JPS6227697A - 放射性物質含有廃液の処理方法および装置 - Google Patents

放射性物質含有廃液の処理方法および装置

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JPS6227697A
JPS6227697A JP16703185A JP16703185A JPS6227697A JP S6227697 A JPS6227697 A JP S6227697A JP 16703185 A JP16703185 A JP 16703185A JP 16703185 A JP16703185 A JP 16703185A JP S6227697 A JPS6227697 A JP S6227697A
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sublimation
liquid
chamber
waste liquid
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修 高信
勲 近藤
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Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/08Processing by evaporation; by distillation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/06Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing

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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、例えば使用済核燃料の再処理および転換工
程で発生する廃液や、核燃料物質の精錬および加工工程
で発生する廃液等の放射性物質を含有する各種廃液の除
染処理に関するものでおる。
〈従来の技術〉 硝酸プルトニウム転換工程で発生するプルトニウムを含
有する硝酸系廃液からプルトニウムを除去、すなわち除
染する場合について考えると、従来の方法においてはこ
の廃液を蒸発濃縮缶にて溶質(プルトニウム分)を濃縮
し、苛性ソーダのごとき中和剤を加えてプルトニウムを
水酸化物の形で沈澱させたのち、固液分離操作を行ない
、次に硝酸第二鉄や高分子凝集剤のごとき凝集沈澱剤を
添加して再度固液分離操作を行なうという、いわゆる蒸
発・中和・凝沈法が採用されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら上述のような従来方法においては、硝酸系
廃液の加熱濃縮操作を行なうために使用する蒸発濃縮缶
構造材が強腐蝕環境に暉され、その結実装置寿命が短く
ならざるを得ない。
また、中和剤や凝集沈澱剤を添加するためプロセスが進
むにつれて被処理物の量が増加してしまう。ざらに、蒸
発濃縮色で廃液を加熱蒸発させる際に、沸騰時に廃液が
飛沫となって蒸気中に同伴されてしまうため、この蒸気
の凝縮液中に溶質(プルトニウム)が移行し、その結果
、得られる除染係数(処理前液中の溶質濃度または量/
処理済液中の溶質濃度または量)は10〜105程度に
しかならない。そのため、廃液を環境へ放出できるよう
なプルトニウム濃度とするには上記の処理操作を複数回
繰り返す必要があり、プロセス装置数が増加しかつ操作
も複雑になるという欠点もある。
また、処理対象物には放射性物質が含まれているため、
プロセス装置は換排気設備を備えたグローブボックス内
に設置する必要があり、これら装置の運転及び保守を間
接的に行なわざるを得ない。特に、装置の交換作業に際
しては、グローブボックス全体をざらにグリーンハウス
と称する特殊な囲いで覆うとともに作業員には特殊な防
護装備が必要となり、多量の放射性廃棄物が発生し多大
の労力とコストが必要となる。
従って、グローブボックス内に設置されるプロセス装置
は耐久性があり、なおかつ構造が簡単で操作や保守が容
易であることが望まれる。
そこでこの発明は、上記従来技術の実情に鑑みなされた
ものであって、蒸発濃縮のごとき高温での処理操作を不
要とすることによって、装置の腐蝕防止を図って耐久性
を向上させるとともに、液の沸騰に伴う飛沫同伴現象を
なくして除染係数を高めることができ、しかも中和剤や
凝集沈澱剤等の添加も不要で処理操作が容易な放射性物
質含有廃液の処理方法を提供することを目的とするもの
でおる。
さらにこの発明の目的は、前記の方法を実施するのに適
した、構造が簡単で保守も容易な放射性物質含有廃液の
処理装置を提供することである。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明においては、前述した従来技術における廃液の
蒸発濃縮操作に代えて、廃液を凍結乾燥し、その後溶媒
のみを昇華させて溶媒と溶質との分離を行なうことによ
って、上記の目的を達成している。
すなわちこの発明による放射性物質含有廃液の処理方法
は、放射性物質含有廃液を凍結させたのち真空下にて加
熱して溶媒のみを昇華させることによって、放射性物質
からなる溶質を乾燥物または濃縮物として残留させて回
収するとともに、昇華した溶媒は冷却して凝結物として
回収することを特徴とするものである。
また、この発明による放射性物質含有廃液の処理装置は
、放射性物質含有廃液を凍結しかつ凍結物を加熱、昇華
ざぜる凍結・昇華室と、該凍結・昇華室で生成される昇
華成分を冷却して凝結させる凝結室と、該凍結・昇華室
で生成される昇華成分を該凝結室へ導く導管と、該凍結
・昇華室および凝結室を真空排気する装置とからなるこ
とを特徴とするものである。
〈実施例〉 以下に図面に示す実施例を参照してこの発明をざらに詳
述する。
添付図面はこの発明の装置の1つの実施例を示しており
、この装置は、凍結・昇華室1と、凝結室2と、これら
2つの窄を連通接続する導管3とを備えている。凍結・
昇華室1内は、放射性物質含有廃液(以下「被処理液」
