置（Ａ）を説明する図である。

【００４６】図示されるように、放射性廃棄物の溶融固
化法に適用される処理装置（Ａ）は、大別して以下の四
つの構成要素からなるものである。 (i).原料の脱水・混合機（Ｂ） なお、本発明において原料とは、テルミット系自燃性燃
料棒を製造するための原料であり、より詳しくはテルミ
ット反応剤（アルミニウム粉体及び金属酸化物粉体）、
及び固体状放射性廃棄物の細片体を必須成分とするもの
である。本発明において、所望により他の成分、例えば
テルミット反応の促進剤などが使用されてもよいことは
いうまでもないことである。 (ii).燃料棒製造機（混練押出機）（Ｃ） (iii).燃焼炉（Ｄ） (iv).溶融物受容器（Ｅ）

【００４７】図１において、テルミット系自燃性燃料棒
は（１）、前記燃料棒（１）の燃焼により生成する溶融
物は（２）、前記溶融物（２）の冷却固化体は（３）、
で示されている。

【００４８】前記原料の脱水・混合機（Ｂ）は、脱水・
混合機本体（Ｂ₁）、ヒータ部（Ｂ₂）、及び各種原料の
供給路（パイプ）（Ｂ₃）から構成される。前記ヒータ
部（Ｂ₂）は、最終的に製造される燃料棒（１）の中の
水分を除去するためのものである。燃料棒（１）の中に
水分が多量に含まれていると、高温下でのテルミネット
反応において極めて危険である。このため、水分除去
（乾燥）は、次に説明する燃料棒製造機（Ｃ）において
も、行なわれることが好ましい。なお、本発明におい
て、前記脱水・混合機（Ｂ）において、ヒータ部
（Ｂ₂）は、内部又は外部加熱方式で構成されていても
よく、あるいは別体として構成されてもよいものであ
る。

【００４９】前記燃料棒製造機（混練押出機）（Ｃ）
は、大径部から小径部へと徐々に縮径される本体部
（１）、及び前記本体部（Ｃ₁）の端部に配設された固
形状かつ棒状の燃料棒押出し部（Ｃ₂）、を主要な構成
要素として構成されるものである。

【００５０】図１は、前記構成要素のほかに、前記本体
部（Ｃ₁）の内部にスクリュー（Ｃ_{1 1}）、外部に高さ調
整器（Ｃ₁₂）を示している。前記スクリュー（Ｃ₁₁）
は、原料を十分に混練し、かつ縮径部（Ｃ₂）において
可燃性媒体などにより各原料成分を相互に固着もしくは
融着するものである。前記高さ調整器（Ｃ₁₂）は、燃料
棒（１）の先端部の後述する燃焼炉（Ｄ）の着火装置
（Ｄ₂）に対する角度を調整するためのものである。こ
れにより着火装置（Ｄ₂）に対する燃料棒の角度が所望
に設定される。

【００５１】更に、図１は、前記燃料棒製造機（Ｃ）を
収容する収容室（Ｃ₃）を示している。前記収容室
（Ｃ₃）が配設される場合、前記収容室（Ｃ₃）内に燃料
棒製造機（Ｃ）を外部から加熱する加熱手段を配設して
もよい。前記収容室（４）内での加熱手段は、燃料棒
（１）の中から水分を除去するために重要である。前記
加熱手段は、後述する燃焼炉（Ｄ）内で発生する高温に
加熱された空気を利用できることはいうまでもないこと
である。なお、図１には図示されていないが、燃料棒製
造機（Ｄ）の本体部（Ｃ₁）内に内部加熱部（ヒータ
部）を配設してもよいことはいうまでもないことであ
る。

【００５２】前記燃焼炉（Ｄ）は、燃焼炉本体部
（Ｄ₁）及び着火装置（Ｄ₂）で構成される。図示の燃焼
炉本体部（Ｄ₁）は、燃料棒（１）から着火装置（Ｄ₂）
の方向にみて、その壁部は傾斜をなしており、かつ燃料
棒（１）の燃焼により生成する灰体溶融物（２）を外部
に取り出すための取出口（Ｄ₁₁）を有するものである。
図示されるように（図１の回転方向を示す矢線を参
照）、燃料棒（１）の均一燃焼を図るために、(i).燃焼
炉本体部（Ｄ₁）を燃料棒（１）とともに回転自在とな
るように構成したり、あるいは、(ii).着火装置（Ｄ₂）
を回転自在となるように構成してもよいことはいうまで
もないことである。

