JPS58155398A - 放射性廃棄物の固化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子力発電所等から発生する放射性廃棄物の処
理方法に係シ、特にペレット状放射性廃棄物に好適な固
化方法に関する。

原子力発電所等の運転に伴い種々の放射性廃棄物が発生
するが、これらの放射性廃棄物を滅容臥更に、ドラム缶
等の固化容器に安定に固化することは、施設内の保管ス
ペースを確保する点で重要であるのみならず、安全上の
点や、将来の最終処分法の一つである陸地保管及び陸地
処分上、不可欠な要素である。

例えば、放射性廃棄物を減容する方法の一つとして、沸
騰水型原子力発電所から発生する主要な廃棄物である再
生廃液（主成分、硫酸ナトリウム）や、廃イオン交換樹
脂スラリーを遠心薄膜乾燥機等の乾燥機で乾燥粉末化し
た後、ブリケラティング機等の造粒機を用いてペレット
化することで、廃棄物量を大巾に減容することが試みら
れている。

この方法によれば、廃液やスラリーを直接セメントによ
り固化する方法（所萌セメント固化法）に比べ約１／８
に減容できることが゛確Ｖされている。

しかしながら、このように大幅に減容できる方法におい
ても、セメント等の水硬性の充填剤では安定な固化体を
形成できないという問題がある。これはセメントが水と
混合して用いられる丸め、ベレットの乾燥粉末に水が吸
収され、ベレットの塵瀾、溶解現象が生ずるためである
。このため、水を使用しなくてよい充填剤、例えばアス
ファルト。

プラスチック等を用いて、固化する方法が試みられてい
た。しかしながら、これらの固化方法では、＃ｌ温での
操作が必要であったシ、充填剤そのものが極めて高価で
ある等の多くの欠点があった。

このようなことから、、ペレット状放射性廃棄物に対し
て操作性が良く、安価で、且つ長期保管時の安定性に優
れた充填剤（固化剤）による固化方法が要望されている
。

そこで、本発明者等は、特願昭５６−８０９７２におい
て、従来から水ガラスとして知られているケイ酸アルカ
リ溶液による固化法を提案し九が、先願発明においては
以下に述べる方法において固化を行なってい今。即ち、
ケイ酸アルカリ溶液にざまれろ水分や硬化反応の際生成
する反応生成水ＶＣよるベレットの膨潤、溶解を防止す
るため、ポルトランドセメント等の吸水剤を一時に添加
することにより、良好なベレット状放射性廃棄物の固化
体を得る方法である。第１図はとの固化体を得る方法を
示した概略説明図であり、Ｍ、０・ｍ５ｉＱ、・ＸＨ，
Ｏの形で表わされるケイ酸ナトリウム溶液（水分量４０
〜８０重量％）１に、ＭＯｍ／２−ｎＰ、Ｏ，の形で表
わされる無機質り／酸化合物粉末２を硬化剤として加え
、ポルトランドセメント３を吸水剤として同時に添加し
、混合機４により混合したものを、ドラム缶５内に設け
られたかと６内に充填された放射性廃棄物ペレント７間
の空隙に流入させることＫより、良好な固体化を行ない
得ることを明らかＫした。

しかしながら、この方法においても、液状のケイ酸アル
カリ溶液と粉末状の硬化剤及び吸水剤を混合する必要が
あること、粉末と液体を均一に混合するには比較的煩雑
な操作が必要となること、また、ある程度以上の水分、
通常４０重１％以上の水分が存在しないと流動性が極め
て悪くなりドラム缶内へ流入させることが困難となって
固化できなくなり、ベレットの膨潤、溶解を防止するに
は吸水剤が必要であること等の一点がある。

本発明の目的は、耐候性、操作性及び経済性に優れた放
射性廃棄物の固化方法を提供するととくある。

本発明は、放射性廃棄物のベレットを固化する方法にお
いて、ケイ酸アルカリヲ充填剤としてこれに硬化作用を
有する物質を混合して水溶液としたものに、流動性を向
上せしめる物質（以下流動化剤と称する）を添加するこ
とＫより、上記目的を達成する。

近年、土木、建築分野において、モルタル及びコンクリ
ートを施工する際に、コンクリートに所定の強度を持た
せるために、水分量を減らしても十分な流動性が得られ
る減水剤と称される流動化剤が用いられている。（４Ｉ
許第４８５３９１　号及び特公４８−９５６４）Ｋ着目
し、所關水ガラスを用いるベレット状放射性廃棄物固化
へこの流動化剤を通用することを試みた。この結果、従
来はドラム缶に流入させるため最低限必要な粘度１０”
　ＣＰ（センチポアズ）を得るため［５０〜６０重量％
の水分が必要であったが、前記流動化剤を用いることＫ
より溶液中の水分を２０重量％以下で充分な流動性を確
保でき、ドラム缶内に注入固化させることが可能となる
ことを見出した。しかも、水分量を減少させることによ
り従来は必要であった吸水剤の添加も不用となることを
同時に見出した。

従って本発明の方法では、従来の水溶液状のケイ酸アル
カリ溶液に代り、最近市販され始めている粉末状のケイ
酸アルカリ（従来の−のから水分を飛ばしたもの）Ｋ粉
末状の硬化剤を予め混合し、これに２０重量％程度の水
と０．１重量％程度の流動化剤を添加混合することによ
り、容易にベレット状放射性廃棄物を固化することがで
きる。なお、流動化剤としては、一般にナフタリンスル
ホン酸ホルムアルデヒドの高縮合物を用い、これＫよシ
、ケイ酸アルカリ粉末及び硬化剤粉末に均一な水膜を形
成せしめ、界面電気現象により分散性を向上させ流動性
を向上させることができる。

