JPS6140959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、放射性廃棄物の処理方法に係り、特
に、原子力発電所等の原子力施設から発生する使
用済の粒状また粉状イオン交換樹脂、フイルタ助
剤および再生廃液等の放射性廃棄物の処理方法に
関する。

〔発明の背景〕

原子力発電所などの原子力施設では、放射性ス
ラツジとして、炉水浄化等に使用された粒状イオ
ン交換樹脂、フイルタ助剤としてセルロースを主
成分とするフイルタ助剤（KCフロツクおよびソ
ルカフロツク）および粒状イオン交換樹脂が発生
する。これらは長半減期核種である⁶⁰Coや¹³⁷Cs
を含んでいるために、その放射能の減衰には長期
間を要する。このために、従来、これらの放射性
スラツジは遠心脱水器等で約50重量％に脱水後、
ドラム缶内でセメントやアスフアルト等と混合固
化された後、施設内に貯蔵保管されている。しか
し、原子力発電所の運転年数の増加と共に、放射
性廃棄物の貯蔵量が増加しており、保管場所の確
保が問題となつており、このため、海洋投機等の
最終処分法が検討されている。

放射性廃棄物固化体の海洋投機のためには、固
化体は強度、放射能溶出率等に関する条件を満た
すとともに、その密度が海水より充分大きくなけ
ればならない。現在、固化体の平均密度は1.2ｇ/
cm³以上必要であると考えられている。

アスフアルト固化体やプラスチツク固化体は、
セメント固化体に比べ、放射能溶出率が小さいと
いう長所があるが、その密度が約1.0ｇ/cm³と小さ
いために、放射性スラツジ等の密度の小さい放射
性廃棄物を固化した場合、固化体としての平均密
度が1.2ｇ/cm³以上を確保できない場合が生じる。

このために、放射性スラツジ等の固化貯蔵に際
して、密度の大きい固体廃棄物をスラツジ中に混
入することが考えられている。すなわち、第１図
に示すごとく、イオン交換樹脂やフイルタ助剤等
から成るスラツジ２は、脱水処理された後、イオ
ン交換樹脂の再生により生ずる硫酸ナトリウムを
含む再生廃液を遠心膜断燥機にて蒸発乾燥して得
られた粉体を造粒したペレツト３と混合され、ド
ラム缶５内の内部容器６に充填される。その後、
ドラム缶５内にアスフアルト１が充填され、固化
される。

海洋投機を実施する場合でも、投機する固化体
の本数はできる限り少ないことが望ましいのは明
らかである。しかし、前記、従来例の場合、スラ
ツジ２は脱水処理されるのみであるために、その
減容比が小さいという欠点がある。

また、スラツジ２とペレツト３とを混合してド
ラム缶５内の内部容器６に充填し、その後ドラム
缶５内にアスフアルトやプラスチツクなどの固化
剤を注入する場合次の様な欠点もある。すなわ
ち、スラツジ２は微小粒径であるために、スラツ
ジ２とペレツト３によつて形成される隙間は極め
て微小であり、この隙間を前記固化剤が通過する
際の流動抵抗は極めて大きなものとなつてしま
う。このため、固化剤の注入にかなりの長期間を
要するばかりでなく、注入できる固化剤の種類も
特殊なもに限定される。

さらに、特開昭52−154999号公報には、乾燥後
造粒された放射性固形分と乾燥された放射性廃樹
脂を混合して容器に導入する技術が示されている
が、乾燥された放射性廃樹脂はその密度が約0.8
ｇ/cm³と小さく、また固化剤の密度は1.0ｇ/cm³以
上あるから、固化剤を容器内に充填して固化する
場合、廃樹脂が浮上してしまい、固化体の上表面
に廃樹脂が露出してしまう。このため均質な固化
体の製造は困難となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、貯蔵容器内に充填できる粒状
廃棄物量を増大すると共に、固化剤充填時に廃棄
物が浮上するのを防止して均質な廃棄物固化体を
得ることのできる放射性廃棄物の処理方法を提供
するにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、放射性廃棄物の粉体を圧縮造
粒して密度が1.2ｇ/cm³以上の大粒径のペレツト
と、放射性廃棄物の粉体を圧縮造粒して密度が
1.2Kg/cm³以上の小粒径のペレツトとを製作し、前
記大粒径のペレツトと小粒径のペレツトとを容器
内に充填し、その後該容器内に固化剤を充填して
廃棄物固化体を製造する点にある。

