Study of LPOP residue on resin mineralization and solidification

減圧酸素プラズマ法によるイオン交換樹脂の無機化及び固化試験の研究

片桐 源一*; 藤沢 盛夫*; 佐野 一哉 ; 東浦 則和 

Katagiri, Genichi*; Fujisawa, Morio*; Sano, Kazuya; Higashiura, Norikazu

原子力発電所の運転に伴い、施設の水処理系統からは放射性廃棄物である使用済イオン交換樹脂が発生する。これら廃樹脂は、浄化する系統によって放射能濃度が異なり、放射能濃度が比較的高い廃樹脂は、原子力発電所の敷地内に貯蔵され、放射能レベルが減衰した後に処分される計画であるが、その貯蔵量は年々増加を続けている。日本では今後、原子力関連施設から排出される低レベル放射性廃棄物は、セメントなどで固化し、廃棄体として埋設処分される計画である。比較的放射能濃度の高い廃樹脂の埋設処分を行うにあたっては、埋設コスト低減の観点からは処分量を低減させること、廃棄体の長期健全性を確保する観点からは埋設処分に適する廃棄体とするために、樹脂の安定化処理が必要になるといわれている。つまり、これらの要求を実現するためには、減容と安定化の両方を満足できる処理技術の確立が急務となっている。このようなニーズに応える技術として、使用済イオン交換樹脂などの放射性廃樹脂の減容処理と最終処分に適した安定化処理が同時に可能な、減圧酸素プラズマ(Low Pressure Oxygen Plasma)処理と装置の開発を続けている。本技術の開発は、原理試作機,機能試験機による実樹脂を使ったホット試験を含めた開発を経て、実規模装置による性能評価や廃棄体に関する調査試験に至っている。本報では、LPOP技術の要約と埋設処分へ向けたLPOP処理の効果を評価する目的として実施したイオン交換樹脂の無機化と固化試験結果について報告する。

Fuji Electric had developed the low pressure oxygen plasma technology for mild decomposition and mineralization of an organic material such as ion exchange resin. This method is suitable for radioactive spent resin volume/weight reduction and stabilization for final disposal. On this process, the ion-exchange resins are vaporized and decomposed into gas-phase with pyrolysis, and then, they are decomposed and oxidized with low-pressure plasma activity based on oxygen. And this process is achieved under moderate condition for radio active waste. (1) incinerate temperature: 400-700 C (2) low-pressure (low-temperature) plasma condition: 10-50 Pa. From the result of this process, named of LPOP(low pressure oxidation process) by the inductively coupled plasma, we have confirmed that the process is applicable for organic fireproof waste including ion-exchange resin, and found that the used resin treatment performance is the same as cold test.