JPS5847678B2 - 放射性気体廃棄物のゼオライト封入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放躬性気体廃棄物を貯蔵するために該廃棄物
を安全かつ効率良くゼオライト中に封入する方法に関す
る。

原子力施設から生ずる放躬性気体廃棄物は、環境に漏出
させることなく、発生源において全量回収し、安定な状
態で人間環境から隔離貯蔵しなければならない。

その貯蔵方法としてゼオライトを使用する方法が知られ
ている。

その原理は、ゼオライトが結晶中にケージ（空孔）を有
することを利用し、ゼオライトを高温に加熱することに
よって結晶内のボア（ｐｏｒｅ）を介してクリプトン（
Ｋｒ）やアルゴン（Ａｒ）などの放躬性排ガス分子をケ
ージ内に封入しようとするものである。

該ボアは常温では小さ＜ＫｒやＡｒ等の分子は通過しえ
ないが、高温に加熱すると大きくなり、ボアを通ってケ
ージ内に入ることができ、その状態で常温にもどすと、
ボアは再び縮小するのでＫｒやＡｒ等はそのま＼封入さ
れるのである。

この封入処理は、封入容量および安定性（ガス漏出率）
の点から一般に温度約３００〜４５０℃、ガス圧力約４
０，０ ０ ０〜６ ０，０ ０ ０ｐｓｉの高温高
圧下に行なわれる。

ところでゼオライトを用いた従来の封入操作は、活性化
したゼオライトを収納したカプセルを高温高圧処理容器
内に設置し、放躬性気体廃棄物貯留容器から放躬性排ガ
スをダイヤフラムコンプレツサのごとき圧縮機にて所定
圧力に加圧して上記カプセル内に導入することにより行
なわれている。

しかし、このような圧縮機を用い、放躬性排ガス自体を
圧力媒体として４ ０，０ ０ ０ ｐｓｉないしそれ
以上の高圧を作用させる方法では、処理系内特にモ縮機
、配管接続部、ピストン擢動部等から、高温高圧の放躬
性ガスが系外に漏出する危険性が高く、また装置の複雑
さや規模の面でも多くの問題があり、実用化に際し大き
な障害となっている。

本発明は上記問題点を克服するためになされたものであ
って、ゼオライトを充填した封入処理容器に放躬性気体
廃棄物を低温下で導入し、容器内で液体または固体状態
で存在させ（固液共存する状態でもよい）、ついで該容
器を密閉状態にて昇温することにより該廃棄物を気化せ
しめ、その相変化により容器内を高圧化して高温高圧状
態を与えることによって該廃棄物をゼオライト中に封入
するようにした放躬性気体廃棄物のゼオライト封入法を
提供するものであり、かく処理することにより、高モ状
態を得るための圧縮機の使用を不要とし、放躬性気体廃
棄物の封入操作の安全性を保証するとともに、その封入
処理効率の大幅な改善を可能としたものである。

以下本発明方法について詳しく説明する。

本発明方法によれば、原子力施設等から回収された、ア
ルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ
）等の放躬性気体廃棄物は、ゼオライトを充填した容器
（以下、「封入処理容器」という）内に、低温下に導入
される。

すなわち、該廃棄物は、あらかじめ冷却され、液体もし
くは固体または両者が共存する状態にて封入処理容器に
導入され、あるいは別法として、該封入処理容器をあら
かじめ液体窒素等により該廃棄物の沸点もしくは融点以
下の温度に冷却保持しておき、廃棄物をゼオライトに吸
着または凝縮させる（すなわちゼオライト表面にて液化
もしくは固化させる）ことにより導入される。

該封入処理容器は、ついで行なわれる高温高圧処理にお
いて該導入廃棄物を所定の高温度に加熱昇温するための
、例えば電気抵抗加熱器等の加熱手段を備えたものが用
いられる。

なお、放躬性気体廃棄物の発生源からの回収は、常法に
従い、たとえば低温吸着装置あるいは液化蒸留装置等を
用いて分離回収し、ガスホルダに貯留することにより行
なえばよい。

ガスホルダの使用は、放躬性気体廃棄物の発生が一般に
バッチ的であること、および１回あたりの発生量が少な
いことから、ゼオライトへの封入操作の煩雑さを避ける
うえで便宜である。

封入処理容器に該廃棄物を導入した後、該容器を密閉し
、加熱手段にて所定の温度、例えば約３００〜４５０℃
に昇湿せしめ、液体ないし固体として存在する該廃棄物
を気化させる。

この相変化により該容器内に高圧状態がもたらされる。

この圧力として、例えば約４０，０００〜６０，０００
ｐｓｉの圧力が用いられる。

このため、該容器内に導入される廃棄物の量は、所定の
温度において上記の高圧力が得られる十分な量であるこ
とが必要である。

上記高温高圧状態において気化した廃棄物は、ゼオライ
ト中、ボアを介してケージ内に圧入される。

しかるのち、加圧状態のま＼常温まで冷却することによ
り、廃棄物はゼオライト中に封入固定される。

次に、本発明方法を図面に従って具体的に説明する。

第１図は、本発明方法によるゼオライト封入処理系を例
示する概要図である。

図中、１は封入処理容器であり、該容器にはゼオライト
２が充填されている。

該ゼオライトは、あらかじめ脱湿処理により、ケージ内
の水分を除去し活性化したものが用いられる。

３は発生源より分離回収された放射性気体廃棄物を貯留
するガスホルダ、４，５及び６は流路開閉用バルブであ
る。

なお、図示はしないが、封入処理容器１には、放躬性気
体廃棄物の導入に先立って該容器を廃棄物の沸点または
融点以下の温度に冷却保持するための冷却手段として、
液体窒素による冷却浴等が設けられる。