〔発明の実施例〕

本発明の好適な一実施例を以下に詳細に説明す
る。放射性物質を含む使用済の粒状イオン交換樹
脂、粒状イオン交換樹脂（フイルタ助剤の一種）
あるいは、セルロースを主成分とするフイルタ助
剤等の放射性スラツジは、遠心薄膜乾燥機により
脱水乾燥され、粉体化される。これは造粒機によ
つて高圧力下で圧縮して、ペレツトに成形する。
また、この放射性スラツジと共に、原子力発電所
で大量に発生する廃棄物として、イオン交換樹脂
の再生作業により発生する再生廃液がある。通
常、再生廃液は、硫酸ナトリウム（Na₂SO₄）を主
成分とする。この再生廃液を遠心薄膜乾燥機で処
理することにより、硫酸ナトリウムの粉末を得る
ことができる。この粉末も造粒機によつて高圧力
下で圧縮して、ペレツトに成形する。これらの２
種のペレツトを以下に述べる割合で混合しアスフ
アルトなどの固化材より固化して貯蔵する。この
ようにして、放射性廃棄物の固化体が得られる。

第２図は、本実施例によつて得られる放射性廃
棄物の固化体の断面を模式的に示したものであ
り、大粒径のペレツト８と小粒径のペレツト４が
これらのペレツトが脱落しない網目の金網から成
る内部容器６に混合されて充填され、これをアス
フアルト１によりドラム缶５内に固定されて、固
化体７を形成する。

実験によると、スラツジをペレツトにした場合
の真密度としては、約1.2ｇ/cm³以上を得ることは
容易であることが明らかになつた。また、硫酸ナ
トリウムのペレツトの真密度は約2.3ｇ/cm³であ
り、長径約３cm、短径約２cm、厚さ約１cmのアー
モンド型ペレツトを充填した場合の空隙率は約50
％であつた。また、スラツジのペレツトにおいて
も前記硫酸ナトリウムのペレツトと相似な形状と
した場合の空隙率として40〜60が得られた。

２種の平均粒径の異なる粒子を充填する場合の
粒径の比と、最小空隙率の関係を第３図に示す。
Ｅは１種のペレツトを充填した場合の空隙率が40
％の時のものであり、Ｆはその空隙率が60％の時
のものである。小さいペレツト４の粒径（小粒
径）大きいペレツト３の粒径（大粒径）に対する
比が、小なる程、空隙率が減少する。また、この
時の固化体としての平均密度を求めた結果を第４
図に示す。ただし、ドラム缶５は200のものを
使用し、ドラム缶５の外壁付近に５cm厚さのアス
フアルト１を設けるものとする。従つて、内側容
器６の容積のドラム缶５の容積に対する比は60％
となる。また、スラツジのペレツトの真密度を
1.2ｇ/cm³、硫酸ナトリウムの真密度を2.3ｇ/cm³と
する。図中、A₁およびB₁は１種のペレツトを単
独で充填した場合の空隙率が40％の場合であり、
同様にA₂およびB₂は空隙率が60％の場合であ
る。また、A₁およびA₂はスラツジのペレツトを
すべて大粒径とし、硫酸ナトリウムのペレツトを
すべて小粒径とした場合であり、B₁およびB₂は
これとは逆にスラツジのペレツトをすべて小粒径
とし、硫酸ナトリウムのペレツトをすべて大粒径
とした場合である。なお、第４図の最小空隙率を
得るためには、大粒径の粒子の重量割合Ｚ（％）
を以下の式で与えられる割合とする必要がある。

