JPS63127199A - 放射性クラツドの安定化処理方法 - Google Patents
放射性クラツドの安定化処理方法Info
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- JPS63127199A JPS63127199A JP27366786A JP27366786A JPS63127199A JP S63127199 A JPS63127199 A JP S63127199A JP 27366786 A JP27366786 A JP 27366786A JP 27366786 A JP27366786 A JP 27366786A JP S63127199 A JPS63127199 A JP S63127199A
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Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
１旦０貝仰
本発明は、原子力施設から発生する放射性のクラッドを
安定化処理する方法に関する。
安定化処理する方法に関する。
棄物のうち、酸化鉄（水酸化鉄を含む）を主体とし、６
０ＧＯ１５４Ｍｎ、６３Ｎ’、などの放射性核種を含有
する「クラッド」とよばれるものの処理には、これまで
いくつかの方法が提案されている。 そのひとつはマイクロ波を利用する技術であって、放射
性クラッドを含有するスラリーを蒸発濃縮して乾燥粉末
化し、マイクロ波を照射することにより溶融ガラス化す
るものである（特開昭５５−１２７１９９号）。 この
方法は、減容の目的は達成できるが、エネルギー消費が
多大になることが難点である。 そこで、クラッドを含有するスラリーに凝集剤を加えて
沈降分離し、融点降化剤を加えて約６５０℃に加熱する
ことにより焼結体とする技術もある（特開昭５８−１３
１５９７号）。 融点降下剤の添加は、減容の意図に逆
行する。 マイクロ波による場合と同様に、処理により
生成したガラス塊は衝撃に弱く、物理的に不安定である
。 別の方法は、やはりガラス化剤を使用する技術であって
、クラッドにガラス化剤を混合して熱間静水圧プレスに
かけ、焼結体とするものである（特開昭５７−１９６１
９９号）。 この処理法は、ガラス化剤として放射性廃
棄物の焼却灰を使用できるという利点があるが、高価な
熱間静水圧プレス装置を必要とし、しかも減容の一合は
高くない。
０ＧＯ１５４Ｍｎ、６３Ｎ’、などの放射性核種を含有
する「クラッド」とよばれるものの処理には、これまで
いくつかの方法が提案されている。 そのひとつはマイクロ波を利用する技術であって、放射
性クラッドを含有するスラリーを蒸発濃縮して乾燥粉末
化し、マイクロ波を照射することにより溶融ガラス化す
るものである（特開昭５５−１２７１９９号）。 この
方法は、減容の目的は達成できるが、エネルギー消費が
多大になることが難点である。 そこで、クラッドを含有するスラリーに凝集剤を加えて
沈降分離し、融点降化剤を加えて約６５０℃に加熱する
ことにより焼結体とする技術もある（特開昭５８−１３
１５９７号）。 融点降下剤の添加は、減容の意図に逆
行する。 マイクロ波による場合と同様に、処理により
生成したガラス塊は衝撃に弱く、物理的に不安定である
。 別の方法は、やはりガラス化剤を使用する技術であって
、クラッドにガラス化剤を混合して熱間静水圧プレスに
かけ、焼結体とするものである（特開昭５７−１９６１
９９号）。 この処理法は、ガラス化剤として放射性廃
棄物の焼却灰を使用できるという利点があるが、高価な
熱間静水圧プレス装置を必要とし、しかも減容の一合は
高くない。
本発明の目的は、上記した従来技術ではなお不満足な諸
点を改善し、過大なエネルギーを消費することも、高価
な設備を必要とすることもなく容易に実施できて、十分
に高い減容度で安定な処理体を得ることのできる放射性
クラッドの安定化処理方法を提供することにある。 発明の構成 （問題点を解決するための手段１ 本発明の放射性クラッドの安定化処理方法は、酸化鉄を
主体とし放射性核種を含有するクラッドを、８００〜１
３００℃の温度で還元条件下に置き、焼結体ないし溶融
体とすることからなる。 還元条件下に置くひとつの手段は、クラッドに炭素粉末
のような固体還元剤を混合することである。 原子力発
電所などで、使用ずみの活性炭が難燃物として貯蔵され
ている場合、これを固体還元剤としても使用できる。 いまひとつの手段は、Ｈ２やＣｏのような還元性気体を
接触させることである。 これらの手段を併用してもよ
いことはもちろんである。 焼結体を得た場合、必要によりこれを圧縮成形すれば、
ざらに減容できる。 ［作 用］ クラッドの主成分は酸化鉄を主体とし、主要な放射性核
