JPS6013295A - 放射性廃棄物の固化処理方法 - Google Patents
放射性廃棄物の固化処理方法Info
- Publication number
- JPS6013295A JPS6013295A JP12137483A JP12137483A JPS6013295A JP S6013295 A JPS6013295 A JP S6013295A JP 12137483 A JP12137483 A JP 12137483A JP 12137483 A JP12137483 A JP 12137483A JP S6013295 A JPS6013295 A JP S6013295A
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- Japan
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- container
- radioactive waste
- metal container
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は放射性廃棄物の固化処理方法に関し、さらに詳
しくは、放射性廃棄物を無機質添加剤とともに金属製容
器内で溶融し、固化することによって、二次廃棄物が生
ずることがなくまた耐食性の向上した放射性廃棄物貯蔵
体を製造する方法に関する。
しくは、放射性廃棄物を無機質添加剤とともに金属製容
器内で溶融し、固化することによって、二次廃棄物が生
ずることがなくまた耐食性の向上した放射性廃棄物貯蔵
体を製造する方法に関する。
原子力発電所や使用済核燃料の再処理工場から発生する
放射性廃棄物の処分に際しては、放射性物質の周囲への
拡散が最小限となる形態に廃棄物を固形化し、得られた
固化体が、化学的、機械的に安定していて、長期の貯蔵
によっても環境汚染の原因にならないことが必要である
。
放射性廃棄物の処分に際しては、放射性物質の周囲への
拡散が最小限となる形態に廃棄物を固形化し、得られた
固化体が、化学的、機械的に安定していて、長期の貯蔵
によっても環境汚染の原因にならないことが必要である
。
このような観点で従来提案されている固形化方法として
は、ガラス固化技術が主流を占める。この方法は、放射
性廃棄物に、たとえばリン酸ガラス、ホウケイ酸ガラス
等のガラス形成物質を適肖量添加し、溶融し固化するこ
とにより一定形状のガラス固化体を製造するものである
。このようなガラス固化体を製造する方法としては、従
来（イ）専用の溶融炉中で放射性廃棄物とガラス形成物
質とを混合、溶融し、得られた溶融体を金属性容器中に
注入し、固化し、容器を溶接などによυ密封する方法、
（ロ）金属製容器中に放射性廃棄物およびガラス形成物
質を装入したのち、金属容器全高温炉あるいは高周波誘
導コイルなどにより加熱することにより容器内部の混合
物を溶融し、固化し、さらに容器を密封する方法、の二
つの方法に大別される。
は、ガラス固化技術が主流を占める。この方法は、放射
性廃棄物に、たとえばリン酸ガラス、ホウケイ酸ガラス
等のガラス形成物質を適肖量添加し、溶融し固化するこ
とにより一定形状のガラス固化体を製造するものである
。このようなガラス固化体を製造する方法としては、従
来（イ）専用の溶融炉中で放射性廃棄物とガラス形成物
質とを混合、溶融し、得られた溶融体を金属性容器中に
注入し、固化し、容器を溶接などによυ密封する方法、
（ロ）金属製容器中に放射性廃棄物およびガラス形成物
質を装入したのち、金属容器全高温炉あるいは高周波誘
導コイルなどにより加熱することにより容器内部の混合
物を溶融し、固化し、さらに容器を密封する方法、の二
つの方法に大別される。
上述した（イ）の方法は、固化体製造工程で金属容器に
過大な熱負荷がかからない点で有利ではあるが、専用の
溶融炉を用いなければならない点で問題がある。すなわ
ち、一般に炉材の使用灸件は厳しく、一定期間使用し７
たのちにこれを交換１−る必要が生ずるが、この使用済
の炉材は放射性物質で汚染されているためこれが二次廃
棄物となる。
過大な熱負荷がかからない点で有利ではあるが、専用の
溶融炉を用いなければならない点で問題がある。すなわ
ち、一般に炉材の使用灸件は厳しく、一定期間使用し７
たのちにこれを交換１−る必要が生ずるが、この使用済
の炉材は放射性物質で汚染されているためこれが二次廃
棄物となる。
前述した（口）の方法は、上記（イ）の方法のようなガ
ラス形成物質を溶融するための専用炉を用いる必要がな
いため、二次廃棄物の発生全最小限におさえることがで
きる点で有利である。しかしながら、この方法では、溶
融工程において、容器内部に装入されたガラス形成物質
の軟化点以上の温度で金属容器の外部から長時間加熱す
