JPS6021496A - 放射性ガスの固定化処分装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は核分裂生成ガス中の放射性ガスをイオン化しＣ
金属基体中に注入する放射性ガスの固定化処理装置に関
する。

［発明の技術的費用］ 核燃料再処理工場などの原子力／Ａ！設は自害な吊の放
銅能が環境に放出された場合、その影響が広範囲かつ長
期間にわたる可能性があるために安全性の確保を他の一
般産業に比べ°Ｃ格段に厳しく義務づけられ”Ｃいる。

再処理工場では、使用済燃料からウランとプルトニウム
を回収づるが、同時に随伴づる核分裂生成物などを含む
放出ｆｔ　ＮＮＮ動物適切に処理しな（）ればならない
。敢０４性廃棄物のうら、気体廃棄物はクリプトン８５
（以下Ｋｒ−８５と記す）のみであるが、これは半減期
が１０７年と長寿命であるノ〔め、今後の原子力発電量
の増加を見込むと、将来には地球規模の汚染につながる
恐れがある。そこで回収技術とともに重要な課題は回収
したＫｒ　−８５をいかに安全に貯蔵あるいは処分Ｊる
かである。従来、成用↑１１廃１！カスはボンベなどの
圧力容器に封入し゛Ｃ永久保存りる方法が考えられてい
る。

［背頽技術の問題点］ しかしながら、圧力容器に封入覆る方法は長期間にわた
る安全貯蔵の点で問題がある。たとえば圧力容器は定期
的な耐圧試験が法令で義務づけられてＪ３す、その伸度
、貯蔵ガスの移し替えなど煩雑で危険な作業が要求され
る欠点がある。

一方、気体廃棄物Ｋｒ−８５の処理は前記ボンベなどの
圧力容器への貯蔵法の他に、ゼオライトに吸着させる方
法、イオン化注入固定法などが提案されている。しかし
ながら、ボンベ貯蔵法およびＵオライド法は実用化には
幾多の改善ずべぎ問題がある。またイオン化注入法は実
用化の可能性が高い反面、大量の放射性ガスをイオン化
し基材に効率良くイオン化注入され〔いるとはいえない
。

１発明の目的」 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
核燃料再処理の際に生じる放射性ガス例えばＫｒ−８５
収容の円筒状容器を用いて、核容器と電極間に印加する
高電圧の極性を一定時間ごとに交Ｈに切り換え゛Ｃ印加
することにょリイΔンボンバードメントの注入するとと
もに電極のスパッタリングによるコーティングを行う装
置におい°Ｃ１前記円筒型芥器の外部または内部に磁石
を配置するものでＫｒ−８５ガスのイオン化密度を高め
、該放射性ガスのイオン化江人処分効率を向上すること
にある。

［発明の概要コ 即ち本発明の放射性カスの固定化処理装置は放射性ガス
が導入される円筒状容器内に配置された円筒状電極と、
前記容器との間に予め定められた時間ごとに交Ｈに極性
の異なる高電圧を印加Ｊることにより、前記放射性ガス
イオン化し、該イオンを前記容器の内面にイオン化）１
人し、前記電極の表面を放射性ガスイオンによるスパッ
タリングを行つ゛Ｃ１前記容器の内面にコーティングし
、この作用を交互に行うことにＪ、す、イオン層と：１
−ティング層を累積捕捉させる装置にＪ３いＣ１前記容
器の外部または内部に磁石を配置１りさゼて、前記放射
性ガスのイオン化密度を高めるにうにしたことを特徴と
づる。