種として Ｃｏ１５４Ｍｎ、６３Ｎ、などを含有する。 水酸化鉄も含まれるが、乾燥および焼成により容易に
酸化鉄になるので、以下の記述においては酸化鉄で代表
させる。 いずれも、本発明に従う処理により、最終的には金属Ｆ
ｅおよびｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉまで還元され、６０Ｃｏ１５
４Ｍｎ、６３Ｎ＋はＦｅ中に固溶シテ安定に保持される
。 Ｆｅ （ＯＨ） −’Ｆｅ Ｏ→（Ｆｅ３０４）→
ＦｅＯ→Ｆｅ − ＣｏＯ→Ｃｏなど 固体還元剤としてＣ粉末を使用した場合、Ｆｅおよびｃ
ｏ、Ｍｎ、Ｎｉの酸化物の生成エネルギー（ΔＧ’ ）
が ２Ｇ＋０２→２ＧＯの生成エネルギーより大きくな
る温度は、おおよそ７００℃以上である。 そこで、反
応速度を考慮に入れて、８００℃以上の温度を与えるこ
ととした。 一方、還元反応にとっては、系が液相にならず同相を保
つ方が好都合なので、ＦｅＯの融点１３５０’Ｃに達し
ない温度１３００’Ｃを上限とする。 気体還元剤を使用して酸化鉄から鉄を得ることは、いわ
ゆる還元鉄の製造法として確立されたいくつかの技術を
参考にして実施すればよい。 −例をあげれば、ＦＩＯ
Ｒ法は還元剤として町またはＨ２＋ＧＯを使用し、７０
０〜８５０’Ｃの温度で、加圧下に還元剤ガスを循環さ
せて、連続的に鉄鉱石から金属鉄を製造する。 本発明の処理方法においては、鉄の製造を目的とする場
合とちがって、酸化鉄の完全な還元をめざす必要はない
。 一部が酸化物たとえばＦｅＯのまま残っていても、
被処理物が全体として焼結体ないし溶融体として安定な
塊になれば、何ら支障はないからである。 本発明に従ったときの減容の度合を考えると、つぎのと
おりである。 いま、クラッドを全量Ｆｅ２Ｏ３と仮定
してその１ Ｋ９を圧縮や溶融によって固化したとぎ、
最少容積は１９６ｄであるのに対し、これを完全に還元
して金属Ｆｅにしたとすれば、重量で０．７Ｋｇ、容積
では９０７！になる。 つまり１／２に減容できるわけである。 ［実施例１］ 予（１１５実験として、Ｆｅ２Ｏ３＋ＣｏＯに黒鉛粉末
を混合して磁製ルツボに入れ、大気中で下記の温度に各
２時間、電気炉で加熱した。 混合物の変化と、磁石へ
の付着の様子は、つぎのとおりであった。 ’１ｏｏｏ’ｃ 褐色から黒色に変 一部が磁石に色
した 付く １２００’Ｃ黒色で一部が金属 半分以上が磁石粉末と
なった に付く １３００’Ｃ大部分が金属粒に はとんど全部が変った
磁石に付く 次に、（Ｘ Ｆｅ ２０３ （２０，８ｇ＞＋００
０（０，５ｇ＞＋Ｃ（６，０９＞の混合物を、同様にし
て１１００℃に４０時間加熱した。 半溶融の塊状体が
得られ、その表面は黒色で、主としてＦｅ３Ｏ４である
ことがわかった。 生成物の重量は１７．２ｇで、その
うち金属Ｆｅ−Ｃｏは１５．２ＳＩＦであった。 塊の
断面を観察したところ、一部に未反応Ｃ粉末が残ってい
たが、全体として密で金属状であった。 ＥＰＭＡ分析
により、ＣｏがＦｅに固溶していることが確認できた。 ざらに、α−Ｆｅ、０３ （２０，６ｇ＞＋Ｃ。 Ｏ（３，５ｇ）十〇 （６，１ｇ＞の混合物を、１３０
０’Ｃに加熱した。 上記と同様の結果が、１２時間の
加熱で得られた。 ［実施例２］ Ｆｅ２０３ （２０，３ｇ＞十Ｃｏ （０，ｌ）の混合
物に糊材を加えて、径３〜７ｓ程度に造粒した。 ルツボの底にアルミナ管をさし込み、上記の混合物粉を
入れ、電気炉で９００℃に昇温した。 アルミナ管を通して町を送り、５時間にわたって加熱し
た。 黒色の焼結体が得られ、その内部には金属粉末が散在し
ていた。 Ｒ皿ム四星 本発明の処理方法は、還元を固体還元剤で行なうにせよ
還元性気体を用いるにせよ、固体表面の反応を利用する
ので、還元が安定かつ一様に進み、強固な同化体が得ら
れる。 これは、ガラス質のもののように、衝撃で割れ
る心配がないから、取扱いが容易である。 最大の利益
は、６０Ｃｏ１５４Ｍｎ、６３ＮＨのような核種がＦｅ
中に固溶し、安定に保持されることである。 固化体が焼結体である場合、減圧成形によりざらに減容
可能である。 前記したように、減容の度合は高く、こ
れは従来技術とちがって、固化のためにガラス化剤など
処理後に残在する成分を添加しないからである。 加熱を大気炉で行なう場合はもちろん、雰囲気炉で行な
う場合も、設備は常用のもので足りるから、簡易に実施
できる。
点を改善し、過大なエネルギーを消費することも、高価
な設備を必要とすることもなく容易に実施できて、十分
に高い減容度で安定な処理体を得ることのできる放射性
クラッドの安定化処理方法を提供することにある。 発明の構成 （問題点を解決するための手段１ 本発明の放射性クラッドの安定化処理方法は、酸化鉄を
主体とし放射性核種を含有するクラッドを、８００〜１
３００℃の温度で還元条件下に置き、焼結体ないし溶融