という)4を受けるトレイ5が被処理液の冷却・加熱の
ためのステージ6上に載置され、被処理液は液供給ロア
から1〜レイ5内に供給されるようになっている。
一方、凝結室2内には、凍結・昇華室1からの昇華成分
を冷却してで結1回収するためのトラップ8が設置され
ており、さらに真空排気装置9と液回収室10とが凝結
室2に連通している。
なお、図中参照番@11は凍結・昇華室1内のステージ
6を加熱すめための加熱装置、12はステージ6および
凝結室2内のトラップ8を冷却するための冷凍装置であ
る。
次にこの装置の動作を説明しながらこの発明の方法を詳
述する。核燃料物質のごとき放射性物質を含む被処理液
を液供給ロアから凍結・昇華室1内の1〜レイ5内に供
給したのち、冷凍装置12を作動させて冷却し、被処理
液4をトレイ5内で凍結させる。硝酸プルトニウム転換
施設の工程廃液の場合には、凍結温度は230’に側近
である。一方、凝結室2内のトラップ8も冷凍装置12
により冷却する。トラップの温度は低温である程昇華成
分の凝結回収率が高くなるが、本実施例においては上記
凍結温度より低い約200°に程度の1へラップ温度と
する。
次いでこの状態において、真空排気装置9により凝結室
2内およびこれと導管3により連通している凍結・昇華
室1内の排気を開始する。
系内の真空度が上昇するにつれて被処理液中の溶媒およ
び溶質各々の有する固有の蒸気圧(昇華圧)の差によっ
て、凍結物中の溶媒のみが昇華してくる。この昇華成分
は導管3を介して凝結室2内に導かれ、トラップ8の表
面に凝結捕捉される。昇華に伴いトレイ5内の凍結物は
昇華熱を奪われるため、これに見合った量の熱を加熱装
置11により供給し、凍結物の温度を凍結温度よりも若
干低目に調面保持する。
凍結物中の昇華成分すなわち溶媒が昇華し切って無くな
ると、凍結物中の溶質のみが乾燥物としてトレイ5内に
残留し、系内の真空度は上昇し、かつ昇華により持ら去
られる熱く昇華熱)が無くなるため、凍結物の温度は上
昇する。従って、昇華の終了時には真空度の上昇と凍結
物温度の上昇の2つの現象が観察される。当然のことな
がら、昇華が継続している状態で操作を停止すれば、溶
質が溶媒中に濃縮された濃縮物が得られる。
このようにして、被処理液中の水や硝酸のごとき溶媒は
昇華成分となってトラップ8で凝結し、液回収至10内
に集めて回収でき、プルトニウムのごとき溶質は乾燥物
または濃縮物としてトレイ5内に残留させて回収できる
かくしてこの発明によれば、被処理液を沸騰蒸発させる
ことがないから、溶質分を含む溶媒の蒸気中への飛沫同
伴現象もなく、その結果、凝結室2内の1〜ラツプ8に
て回収される溶媒へ移行する溶質は極めて微量となり、
除染係数は107以上という高い値が得られている。
除染性能をさらに向上させるために、凍結・昇華室1と
凝結室2を接続する導管3の途中にフィルター13を挿
入したり、あるいは被処理液中に予め粘結剤を添加して
おく方法も考えられる。
なお、加熱装置11としては電気ヒーターや熱媒体等が
使用できるが、高周波により加熱されやすい炭化ケイ素
等の材料でトレイ5を作製したり、あるいはかような材
料をトレイの内側に用いて高周波を印加すれば、被処理
液の間接的加熱を行なうことができる。
〈発明の効果〉 上述したごときこの発明によれば、次のような効果が得
られる。
(1)被処理液の処理操作温度は凍結温度以下の低温で
あるから、蒸発濃縮装置におけるような装置構造材の腐
蝕減肉はほとんどなく、そのため装置の寿命が長くなり
、高洒な耐食性材料を使用する必要もなくなるのでコス
ト低減化に大きく寄与する。
(2)溶媒(水、硝酸など)と溶質との分離は昇華を利
用するため、蒸発濃縮操作の場合にみられる沸騰時の飛
沫同伴現象もなく、除染係数が大幅に向上する。例えば
、従来の蒸発濃縮法による除染係数は103〜105程
度であるのに対し、この発明によれば107以上の高い
値が得られる。
(3)溶媒の昇華と溶質の乾燥または濃縮とを同−装置
で行なうことができるとともに高除染性能が得られるの
で、廃液処理プロセスを簡酪化できる。
(4)被処理液中に可燃性または爆発性の物質が混入し
ている場合でも、処理温度が低温であるため火災・爆発
の危険が少なく安全性が高い。
(5)加熱沸騰型の蒸発濃縮法においては、熱揮発性元
素(例えばルテニウム等〉の除染係数を高くすることは
不可能であるが、この発明によれば可能である。
以上の説明では、この発明を放射性物質含有廃液の処理
方法および装置として述べたが、放射性、非放射性を問
わず被処理液を凍結状態にしたときに溶媒と溶質との間
に蒸気圧(昇華圧)の差があるような溶液の処理に対し
てもこの発明の分離原理は適用可能であり、例えばメッ
キ廃液中の重金属成分の除去や回収にも利用できるであ
ろう。
【図面の簡単な説明】
添付図面はこの発明の装置の実施例を示す説明図である
。 1・・・凍結・昇華至、2・・・凝結掌、3・・・導管
、4・・・被処理液、5・・・トレイ、7・・・液供給
口、8・・・トラップ、9・・・真空排臭装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、放射性物質含有廃液を凍結させたのち真空下にて加
    熱して溶媒のみを昇華させることによつて、放射性物質
    からなる溶質を乾燥物または濃縮物として残留させて回
    収するとともに、昇華した溶媒は冷却して凝結物として
    回収することを特徴とする放射性物質含有廃液の処理方
    法。 2、放射性物質含有廃液を凍結しかつ凍結物を加熱、昇
    華させる凍結・昇華室と、該凍結・昇華室で生成される
    昇華成分を冷却して凝結させる凝結室と、該凍結・昇華
    室で生成される昇華成分を該凝結室へ導く導管と、該凍
    結・昇華室および凝結室を真空排気する装置とからなる
    ことを特徴とする放射性物質含有廃液の処理装置。
JP16703185A 1985-07-29 1985-07-29 放射性物質含有廃液の処理方法および装置 Pending JPS6227697A (ja)

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