［発明の実施例］ 以下第１図を参照しながら、本発明の放射性ガスの固定
化処理装置に係る一実施例を詳細に説明する。円筒状容
器１内に設けられたイオン化室２には冷却間３　Ｊｊよ
びリード線４が取りつけられた円筒型電極５がその中央
部に配置されている。前記冷却管３おにびリード線４は
ハーメデックシール６によっ“Ｃ上蓋７と絶縁封じされ
でいる。また前記容器１の上蓋にはＫｒ　−８５ガスを
導入するためのバイブ９がバルブ８を介して接続される
とともに、前記容器１内を排気づるためのバイブ１１が
バルブ１０を介して接続されている。また前記容器１の
外周面には冷却バイブ１２が巻回され（おり、このバイ
ブ１２の外面には例えばフエライ：ヘマグネッ１−等の
円筒状の磁石１３が配置されＣいる。なお、符号１４は
イオン注入された１（ｒ−８５イオン層と電極がスパッ
タリングしたコーディング層からなる累積槽であり、第
２図および第３図中鍔号１５はＫｒ−８５イオン、１６
は電極５から飛び出すスパッタイ・オンをそれぞれ示し
くいる。第２図および第３図は第１図の横断面図を示す
もので、第２図はＫｒ　−８５イオンを注入し−Ｃいる
過程を、第３図は電極をスパッタリングしＣいる過程を
それぞれ拡大し模式的に示しＣいる。つぎに上記装置に
おいＵＫｒ　−８５ガスを固定化処分する方法を説明す
る。すなわら、第１図におい゛Ｃ１容器１内は排気用バ
イブ１１に接続される図示してない排気装置で所望の負
空用に排気された後、バルブ１０を閉じ−Ｃ容器１内を
一定圧〕ｊに維持した後バルブ８を問い−（バイブ９に
接続された図示してないボンベ等からＫｒ−８５ガスを
供給し容器１内に一定圧力のＫｒ−８５ガスが封入され
たらバルブ８を閉じる。また、冷ｆｉｌｌパイプ３およ
び１２に冷媒例えば水を流して電極５および容器１を冷
却づる。容器１と電極５に接続されたリード線４の間に
Ｋｒ　−８５を注入し植えつけるのに充分なエネルギー
でボンバード出来る高電圧の極性を交互に変換ぐきる図
示しくない自流高電圧電踪により、電極５に印加する。

電極５にプラスの電圧が印加されＣいる時はイオン化さ
れたＫｒ−８５イＡン１５は第２図に示すように容器１
の内面に注入し°（植えつ【〕られる。−ｙノ、第３図
に示したように電極５にマイナス電圧が印加されている
時はＫｒ−８５イＡン１５が電極５の表面にボンバード
メントされ−Ｃスパッタリングし、このスパッタリング
したスパッタイオンが容器１の内面に植えつけられたＫ
Ｉ′−８５イオン１５面上にコーティングされる。この
ように電極５にプラスの電圧、マイナスの電圧を１定間
隔で印加することにより、円筒型容器１の内表面にＫｒ
　−８５イオン層と金属コーティング層を累積させて、
累積層を形成させる。すなわち本発明に係る磁石１３を
容器１の外周面に配置することによりイオン化室には磁
場が発生するのでＫｒ　−８５イオンのイオン化密度を
高めるをことになり、容器１内面に従来より効率良＜Ｋ
ｒ　−８５イオンの植えつりができ、また電極５のスパ
ッタ効率も高くなり、全体どしＵＫｒ−８５ガスイオン
のイオン注入効率を増大さぼることができる。このよう
に本発明装置によっ゛Ｃ多量のｌ（ｒ　−８５ガスを効
率良く固定化処理ができる。

また、容器内のＫｒ　−８５ガスが容器１の内面への注
入捕捉にＪ：り希薄になったとぎは先に説明した方法に
にす、容器１内へ０１刀スを月入りればよい。

ｇ（３４図から第６図まではそれぞれ本発明の他の実施
例を示ず縦断面図で各回とも第１図と同一部分は同一符
号で示して重複する部分の説明を省１８する。すなわち
、第４図は円筒状容器１の下部と下部にヨーク１９を配
置しかつ＝Ｊイル２０７ａ−巻回して磁石を構成し、そ
の磁石をイ」勢しＣイオン化室２内に磁場を発生さＩ！
（イオン化密度を高めるようにした例Ｃ゛ある。第５図
は容器１内にイの１下両端板１ａ、Ｉｂを介し−Ｃフイ
ラメン１−１７とアノード１８を取付けてフイラメンＩ
・とアノード１８は間に電圧を印加し、Ｋｒ−８５ガス
敢電を起こしてイオ゛ン化させ、ざらに一層イオン化密
Ｉ良を高めてイオン注入量を人サクシだ例Ｃある。第６
図は第５偉に示した装置にさらに第４図の装置のように
上下方向に磁石をイ」勢した例である。また第７図は電
極５の内部に電磁石１３を埋め込むことによってイオン
化３！２に磁場を発生さＵるＪ、うに構成した例である
。第８図は第７図の装置にさらに！！５図の装置におけ
るフィラメント１７とアノード１Ｂとを両端板１ａ、Ｉ
’ｂに設（ノｌ二例である。この実施例では電子が放出
されるのＣさらにイオン化密度を高めることができる効
果がある。

第９図は円筒型容器１の上下両端板１ａ、１ｂを貫通し
対向して一対のカソード１８を設けるとともに該容器１
内にその側面中央部を貫通しアノード２１をリード線２
２を介して設けた例である。

