JPH1096800A - 低レベル放射性廃棄物の溶融処理方法 - Google Patents
低レベル放射性廃棄物の溶融処理方法Info
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- JPH1096800A JPH1096800A JP25165896A JP25165896A JPH1096800A JP H1096800 A JPH1096800 A JP H1096800A JP 25165896 A JP25165896 A JP 25165896A JP 25165896 A JP25165896 A JP 25165896A JP H1096800 A JPH1096800 A JP H1096800A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃棄物としての石炭灰を有効利用し、溶融体
中へのセシウム捕捉率を向上させる。 【解決手段】 低レベル放射性廃棄物を溶融処理する
際、石炭灰を添加する。加熱方法は、プラズマ加熱、高
周波誘導加熱等があるが、特に限定されない。また、溶
融炉内に低レベル放射性廃棄物と石炭灰を同時に投入し
ても良く、別々に投入しても良い。
中へのセシウム捕捉率を向上させる。 【解決手段】 低レベル放射性廃棄物を溶融処理する
際、石炭灰を添加する。加熱方法は、プラズマ加熱、高
周波誘導加熱等があるが、特に限定されない。また、溶
融炉内に低レベル放射性廃棄物と石炭灰を同時に投入し
ても良く、別々に投入しても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低レベル放射性廃
棄物の減容化のための溶融固化処理方法に関する。更に
詳述すると、本発明は、原子力発電所で発生する放射性
廃棄物の溶融処理と火力発電所で発生する石炭灰の再利
用率の向上を同時に実現可能とする低レベル放射性廃棄
物の溶融処理方法に関する。
棄物の減容化のための溶融固化処理方法に関する。更に
詳述すると、本発明は、原子力発電所で発生する放射性
廃棄物の溶融処理と火力発電所で発生する石炭灰の再利
用率の向上を同時に実現可能とする低レベル放射性廃棄
物の溶融処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気事業においてはエネルギーの電力変
換に際して発生する廃棄物の処分が大きな問題となって
いる。例えば原子力発電所で発生する放射性廃棄物や、
火力発電所で発生する石炭灰（主にフライアッシュであ
るが、残留灰を含む）である。
換に際して発生する廃棄物の処分が大きな問題となって
いる。例えば原子力発電所で発生する放射性廃棄物や、
火力発電所で発生する石炭灰（主にフライアッシュであ
るが、残留灰を含む）である。
【０００３】放射性廃棄物は、その汚染レベルに応じて
さまざまな廃棄処理方法が開発されており、比較的低レ
ベルの放射性固体廃棄物の場合には、減容処理された後
に隔離して貯蔵されることが考えられている。この低レ
ベル放射性固体廃棄物の減容処理方法としては、プラズ
マ加熱や高周波誘導加熱等による溶融処理が研究されて
いる。
さまざまな廃棄処理方法が開発されており、比較的低レ
ベルの放射性固体廃棄物の場合には、減容処理された後
に隔離して貯蔵されることが考えられている。この低レ
ベル放射性固体廃棄物の減容処理方法としては、プラズ
マ加熱や高周波誘導加熱等による溶融処理が研究されて
いる。
【０００４】また、石炭灰の場合にはリサイクル法によ
って再資源化の促進が義務づけられており、例えばセメ
ント混和材としたりスラグ化して建築材などとして利用
されている。
って再資源化の促進が義務づけられており、例えばセメ
ント混和材としたりスラグ化して建築材などとして利用
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低レベ
ル放射性廃棄物の溶融処理技術を確立するためには、放
射性廃棄物中のセシウム（Ｃｓ）の揮発を抑えて溶融体
中に安定的に捕捉しておく技術の開発が必要である。特
に、セシウムは揮発し易い放射性核種であり、溶融体中
にセシウムを捕捉させておくことは放射線防護の観点か
ら有効であると共に貯蔵処分前に廃棄物の残留放射能を
確認する際の指標としても役立つ。このため、低レベル
放射性固体廃棄物の溶融処理技術を実現させるためにも
セシウムの捕捉方法の確立が望まれる。
ル放射性廃棄物の溶融処理技術を確立するためには、放
射性廃棄物中のセシウム（Ｃｓ）の揮発を抑えて溶融体
中に安定的に捕捉しておく技術の開発が必要である。特
に、セシウムは揮発し易い放射性核種であり、溶融体中
にセシウムを捕捉させておくことは放射線防護の観点か
