リン酸系ガラスによる放射性廃棄物固化技術

Vitrification of high-level radioactive waste by phosphate-type glass

天本 一平; 明珍 宗孝; 福井 寿樹*

Amamoto, Ippei; Myochin, Munetaka; Fukui, Toshiki*

乾式再処理プロセスの一つである金属電解法では、核分裂生成物(FP)等を含有した電解質(LiCl-KCl)が廃塩として定常的に発生するため、塩中のFP等を取り除いて、再使用していく必要がある。廃塩の再生プロセスとして、溶融廃塩中のアクチニド元素を還元・抽出した後、ゼオライトでFPを吸着除去する技術検討がなされているが、破過したゼオライトは次工程(廃棄物処理工程)でソーダライトに変換して安定化処理するため、新たに高レベル放射性廃棄物(HLW)が二次廃棄物として発生することになる。この問題を解決するために、リン酸塩転換法が提案されている。この方法によれば、廃塩中のFP等をリン酸塩転換することにより沈殿物として除去し、さらに鉄リン酸ガラスに包蔵することにより安定化できる。本報告は、核燃料サイクルにおけるリン酸塩転換法の役割と、固化体とするための材料である鉄リン酸ガラスの物性や利点に焦点を合わせて解説している。

As the electrolyte [LiCl-KCl] used in the pyrochemical reprocessing process by the electrorefining method will likely be contaminated by the accumulation of various fission products [FPs] after prolonged electrolytic operation, some measures, e.g., its replacement by a virgin electrolyte, etc. are necessary. The constant replacement of electrolyte, however, could lead to the generation of enormous amount of high level radioactive waste [HLW] because the spent electrolyte is a waste salt and is classified as HLW. From the viewpoints of environmental load reduction and economical improvement, it is desirable to have the spent electrolyte purified for recycling by removing its FPs. The FPs precipitation method by converting FPs to insoluble compounds such as phosphates could be one of the potential techniques to remove FPs. Subsequently, it is necessary to immobilise FPs precipitates by vitrification or some other methods. The possibility and potential advantages of the vitrification of FPs phosphates using the iron phosphate glass is introduced in this paper. At the same time, comparisons are made with the borosilicate immobilisation method.