る必要があるため、次のような問題が生ずる。
ラス形成物質を溶融するための専用炉を用いる必要がな
いため、二次廃棄物の発生全最小限におさえることがで
きる点で有利である。しかしながら、この方法では、溶
融工程において、容器内部に装入されたガラス形成物質
の軟化点以上の温度で金属容器の外部から長時間加熱す
る必要があるため、次のような問題が生ずる。
すなわち、■金属容器の温度上昇をなるべく低くするた
めガラス形成物質として比較的融点の低いものを用いる
必要があり耐水浸出率の小さな高融点ガラスを固形化材
料として用いることができないという欠点がある。寸だ
、■金属性容器として耐熱性の高い材料（′ｆｃとえば
、Ｈｏ５ｔｅｌｌｏｙ −Ｘ合金などのＮｉ基超超合金
を使用する必要があるためコストが高くなる。さらに■
金属性容器は、加熱によって長時間高温にさらされるた
め、外部環境に対する金属性容器の耐食性が劣化する可
能性がある、という問題がある。
めガラス形成物質として比較的融点の低いものを用いる
必要があり耐水浸出率の小さな高融点ガラスを固形化材
料として用いることができないという欠点がある。寸だ
、■金属性容器として耐熱性の高い材料（′ｆｃとえば
、Ｈｏ５ｔｅｌｌｏｙ −Ｘ合金などのＮｉ基超超合金
を使用する必要があるためコストが高くなる。さらに■
金属性容器は、加熱によって長時間高温にさらされるた
め、外部環境に対する金属性容器の耐食性が劣化する可
能性がある、という問題がある。
本発明は、上述したような従来の固化処理方法の問題点
全解決するものであり、長期貯蔵に用いる金属性容器に
固化工程中に過大な熱負荷を与えず、しかも二次廃棄物
の発生量の低減化が図られた放射性廃棄物の固化処理方
法を提供すること全目的とする。
全解決するものであり、長期貯蔵に用いる金属性容器に
固化工程中に過大な熱負荷を与えず、しかも二次廃棄物
の発生量の低減化が図られた放射性廃棄物の固化処理方
法を提供すること全目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の放射性廃棄物の固
化処理方法は、放射性廃棄物と無機質添加剤とを金属製
容器中に装入し、次いでこの金属製容器を外部から冷却
しながら容器中の前記放射性廃棄物と無機質添加剤とか
らなる装入物を容器内部から加熱することにより該装入
物全溶融し、固化すること全特徴とする。
化処理方法は、放射性廃棄物と無機質添加剤とを金属製
容器中に装入し、次いでこの金属製容器を外部から冷却
しながら容器中の前記放射性廃棄物と無機質添加剤とか
らなる装入物を容器内部から加熱することにより該装入
物全溶融し、固化すること全特徴とする。
放射性廃棄物
本発明の処理対象となる放射性廃棄物としては、たとえ
ば、使用済核燃料を処理したのち、Ｕ、Ｐｕを回収した
残りの放射性廃棄物の他、再生廃液、床ドレインなどの
各種の廃液、フィルタースラッジ、沈澱スラッジなどの
各種の固体廃棄物など、高レベルおよび中低レベルの放
射性廃棄物が含まれる。
ば、使用済核燃料を処理したのち、Ｕ、Ｐｕを回収した
残りの放射性廃棄物の他、再生廃液、床ドレインなどの
各種の廃液、フィルタースラッジ、沈澱スラッジなどの
各種の固体廃棄物など、高レベルおよび中低レベルの放
射性廃棄物が含まれる。
放射性廃棄物の含有量としては、あまりに少量であると
廃棄物の処理効率が低下する一方、廃棄物の量が多すぎ
ると固化体の形成が困難となり、また固化後の初期にお
ける放射性物質の崩壊による発熱が過大となるため１０
〜３０重ｔ％の範囲が適当である。
廃棄物の処理効率が低下する一方、廃棄物の量が多すぎ
ると固化体の形成が困難となり、また固化後の初期にお
ける放射性物質の崩壊による発熱が過大となるため１０
〜３０重ｔ％の範囲が適当である。
無機質添加剤
無機質添加剤としては、Ａｔ２０３ 、５ｉ０２ 、
ＢａＯ。
ＢａＯ。
ＳｒＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２などのセラミックス形成物
質の混合物、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラスなどのガ
ラスないしガラス形成物質が用いられ得る。
質の混合物、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラスなどのガ
ラスないしガラス形成物質が用いられ得る。
容器の冷却および装入物の加熱手段
放射性廃棄物および無機質添加剤を金属製容器中に装入
し、この容器全外部から冷却する一方、容器中の放射性
廃棄物と無機質添加剤とからなる装入物を容器内部から
加熱することによりこれを溶融する。
し、この容器全外部から冷却する一方、容器中の放射性
廃棄物と無機質添加剤とからなる装入物を容器内部から
加熱することによりこれを溶融する。