ら有効であると共に貯蔵処分前に廃棄物の残留放射能を
確認する際の指標としても役立つ。このため、低レベル
放射性固体廃棄物の溶融処理技術を実現させるためにも
セシウムの捕捉方法の確立が望まれる。
【０００６】また、火力発電所から発生する石炭灰につ
いては、セメント混和材などとしてその有効利用が図ら
れているものの、再利用率は６０％程度に止まってい
る。
いては、セメント混和材などとしてその有効利用が図ら
れているものの、再利用率は６０％程度に止まってい
る。
【０００７】このことから、低レベル放射性廃棄物の処
理においては溶融処理時におけるセシウムの安全な捕捉
技術が、また石炭灰の有効利用については再利用率の向
上が望まれている。
理においては溶融処理時におけるセシウムの安全な捕捉
技術が、また石炭灰の有効利用については再利用率の向
上が望まれている。
【０００８】本発明は、廃棄物としての石炭灰を有効利
用し、かつ溶融体中へのセシウム捕捉率を向上させるこ
とが可能な低レベル放射性固体廃棄物の溶融処理方法を
提供することを目的とする。
用し、かつ溶融体中へのセシウム捕捉率を向上させるこ
とが可能な低レベル放射性固体廃棄物の溶融処理方法を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明者等が種々研究した結果、低レベル放射性
固体廃棄物を溶融処理する場合に、揮発性核種の一つで
あるＣｓを溶融体中に安定的に捕捉するためには、溶融
体中のスラグ層の成分の内、ＳｉＯ2 濃度またはＡｌ2
Ｏ3濃度を高めることが効果的であることを確認した。
一方、石炭灰（フライアッシュを含む）の成分は、火力
発電所で使用する石炭の種類や燃焼条件等により異なる
ものの、ＳｉＯ2 やＡｌ2Ｏ3を多く含んでいる。
めに、本発明者等が種々研究した結果、低レベル放射性
固体廃棄物を溶融処理する場合に、揮発性核種の一つで
あるＣｓを溶融体中に安定的に捕捉するためには、溶融
体中のスラグ層の成分の内、ＳｉＯ2 濃度またはＡｌ2
Ｏ3濃度を高めることが効果的であることを確認した。
一方、石炭灰（フライアッシュを含む）の成分は、火力
発電所で使用する石炭の種類や燃焼条件等により異なる
ものの、ＳｉＯ2 やＡｌ2Ｏ3を多く含んでいる。
【００１０】本発明の低レベル放射性廃棄物の溶融処理
方法は、かかる知見に基づいて成されたものであり、石
炭灰を添加して低レベル放射性廃棄物を溶融処理するよ
うにしたものである。この場合、石炭灰が溶融体中のス
ラグ層に取り込まれ、スラグ層のＳｉＯ2 濃度を高める
ばかりかＡｌ2Ｏ3濃度も高めて塩基度を下げている。し
たがって、溶融温度がセシウムの沸点を遥かに越えた高
温になっても、セシウムの揮発が抑制されて効果的に溶
融体中に捕捉される。
方法は、かかる知見に基づいて成されたものであり、石
炭灰を添加して低レベル放射性廃棄物を溶融処理するよ
うにしたものである。この場合、石炭灰が溶融体中のス
ラグ層に取り込まれ、スラグ層のＳｉＯ2 濃度を高める
ばかりかＡｌ2Ｏ3濃度も高めて塩基度を下げている。し
たがって、溶融温度がセシウムの沸点を遥かに越えた高
温になっても、セシウムの揮発が抑制されて効果的に溶
融体中に捕捉される。
【００１１】ここで、石炭灰としては火力発電所等から
排出される石炭灰を使用することが好ましい。この場
合、火力発電所等の廃棄物である石炭灰の再利用率をも
高めることができる。
排出される石炭灰を使用することが好ましい。この場
合、火力発電所等の廃棄物である石炭灰の再利用率をも
高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】本発明の低レベル放射性廃棄物の溶融処理
方法は、低レベル放射性廃棄物を溶融処理する際に石炭
灰を添加することに特徴を有している。溶融処理として
は、特に限定されるものではないが、例えばプラズマ加
熱、高周波誘導加熱又はマイクロ波加熱等を熱源とした
溶融炉の使用が好ましい。いずれの加熱法による溶融処
理においても、溶融炉内に廃棄物と適宜量の石炭灰を投
入して加熱することによって、低レベル放射性廃棄物の
溶融による減容化が図られる。
方法は、低レベル放射性廃棄物を溶融処理する際に石炭
灰を添加することに特徴を有している。溶融処理として
は、特に限定されるものではないが、例えばプラズマ加
熱、高周波誘導加熱又はマイクロ波加熱等を熱源とした
溶融炉の使用が好ましい。いずれの加熱法による溶融処
理においても、溶融炉内に廃棄物と適宜量の石炭灰を投
入して加熱することによって、低レベル放射性廃棄物の
溶融による減容化が図られる。
【００１４】石炭灰の添加は、セシウムを効率良く捕捉
するためには、低レベル放射性固体廃棄物中のセシウム
が揮発し始める前に石炭灰が溶融してスラグ層中に取り
込まれておくことが必要であることから、少なくとも低