図において、まずバルブ６を閉じた状態とし、バルブ４
及び５を開放することにより、ガスホルダ３内に一定の
圧力で貯留されている放躬性気体廃棄物を、流路ｌ１及
びｌ２を介して封入処理容器１に流入させる。

該容器１は上記の如く低温度に保持されており、流入し
た該廃棄物は、その冷却効果により容器内のゼオライト
２の表面に吸着もしくは凝縮されるので、ポンプ等の如
き圧送手段を用いることなく、該廃棄物の容器１内への
導入は自動的に継続して行なわれる。

なお、この場合、該廃棄物の導入容量もしくは導入所要
時間を改善するために、必要に応じて活性炭等の吸着剤
を容器１内に加えておくこともできる。

所定量の廃棄物が導入されたのち、バルブ５を閉じる。

封入処理容器への放躬性気体廃棄物の導入は、第２図に
示すごとき装置を用いて行なってもよい。

同図に示す装置は、ガスホルダ３から流出する放躬性気
体廃棄物を液体または固体（あるいは両者共存）の状態
にて封入処理容器１内に導入する場合に用いられるもの
であり、そのため、ガスホルダ３から容器１に到る流路
に凝縮器８を設けて構成される。

該廃棄物の容器１内への導入は、該廃棄物が凝縮器８に
て凝縮し、液体または固体として流入することにより前
記第１図に示す装置と同様、圧送手段等を用いることな
く継続して行なわ？る。

なお、この場合、必要に応じて流路ｌ及びｌ２、容器１
は、液体窒素等の冷却手段にて保冷される。

容器１内への廃棄物の導入量が所定量に達したら、バル
ブ５を閉じ、系から遮断する。

上述の如き操作により放躬性気体廃棄物の導入を終えた
のち、該容器１を密閉状態のもとに約３００〜４５０℃
に昇温し、該廃棄物を気化させ、その相変化により容器
内を約４ ０，０ ０ ０〜６ ０，０ ０ ０ｐｓｉ
に昇圧させる。

かく得られる高温高圧状態下において気体状の廃棄物は
ゼオライト中に圧入される。

上記高温高圧処理による圧入処理を終えたのち、容器温
度を室温に降下させる。

これにより、該廃棄物は、ゼオライト中に封入固定され
る。

しかるのち、バルブ５及び６を開放し（バルブ４は閉じ
ておく）、吸引ポンプ７により容器１及び流路ｌ２内に
残留している廃棄物をガスホルダ３内に吸引回収する。

ついで封入処理を終えたゼオライトを封入処理容器から
取出し、保管または処理に適した処置に付される。

その処置としては、例えばガラスマトリックス、金属マ
トリックス、ポリマーマトリックス、ビチューメンマト
リックス、セメントマトリックス等に固定化しもしくは
ボンベに充填する方法などが適宜採用される。

あるいは、該封入処理容器ごと貯蔵用コンテナに封入密
閉するなどの適切な状態で保管してもよい。

これらの処置は、いづれも遠隔操作にて行なうのが望ま
しい。

以上のように、本発明方法によれば、放射性気体廃棄物
を処理容器内で加熱し、液体又は固体から気体に相変化
させることにより高温高圧状態を得て該廃棄物をゼオラ
イト中に封入するものであるため次のような特長が発揮
される。

（１）従来法におけるような圧縮機などの加圧手段は不
要であり、装置が簡素化・小型化される。

（１１）処理系内の加圧部分にピストン等の可動部がな
く、放躬性ガスの漏出も少なく、プロセスとしての安全
性にすぐれる。

（ｉｉｉ） 放躬性気体廃棄物を高モ状態にするのは
封入処理容器内だけであり、ｄｅａｄ ｖｏｌｕｍｅが
最小になるため、ゼオライトへの封入量と供給ガス量の
比が最犬になる等、封入効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によるゼオライト封入処理系を例示
する概要図、第２図は封入処理系の他の例を示す概要図
である。 図面中の主な符号は次のとおりである。 １：封入処理容器、２：ゼオライト、３：ガスホルダ、
４，５，６および９：流路開閉バルブ、７：吸引ポンプ
、８：凝縮器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゼオライトを充填した容器に、放躬性気体廃棄物を
   低温下に導入して該廃棄物を液体および／または固体状
   態にて存在させ、ついで該容器を密閉した状態にて昇温
   することにより該廃棄物を気化せしめ、その相変化によ
   り該容器内を高圧化して高温高圧状態を与えることによ
   り該廃棄物をゼオライト中に封入することを特徴とする
   放躬性気体廃棄物のゼオライト封入方法。 ２ 放躬性気体廃棄物をあらかじめ冷却して液体および
   ／または固体状態にして該容器内に導入することを特徴
   とする上記第１項に記載の方法。 ３ 放躬性気体廃棄物を低温下に該容器に導入するにあ
   たり、該容器をあらかじめ放躬性気体廃棄物の沸点また
   は融点以下の温度に冷却保持しておくことを特徴とする
   上記第１項または第２項に記載の方法。