ここで、εは、ペレツトを単独で充填した場合
の空隙率（％）であり、ρ_１は大粒径のペレツト
の真密度（ｇ/cm³）であり、ρ_２は小粒径のペレ
ツト真密度（ｇ/cm³）である。第５図は上記(1)式
の重量割合でペレツトを充填した場合の平均密度
である。

放射性スラツジが再生廃液に比して大量に発生
した場合は、スラツジのペレツトを大粒径として
貯蔵する必要があり、この場合、硫酸ナトリウム
のペレツトの粒径を、大粒径の1/10以下とするこ
とにより、固化体の平均密度が1.2以上となり、
かつ、最密充填が可能となり、放射性廃棄物の減
容が大巾に可能となる。

以上の場合について、放射性スラツジの減容比
は、以下の様になる。スラツジを約50重量％まで
脱水処理した場合のスラツジ単独のかさ密度は
0.1〜0.4ｇ/cm³であり、ペレツトにした場合、か
さ密度としては0.6ｇ/cm³以上が得られ、その減容
比は、約1.5〜６となる。これは100MWeの発電
所で１年間に発生する放射性スラツジがドラム缶
で約500本と予想されることから、このドラム缶
にして、年間約150本の減容となる。

粒状イオン交換樹脂、粒状イオン交換樹脂（フ
イルタ助剤）、セルロースを主成分とするフイル
タ助剤および再生廃液を、遠心薄膜乾燥機にてそ
れぞれ別々に粉体にし、単独組成のペレツトを作
り、各々のペレツトをドラム缶５内に所定量充填
し、固化体の平均密度を調節することができる。

本実施例によれば、放射性スラツジを圧縮して
ペレツトにして充填することにより、減容を計る
ことができる上、さらに混入する硫酸ナトリウム
のペレツトとの粒径を変えることにより、最密充
填を計ることが可能となり、放射性廃棄物の充填
量が約1.5倍に増加する。しかも、固化体として
の平均密度を1.2ｇ/cm³以上にすることが可能とな
り、海洋投機の場合の基準値を満たすことができ
る。

さらに本実施例によれば、放射性廃棄物を大粒
径のペレツトと小粒径のペレツトにして貯蔵容器
内に充填するようにしているので、ペレツト間の
隙間は従来のものよりかなり大きくなり、したが
つて廃棄物（ペレツト）間への固化剤の注入も極
めて容易になる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明方法は、放射性廃棄
物を密度が1.2ｇ/cm³以上の大粒径のペレツトと小
粒径のペレツトに製作し、それらを貯蔵容器に充
填するようにしているから、容器内に充填できる
粒状廃棄物量を増大できると共に、大小ペレツト
のいずれもが密度1.2ｇ/cm³以上であるから、固化
剤の充填時に廃棄物が浮上することがなく、した
がつて均質な廃棄物固化体を得ることができる効
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の処理方法によ
つて得られた固化体の縦断面図、第２図は、本発
明の好適な一実施例によつて得られた固化体の縦
断面図、第３図は、２種のペレツトの平均粒径の
比を変えた場合の最小空隙率の変化を示す特性
図、第４図は、２種のペレツトの平均粒径の比を
変えた場合の固化体の平均密度の変化を示す特性
図である。 １……アスフアルト、４，８……ペレツト、５
……ドラム缶、６……内部容器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放射性廃棄物の紛体を圧縮造粒して密度が
   1.2ｇ/cm³以上の大粒径のペレツトと、放射性廃棄
   物の紛体を圧縮造粒して密度が1.2ｇ/cm³以上の小
   粒径のペレツトとを製作し、前記大粒径のペレツ
   トと小粒径のペレツトとを容器内に充填し、その
   後該容器内に固化剤を充填して廃棄物固化体を製
   造することを特徴とする放射性廃棄物の処理方
   法。