体とすることからなる。 還元条件下に置くひとつの手段は、クラッドに炭素粉末
のような固体還元剤を混合することである。 原子力発
電所などで、使用ずみの活性炭が難燃物として貯蔵され
ている場合、これを固体還元剤としても使用できる。 いまひとつの手段は、Ｈ２やＣｏのような還元性気体を
接触させることである。 これらの手段を併用してもよ
いことはもちろんである。 焼結体を得た場合、必要によりこれを圧縮成形すれば、
ざらに減容できる。 ［作 用］ クラッドの主成分は酸化鉄を主体とし、主要な放射性核
種として Ｃｏ１５４Ｍｎ、６３Ｎ、などを含有する。 水酸化鉄も含まれるが、乾燥および焼成により容易に
酸化鉄になるので、以下の記述においては酸化鉄で代表
させる。 いずれも、本発明に従う処理により、最終的には金属Ｆ
ｅおよびｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉまで還元され、６０Ｃｏ１５
４Ｍｎ、６３Ｎ＋はＦｅ中に固溶シテ安定に保持される
。 Ｆｅ （ＯＨ） −’Ｆｅ Ｏ→（Ｆｅ３０４）→
ＦｅＯ→Ｆｅ − ＣｏＯ→Ｃｏなど 固体還元剤としてＣ粉末を使用した場合、Ｆｅおよびｃ
ｏ、Ｍｎ、Ｎｉの酸化物の生成エネルギー（ΔＧ’ ）
が ２Ｇ＋０２→２ＧＯの生成エネルギーより大きくな
る温度は、おおよそ７００℃以上である。 そこで、反
応速度を考慮に入れて、８００℃以上の温度を与えるこ
ととした。 一方、還元反応にとっては、系が液相にならず同相を保
つ方が好都合なので、ＦｅＯの融点１３５０’Ｃに達し
ない温度１３００’Ｃを上限とする。 気体還元剤を使用して酸化鉄から鉄を得ることは、いわ
ゆる還元鉄の製造法として確立されたいくつかの技術を
参考にして実施すればよい。 −例をあげれば、ＦＩＯ
Ｒ法は還元剤として町またはＨ２＋ＧＯを使用し、７０
０〜８５０’Ｃの温度で、加圧下に還元剤ガスを循環さ
せて、連続的に鉄鉱石から金属鉄を製造する。 本発明の処理方法においては、鉄の製造を目的とする場
合とちがって、酸化鉄の完全な還元をめざす必要はない
。 一部が酸化物たとえばＦｅＯのまま残っていても、
被処理物が全体として焼結体ないし溶融体として安定な
塊になれば、何ら支障はないからである。 本発明に従ったときの減容の度合を考えると、つぎのと
おりである。 いま、クラッドを全量Ｆｅ２Ｏ３と仮定
してその１ Ｋ９を圧縮や溶融によって固化したとぎ、
最少容積は１９６ｄであるのに対し、これを完全に還元
して金属Ｆｅにしたとすれば、重量で０．７Ｋｇ、容積
では９０７！になる。 つまり１／２に減容できるわけである。 ［実施例１］ 予（１１５実験として、Ｆｅ２Ｏ３＋ＣｏＯに黒鉛粉末
を混合して磁製ルツボに入れ、大気中で下記の温度に各
２時間、電気炉で加熱した。 混合物の変化と、磁石へ
の付着の様子は、つぎのとおりであった。 ’１ｏｏｏ’ｃ 褐色から黒色に変 一部が磁石に色
した 付く １２００’Ｃ黒色で一部が金属 半分以上が磁石粉末と
なった に付く １３００’Ｃ大部分が金属粒に はとんど全部が変った
磁石に付く 次に、（Ｘ Ｆｅ ２０３ （２０，８ｇ＞＋００
０（０，５ｇ＞＋Ｃ（６，０９＞の混合物を、同様にし
て１１００℃に４０時間加熱した。 半溶融の塊状体が
得られ、その表面は黒色で、主としてＦｅ３Ｏ４である
ことがわかった。 生成物の重量は１７．２ｇで、その
うち金属Ｆｅ−Ｃｏは１５．２ＳＩＦであった。 塊の
断面を観察したところ、一部に未反応Ｃ粉末が残ってい
たが、全体として密で金属状であった。 ＥＰＭＡ分析
により、ＣｏがＦｅに固溶していることが確認できた。 ざらに、α−Ｆｅ、０３ （２０，６ｇ＞＋Ｃ。 Ｏ（３，５ｇ）十〇 （６，１ｇ＞の混合物を、１３０
０’Ｃに加熱した。 上記と同様の結果が、１２時間の
加熱で得られた。 ［実施例２］ Ｆｅ２０３ （２０，３ｇ＞十Ｃｏ （０，ｌ）の混合
物に糊材を加えて、径３〜７ｓ程度に造粒した。 ルツボの底にアルミナ管をさし込み、上記の混合物粉を
入れ、電気炉で９００℃に昇温した。 アルミナ管を通して町を送り、５時間にわたって加熱し
た。 黒色の焼結体が得られ、その内部には金属粉末が散在し
ていた。 Ｒ皿ム四星 本発明の処理方法は、還元を固体還元剤で行なうにせよ
還元性気体を用いるにせよ、固体表面の反応を利用する
ので、還元が安定かつ一様に進み、強固な同化体が得ら
れる。 これは、ガラス質のもののように、衝撃で割れ
る心配がないから、取扱いが容易である。 最大の利益
は、６０Ｃｏ１５４Ｍｎ、６３ＮＨのような核種がＦｅ
中に固溶し、安定に保持されることである。 固化体が焼結体である場合、減圧成形によりざらに減容
可能である。 前記したように、減容の度合は高く、こ
れは従来技術とちがって、固化のためにガラス化剤など