加熱は容器上部より導入される加熱手段により行われる
。加熱手段としては、ＳｉＣ発熱体などの通電加熱式ヒ
ータ、レーザー、赤外線などの照射、導波管からのマイ
クロ波加熱、複数本の金属電極を装入し電極間の通電電
流による加熱、などの方法を用いることができる。底の
深い金属容器を用いる場合、容器内上部からのヒータな
どの加熱手段では熱浸透の深さにも限界があるため、原
料を少量づつ装入しその都度加熱してゆく方法が好まし
い。このようにすることにより、上層部には常に溶融層
が形成され、下部層から順次固化されてゆき、最終的に
均一な固化体が形成される。
。加熱手段としては、ＳｉＣ発熱体などの通電加熱式ヒ
ータ、レーザー、赤外線などの照射、導波管からのマイ
クロ波加熱、複数本の金属電極を装入し電極間の通電電
流による加熱、などの方法を用いることができる。底の
深い金属容器を用いる場合、容器内上部からのヒータな
どの加熱手段では熱浸透の深さにも限界があるため、原
料を少量づつ装入しその都度加熱してゆく方法が好まし
い。このようにすることにより、上層部には常に溶融層
が形成され、下部層から順次固化されてゆき、最終的に
均一な固化体が形成される。
また、装入物の内部全直接加熱する方法、たとえば装入
物に電極棒を挿入する通電加熱法を用いる場合は、原料
の全１１に一時に容器に装入し、溶融固化することがで
きる。
物に電極棒を挿入する通電加熱法を用いる場合は、原料
の全１１に一時に容器に装入し、溶融固化することがで
きる。
金属製容器を外部から冷却する方法としては、水槽中に
容器を設置する方法が簡便であるが、加熱温度、熱負荷
条件によっては、流水冷却、空冷などの方法、溶融スズ
、溶融鉛などの浴中に金属製容器を浸漬することにより
容器を所望温度に保持する方法、など適宜選択すること
ができる。
容器を設置する方法が簡便であるが、加熱温度、熱負荷
条件によっては、流水冷却、空冷などの方法、溶融スズ
、溶融鉛などの浴中に金属製容器を浸漬することにより
容器を所望温度に保持する方法、など適宜選択すること
ができる。
被覆層の形成
金棺製容器中での装入物の溶融、同化をさらに熱効率よ
く行い、また得られる固化体の材質の均一性を向上させ
るために、あらかじめ金属容器内面に無機質材料からな
る被覆層を形成することが好オしい。
く行い、また得られる固化体の材質の均一性を向上させ
るために、あらかじめ金属容器内面に無機質材料からな
る被覆層を形成することが好オしい。
この被覆層の形成は、プラズマスプレィ、フレームスプ
レイなどの方法を用い、必要に応じて金属容器を冷却し
ながら行われる。被覆贋金形成する無機質材料としては
、金属容器との密着性、耐熱性ならびに耐食性などの観
点から、ジルコニア、ステアタイト、アルミナ系セラミ
ックス、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラスなどが好まし
く用いられるが、容器内部で固化される固化体と近似し
た性質のものであることが望寸しい。
レイなどの方法を用い、必要に応じて金属容器を冷却し
ながら行われる。被覆贋金形成する無機質材料としては
、金属容器との密着性、耐熱性ならびに耐食性などの観
点から、ジルコニア、ステアタイト、アルミナ系セラミ
ックス、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラスなどが好まし
く用いられるが、容器内部で固化される固化体と近似し
た性質のものであることが望寸しい。
このように、溶融に先だちあらかじめ金属容器の内面に
無機質材料からなる被覆層を形成することにより、（イ
）容器内部での溶融時における金属容器（特に内表面部
）の温度上昇を抑制でき、（ロ）容器内部の溶融物は金
属面に直接接触することはなく、容器内部の隅々址で充
分溶融が行われるので、均一な固化体を得ることができ
、（ハ）溶融に要する熱量の低減化を図ることができ、
さらには、に）この被覆層によって放射性物質の外界へ
の散逸の可能性をより低減することができる、などの効
果が得られる。
無機質材料からなる被覆層を形成することにより、（イ
）容器内部での溶融時における金属容器（特に内表面部
）の温度上昇を抑制でき、（ロ）容器内部の溶融物は金
属面に直接接触することはなく、容器内部の隅々址で充
分溶融が行われるので、均一な固化体を得ることができ
、（ハ）溶融に要する熱量の低減化を図ることができ、
さらには、に）この被覆層によって放射性物質の外界へ
の散逸の可能性をより低減することができる、などの効
果が得られる。
実施例１
下記第１表に示す組成の模擬放射性廃棄物と下記第２表
に示″ｆ組成からなるガラスを粉砕したガラスフリット
ヲ用意した。
に示″ｆ組成からなるガラスを粉砕したガラスフリット
ヲ用意した。
第２表
上記８擬放射性廃棄物とガラスフリットとを重量比にし
