JPS59171896A - 放射性クリプトンガスのゼオライト封入方法 - 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】 この発明（より９．　！Ｊ’Ｊ竹クリブり−ンカスをレ
ノフライ１〜中にＪ・１人する方法、とくにクリア１〜
ン刀スを吸蔵した安定４．−レ′Ａライトの固化体か得
られる方法に関するｂのでｄうる。

使用済核燃料の再処理工場ｄ３よび原子力発電所から４
Ｊｉ出される排ガス中にｆＪ　４′−減期が長い（半減
１Ｉｌｏ、３年）　ｌｊ文ｑＪ性クりリトンノＪス（ク
リプトン−８５）か含まれている。これは再処理工場の
ｌＪｉ刀ス中に故％合まれ、原子力発電所からは微量発
生するものである。放射化の環境ノ＼の放出低減化の観
点からこれを回収する技術の開発が進められているが、
回収したクリア１−ンガスを長期間貯蔵づ−る技術に゛
ついては未だ開発の途上である。

長期貯蔵技術として最も開発か進んでいるといわれでい
るゼΔライ１〜月人法は、冒涜１、高圧下でクリア）・
ンカスをゼオライ１〜が右する空洞に閉じ込める方法Ｃ
゛ある。この封入原理は、ＬＡプライ−か結晶中にケー
ジく空洞〉を有することを利用し、ゼオライ１〜を高温
に加熱することによりゲージ内を渦だしている結晶水を
結晶内のボアを介して外部に除去し、代りに放射性Ｊ、
ｌ）カッをゲージ内に封入しようとするものである。こ
のボアは；÷ζ温では小ざく、放剣性排ガスであるクリ
ア１〜ンの分子は通過すること（Ｊできないが、高温に
加熱すると人さくなり、ボアを通ってケージ内に入るこ
とかでさる。この状態で常温に戻ずとボア（：Ｌ再び小
さくなり、ケージ内にクリプトンの分子がロムされる。

この封入処理は、１【］入容量おＪ：び安定性の点から
、一般に温度約３００〜＝４１５０℃、）ｊ　７．１１
　）Ｊ　？ｉＪ　４０　。

０００〜６０，０ＯＯｐｓｉの高温、高圧下に行なわれ
でいる。この高温、烏圧技術どしてガス圧媒を用いるＨ
ＩＰが採用される。しかしながら、この設備は負圧に管
理されたノ１＼ットレルの中に設置される必要があり、
万一１−１　Ｉ　Ｐ容器の破１ｉ（Ｑ事故が生じた場合
に（Ｊ人足のガスが噴出し、ゼル内をＣ：！圧に維持づ
′ることは非常に困難である。Ｊだ、容器の破壊時に１
工蓄偵されたガスＪネル４゛−による固形物体のミサイ
ル効果による飛散も予測され、これに対応づ−るために
セルの壁の板丹゛をＩＴｐ＜刀る必要がある。

この発明は、このような従来の欠点を解消（Ｊるために
なされたものであり、クリプトンガスをゼオライトに封
入覆るために必要なｊ」力はカブロル内のクリア１〜ン
の加熱ににる膨張で確保するとともに吸応；体をｉ３２
結することにより、安全かつ確実にクリア１−ンガスを
固定化するようにしたものである。

づ゛なわら、この発明は、ゼオライトをカプセル中に充
填し、これを冷却した状態で放射性クリア［−ンガスを
カプセル中に脅大してクリプトンガスをゼメ゛ライ１−
に吸着ざぜ、ついでカプセルの変形を阻ＬＩニーＪるよ
うにカプセルを周囲から金型で押圧した状態で、ぜオラ
イ（へを加熱し−（カプセルの内圧をＪｊ？？ざ［！′
ることによりクリプトンガスをゼオライ１〜のケージ中
に入り込ませ、つぎに余剰クリプトンガスを抜出した後
、再度Ｕ２１ライトを加熱するとともに周囲から押圧し
て焼結するようにしたものである。

以下、この発明の実施例を図面によって説、明Ｊる。第
１図において、カプセル１は外板１１の内側に断熱材１
２が配置されるとともに蓋１３が取付（プられて内部が
密閉されてなり、内部にはゼオライト２が充填されてい
る。〕Ｊプセル１の外板１１は１〜数ｍｍの厚さのステ
ンレス鋼あるいは通常の炭素鋼で構成し、；１．た断熱
＋Ａ１２はグラスウールあるいはけラミックで構成する
。ビオライ１〜２は粉状、ぺしフッ１〜状または繊維状
のものが充１眞されている。ゼオライ１〜２中（こ（ユ
ヒータ３が螺旋状または縦波状【こ全体に均等に配置さ
ｒしるように埋設され、その９ｖ１：部が蓋１３を通し
て外部に導出されている。、Ｊ、た蓋１３にはガス吸入
口１／ｌが設置〕られ、この吸入１］１４の内側端部に
は金網１５か配置されてピー・ｊラーｒ１〜Ｉｉ＋Ｌｌ
扮が外部に１Ｋｉｉれるのを防止づるようにしている。

