JPS62133397A - 放射性廃棄物のプラスチツク固形化処理方法 - 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】 （発明の属する技術分野） 本発明は原子力施設から排出される粉状や顆粒状の放射
性廃棄物を熱硬化性樹脂を用いて固形化処理する方法に
関する。

（従来技術とその間顧点） 原子力発電所などの原子力施設から排出される濃縮廃液
の乾燥物や使用済みのイオン交換樹脂など放射性を有す
る粉末状または顆粒状廃棄物の処理方法の一つとして、
例えば特開昭４８−４４７００号公報に開示されている
ように、これら放射性廃棄物を熱硬化性樹脂とくに不飽
和ポリエステル樹脂を用いて固形化処理方法がアスファ
ルトやセメントを用いた従来の固形化方法に比べて減容
化効果が大きく耐水性に優れ、短時間に固形化が可能で
あることから有力な処理方法として知られている。放射
性廃棄物を固形化処理するための熱硬化性樹脂（以下固
化材と略称する）として不飽和ポリエステル樹脂を用い
て室温で硬化させるプラスチック固形化処理装置の構成
と作用の概要を説明するために第４図にその系統図を示
す。

第４図においてホッパ１αに装入した粉末状または顆粒
状の放射性廃棄物２．第１のタンク３に装入した固化材
の液状不飽和ポリエステル樹脂４゜第２のタンク５に装
入した重合促進剤６および第３のタンク７に装入した重
合開示剤８をそれぞれ適当な量を計量した後、これらを
順次混合槽９に投入し、攪拌器１０αを用いて所定時間
撹拌混合して液状混合物１１とし、この混合物１１を混
合槽９からその下方に置かれたドラム缶などの容器１２
に落下投入する。次いで液状混合物１１ｂとして収容し
た容器１２を所定の場所に移し、そのまま室温に放置し
て液状混合物１１Ａを室温硬化させることにより、容器
１２の中にプラスチック固化体１６が形成される。

以上の過程において固化材４として不飽和ポリエステル
樹脂が使用されるのは、不飽和ポリエステル樹脂に重合
促進剤６と重合開始剤８を適切に選定して混合添加する
ことによって、室温で硬化反応を起こすことができ、速
硬化性を有するので加熱などの付帯設備を必要とするこ
となく放射性物質２を含む固化体が得られやすく、ドラ
ム缶容器１２などを用いた大型の固化体１６として硬化
させることが可能であり、しかも固化体１６に要求され
る強度を付与させるのに適しているからである。

しかしながら、固化材４に不飽和ポリエステル樹脂を使
用した場合にもドラム缶容器１２に落下投入された液状
混合物１１ｂ中に固化材４と放射性廃棄物２との大きな
比重差に起因して放射性廃棄物ａが沈降することにより
液状混合物１１ｂは放射性廃棄物２が均一に分散されて
いない状態のまま硬化してしまい、得られる固化体１６
は放射性廃棄物２と固化材４とが互に分離された領域で
それぞれ硬化するために次のような種々の問題を生ずる
。

すなわち、第５図は得られた固化体の高さとその中に含
まれる放射性廃棄物量との関係を示す線図であるが、第
５図から明らかなように固化体の最上部には放射性廃棄
物が存在しなくなり、初めの配合量６０重量％を保持す
る部分が偏在している状態となる。上部に放射性廃棄物
が含まれない固化体は硬化過程における硬化発熱量や硬
化収縮量が大きくなり、クラックの発生やドラム缶容器
との間に隙間ができるなどの欠点を有する。

また第６図は固化体の圧縮強さと放射性廃棄物含有量と
の関係を示す線図であり、一般に放射性廃棄物を含むプ
ラスチック固化体に対しては圧縮強さりｏｏＫｇ／。♂
を有することが評価基準として要求されているが、第６
図から固化体圧縮強さが５００　Ｋｇ／　ｃｍ”以上を
有する放射性廃棄物含有量は５０重量％から７５重量％
の範囲であって、第５図における固化体高さと放射性廃
棄物含有量との関係線図を照合すると固化体の上部約２
００　ｍ　ｍの部分は放射性廃棄物含有量が５０重量％
以下の値となり、固化体の圧縮強さの点でも評価基準性
能５００Ｋｇ／。♂が得られないことがわかる。

以上のような放射性廃棄物の沈降現象に起因して発生す
る欠点を解決するために、固化材と重合促進剤の配合量
を調節して放射性廃棄物が沈降する前に液状混合物の硬
化を完了してしまう短時間硬化方法も考えられるが、あ
まりに硬化時間を速くすると、液状混合物を混合槽から
ドラム缶容器内に流出する経路のパイプ内で液状混合物
が硬化するという事態を生じ、パイプを閉塞させるため
に放射性廃棄物固形化処理そのものが遂行不可能となる
ので好ましい方法ではない。