て３ニア０割合で混合して固化用原料を調整した。
て３ニア０割合で混合して固化用原料を調整した。
添付図面は、本実施例で用いた固化体の製造方法を説明
する断面図である。
する断面図である。
すなわち、内径１５０ ｗｎ、肉厚１０ｍ、深さ２００
ｍの円筒型金属製容器１ （ＳＵＳ ３０４製であり
、１０５０ 。
ｍの円筒型金属製容器１ （ＳＵＳ ３０４製であり
、１０５０ 。
℃、１時間の焼鈍、急冷処理が施こされである）を冷却
水・漕２中に設置し、容器１の外部は、常時、冷却水３
により冷却されている。一方、金属製容器１の上部はオ
フガス用フード４によりカバーされ、通電力ｎ熱式のＳ
ｉＣ発熱体５および原料供給管６が上下動自在に導入さ
れている。
水・漕２中に設置し、容器１の外部は、常時、冷却水３
により冷却されている。一方、金属製容器１の上部はオ
フガス用フード４によりカバーされ、通電力ｎ熱式のＳ
ｉＣ発熱体５および原料供給管６が上下動自在に導入さ
れている。
まず、前記固化用原料金原別供給管６がら小量ずつ装入
し、その都度ＳｉＣ発熱体３にょシ原料を加熱し、溶融
と同化とを連続的に行っていった。
し、その都度ＳｉＣ発熱体３にょシ原料を加熱し、溶融
と同化とを連続的に行っていった。
すなわち、固化体製造過程においては、上層部に溶融層
７が形成され、原料の装入と発熱体５の上部への移動に
ともなって順次下層部から同化体層８が形成され、最終
的に容器全体に固化体が充填された。溶融層７の最高温
度は１０５０℃、全体の溶融時間は２時間であつ′ｆＣ
６ 固化体製造工程においては、金属製容器の平均の温度は
、はぼ２５０〜３５０℃に保持された。
７が形成され、原料の装入と発熱体５の上部への移動に
ともなって順次下層部から同化体層８が形成され、最終
的に容器全体に固化体が充填された。溶融層７の最高温
度は１０５０℃、全体の溶融時間は２時間であつ′ｆＣ
６ 固化体製造工程においては、金属製容器の平均の温度は
、はぼ２５０〜３５０℃に保持された。
また、得られた固化体の内部から厚さ３間、巾１０間、
長さ７５間の試験片を切り出し、ＪＩＳ −ＧＯ５７
６法により４２％塩化マグネシウム溶液中でＵベンド破
断試験を行った。破断時間は、５時間であった。したが
って、同化体の機械的強度は、後述す比較例よりもすぐ
れている。
長さ７５間の試験片を切り出し、ＪＩＳ −ＧＯ５７
６法により４２％塩化マグネシウム溶液中でＵベンド破
断試験を行った。破断時間は、５時間であった。したが
って、同化体の機械的強度は、後述す比較例よりもすぐ
れている。
実施例２
金属製容器１の内面にＺｒＯ３の被覆層全形成したのち
、実施例１と同様の方法で固化棒金製造した。 ＺｒＯ
２被覆層の形成は、プラズマコーティング法により行っ
た。被覆層の厚さは５０ｐｍ、コ−であった。得られた
固化体の内部から厚さ３鱈、巾１０ ｍｙｎ 、長さ１
００ ｒｒａｎの試験片を切り出し、実施例１と同様に
して破断試験を行った。破断時間は、３時間であった。
、実施例１と同様の方法で固化棒金製造した。 ＺｒＯ
２被覆層の形成は、プラズマコーティング法により行っ
た。被覆層の厚さは５０ｐｍ、コ−であった。得られた
固化体の内部から厚さ３鱈、巾１０ ｍｙｎ 、長さ１
００ ｒｒａｎの試験片を切り出し、実施例１と同様に
して破断試験を行った。破断時間は、３時間であった。
比較例
実施例１と同様の金ハ製容器を１１００℃に保持された
炉中に設置して、全体全加熱しながら実施例１と同一組
成の原料を装入し、１時間、１０５０℃の溶融状態に保
持したのち、容器を炉から取出して放冷し、固化体を得
た。
炉中に設置して、全体全加熱しながら実施例１と同一組
成の原料を装入し、１時間、１０５０℃の溶融状態に保
持したのち、容器を炉から取出して放冷し、固化体を得
た。
得られた固化体の内部から厚さ３咽、巾１０ｍ、長さ１
００ ｔＬｎの試験片を切り出し、実施例１と同様の破
断試験を行った。破断時間は０．５時間以下であった。
００ ｔＬｎの試験片を切り出し、実施例１と同様の破
断試験を行った。破断時間は０．５時間以下であった。
上述した実施例、比較例から明らかなように、本発明の
固化処理方法は、固化体製造工程において、固化体を貯
蔵する金属製容器に与える熱負荷を最小限に抑えること
ができるので容器の耐食性、信頼性の向上を図ることが
できる。また、専用の溶融炉を使用する必要がないため
、使用済炉材などの二次戻棄物の発生がないという利点
金有する。
固化処理方法は、固化体製造工程において、固化体を貯
蔵する金属製容器に与える熱負荷を最小限に抑えること
ができるので容器の耐食性、信頼性の向上を図ることが
できる。また、専用の溶融炉を使用する必要がないため
、使用済炉材などの二次戻棄物の発生がないという利点
金有する。
図面は本発明の実施例に係る固化体の製造方法を示す断