このようにＬＦ７１ライ１〜を充Ｊ眞したカブＩ？／し
１を、第２図に示すようにプレスの荷ｍ受金１１１こｊ
ｒ２置し、ガス吸入「１１／Ｉお土びヒータ３を第３１
￥１に示づ−ように受金４を貫通させ、ヒータ３け図示
しない電源に接続し、ガス吸入１」１４はジコイン１〜
１６、配色１７、ス［−ツブバルブ１８を介して図示（
〕ないクリプトンガス小ルタ゛へ接続さびる。、　、Ｔ
−して、カプセル１の周囲を液体窒素用容器５で囲み、
液体窒素ににリゼΔライ１〜２を冷７，１１１．てげＡ
ライ１〜の吸召性能を増大さゼる。この状態でガス吸入
ｌコ１４からクリアトンガスを所定量導入さぜだ後スト
ップバルブ１８を閉じる。これにより冷却されたゼオラ
イト２にクリプトンガスを吸１″：Ｉさ氾る。

つぎ゛に、第３図および第４図に示すように、液体窒素
用容ｐ５を取外してカブヒル１をり【］スヘッド９に保
持さ机た金型６で囲み、上方がら押棒７で押える。金型
６の周囲にはヒータ４１が配置され、また押４Ｉ　７は
移動上板８に設（づられた加圧用シリンダ７０によって
作動される。移動上板８ｉＪネジ軸８１に螺るされ、回
転暑次構８ｏにょるネジ軸８１の回転により上下動する
ようにイ１４成されている。また移動上板８にはクロス
ヘッド昇降用のシリング９０が取付けられている。この
状態から、第５図に示寸ように移動上板８を下降させて
所定のＩＥＥ力でカプセル１を押圧力る。

ついで、ヒータ３に通電してカブセル１内を、Ｊｕｌ　
ｉ　ハ４５０〜５００’Ｃに加熱する。これによりカプ
セルの内圧が上昇し、クリプトンガスは拡散によゆゼオ
ライトのケージ中に入る。所定時聞く例えば１時間）保
持後、通電を停止し、ス１−ツブパルプ１８をＦｌ？放
してＬオライ１〜２のノｌ−ジ中に入らなかった余剰ク
リア（−ンガズをガスボルグに回収Ｊる。’、Ｊ　ｉｌ
Ｊ、カブヒル１（ま断熱層１２をイｊしているためにカ
プセル内の熱（、！金型へ（，１θ１とれにくいが、メ
、シ１の放ｊ投を−でさるだ（プ町山りるｌこめに、金
型６（ま例えば２００℃程庶に加だ１してＪ３りことが
り）Ｊ、しい。っき゛に、再度ヒータ３に通電して、例
えば６５０〜７００”Ｃに加熱するとともに押棒７に、
Ｊ、り加圧し−Ｃ１加熱、加圧状態で所定時間（例えば
１０）間）保持する。ごれによりＵニアＩライ１〜２は
クラブ１〜ンノＪスを捕集した状態で焼結され、カプセ
ル１は短尺化し減容されるとともに安定な同化状態にく
ｌる。なｄ３、上記加１［ｆに１原し、カプセル１の周
囲（Ｊ金型により押圧されて変形が防止されているため
に、カブヒル自体の板厚（ｊ、薄くで°し何らの支障も
ない。

上記操作の後、押棒７（こよりカブ１ｆル１を押圧した
まＪ、て移動上坂８を上胃計しがっり１−１スヘツド９
を上昇させると、カブヒル１　＋Ｊ金型６から取外され
る。ついで、押棒７を上昇させてカプセル１を取外し、
カブセルフから突出した吸入Ｆ：１７４を加熱、圧着し
て切断し、切口を溶接することにＪζリシールＪ−る。

第６図は装置の他の例を示し、金型６は電気炉４２によ
り覆われてＪ５す、電気炉１２の内壁に配［１りされた
ヒータ・１１により金型６が加熱されるようにしている
。金型／１．２内には不活性カズが封入され、パツキン
／′Ｉ３でシールされている。この（ｔｌＳ成ではカプ
セル１は外部から加熱されるためにカブはル１内にヒー
タを設りる必要はない。なお、電気炉４２に（まその下
部に不活性ガス封入バイブ４５およびシャ１ツタ／１．
４をＲ旧プでいるが、これは金型のみを加熱づ゛る際に
上部は押棒７で封止し、下部はシャッタ４／ｌを閉じて
不活性ガスを導入し、金型の酸化を防止して加熱するた
めである。