第２図は、上記ケイ酸ナトリウム溶液中の水分とその粘
度及び水分とベレットの溶解度の関係をＡでは、６０重
量％以上の水分が存在しないと固化操作上必要な１０”
ＣＰという粘度を得ることができないと共に、ベレット
の溶解度も大きくなるため吸水剤が必須となる。しかし
、本発明の方法による流動化剤を用い九Ｂの場合は、２
０重量％程度で十分な流動性を有し、且つ、ベレットの
溶解度も１〜２％以下と極めて少ないため、吸水剤は不
要となることが分る。即ち、本発明では、ケイ酸アルカ
リによる固化方法を採シ、且つ必要な水分量を減少させ
煩雑な操作の原因である吸水剤全不要とする流動化剤を
添加するととくよシ、放射性廃棄物ベレットの経済性、
耐候性及び操作性を向上させる効果がある。

以下、本発明の一実施例を通常、放射性廃棄物の固化に
用いられる２００１ドラム缶で固化する場合について、
第３図に従って説明する。

先ず、２００Ｊドラム缶５内に設けられたかご６内に、
Ｎｍ１Ｓ０４を主成分とする放射性廃棄物ペレット７を
約２５０Ｋｆ充填する。次に％Ｎ１．０４０％とｓｈｏ
、ｇｏ％のケイ酸ナトリウム粉末８と８ム０．・ｎ　ｐ
、　ｏ　、で示される徐放重性無機質リン酸化合物であ
る硬化剤２を混合機９において混合する。次に１これら
粉末混合物に、水１０とナフタリンスルホン酸ホルムア
ルデヒド高縮金物のＮａ塙である流動化剤１１を加え、
混合機１２において混合する。これらの配合比率は、ケ
イ酸ナトリウム：硬化剤：水：流′動化剤を、１：１：
０、４　：　０．０２としである。このようＫして混合
した固化剤を上記２００Ｊドラム缶５内に流入させ、放
射性廃棄物ベレット７間の空隙を場めた後、減圧脱気し
て残留している気泡を除去し、室温において放置し硬化
させる。なお、硬化は数時間で完了し、第４図で示しえ
よすな放射性廃棄物の固化体１３を得ることができる。

このようＫして形成し九固化体は、ベレットの吸水、膨
潤によるクラック発生もなく強度も十分で、耐候性に優
れ、且つ吸水剤を用いないため操作性に優れ、また高価
な充填剤等を使用していないため経済的にも優れる効果
がある。

なお、上記実施例では、予め放射性廃棄物ベレットをド
ラム缶５内に充填したが、放射性廃棄物ベレットとケイ
酸ナトリウムと硬化剤と水と流動化剤を混合し、ドラム
缶内に充填しても同様の効果を得ることができる。更に
、前記実施例によれば、Ｎａ、８０．金主成分とした放
射性廃棄物ベレットについて述べたが、廃イオン交換樹
脂等のベレットについても同様な方法により同様な効果
を有することが確認されている。

以上配達した如く本発明の放射性廃棄物の固化方法によ
れば、耐候性、操作性及び経済性に優れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射性廃棄物水ガラス固化法の一例を示
す説明図、第２図はケイ酸ナトリウム溶液中の水分量と
粘度及びベレットの溶解度の関係を示す線図、第３図は
本発明の放射性廃棄物の固化方法の一実施例を示す説明
図、第４因は第３図の実施例によシ固化された放射性廃
棄物の一例を示す部分切裁斜視図である。 ２・・・無機質リン酸化合物粉末、５・・・ドラム缶、
６・・・かご、７・・・放射性廃秦物ベレット、８・・
・ケイ酸ナトリウム粉末、９．１２・・・混合１機、１
０・・・水、５１図 第２図 アイＲすトリウム：容１１〒の水分量（重量％）第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射性廃棄物のペレットを固化する方法において、
   ケイ酸アルカリを充填剤として、これに硬化作用を有す
   る物質と、これらの混合物水溶液の流動性を向上せしめ
   る物質とを添加して充填剤を固化することを特徴とする
   放射性廃棄物の固化方法。 ２　前記硬化作用を有する物質が無機室リン酸化合物で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射
   性廃棄物の固化方法。 １　前記流動性を向上せしめる効果を有する物質が、ナ
   フタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高度縮合物の塩で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射
   性廃棄物の固化方法。 ４、　前記ケイ酸アルカリと硬化作用を有する物質との
   混合物中の水分量が、混合物１００ｇ当り２０ｇ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射
   性廃棄物の固化方法。 ５、前記放射性廃棄物の固化方法において、容器もしく
   は容器内側に設けられ、且つ、容器内面と一定の間隔を
   おくことのできるようにしたかご内に放射性廃棄物ペレ
   ットを充填した後、前記放射性ペレットが作る空隙に、
   ケイ酸アルカリと、硬化作用を有する物質と、流動性を
   向上せしめる物質との混合物を充填し、充填剤を固化す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項記
   載の放射性廃棄物の固化方法。 ６、前記ナフタリンスルホン酸中ルムアルデヒド＃１度
   縮合物の塩が未反応ナフタリンスルホン酸塩を８％以下
   、且つ、５核体以上の高度縮合物塩を７０％以上有する
   ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高度縮合物のア
   ルカリ金属塩又はアルカリ土類金ｌｌＩ４＃７Ａである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射性廃
   棄物の固化方法。