面図である。 １・・・金属製容器、２・・・冷却槽、３・・・冷却水
、４・・・オフガス用フード、５・・・ＳｉＣ発熱体、
６・・・原料供給管、７・・・溶融層、８・・・同化体
層。 出願人代理人 猪 股 清
面図である。 １・・・金属製容器、２・・・冷却槽、３・・・冷却水
、４・・・オフガス用フード、５・・・ＳｉＣ発熱体、
６・・・原料供給管、７・・・溶融層、８・・・同化体
層。 出願人代理人 猪 股 清
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、放射性廃棄物と無機質添加剤とを金属製容器中に装
入し、次いでこの金属製容器を外部から冷却しながら容
器中の前記放射性廃棄物と無機質添加剤とからなる装入
物を容器内部から加熱することにより該装入物を溶融し
、固化することを特徴とする、放射性廃棄物の固化処理
方法。 ２、金属製容器の内面にあらかじめ無機質材料からなる
被覆層を特徴する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、無機質添加剤がガラス、ガラス形成物質、セラミッ
クスおよびセラミックス形成物質のうちの少なくとも１
種からなる、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12137483A JPS6013295A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12137483A JPS6013295A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013295A true JPS6013295A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14809646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12137483A Pending JPS6013295A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013295A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0270424U (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-29 | ||
| JP2015175726A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55143380A (en) * | 1979-04-21 | 1980-11-08 | Kobe Steel Ltd | Microwave batch melting furnace |
| JPS57113400A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-14 | Daido Steel Co Ltd | Method and device for processing waste |
| JPS5754099B2 (ja) * | 1974-12-28 | 1982-11-16 |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP12137483A patent/JPS6013295A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5754099B2 (ja) * | 1974-12-28 | 1982-11-16 | ||
| JPS55143380A (en) * | 1979-04-21 | 1980-11-08 | Kobe Steel Ltd | Microwave batch melting furnace |
| JPS57113400A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-14 | Daido Steel Co Ltd | Method and device for processing waste |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0270424U (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-29 | ||
| JP2015175726A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
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