したがって液状混合物がドラム缶容器内で完全に硬化す
るまで放射性廃棄物を均一な分散状態に保持させておく
方法が望まれる。

（発明の目的） 本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は放射性廃棄物をプラスチック固形化処理する際に、
処理過程中に放射性廃棄物が沈降することなく、放射性
廃棄物を固化体中に均一に分散させることができる処理
方法を提供することにある。

（発明の要点） 本発明は混合槽内において放射性廃棄物、固化材１重合
促進剤および重合開始剤を混合攪拌した液状混合物をド
ラム缶容器内に装入した後、引続きさらに微粒子粉体を
ドラム缶容器内の液状混合物に適当量添加してドラム缶
容器内の液状混合物の粘度を高めることにより、液状混
合物がドラム缶容器内で完全に硬化するまで放射性廃棄
物の沈降を防止し、放射性廃棄物を均一な分散状態に保
持しながら硬化させるようにしたものである。

（発明の実施例） 以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１図は本発明の方法を適用する放射性廃棄物プラスチ
ック固形化処理装置の系統図を示したものであるが、第
４図と共通部分を同一符号で表わしである。

本発明者らは本発明を遂行するに当り、第１のホッパ１
に装入する粉末状または顆粒状の放射性廃棄物２として
は通常この種の実験に常用されている硫酸ソーダの粉末
を模疑廃棄物として用いた。

第１１Ｗが第４図と異なる所はドラム缶容器１２内の液
状混合物１１中に添加される微粒子粉体１４を装入する
第２のホッパ１３を設けたことと混合槽９内の液状混合
物１１を攪拌する第１の攪拌機１０のほかにドラム缶容
器１２内の液状混合物１１αを攪拌する第２の攪拌機１
５を備えたことである。

以下本発明の方法による処理手順を説明する。

第１図において第１のタンク３に装入する固化材４は例
えばイソフタール酸系スチレンモノマーを含有した不飽
和ポリエステル樹脂、第２のタンク５に装入する重合促
進剤６はす７テン酸コバルト。

第３のタンク７に装入する重合開始剤８はメチルエチル
ケトンパーオキサイドをそれぞれ使用する。

混合方法は放射性廃棄物ごと後述する微粒子粉体１４と
を例えば合わせて６０重量％となる量の放射性廃棄物２
と同化材４が４０重量％の配合比率になるようにしてそ
れぞれ混合槽９に投入し、さらに重合促進剤６と重合開
始剤８を適当量添加し、第１の攪拌機１０により所定時
間撹拌混合して得られた液状混合物１１を混合槽９から
その下方に置かれたドラム缶容器内に落下投入する。

次いで第２のホッパ１３から微粒子粉体１４例えば日本
アエロジル社製の商品名ＡＩＲＯ８工Ｌ２００すなわち
平均粒径１２μｍの微粒子シリカ粉体を５〜２０重量％
の範囲でドラム缶容器１２内に投入し、ドラム缶容器１
２内の液状混合物１１ａが放射性廃棄物２と微粒子粉体
１４との合計量で６０重量％となるようにして第２の攪
拌機１５により所定時間撹拌混合する。かくして微粒子
粉体１４の添加された液状混合物１１αは混合槽９で撹
拌混合された状態の液状混合物１１より粘度を増すこと
ができる。最後にドラム缶容器１２を所定の場所に移し
そのまま室温に放置して硬化させるが、この際粘度の高
められた液状混合物１１αは放射性廃棄物２が沈降する
ことなく、その結果得られる固化体１６は放射性廃棄物
２が均一に分散したものとなる。

なお以上の過程において、微粒子粉体１４をドラム缶容
器１２内の放射性廃棄物２を含む液状混合物１１ｃＬに
配合添加する代りに、混合槽９内で放射性廃棄物２を含
む液状混合物１１に配合添加することも考えられるが、
このようにすると液状混合物１１の粘度が高くなり、こ
れをドラム缶容器１２へ送る配管径路を流通し難くなる
ので微粒子粉体１４の添加はドラム缶容器１２において
行なう方が確かである。

第２図は上記の本発明の方法により、微粒子粉体１４を
１０重量％、放射性廃棄物２を５０重量％１合計６０重
量％を廃棄物として固形化処理したときの固化体１６の
高さと廃棄物含有量の関係を示した線図であり、既に述
べた微粉末粒子１４を含まない場合の第５図に対応する
ものである。

第２図と第５図を比較すると明らかなように、本発明に
よる第２図では固化体１６の上下間はぼ全長にわたって
放射性廃棄物２と微粉子粉体１４とが一様に分散しどの
場所においても６０重量％に近い値を示している。この
ことは微粒子粉体１４を添加した液状混合物１ｉｃＬに
放射性廃棄物２の沈降現象が生じていないことを表わす
ものである。