レベル放射性固体廃棄物の温度がセシウムの沸点に達す
る前であれば特にその投入時期について限定されるもの
ではない。例えば、石炭灰と廃棄物とを混ぜてあらかじ
め溶融炉内に投入してから溶融処理を開始したり、溶融
処理中に廃棄物と一緒にあるいは廃棄物の投入に先だっ
て若しくは廃棄物の投入の後に石炭灰を投入しても良
い。
するためには、低レベル放射性固体廃棄物中のセシウム
が揮発し始める前に石炭灰が溶融してスラグ層中に取り
込まれておくことが必要であることから、少なくとも低
レベル放射性固体廃棄物の温度がセシウムの沸点に達す
る前であれば特にその投入時期について限定されるもの
ではない。例えば、石炭灰と廃棄物とを混ぜてあらかじ
め溶融炉内に投入してから溶融処理を開始したり、溶融
処理中に廃棄物と一緒にあるいは廃棄物の投入に先だっ
て若しくは廃棄物の投入の後に石炭灰を投入しても良
い。
【００１５】溶融処理中の低レベル放射性固体廃棄物中
のセシウムの揮発は、溶融温度と溶融体中のスラグ層の
成分によって影響を受ける。一般的には、低レベル放射
性固体廃棄物の溶融温度が約８００℃に達すると、セシ
ウムが盛んに揮発し始める。しかしながら、石炭灰を添
加して溶融処理を行うことで、スラグ層中のＳｉＯ2濃
度が高まり、かつ塩基度が低下するので、溶融温度が１
５００℃〜１６００℃程度に達してもセシウムがスラグ
層に捕捉されて揮発が抑制される。
のセシウムの揮発は、溶融温度と溶融体中のスラグ層の
成分によって影響を受ける。一般的には、低レベル放射
性固体廃棄物の溶融温度が約８００℃に達すると、セシ
ウムが盛んに揮発し始める。しかしながら、石炭灰を添
加して溶融処理を行うことで、スラグ層中のＳｉＯ2濃
度が高まり、かつ塩基度が低下するので、溶融温度が１
５００℃〜１６００℃程度に達してもセシウムがスラグ
層に捕捉されて揮発が抑制される。
【００１６】そのことを確認するため、溶融体中のスラ
グ層のＳｉＯ2 濃度とセシウム捕捉率の関係およびスラ
グ層の塩基度とセシウム捕捉率との関係を実験で求め
た。その結果を図１および図２に示す。実験は、低レベ
ル放射性廃棄物に石炭灰を添加して溶融処理を行った場
合と、添加せずに溶融処理を行った場合とについて行っ
た。更に、石炭灰を添加しない場合については、低レベ
ル放射性廃棄物のＳｉＯ 2 濃度と塩基度が変わるように
成分比を調整した２種類の試料Ａ，Ｂを添加剤として用
いてそれぞれ実験を行った。因みに、低レベル放射性固
体廃棄物に含まれる不燃物の主成分は、ＳｉＯ2 、Ａｌ
2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣａＯである。そこで、添加剤中のこ
れらの成分比を変えてスラグ層中のＳｉＯ2 濃度と塩基
度が平均的な低レベル放射性廃棄物のものと変わらない
状態とする試料ＡとそれよりもＳｉＯ2 濃度が高くかつ
塩基度が低い試料Ｂとを作製した。また、各実験での溶
融条件は、試料Ａ，Ｂの組成比および石炭灰を添加する
こと以外は同じとした。さらに、加熱手段としてはプラ
ズマ加熱を使用し、通電のために各試料Ａ，Ｂ又は石炭
灰とともに鉄を投入し溶融処理の初期には鉄を使って電
流を流している。ただし、実験では便宜上プラズマ発生
のために鉄を加えたが、実際の溶融処理では廃棄物中に
導電体例えばＳＵＳ等が含まれていたり、溶融処理物側
に金属がなくともプラズマを発生させる炉を利用するこ
となどによって溶融処理が可能となるので、運転開始時
や可動中に鉄を投入する必要はない。
グ層のＳｉＯ2 濃度とセシウム捕捉率の関係およびスラ
グ層の塩基度とセシウム捕捉率との関係を実験で求め
た。その結果を図１および図２に示す。実験は、低レベ
ル放射性廃棄物に石炭灰を添加して溶融処理を行った場
合と、添加せずに溶融処理を行った場合とについて行っ
た。更に、石炭灰を添加しない場合については、低レベ
ル放射性廃棄物のＳｉＯ 2 濃度と塩基度が変わるように
成分比を調整した２種類の試料Ａ，Ｂを添加剤として用
いてそれぞれ実験を行った。因みに、低レベル放射性固
体廃棄物に含まれる不燃物の主成分は、ＳｉＯ2 、Ａｌ
2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣａＯである。そこで、添加剤中のこ
れらの成分比を変えてスラグ層中のＳｉＯ2 濃度と塩基
度が平均的な低レベル放射性廃棄物のものと変わらない
状態とする試料ＡとそれよりもＳｉＯ2 濃度が高くかつ
塩基度が低い試料Ｂとを作製した。また、各実験での溶
融条件は、試料Ａ，Ｂの組成比および石炭灰を添加する
こと以外は同じとした。さらに、加熱手段としてはプラ
ズマ加熱を使用し、通電のために各試料Ａ，Ｂ又は石炭
灰とともに鉄を投入し溶融処理の初期には鉄を使って電