第７図はさらに別の例を示し、カブヒル１にはその中心
に貫通穴を形成し、そこに棒状のヒータ３０を抜出し可
能に挿入させている。カプセルの外向内側には断熱材１
２を設けるが、内筒１９にはヒ〜り３ｏがらの熱を導入
するために断熱材は設けない。この構］戊にＪ３いても
、カブヒル１に１ユヒークを設置プる必要がなく、ヒー
タ３０ｉ二より焼結のための加熱も行い、焼結後に（ま
ヒータ３０を抜出すことによりヒータ３０は繰返し使用
づる１、第８図はさらに別の例を示し、金型６１はその
外周に引張り強度１５０　ｋａ／　ｍｍ２程度のワイヤ
６３が巻ぎつりられて、いわゆるワ、イ＼ノサき高圧容
器に構成さｎ−Ｕいる。このワイヤ６３　Ｌ：Ｕ長方形
の断面を有し、かつその片側にジルニオニアやアルミナ
等のせラミックが数μ〜数十μの厚さに溶〔Ｉ・１され
て断熱層か形成されている。また、金型６１の壁内には
軸方向にヒータ３１が複数本埋設ざトしている。金を６
１内にｌｉｔカフレル１が＋Ｉｐ人され、その上下（ま
断熱板Ｇ９を介しで押棒７　ａ＞よび受金１ににり押圧
されている。金型６１の上＋ｉＪ、　１７１＜：ｉ冒反
６５を介して薔６２が取（＝Ｉ　＋］られ、この蓋６２
と押枠７お」、び受金、・１との間はパラ１−ン６／Ｉ
にＪ：リシールされている。この構成で（よ、金型の扱
ｊＩ７を薄くＪることがてさるため（こ、ぞの製作二１
スＩ〜が安くなるとともに加熱も容易に行うことができ
るという利Ｊｉ’ｉｊがある。また、ワイヤ６３　ｆ、
Ｊ、セラミック層が形成されているために、加熱された
金型の熱の放散をイ１効に防止することができる。

上記第６図、第７図および第８図の装置を用いる場合し
、クリプトンガスの封入方法は第１〜５図に示すものと
基本的には同様である。

以」−説明したＪ：うに、この発明ｈ−ａ、ヒオライト
を１４人したカプセルを外周からｄ成約に押圧して、カ
プセルの変形を防１゛シつつ加熱してクリプトンガスを
ゼオライト中に封入させかつ焼結により安定化したもの
であり、クリプトンガスを安定して封入−Ｊ−ることが
できるとともにカプセルの板厚をｐ、：＋　＜−！Ｉる
ことがてさる〜しのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用するカプセルの実施例を示すカ
プセルの縦断面図、り）２図はそれをプレスに設置した
状態の部分断面側面図、第３図は金型を設置した状態の
縦断面図、第４図および第５図はそれぞれカプセルを押
圧しｌｃ接状態部分断面側面図、第６図、第７図および
第８図はそれぞれ金へ′（の別の（シ゛］を示Ｊ縦断面
図て−ｊりる１゜−１・・カプロ、ｊし、２・・・Ｕ訓
う−イｉへ、３，３１．４１・・・じ−夕、６．（’ｉ
１．・・・金型、７・・・ｌｉｔ捧。 １”ｉム′（出に７１人　　　　　（；１、ｊ、！、分
会４神第　　２　　図 第　　３　　図 弔４図 第　　５　　図 第　　７　　図 第　　８　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、しＡクイＩ〜をカブレル中に充枦し、これを冷即し
   ｌζ状態で放ｑ」性クリア１〜ンカスをカブしル中に導
   入してクリア１ヘンガスをしＡライ１〜に吸７１さけ、
   ついでカプセルの変形を１阻止−づるよ）に力プレルを
   周囲から金型で押圧した状１さで、しＡう・イ１〜を加
   ｋ（１シてカプセルの内圧を上背さけることによりクリ
   ｙ′１〜ン万スをけΔライ１へのゲージ中（二人り込ま
   せ、つきに余剰クリフ冒−ン）Ｊスを）１７出した後再
   反けＡライ！・を加；（（）リ−るどど６に周囲かＩら
   抑圧しで焼結づ−ることを’ＩＦ徴とする敢ｒト１性ク
   リプトンカスのゼオライ１〜」４人ｌｊ法。