次に微粒子粉体１４の適切な添加量について述べる。第
３図は本発明により得られた固化体の高さの上から１０
０ｍｍの領域に関して、放射性廃棄物との合計が６０重
量％となるように配合した微粒子粉体の添加量とその微
粒子粉体を含めた放射性廃棄物含有蓋との関係を示した
線図である。第３図に見られるように微粒子粉体の添加
量を５重量％以上としたとき既に第６図で説明した固化
体圧縮強さｓｏｏＫｇ／。工が得られる放射性廃棄物含
有量である５０重量％に達する。微粒子粉体の添加量が
５重量％以下では固化体の上端からｌＱＯｍｍの部分は
放射性廃棄物が沈降するために所期の含有量とならず固
化体の圧縮強さも基準値が得られない。したがって微粒
子粉体の添加量は少くとも５重ｉ％としなければならな
い。一方第３図から微粒子粉体を１０重量％を超えて添
加すると放射性廃棄物含有量は所期の６０重散弾と安定
状態になることがわかる。しかし微粒子粉体の添加量を
２０重量％以上とした場合、液状混合物の粘度が異常に
高くなり均一に混合させるための攪拌操作が困難となる
ばかりでなく、固形化処理すべき放射性廃棄物量は４０
重量％以下となってしまうので、放射性廃棄物処理の効
率を損うことになるので微粒子粉体の添加量の上限は２
０重量％とすぺきである。

この微粒子粉体は先に述べた例えば日本アエロジル社製
の商品名Ａｌｌ：ＲＯ８工Ｌ２００の微粒子シリカ粉体
を用いればよいが、このものに限ることなく例えば０ｔ
ｚＯＯ８の微粒子粉体もしくは放射性廃棄物自体を粒径
１２μｍ程度の微粒子に粉砕して用いることも可能であ
る。

（発明の効果） 不飽和ポリエステル樹脂を固化材として放射性廃棄物の
プラスチック固形化処理を行なうときに、従来放射性廃
棄物と固化材との比重差に起因してこれらの液状混合物
中の放射性廃棄物が沈降し、均一分散状態の固化体が得
られず、固化体の強度不足やクラックもしくは容器との
隙間を形成するなど種々の問題をもっていたのに対し、
本発明によれば実施例で説明したように、混合槽から注
入したドラム缶容器中の放射性廃棄物と固化材からなる
液状混合物に、ざらにシリカ微粉末などを放射性廃棄物
との合計量のうち５〜２０重量％含まれるように添加攪
拌し、そのまま硬化させてドラム缶容器中の液状混合物
の粘度を増すようにしたために、硬化過程で廃棄物が沈
降することなく、得られた固化体は廃棄物が全域に均一
に分散されたものとなり、固化体の強度評価基準５ｏｏ
Ｋｇ／。Ｉ！１２以上の圧縮強さを確保するとともに、
クラックの発生などのない満足すべき固化体とすること
ができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される装置の系統図、第２図は本
発明により得られた固化体の高さ寸法と廃棄物含有量の
関係を示す線図、第３図は固化体上部の微粒子粉体を含
む放射性廃棄物含有量とその微粉子粉体添加量との関係
を示す線図、第４図は従来の放射性廃棄物のプラスチッ
ク固形化処理装置の系統図、第５図は従来法により得ら
れた固化体の高さ寸法と放射性廃棄物含有量の関係を示
す線図、第６図は固化体の圧縮強さと廃棄物含有量との
関係を示す線図である。 １：第１のホッパ、２：放射性廃棄物、４：液状不飽和
ポリエステル樹脂、６：重合促進剤、８：重合開始剤、
１０：第１の攪拌器、１１α　：液状混合物、１２；ド
ラム缶容器、１３：第２のホッパ、１４：微粒子粉体、
１５：第Ｚの攪拌器、１６：固化体。 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）放射性廃棄物、液状不飽和ポリエステル樹脂、重合
   促進剤および重合開始剤からなる液状混合物をドラム缶
   容器内に注入放置して固形化処理する方法において、前
   記液状混合物を前記ドラム缶容器に注入した後、該液状
   混合物に微粉子粉体を固化体の５〜２０重量％添加し、
   前記放射性廃棄物との合計が前記固化体の５５〜７５重
   量％となるようにして撹拌混合することを特徴とする放
   射性廃棄物のプラスチック固形化処理方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、微粉子
   粒体にシリカを用いることを特徴とする放射性廃棄物の
   プラスチック固形化処理方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の方法において、微粉子
   粒体に炭酸カルシウムを用いることを特徴とする放射性
   廃棄物のプラスチック固形化処理方法。