流を流している。ただし、実験では便宜上プラズマ発生
のために鉄を加えたが、実際の溶融処理では廃棄物中に
導電体例えばＳＵＳ等が含まれていたり、溶融処理物側
に金属がなくともプラズマを発生させる炉を利用するこ
となどによって溶融処理が可能となるので、運転開始時
や可動中に鉄を投入する必要はない。
【００１７】この実験結果を示す図１及び図２からも明
らかなように、スラグ層中のＳｉＯ 2 濃度が高くなるほ
どセシウムのスラグ層への捕捉率が向上し、また、スラ
グ層の主成分からみた塩基度が低くなるほどセシウムの
スラグ層への捕捉率が向上した。即ち、セシウムのスラ
グ層への捕捉率を向上させるためには、スラグ層のＳｉ
Ｏ2 濃度を高くし、塩基度を低くすれば良いことがわか
る。そして、ＳｉＯ2濃度の増加および塩基度の低下の
いずれにも溶融処理時の石炭灰の添加が効果的であるこ
とが明らかである。火力発電所などから排出される石炭
灰は、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3を主成分としている。したが
って、低レベル放射性固体廃棄物の溶融処理時に石炭灰
を添加することによって、スラグ層中のＳｉＯ2 濃度が
高まると共に塩基度が低くなり、セシウムの捕捉率を向
上させることができる。即ち、石炭灰は、セシウムの捕
捉率を向上させる添加剤として有用であることがわか
る。
らかなように、スラグ層中のＳｉＯ 2 濃度が高くなるほ
どセシウムのスラグ層への捕捉率が向上し、また、スラ
グ層の主成分からみた塩基度が低くなるほどセシウムの
スラグ層への捕捉率が向上した。即ち、セシウムのスラ
グ層への捕捉率を向上させるためには、スラグ層のＳｉ
Ｏ2 濃度を高くし、塩基度を低くすれば良いことがわか
る。そして、ＳｉＯ2濃度の増加および塩基度の低下の
いずれにも溶融処理時の石炭灰の添加が効果的であるこ
とが明らかである。火力発電所などから排出される石炭
灰は、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3を主成分としている。したが
って、低レベル放射性固体廃棄物の溶融処理時に石炭灰
を添加することによって、スラグ層中のＳｉＯ2 濃度が
高まると共に塩基度が低くなり、セシウムの捕捉率を向
上させることができる。即ち、石炭灰は、セシウムの捕
捉率を向上させる添加剤として有用であることがわか
る。
【００１８】因みに、セシウム捕捉率は、スラグ層中の
Ｃｓ量を処理前の試料中のＣｓ全量で除して１００％を
掛けて求められる。また、塩基度は、（Ｆｅ2Ｏ3＋Ｃａ
Ｏ）の重量を（ＳｉＯ2 ＋Ａｌ2Ｏ3）の重量で除した値
である。
Ｃｓ量を処理前の試料中のＣｓ全量で除して１００％を
掛けて求められる。また、塩基度は、（Ｆｅ2Ｏ3＋Ｃａ
Ｏ）の重量を（ＳｉＯ2 ＋Ａｌ2Ｏ3）の重量で除した値
である。
【００１９】なお、上述の形態は本発明の好適な形態の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の低レベル放射性廃棄物の溶融処理方法では、石炭灰を
添加して低レベル放射性廃棄物を溶融処理するようにし
ているので、石炭灰が溶融体のスラグ層に取り込まれて
スラグ層中のＳｉＯ2 濃度とＡｌ2Ｏ3濃度を高めると共
に塩基度を下げる。したがって、揮発性核種であるセシ
ウムをスラグ層中に安定的に捕捉してその揮発を抑制す
ることができる。このため、放射線防護に寄与すること
ができ、また、低レベル放射性廃棄物を貯蔵する場合の
残留放射能の計測にも役立たせることができる。
の低レベル放射性廃棄物の溶融処理方法では、石炭灰を
添加して低レベル放射性廃棄物を溶融処理するようにし
ているので、石炭灰が溶融体のスラグ層に取り込まれて
スラグ層中のＳｉＯ2 濃度とＡｌ2Ｏ3濃度を高めると共
に塩基度を下げる。したがって、揮発性核種であるセシ
ウムをスラグ層中に安定的に捕捉してその揮発を抑制す
ることができる。このため、放射線防護に寄与すること
ができ、また、低レベル放射性廃棄物を貯蔵する場合の
残留放射能の計測にも役立たせることができる。
【００２１】また、請求項２記載の発明では、石炭灰と
して火力発電所からの廃棄物である石炭灰を利用してい
るので、原子力発電所からの低レベル放射性廃棄物の減
容化のための溶融処理でセシウムの揮発を抑えて捕捉率
を上げることを実現する一方、火力発電所から排出され
る石炭灰の再利用率をも向上させることができ、一挙両
得である。
して火力発電所からの廃棄物である石炭灰を利用してい
るので、原子力発電所からの低レベル放射性廃棄物の減
容化のための溶融処理でセシウムの揮発を抑えて捕捉率
を上げることを実現する一方、火力発電所から排出され
る石炭灰の再利用率をも向上させることができ、一挙両
得である。