処理後に残在する成分を添加しないからである。 加熱を大気炉で行なう場合はもちろん、雰囲気炉で行な
う場合も、設備は常用のもので足りるから、簡易に実施
できる。
Claims (4)
- （１）酸化鉄を主体とし放射性核種を含有するクラッド
を、８００〜１３００℃の温度で還元条件下に置き、焼
結体ないし溶融体とすることからなる放射性クラッドの
安定化処理方法。 - （２）クラッドに固体還元剤を混合して実施する特許請
求の範囲第１項の処理方法。 - （３）クラッドに還元性気体を接触させて実施する特許
請求の範囲第１項の処理方法。 - （４）放射性核種が＾６＾０Ｃｏおよび／または＾６＾
３Ｎｉであって、これを酸化鉄の還元により生成した金
属Ｆｅの中に固溶させる特許請求の範囲第１項の処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27366786A JPS63127199A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 放射性クラツドの安定化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27366786A JPS63127199A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 放射性クラツドの安定化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63127199A true JPS63127199A (ja) | 1988-05-31 |
Family
ID=17530868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27366786A Pending JPS63127199A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 放射性クラツドの安定化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63127199A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084146A (en) * | 1996-09-12 | 2000-07-04 | Consolidated Edison Company Of New York, Inc. | Immobilization of radioactive and hazardous contaminants and protection of surfaces against corrosion with ferric oxides |
| US6288300B1 (en) * | 1996-09-12 | 2001-09-11 | Consolidated Edison Company Of New York, Inc. | Thermal treatment and immobilization processes for organic materials |
| JP2020186958A (ja) * | 2019-05-13 | 2020-11-19 | 一般財団法人電力中央研究所 | 放射性廃棄物の処理方法 |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP27366786A patent/JPS63127199A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084146A (en) * | 1996-09-12 | 2000-07-04 | Consolidated Edison Company Of New York, Inc. | Immobilization of radioactive and hazardous contaminants and protection of surfaces against corrosion with ferric oxides |
| US6288300B1 (en) * | 1996-09-12 | 2001-09-11 | Consolidated Edison Company Of New York, Inc. | Thermal treatment and immobilization processes for organic materials |
| JP2020186958A (ja) * | 2019-05-13 | 2020-11-19 | 一般財団法人電力中央研究所 | 放射性廃棄物の処理方法 |
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