【００５３】本発明において、前記着火装置（Ｄ₂）
は、テルミット反応剤の燃焼を生起させるに十分な点火
温度（例えば１１００℃〜１２００℃）が得られるもの
で構成される。前記着火装置（Ｄ₂）として、例えばバ
ーナー方式、高周波方式、アーク方式などを採用すれば
よい。

【００５４】本発明において、前記溶融物受容器（Ｅ）
は、燃料棒（１）により生成する溶融物（２）を受容す
るものである。溶融物（２）は、燃焼炉（Ｄ）と受容器
（Ｅ）の間でも冷却固化（スラグ化）するが、主体的に
は受容器（Ｅ）において固化するものである。受容器
（Ｅ）の構造としては、溶融物（２）を冷却水で急冷
し、水砕してガラス状の水砕固化物が得られるようにし
てもよいし、除冷しながら（ゆっくりと冷やしながら）
結晶化させた固化物（空冷スラグ、結晶化スラグ）が得
られるようにしてもよい。また、受容器（Ｅ）を溶融物
から金属成分を回収するように構成してもよい。例え
ば、受容器（Ｅ）の構成を、溶融物を受容するととも
に、低比重物（スラグ成分）と高比重物（金属成分）に
分離させ、次いで水冷することにより粒状のスラグ成分
と粒状の金属成分を調製し、金属成分を磁選機などによ
り分離回収するようにしてもよい。

【００５５】本発明の放射性廃棄物の溶融固化法におい
て、前記した処理装置（Ａ）を適用することにより、放
射性廃棄物の細片体は、大きく減容化されるとともに、
安定化した溶融固化物へ変換される。

【００５６】

【発明の効果】本発明により、処理対策が急がれている
各種の放射性廃棄物を効率的かつ経済的に処理すること
ができるテルミット法をベースとした新規な放射性廃棄
物の溶融固化法が提供される。

【００５７】本発明の放射性廃棄物の溶融固化法におい
て、放射性廃棄物の減容化効果が大きく（体積の圧縮率
が大きく）、かつ、その副生物である溶融固化物からの
放射性物質の飛散や流出などの二次公害の防止性能に優
れている。前記した減容化効果のメリットは、放射性廃
棄物の処理量の膨大さからみて、また、放射性廃棄物の
集中管理（地上及び地下）の面などからみて重要であ
る。

【００５８】前記したように、本発明は、公害対策技術
として位置づけられるものであり、その社会的貢献度及
び社会的意義は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の放射性廃棄物の溶融固化法に適用さ
れる装置の概略図である。

【符号の説明】

Ａ …………… 処理装置 Ｂ …………… 原料の脱水・混合機 Ｃ …………… 燃料棒製造機 Ｄ …………… 燃焼炉 Ｅ …………… 溶融物受容器 １ …………… 燃料棒 ２ …………… 溶融物 ３ …………… 溶融固化物

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射性廃棄物を燃焼により溶融物を生成
   する燃焼系に供給し、放射性廃棄物を溶融固化する方法
   において、 (1).アルミニウム粉体及び金属酸化物粉体からなるテル
   ミット反応剤を主成分とするテルミット系自燃性燃料の
   燃焼域に対して放射性廃棄物を供給し、 (2).放射性廃棄物を、前記テルミット系自燃性燃料の燃
   焼熱及び／又は生成溶融物で処理するとともに溶融固化
   すること、を特徴とする放射性廃棄物の溶融固化法。
2. 【請求項２】 テルミット系自燃性燃料が、 (i).テルミット反応剤であるアルミニウム粉体と金属酸
   化物粉体、及び、(ii).固体状放射性廃棄物成分、を含
   むものである請求項１に記載の放射性廃棄物の溶融固化
   法。
3. 【請求項３】 テルミット系自燃性燃料が、 (i).テルミット反応剤であるアルミニウム粉体と金属酸
   化物粉体、(ii).固体状放射性廃棄物成分、及び、(ii
   i).前記(i)と(ii)の燃焼系で発生する灰体、を含むもの
   である請求項１に記載の放射性廃棄物の溶融固化法。
4. 【請求項４】 テルミット系自燃性燃料が、燃料の構成
   成分を固着するための可燃性媒体を含むものである請求
   項１〜３のいずれか１項に記載の放射性廃棄物の溶融固
   化法。
5. 【請求項５】 可燃性媒体が、天然鉱油系物質、合成油
   系物質及びプスチック廃棄物から選ばれた少なくとも１
   種のものである請求項４に記載の放射性廃棄物の溶融固
   化法。