アノード２１はカソード１８に対しＣ正の電位（例えば
＋５０００Ｖ）を印加する。カソード１８は熱電子を放
出するフィラメントまたは電子を放出Ｊる冷陰極ぐある
。カソード１８から放出された電子はアノード２１の電
位によつ（生じる電界おＪ、び軸り向の磁界によりら旋
運動しながら中心部へ向って加速される。中心部を通過
した電子はさらにら旋運動を続は対向′づるカソード１
８に向っ゛〔進むが逆方向の電界のため減速され、カソ
ード１８の１前で反撥されで、その後は逆り向に加速さ
れることになる。しかして、カソード１８から放出され
た電子はカソード１８−アノード２１−カソード１８間
を往復ら旋連動Ｊることににリガス放電のイオン化密度
を飛躍的に増大させることができ、上記イオン注入固定
化処分能率を向上させることができる。

以上の説明した各実施例ｅは磁石としくフェライトマグ
ネットを使用した例と、第４図および第６図については
電磁石を使用した場合につい”（説明したが本発明は磁
場を発生する磁ｒＪ’７：”あればその種類に限定され
ないことはもちろんである。また、電極はスパッタリン
グしやずい金属例えばＮｉ−Ｌａ、Ｎ１−Ｙなどのアモ
ルファス金属、Ｎ１　％　Ｃｕ　％　１−ｉなどの単独
金属または合金などを使用することが出来る。さらにイ
オンを注入しやすい金属例えばＣＩＪ、ステンレス鋼な
どイオン注入に適した金属を使用することがひきる。な
お、上記実施例では主とし°ＵＫｒ　−８５刀スをイオ
ン化して固定化処１１！する場合について説明したが、
イオン化されるガスはＫｉ’　−８５に限定されるもの
ではなく放射性ガス例えばトリチウム、沃素などのガス
にも適用されることはもちろんである。

まｌご円筒型電極にリード線を取りつけた場合についＣ
説明したが、冷却パイプ３自身をリード線とし゛Ｃ使用
することができることももらろ／ｖ　”Ｃあるし、冷却
媒体は水を使用した場合について説明したが、冷却媒体
は水に限定されないことももらろ／ｖ　”Ｃある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の放射性ガスの固定化処理装
置によれば磁石を配置することによつＣイオン化密度に
磁場を発生させるのでＫｒ　−８５ガスのイオン化密度
を高めることができる。につ−Ｃ１容器の内面へのイオ
ン注入効率、電極のスパッタ効率即ち、コーティング効
率が高くなるのＣ゛Ｋｒ−８５ガスの固定化処理効率が
茗しく高まり、実用的に人なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放射性ガスの固定化処理装置の一実施
例を説明覆るだめの縦断面図、ｍ２図および第３図は第
１図の装置における作用を説明するだめの横断面図、第
４図から第８図よ（゛は本発明の他の実施例を示す縦断
面図である。 １・・・・・・・・・円筒型容器 ２・・・・・・・・・イオン化室 ３・・・・・・・・・削材１パイプ ４・・・・・・・・・リード線 ５・・・・・・・・・円筒型電極 ６・・・・・・・・・ハーメデックシール７・・・・・
・・・・上ブタ ８・・・・・・・・・バルブ ９・・・・・・・・・ｌ（ｒ　−８５１７人バイブ１０
・・・・・・・・・バルブ １１・・・・・・・・・排気用パイプ １２・・・・・・・・・冷却パイプ １３・・・・・・・・・磁石 １４・・・・・・・・・Ｋｒ−８５イＡン累槓層１５・
・・・・・・・・Ｋ１・−８５イオン１６・・・・・・
・・・スパッタイオン代理人弁理士　須　山　仏　− 第１図 第２図　第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 手　続　補　正　書　（方式） ％式％ ２、発明の名称 放射性ガスの固定化処分装置 ３、補１Ｆをする者 事件どの関係　・　特許出願人 神奈川県川崎市幸区堀川町１２番地 東京芝浦電気株式会社 ４、代　理　人　〒　１０１ 東京都千代田区神田多町２丁目１番地 ７、補正の内容 明Ｉ書第１２頁１行目の「第８図」を「第９図」と訂正
する。 以　、１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射性ガスが導入される円筒状容器内に配置され
   た円筒状電極と前記容器との間に極性の異なる高゛市圧
   を印加して前記放射性ガスをイオン化し、該イオンを前
   記容器内面にイオン化注入し゛（イオン化層を形成覆る
   とともに前記電極の表面を欣剣性カスイΔンでスパッタ
   リングを行って前記容器の内面にコーティングしてコー
   ティング層を形成して前記イオン層とコーティング層を
   交互に累積捕捉させる放射性ガスの固定化処分装置にお
   いＣ１前記容器の外部または内部に磁石を配置したこと
   を特徴とする放射性ガスの固定化処分装置。