【図１】溶融体のスラグ層中のＳｉＯ2 濃度とセシウム
捕捉率との関係を示す図である。
捕捉率との関係を示す図である。
【図２】溶融体のスラグ層中の塩基度とセシウム捕捉率
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 低レベル放射性廃棄物を石炭灰を添加し
て溶融処理することを特徴とする低レベル放射性廃棄物
の溶融処理方法。 - 【請求項２】 前記石炭灰は火力発電所から排出される
石炭灰であることを特徴とする請求項１記載の低レベル
放射性廃棄物の溶融処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25165896A JPH1096800A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 低レベル放射性廃棄物の溶融処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25165896A JPH1096800A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 低レベル放射性廃棄物の溶融処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096800A true JPH1096800A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17226099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25165896A Pending JPH1096800A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 低レベル放射性廃棄物の溶融処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1096800A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013246081A (ja) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Few Technology Co Ltd | 放射性物質を含有した焼却灰の処理方法及び処理固形物 |
| JP2014006168A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Ngk Insulators Ltd | 放射性セシウム汚染物の処理方法 |
| JP2014106017A (ja) * | 2012-11-26 | 2014-06-09 | Taiheiyo Cement Corp | 放射性セシウムの除去方法、及び、焼成物の製造方法 |
| JP2014190882A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Meiwa Industries Ltd | 放射性セシウムが付着したバイオマスの処理方法 |
| JP2016153809A (ja) * | 2016-05-02 | 2016-08-25 | 株式会社クボタ | 放射性セシウム分離濃縮方法及び放射性セシウム分離濃縮装置 |
| JP2017032593A (ja) * | 2016-11-17 | 2017-02-09 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 放射性セシウムの酸化物を含有する灰の処理装置 |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP25165896A patent/JPH1096800A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013246081A (ja) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Few Technology Co Ltd | 放射性物質を含有した焼却灰の処理方法及び処理固形物 |
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| JP2017032593A (ja) * | 2016-11-17 | 2017-02-09 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 放射性セシウムの酸化物を含有する灰の処理装置 |
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